基于Inventor的接触网BIM设计系统研究

发布时间：2020-08-01 14:51

【摘要】：过去20多年里CAD的普及极大地提高了设计师和工程师的工作效率,但随着计算机技术的飞速发展和用户需求的提高,CAD等二维设计软件已经不能很好的满足工程设计及管理等方面的进一步需求。BIM具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性等特点,能够极大地提高设计效率和管理效率,已获得广泛关注。接触网作为电气化铁路核心部件之一,其设计具有项目繁多、设计工作量大等特点。如何应用BIM技术进行接触网设计成为当前重要的研究课题。本文研究针对接触网当前BIM设计中亟需解决的问题,详细分析了接触网BIM设计系统的实施目标、核心功能、结构框架和关键技术。调研并对比了目前主流的BIM软件平台,结合专业特点,选定Inventor作为接触网BIM设计的软件平台。充分利用已有的平面法定CAD设计资料作为基础数据源,通过建立基于数据驱动的接触网基本零部件模型并形成接触网参数化零部件族库系统,在对基础平面CAD设计图进行自动解析的基础上,构建了一套二维-三维接触网自动布设系统,最终实现接触网三维BIM场景的自动布置。充分考虑系统的功能需求和拓展需求,完成了接触网BIM设计系统的模块化、结构化设计开发。用户交互UI界面和项目管理系统为接触网三维设计系统提供了基础运行支撑;接触网平面设计图解析系统为后续接触网三维场景的自动生成提供了基础;接触网BIM设计三维布设系统实现了接触网零件和装配体的创建、修改、属性添加、模型自动布设、手动布设等功能,极大地减轻了完全手工布设的工作量,提高了布设精度,增强了设计数据的关联性;碰撞检测和物料表功能模块,使设计校验和设计输出成为可能,进一步减少或避免了碰撞带来的设计变更,同时能够准确详细地输出接触网物料表。本文设计开发的接触网BIM设计系统,可极大的减轻工程设计人员在进行二维-三维设计过渡过程中的学习成本,减少对设计工作的影响;设计结果无需进行三维到平面CAD图的转化,不影响提交设计资料;系统设计充分考虑了二维-三维设计的隔离,未来在设计人员逐步熟悉三维设计后可转换到三维平台完成全部设计工作;系统充分考虑了未来的扩展性。为接触网三维设计提供了新思路新途径,具有一定的工程实际意义。
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U225.1
【图文】：

设计图,接触网,二维平面,设计图

图 1-1 接触网二维平面设计图接触网传统二维 CAD 平面设计存在的主要问题包括[8-9]：1) 接触网二维 CAD 包含参数信息困难。接触网 CAD 图纸仅包含基础线路、支柱布局等信息，缺乏零部件数据、三维空间信息、详细装配信息等。大量信息需要利用外部文件进行信息共享和数据交换，各个设计文件之间缺乏关联，信息同步困难，增加了设计成本和维护难度。2) 二维 CAD 协同设计困难。接触网作为站后专业，需要与其它专业接口配合。但目前设计中各专业之间独立，各专业之间的协调性、联动性较弱。由于设计过程中信息不连续，不利于工程设计中的跨专业交互与协同设计，设计中各阶段、各专业信息割裂明显，严重影响设计效率，造成后期大量设计变更，影响设计效率，增加项目成本。3) 二维 CAD 设计信息深度利用困难。二维 CAD 使用抽象图元符号进行设计，后期需要大量有经验的人员根据设计规范进行审图，难以实现设计阶段的设计规范自动校验。二维 CAD 信息也难于进行接触网静态设计参数校验、动态性能仿真。基于 BIM 技术的工程信息一体化平台技术能够较大地提高设计效率和管理效率，已[10-12]。自 2013 年 4 月伊始，中国铁路总公司多次召集轨道交

西成,桥隧

图 1-2 西成客专桥隧 BIM 设计国中铁二院工程集团有限责任公司以海南西环铁路东方站为试点开展 BI研究工作，基于 Revit、Civil3D 和 Navisworks 软件平台，构建了数字地理成了直观有效的多方沟通方式；通过快速概念设计和性能分析，能够确定案；通过管线综合检测，能够解决施工前不合理或不协调的问题；通过可成了对铁路站房的施工模拟、风险预判和运维管理分析；基于云和移动端 BIM 的应用价值，能够随时随地访问 BIM 数据；通过 BIM 数据的共享，案及制度化管理提供协调一致的数据依据[47]。海南西环铁路东方站 BIM 所示。

海南,铁路站房

【参考文献】