BIM與GIS融合技術(shù)在鐵路信息化建設(shè)中的應(yīng)用

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1、BIM與GIS融合技術(shù)在鐵路信息化建設(shè)中的應(yīng)用李元龍濟(jì)南鐵路局青島工程建設(shè)指揮部X關(guān)注成功！加關(guān)注后您將方便地在我的關(guān)注中得到本文獻(xiàn)的被引頻次變化的通知！·新浪微博·騰訊微博·人人網(wǎng)·開心網(wǎng)·豆瓣網(wǎng)·網(wǎng)易微博摘????要：為適應(yīng)現(xiàn)代信息化鐵路的發(fā)展要求,需要積極利用信息化技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)化手段增強(qiáng)鐵路信息化服務(wù)力量,優(yōu)化鐵路運(yùn)行效率和質(zhì)量。文章基于BIM與GIS融合技術(shù)產(chǎn)生背景,從鐵路工程要素BIM語義擴(kuò)展、GIS語義擴(kuò)展、車站信息模型跨平臺集成等方面探討了BIM與GIS融合技術(shù)在鐵路信息化建設(shè)中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：BI

2、M;GIS;融合技術(shù);鐵路信息化;在我國交通發(fā)展和經(jīng)濟(jì)建設(shè)中,鐵路發(fā)揮著重要作用,強(qiáng)化鐵路建設(shè)具有重要意義。在信息化的大背景下,鐵路信息化發(fā)展自然也成為了現(xiàn)代化鐵路發(fā)展的主要趨勢。在鐵路建設(shè)中,強(qiáng)化信息技術(shù)的利用對于擴(kuò)大鐵路自身的服務(wù)范圍、提升服務(wù)水平等具有重要意義。從工程建設(shè)的實(shí)踐來看,利用BIM技術(shù)和GIS技術(shù)能夠進(jìn)一步提高工程建設(shè)質(zhì)量。在鐵路信息化建設(shè)過程中,探討兩種技術(shù)的融合,并將其充分運(yùn)用于建設(shè)實(shí)踐中必然會產(chǎn)生巨大的效益?；诖?深入分析BIM與GIS融合技術(shù)在鐵路信息化建設(shè)中的應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義

3、。1BIM與GIS融合技術(shù)產(chǎn)生背景在目前的鐵路信息化建設(shè)過程中,可以引入建筑領(lǐng)域的BIM技術(shù)和理念,進(jìn)而利用信息模型對鐵路工程生命周期內(nèi)的資源、活動和產(chǎn)品進(jìn)行統(tǒng)一的組織和管理,使鐵路建設(shè)各個(gè)階段實(shí)現(xiàn)信息共享,節(jié)約建設(shè)成本,避免資源浪費(fèi)。雖然在信息化鐵路建設(shè)過程中可以借鑒BIM技術(shù)的理念和技術(shù),但是鐵路工程和建筑工程存在著明顯的差異:一方面,鐵路工程在建設(shè)過程中表現(xiàn)出了比較明顯的線狀、跨度大和工程點(diǎn)復(fù)雜的特點(diǎn);另一方面,BIM技術(shù)在三維信息模型的大尺度表達(dá)、一致性分析和管理方面存在著明顯的不足。因此,在鐵路工程的

4、信息化建設(shè)中,還要引入以空間分析和空間數(shù)據(jù)庫以及三維可視化為核心的GIS技術(shù)。從目前的具體分析來看,鐵路建設(shè)與地形有著緊密的聯(lián)系,所以其涉及的要素均可以視為GIS的研究對象,因此利用GIS平臺可以滿足鐵路建設(shè)工程的完整性以及全局性、宏觀性的表達(dá)要求。在構(gòu)建鐵路工程信息模型的過程中,不僅要對局部的控制設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)的精確性,更要對全局系統(tǒng)的合理性進(jìn)行協(xié)調(diào)。整個(gè)模型的構(gòu)建需要實(shí)現(xiàn)從微觀到宏觀的不同尺度把握和操作,而這種操作正是結(jié)合了BIM技術(shù)和GIS技術(shù),因此探討這二者的融合便成為信息化鐵路建設(shè)中需要重點(diǎn)突破的一項(xiàng)工

5、作。2鐵路工程要素BIM語義擴(kuò)展鐵路工程的建設(shè)和建筑工程有較大的相似性,主要是因?yàn)樵阼F路工程的建設(shè)中同樣需要注意其周期內(nèi)的資源利用以及其他相關(guān)的活動管理。因此,借鑒建筑領(lǐng)域當(dāng)中的BIM理念和技術(shù),實(shí)現(xiàn)其在鐵路工程中的利用,需要對鐵路工程要素中的BIM語義進(jìn)行擴(kuò)展。換言之,需要對鐵路工程建設(shè)中的信息描述和交流方法進(jìn)行深入的理解。IFC是BIM框架中的核心要素之一,對建筑工程當(dāng)中涉及的所有要素類型、關(guān)系和屬性的數(shù)據(jù)存儲標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了定義,其利用可以具體到實(shí)例化的文件。除此以外,此要素還可以作為一種開放易讀、面向建筑工程

6、領(lǐng)域的可擴(kuò)展基礎(chǔ)數(shù)據(jù)格式。在目前的BIM商業(yè)軟件中,對于IFC的支持幾乎達(dá)到了100%。隨著BIM技術(shù)在鐵路工程中的深入應(yīng)用,將IFC作為鐵路工程語義要素?cái)U(kuò)展的基礎(chǔ)十分必要,所以在選擇擴(kuò)展時(shí),IFC具有優(yōu)先性。在IFC的Schema語義規(guī)則描述基礎(chǔ)上進(jìn)行語義擴(kuò)展的基礎(chǔ)方案是指基于IFC實(shí)體的擴(kuò)展機(jī)制。在這種機(jī)制下,參考的基本內(nèi)容是鐵路BIM信息編碼,利用編碼對相應(yīng)的實(shí)體類型和屬性集進(jìn)行性的定義,就能形成鐵路數(shù)據(jù)的存儲標(biāo)準(zhǔn)。在具體擴(kuò)展實(shí)施的過程中,根據(jù)鐵路工程的各個(gè)專業(yè)進(jìn)行劃分,可以從IFC既有實(shí)體當(dāng)中派生定義新

7、的泛型子類。3鐵路工程要素GIS語義擴(kuò)展在BIM和GIS技術(shù)的融合中,鐵路工程要素不僅要進(jìn)行BIM的語義擴(kuò)展,也要進(jìn)行GIS的語義擴(kuò)展。從GIS的視角對鐵路工程要素的語義進(jìn)行擴(kuò)展,主要采用的是利用OGC進(jìn)行組織定制的CityGML三維模型數(shù)據(jù)存儲標(biāo)準(zhǔn)框架,此框架可以提供ADE擴(kuò)展機(jī)制。這種擴(kuò)展機(jī)制以已有的模塊相關(guān)實(shí)體類型為泛型,可以對各實(shí)體的類型和屬性等進(jìn)行擴(kuò)展定義,進(jìn)而對實(shí)體泛化、組合的關(guān)系進(jìn)行描述。通過這種描述,以XML的最終語言實(shí)現(xiàn)shema和實(shí)體文件的具體內(nèi)容。從目前的分析結(jié)果來看,CityGML具有“

8、開放的”標(biāo)準(zhǔn),所以采用了兩種方式進(jìn)行Schema的機(jī)制存儲語義,即自建和共享。Schema機(jī)制存儲語義和實(shí)例數(shù)據(jù)文件進(jìn)行鏈接,其中的記錄內(nèi)容也得到解譯。與此同時(shí),Schema機(jī)制存儲語義利用用戶的擴(kuò)展和限制等機(jī)制來進(jìn)行自己的應(yīng)用Schema創(chuàng)建。像這樣基于底層的內(nèi)建擴(kuò)展便是ADE.利用ADE擴(kuò)展的結(jié)果,用戶可以實(shí)現(xiàn)其對于應(yīng)用需求的語義傳遞和數(shù)據(jù)共享的滿足。就目前的應(yīng)用需要分析,使用Ci