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2026-06-14
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当前报纸名称:人民铁道报

铁路行业科技创新基地:BIM软件铁路行业重点实验室

日期:09-27
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  隧道模型IFC转换。   钢筋加工场虚拟建造。   实验室设备仪器。   清河站电子沙盘。   北京丰台站电子沙盘。   清华园隧道虚拟建造。   清华园隧道管片拼装进度模拟。   广州局集团站房工程建设管理平台。   清华园盾构管片预制生产与质量管理轻量化模型。   智能京张BIM设计在京张高铁官厅水库特大桥应用。

  新时代十年,中国铁道科学研究院集团有限公司坚守中国铁路战略科技力量的职责使命,紧密围绕国家和行业科技发展需求,依托各专业实验资源,积极推进国家科技创新平台建设,为中国铁路现代化发展锻造科技之剑。目前,铁科院集团公司已建成和在建多个国家创新平台,承担科学技术部等部门及中国国家铁路集团有限公司重大科研项目,开展铁路科技创新、成果转化及试验检验等,大力推进对外合作交流,加快高端人才和科研团队培养,为铁路率先实现现代化、勇当服务和支撑中国式现代化建设的“火车头”贡献智慧与力量。

  BIM软件铁路行业重点实验室是由国家铁路局主管,依托中国铁道科学研究院集团有限公司,集合北京交通大学、铁路BIM联盟等内外优势资源,以满足铁路行业重大、超大工程对BIM软件的发展需求为宗旨,突破云BIM服务、数字孪生、全生命周期管理等技术,构建可信、可算、可用的行业BIM软件体系,驱动产学研创新合作模式,搭建复合型人才培养基地,促进关键技术转型升级与行业科技进步,推动铁路工程BIM技术可持续发展而建立的开放型创新实验室。2023年3月,BIM软件铁路行业重点实验室被国家铁路局认定为铁路行业科技创新基地。

  BIM软件铁路行业重点实验室围绕国家重大、超大线性工程对核心软件的需求,在铁路BIM服务、数字孪生技术、全生命周期管理等方面开展深入研究和关键技术攻关,形成基础研究、产品研发、技术服务、开放合作、人才培养等产学研用全链条协调、融合发展的良好机制,取得丰硕的科研成果,承担或结题各类科研项目123项,获省部级奖项6项,取得专利15项,取得软件著作权125项,主持及参与标准编制24项;作为国际BIM标准组织(bSI)8家国际战略会员之一,牵头编制了ifcAlignment1.0、IFCRail等标准并提交ISO发布,成为国际上首个IFC铁路标准。

  实验室配备人员65人,专业涵盖科研、设计、施工、运维等多个方向,其中高级职称45人,占比70%;硕士及以上学历48人,占比74%;入选中国国家铁路集团有限公司“百千万人才”工程专业带头人2名,省部级高层次人才6名。

  实验室建设

  围绕BIM服务、数字孪生、全生命周期管理研究方向搭建科研基地、试验基地、试验平台和科研平台,具备专项研究和试验的能力。

  1.数字环铁实验室

  研究现场感知数据的有效采集和快速处理技术,集成线路状态、外部环境、专业实验、运营维护等业务数据,实现综合展示、室内试验、环上试验、资产查询、列车追踪、虚拟驾驶等功能,提升试验基地的综合试验能力。

  2.数字孪生实验室

  研究多源环境监测数据与主体工程耦合机理,研发铁路工程数字孪生对象动态构建与更新技术,构建智能管控、数字化施工、虚拟建造等数字孪生机理和表征模型,建立构件级可追踪动态关联体系,研发铁路桥梁、隧道、站房等重点工程数字孪生应用系统。

  3.标准制定实验室

  研究铁路智能建造标准类目映射模型,构建智能建造标准体系,重点突破铁路BIM技术和应用标准。目前已完成信息语义、数据存储、设计交付、结构分解等16项标准,为铁路BIM软件从设计、施工到运维提供标准支撑。

  4.智能建造实验室

  重点突破铁路工程BIM设计技术,研究基于模数驱动的铁路工程全生命周期管理技术,搭建基于BIM的设计、施工、运维一体化管理平台,为铁路施工建造进度、质量、安全等全过程精细化管控提供支撑。

  5.实验设备区

  主要包含铁科院集团公司本部、成都创新中心工程应用实验区和国家铁道试验中心现场实验验证区在内的三大试验基地。实验设备区具备数据采集、数据处理、数据展现三类仪器设备共137套,数据采集包含多旋翼无人机、三维激光扫描仪和北斗导航试验、风雨雪环境监测等设备,数据处理包含高性能移动图形工作站、图形渲染服务器、仿真分析服务器等设备,数据展现包含3D打印设备、头戴式全息智能眼镜等设备。

  重点成果展示

  1.促进铁路建设数字化智能化发展

  结合铁路工程建设应用特点,开展基于BIM的全生命周期管理技术研究,构建了以“BIM+GIS”技术为核心的铁路工程全生命周期管理平台,将新一代信息技术与先进的工程建造技术相融合,通过自动感知、智能诊断、协同互动、主动学习和智能决策等手段,形成涵盖勘察设计、施工建造、运营维护阶段的成套信息化管理系统,支撑了铁路工程建设综合、进度、材料、质量、安全、投资、人员等领域的日常管理业务,实现了铁路工程全生命周期管理精细化,为新时代铁路工程建设管理水平提升提供重要技术保障。

  铁路工程管理平台经过几年的发展,形成了安全、质量、进度、投资、设计、综合管理等7个体系,开发了试验检测、超前地质预报等50余个业务系统。作为国铁集团统建信息系统,基于BIM的铁路工程管理平台实现了全路大中型建设项目全覆盖管理,在181个建设项目应用,其中包含167个国铁项目、12个地方铁路项目和中老铁路等2个海外项目,服务对象覆盖17个铁路局集团公司及20多个铁路公司,同时在数字郑万、智能京雄、智能京张等重点工程取得创新应用。

  2.打造铁路智能站房建维一体新模式

  围绕“精品客站,智能站房”,聚焦全过程数字化交付,综合应用BIM、GIS、物联网、移动端、5G、MR、人工智能、大数据等技术,融合应用智能无人机、三维激光扫描设备、施工/巡检/验收机器人等新装备,研发了基于国产化技术的智能站房建造管理平台,提供BIM深化建模、建造协同管理、数字工程交付与认证等一体化服务,并积极探索站房数字化交付新模式,提出了站房数字化交付运维技术标准,首次在全路站房领域综合应用电子档案软硬件一体化装备,实现了精细化管控、智慧化BIM应用及数字化交付,逐步实现项目各业务流程的数字化、网络化、智能化,有效提升了施工管理效率,取得较显著的经济、社会、环境效益,为相关铁路客运枢纽的施工提供了参考经验。该平台已成功在北京丰台站、杭州西站、广州白云站、天府站等大型综合枢纽应用,提升了铁路站房工程建设管理水平,实现了智能站房建造与数字化交付,打造铁路智能站房建维一体化应用新生态。

  3.突破铁路BIM建模与应用关键技术

  依托科技冬奥项目,自主设计和研发了Railworks一体化设计平台。该平台在自主可控、标准落地、一模到底、模数一体、一模多用、开放引领等方面具有独特优势,被纳入深圳市第一批BIM建模软件产品测评,经鉴定,在建模能力与效率、核心技术自主可控、信息安全、信创产品适配等方面获得高度认可。

  Railworks平台采用Web端建模技术,充分融合铁路BIM联盟标准,具备以参数化构件库、铁路多专业协同设计、工程出图等为核心的自主化BIM设计功能,构建了以快速建模、图形渲染、数据转换、模型管理、IFD标准编码、工序模拟等服务为核心的数字化平台,形成了从协同设计、数字建管到智能运维的全过程自主BIM解决方案。

  自2019年以来,该平台先后在深汕高铁、西十高铁和深圳地铁等轨道交通项目及深圳市建筑工务署等市政项目开展全过程应用,提高设计效率,降低项目成本,加强协同设计与交流,为施工质量与效率提升提供坚实支撑。

  4.构建铁路数字工程咨询与认证生态链

  建立以咨询为先导、以认证为保障的铁路数字工程质量管理生态链,大力推动铁路数字业务发展,驱动铁路数字技术良性双向循环发展,形成铁路数字工程高效解决方案,为铁路数字化发展提供加速动力。在铁路BIM联盟的统一牵头下,以西成高铁(甘青段)为突破,编制整套BIM咨询标准,从源头规范指导项目开展数字工程创建及应用,形成完善的全过程全专业数字工程咨询机制,构建了适应铁路业务的数字工程咨询工作模式,为甘青铁路数字工程数据流转、交换、应用提供支撑保障,在杭州西站、德令哈站、中国铁路济南局集团有限公司调度中心项目的实践应用进一步验证咨询工作机制可靠有效;建立了铁路数字工程产品,服务、管理体系及人员“四位一体”认证体系,发布《轨道交通数字工程认证指南》,以酒额铁路“四电”工程为认证试点,开创铁路数字工程实验室检测、实体工程抽检、现场审核一体的认证流程、方法及体系;依托西成高铁(甘青段),将铁路数字工程认证拓展至桥隧专业,并研发了铁路数字工程认证平台,组建了数字工程检验检测机构,培训了一批数字工程认证师。

  实验室将围绕核心研究方向,打造适应铁路发展新常态的自主化数字空间底座,构建具有完全自主知识产权的高可信、高可用的铁路BIM服务平台,依托CR450工程开展验证,实现BIM服务资源的数字化供给和网络化服务;建立轴面协同与模数一体的铁路工程数字孪生平台,建立具有国际领先水平的铁路工程数字孪生技术体系,引领科学、安全、绿色的铁路智能建造转型升级;不断完善基于BIM的铁路工程全生命周期管理平台,深化数字化建造成套技术体系,为铁路建设精细化、智能化管控提供科技支撑。

  本版文图均由铁科院集团公司提供