鐵路信號系統(tǒng)本質(zhì)上是一種弱電有線系統(tǒng),其中的信號線纜在長距離空間中與其他專業(yè)的構(gòu)件與建筑空間有著復(fù)雜的空間拓?fù)潢P(guān)系,在跨專業(yè)協(xié)同設(shè)計中為了與其他專業(yè)實(shí)現(xiàn)更好的設(shè)計信息共享,鐵路信號線纜需要進(jìn)行BIM三維建模。但是,目前鐵路信號線纜布線設(shè)計主要是“翻圖”和“三維正向設(shè)計”兩種模式,這兩種模式都存在著局限性。前者工作量大且易有錯誤、遺漏,后者信號設(shè)計人員難以適應(yīng)。本文在綜合考慮鐵路信號系統(tǒng)設(shè)計習(xí)慣、流程和線纜幾何圖形特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,提出了“二維邏輯驅(qū)動三維物理,三維物理深化二維邏輯”的鐵路信號線纜BIM設(shè)計模式,在此模式下,設(shè)計人員仍舊先設(shè)計二維邏輯模型,然后本文提出了線纜路由點(diǎn)自動生成算法和線纜形態(tài)分段建模算法,實(shí)現(xiàn)了三維線纜布置及幾何形狀的自動生成;然后建立信號線纜邏輯模型模板,通過模板將自動生成的路由關(guān)鍵點(diǎn)的三維信息反向關(guān)聯(lián)到邏輯模型。接著,以Rhino Grasshopper平臺為基礎(chǔ)開發(fā)了鐵路信號系統(tǒng)線纜三維自動布線原型系統(tǒng)。最后,以張家莊車站信號系統(tǒng)線纜三維布設(shè)為工程案例,驗(yàn)證了所提出方法的有效性和實(shí)用性。 

【文章來源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

技術(shù)路線圖

鐵路信號系統(tǒng)設(shè)計是以站場設(shè)計圖為基礎(chǔ)進(jìn)行進(jìn)一步設(shè)計的,其設(shè)計流程如圖2-1所示。鐵路信號系統(tǒng)設(shè)計以其前序?qū)I(yè)(站場)設(shè)計結(jié)果為基礎(chǔ),設(shè)計人員首先在站場圖上對信號設(shè)備進(jìn)行布置,依據(jù)功能需求和站場數(shù)據(jù)確定信號機(jī)種類、里程等信息,而信號設(shè)備中的道岔在此之前的線路選型設(shè)計中已經(jīng)確定了型號及位置;第二步是確定設(shè)備組合在機(jī)柜中的位置,設(shè)備組合是一組繼電器的集合,一般由7-10個不同類型的繼電器組合而成,通過既定的連接方式實(shí)現(xiàn)對鐵路信號設(shè)備的控制;第三步為室外分線盤設(shè)計,室外分線盤是連接室內(nèi)線纜和室外線纜的橋梁,一個設(shè)備組合往往控制著若干個信號設(shè)備,通過室外分線盤進(jìn)行線纜分線,其設(shè)計的目的是對防雷分線柜中的線纜連接關(guān)系進(jìn)行說明;最后通過第三方聯(lián)鎖系統(tǒng)設(shè)計廠家對上述設(shè)計文件進(jìn)行處理,生成聯(lián)鎖關(guān)系表,該表格即為最終設(shè)計成果,缺少直觀的用于指導(dǎo)線纜配線施工的相關(guān)文件。2.1.2 鐵路信號系統(tǒng)線纜三維設(shè)計

第一種設(shè)計模式是“翻圖模式”,即依據(jù)線纜配線表及信號設(shè)備平面布置圖等二維設(shè)計結(jié)果,在三維建模軟件中進(jìn)行線纜建模工作,其流程如圖2-2所示。這種模式以信號線纜三維模型為最終設(shè)計成果,僅從線纜模型可視化的角度增加了信息,同時無法克服由于信號線纜規(guī)模大帶來的工作量大、易出錯、難以修改的缺點(diǎn)。第二種設(shè)計模式是“正向三維設(shè)計”,即直接利用商業(yè)化軟件進(jìn)行三維設(shè)計,在鐵路信號設(shè)計中常用的商業(yè)化三維建模軟件包括Autodesk、Bentley和Catia三種系列,目前鐵路通信與信號工程BIM設(shè)計最常用的軟件是Autodesk公司的Revit和Inventor,其優(yōu)缺點(diǎn)如表2-1所示。


本文編號：2923477