面向BIM的铁路信号系统线缆建模及布设研究

发布时间：2020-12-18 05:51

　　铁路信号系统本质上是一种弱电有线系统,其中的信号线缆在长距离空间中与其他专业的构件与建筑空间有着复杂的空间拓扑关系,在跨专业协同设计中为了与其他专业实现更好的设计信息共享,铁路信号线缆需要进行BIM三维建模。但是,目前铁路信号线缆布线设计主要是“翻图”和“三维正向设计”两种模式,这两种模式都存在着局限性。前者工作量大且易有错误、遗漏,后者信号设计人员难以适应。本文在综合考虑铁路信号系统设计习惯、流程和线缆几何图形特点的基础上,提出了“二维逻辑驱动三维物理,三维物理深化二维逻辑”的铁路信号线缆BIM设计模式,在此模式下,设计人员仍旧先设计二维逻辑模型,然后本文提出了线缆路由点自动生成算法和线缆形态分段建模算法,实现了三维线缆布置及几何形状的自动生成;然后建立信号线缆逻辑模型模板,通过模板将自动生成的路由关键点的三维信息反向关联到逻辑模型。接着,以Rhino Grasshopper平台为基础开发了铁路信号系统线缆三维自动布线原型系统。最后,以张家庄车站信号系统线缆三维布设为工程案例,验证了所提出方法的有效性和实用性。 

【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：93 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

技术路线图

铁路信号系统设计是以站场设计图为基础进行进一步设计的,其设计流程如图2-1所示。铁路信号系统设计以其前序专业(站场)设计结果为基础,设计人员首先在站场图上对信号设备进行布置,依据功能需求和站场数据确定信号机种类、里程等信息,而信号设备中的道岔在此之前的线路选型设计中已经确定了型号及位置;第二步是确定设备组合在机柜中的位置,设备组合是一组继电器的集合,一般由7-10个不同类型的继电器组合而成,通过既定的连接方式实现对铁路信号设备的控制;第三步为室外分线盘设计,室外分线盘是连接室内线缆和室外线缆的桥梁,一个设备组合往往控制着若干个信号设备,通过室外分线盘进行线缆分线,其设计的目的是对防雷分线柜中的线缆连接关系进行说明;最后通过第三方联锁系统设计厂家对上述设计文件进行处理,生成联锁关系表,该表格即为最终设计成果,缺少直观的用于指导线缆配线施工的相关文件。2.1.2 铁路信号系统线缆三维设计

第一种设计模式是“翻图模式”,即依据线缆配线表及信号设备平面布置图等二维设计结果,在三维建模软件中进行线缆建模工作,其流程如图2-2所示。这种模式以信号线缆三维模型为最终设计成果,仅从线缆模型可视化的角度增加了信息,同时无法克服由于信号线缆规模大带来的工作量大、易出错、难以修改的缺点。第二种设计模式是“正向三维设计”,即直接利用商业化软件进行三维设计,在铁路信号设计中常用的商业化三维建模软件包括Autodesk、Bentley和Catia三种系列,目前铁路通信与信号工程BIM设计最常用的软件是Autodesk公司的Revit和Inventor,其优缺点如表2-1所示。


本文编号：2923477