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隧道洞口智能化设计方法研究 被引量:1
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作者 戴林发宝 吴佳明 +3 位作者 杨辉 陈韶平 杨剑 孙文昊 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第3期130-137,147,共9页
矿山法隧道洞口人工设计工作繁琐、生产效率低,如何迅速而准确地设计出隧道洞口方案,是一项十分有意义的任务。为解决这一难题,研究提出融合多种人工智能技术的隧道洞口智能设计框架,并发展一种隧道洞口智能化设计方法。通过深入分析影... 矿山法隧道洞口人工设计工作繁琐、生产效率低,如何迅速而准确地设计出隧道洞口方案,是一项十分有意义的任务。为解决这一难题,研究提出融合多种人工智能技术的隧道洞口智能设计框架,并发展一种隧道洞口智能化设计方法。通过深入分析影响隧道洞口设计的因素,并收集超过1400个隧道洞口的设计案例,构建隧道洞口设计知识图谱。在此基础上,有针对性地搭建隧道洞口主要设计参数的智能决策模型,实现了隧道洞门类型及洞口边仰坡坡率的智能决策。采用智能推荐生成的洞口设计参数,并结合搜索优化算法,建立隧道洞口边仰坡和排水系统的智能化设计方法。在此基础上,基于国产BIM平台自主研发了隧道洞口智能设计系统,实现了数据驱动、设计方案智能决策、二三维联动详细设计、成果自动输出的隧道洞口智能设计全流程服务。最后依托实际工程验证了本方法和设计系统的可行性和适用性。 展开更多
关键词 矿山法 隧道洞口 人工智能技术 智能决策 数字设计 BIM
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基于深度学习的隧道洞口位置智能决策方法
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作者 吴佳明 戴林发宝 +4 位作者 肖明清 杨剑 孙文昊 王峥峥 陈韶平 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第3期138-147,共10页
钻爆法隧道洞门结构是隧道工程的重要组成部分,其洞口位置对洞口区域的开挖范围和洞门型式的确定具有显著影响,洞口位置受控因素多、依赖主观经验强。为了有效解决这些难题,引入人工智能技术,提出融合多种深度学习算法的隧道洞口位置智... 钻爆法隧道洞门结构是隧道工程的重要组成部分,其洞口位置对洞口区域的开挖范围和洞门型式的确定具有显著影响,洞口位置受控因素多、依赖主观经验强。为了有效解决这些难题,引入人工智能技术,提出融合多种深度学习算法的隧道洞口位置智能决策方法。首先,通过梳理分析隧道洞口位置设计影响因素,建立隧道洞门设计数据库。针对不同类型的影响因素数据进行特征工程,在数据预处理的基础上构建融合长短期记忆网络(LSTM)、自注意力机制(Self-Attention)、卷积神经网络(CNN)和全连接神经网络(FC)的智能设计模型,实现对隧道洞口位置的智能决策。通过对比分析多种模型结构的预测效果,提出洞口位置最优预测模型LstmAttCnnNet,计算得到决定系数R^(2)达到0.910,均方根误差(RMSE)稳定在0.094。研发隧道洞口位置智能决策模块,通过BIM技术将智能决策得到的洞门长度参数进行三维展示,通过42座实际隧道洞口工程案例验证和典型工程应用,证明了决策方法的有效性和适用性。本文提出的隧道洞口位置智能预测模型首次实现了隧道洞门长度的智能决策,有效促进了钻爆法隧道智能设计技术创新,赋能钻爆法隧道智能建造。 展开更多
关键词 隧道工程 洞口位置 深度学习 智能设计模型 智能决策 三维展示
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隧道工程参数化快速建模与LOD自适应集成技术研究
3
作者 方黄磊 吴佳明 +5 位作者 姚洪锡 戴林发宝 李越 刘先林 钱洪亮 冯欣 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第3期189-196,共8页
针对当前铁路隧道三维设计存在的构件复用性差、建模效率低、集成展示效果不佳等问题,采用建模分析、算法研究、软件研发、项目应用等研究手段,开展以下三方面研究:针对隧道构件,明确铁路隧道构件模型库的总体分类,按照构件特征分别提... 针对当前铁路隧道三维设计存在的构件复用性差、建模效率低、集成展示效果不佳等问题,采用建模分析、算法研究、软件研发、项目应用等研究手段,开展以下三方面研究:针对隧道构件,明确铁路隧道构件模型库的总体分类,按照构件特征分别提出“参数化模板”与“自适应规则”驱动的建模方式,建立高精度铁路隧道数字化构件模型库;在构件库的基础上,建立铁路隧道参数化构件拼装方法,基于洞身支护措施设计方案驱动隧道参数化建模,实现隧道高精度自动定姿定位;进一步,采用图分区技术实现隧道模型LOD动态生成,并基于图元权重标记策略最大限度保留隧道结构特征,实现集成展示下隧道模型LOD自适应效果。利用本文研究成果支撑隧道智能设计系统的研发,以杨村隧道为例利用构建的隧道高精度模型构件库,完成了隧道模型的快速建模与自适应集成,验证了研究成果的可行性和实用性。 展开更多
关键词 铁路隧道 构件模型库 参数化建模 LOD自适应 集成展示
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高速列车振动引发地层位移响应分析
4
作者 戴林发宝 王广地 +1 位作者 高波 张波 《铁道建筑》 北大核心 2011年第4期98-100,共3页
通过FLAC3D软件对列车荷载引发的盾构隧道动力响应进行了数值模拟,分析了列车高速通过隧道时盾构管片以及地层的位移变化规律。结果表明,单列列车经过左侧隧道时,竖向位移分布呈不对称状态,两列列车交会经过时,位移等值线基本呈对称分布... 通过FLAC3D软件对列车荷载引发的盾构隧道动力响应进行了数值模拟,分析了列车高速通过隧道时盾构管片以及地层的位移变化规律。结果表明,单列列车经过左侧隧道时,竖向位移分布呈不对称状态,两列列车交会经过时,位移等值线基本呈对称分布,地表位移峰值出现在两隧道轴线附近;地下水对振动的影响较为明显。 展开更多
关键词 高速铁路 盾构隧道 列车振动 流固耦合
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隧道洞口边仰坡智能设计方法初探
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作者 戴林发宝 陈韶平 +3 位作者 杨剑 孙文昊 吴佳明 杨辉 《隧道建设(中英文)》 CSCD 北大核心 2024年第12期2500-2509,共10页
为解决隧道洞口工程的边仰坡设计在传统二维方式中面临精度控制困难、参数化与自动化程度低以及缺乏空间关系等问题,提出一种基于参数化、三维化和智能化理念的隧道洞口边仰坡三维智能设计方案。首先,建立隧道洞口边仰坡设计案例数据库... 为解决隧道洞口工程的边仰坡设计在传统二维方式中面临精度控制困难、参数化与自动化程度低以及缺乏空间关系等问题,提出一种基于参数化、三维化和智能化理念的隧道洞口边仰坡三维智能设计方案。首先,建立隧道洞口边仰坡设计案例数据库,利用深度学习算法智能确定洞口明暗分界里程与边仰坡开挖参数;其次,引入基于弧面的边仰坡过渡方式,应用群体智能算法优化控制性过渡断面的选择,通过计算开挖控制点并进行曲面缝合,构建边仰坡整体开挖模型;最后,将该模型与周边地形进行布尔运算,以实现开挖边界、工程量等设计成果的精确计算和自动输出。以长赣铁路为实例进行应用分析的结果表明:相比于传统设计方式,由智能推荐得到的设计方案具备较高可信度,且显著失真的开挖线减少28.0%,工程量计算准确率平均提升8.7%,能够有效改善隧道洞口边仰坡设计的效率和质量。 展开更多
关键词 隧道洞口设计 边仰坡 参数化 智能化 深度学习
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基于多源数据的铁路工程BIM协同设计平台研究 被引量:17
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作者 戴林发宝 薛光桥 苑俊杰 《铁道标准设计》 北大核心 2021年第8期96-100,共5页
为解决铁路工程BIM协同设计各软件间数据交互困难等问题,结合铁路工程特点和当前BIM技术水平,提出一种基于多源数据的BIM协同设计平台,平台采用兼容三大主流平台软件格式的图形引擎,采用B/S和C/S混合架构作为平台框架,并将协同设计分成... 为解决铁路工程BIM协同设计各软件间数据交互困难等问题,结合铁路工程特点和当前BIM技术水平,提出一种基于多源数据的BIM协同设计平台,平台采用兼容三大主流平台软件格式的图形引擎,采用B/S和C/S混合架构作为平台框架,并将协同设计分成两个层次—数据层面的协同和模型层面的协同。主要技术路线为:首先根据各专业间协作的特点,共同创建协同共享数据库;基于共享数据库,各专业根据数据协同标准和专业数据标准开发本专业的BIM设计软件;最后基于协同设计平台开展专业间的模型层面的协同设计工作。将平台应用于羊台山隧道群项目,结果表明,该平台能够顺利完成多专业、多软件平台的项目协同设计,且具有模型轻量化、保护各专业知识产权以及可直接转换到施工管理平台等优点;根据目前平台中协同模型标准、知识库管理以及与铁路工程运维管理平台接口等存在的问题,提出下一步研究内容及方向。 展开更多
关键词 铁路工程 BIM 多源数据 协同设计 羊台山隧道群
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BIM技术在新鼓山隧道复杂段设计中的应用 被引量:14
7
作者 戴林发宝 王春梅 +1 位作者 邓朝辉 王亚飞 《铁路技术创新》 2015年第6期77-79,共3页
以福平铁路新鼓山隧道项目为依托,将BIM技术应用于新鼓山隧道进口215 m范围内隧道复杂段设计,得出BIM技术在隧道复杂段设计中具有以下优势:利用地质三维模型,按照地质三维分布,确定隧道洞口和隧道走向;利用三维开挖工具,建立复杂的洞口... 以福平铁路新鼓山隧道项目为依托,将BIM技术应用于新鼓山隧道进口215 m范围内隧道复杂段设计,得出BIM技术在隧道复杂段设计中具有以下优势:利用地质三维模型,按照地质三维分布,确定隧道洞口和隧道走向;利用三维开挖工具,建立复杂的洞口开挖模型,可直接利用模型生成土方数量表;利用BIM的4D技术,一方面可以完成隧道复杂段的施工模拟,另一方面可以检测出模型自身的问题。 展开更多
关键词 BIM 隧道设计 4D 新鼓山隧道
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基于CAD/BIM+GIS技术的江阴靖江长江隧道设计 被引量:7
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作者 戴林发宝 薛光桥 李海亮 《铁路技术创新》 2020年第4期140-145,共6页
BIM与GIS技术互补的特点决定了BIM+GIS集成及应用是隧道工程BIM设计下一步发展的必然趋势。以江阴靖江长江隧道工程为例,探讨BIM+GIS技术在隧道工程设计各阶段的应用。在规划、工可阶段,GIS可辅助隧道工程选线和设计;在初步设计和施工... BIM与GIS技术互补的特点决定了BIM+GIS集成及应用是隧道工程BIM设计下一步发展的必然趋势。以江阴靖江长江隧道工程为例,探讨BIM+GIS技术在隧道工程设计各阶段的应用。在规划、工可阶段,GIS可辅助隧道工程选线和设计;在初步设计和施工图阶段,建立三维GIS模型和精细化BIM模型,通过中铁第四勘察设计院集团有限公司自主研发的BIM+GIS模型三维数据综合管理平台集成BIM模型和GIS模型,基于BIM+GIS模型三维数据综合管理平台丰富的分析功能,可为工程精细设计、决策等提供真实、准确的依据。 展开更多
关键词 BIM GIS 隧道工程 集成应用 设计阶段
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郑万铁路膨胀土明洞设计 被引量:1
9
作者 戴林发宝 龚彦峰 邓朝辉 《中国铁路》 2020年第12期156-163,共8页
在隧道领域,膨胀土的研究主要集中于钻爆法隧道,鲜有针对明洞工程的研究。与暗挖法隧道不同,明洞工程兼有隧道和路堑的特点,因此膨胀土地区明洞工程设计不能完全套用当前研究较多的膨胀土暗挖隧道的设计方法。以河南省禹州地区膨胀土为... 在隧道领域,膨胀土的研究主要集中于钻爆法隧道,鲜有针对明洞工程的研究。与暗挖法隧道不同,明洞工程兼有隧道和路堑的特点,因此膨胀土地区明洞工程设计不能完全套用当前研究较多的膨胀土暗挖隧道的设计方法。以河南省禹州地区膨胀土为背景,结合相关研究资料简述禹州膨胀土特点;依托郑万铁路孝山明洞工点,从边坡防护与加固设计、主体结构设计、基底处理、防排水设计、明洞回填材料选择、监控测量等方面详细阐述膨胀土地区明洞设计;从场地膨胀土特性、地形地貌、设计纵坡和坡长、天气情况、排水设施、施工等方面,分析施工期间孝山明洞仰拱上拱的原因,提出相应解决对策并总结膨胀土地区明洞设计要点。 展开更多
关键词 郑万铁路 膨胀土 明洞 边坡防护 加固基底处理 防排水 回填材料 仰拱上拱
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隧道工程BIM应用现状与存在问题综述 被引量:84
10
作者 戴林发宝 《铁道标准设计》 北大核心 2015年第10期99-102,113,共5页
与建筑业不同,隧道工程拥有"带状分布、与地质关系密切"等独特的特征,因此隧道工程BIM实施不能照搬建筑业中业已成熟的BIM技术路线。首先对BIM在隧道工程中的应用现状做全面的梳理,分别阐述山岭隧道工程、地铁区间隧道工程和... 与建筑业不同,隧道工程拥有"带状分布、与地质关系密切"等独特的特征,因此隧道工程BIM实施不能照搬建筑业中业已成熟的BIM技术路线。首先对BIM在隧道工程中的应用现状做全面的梳理,分别阐述山岭隧道工程、地铁区间隧道工程和市政隧道工程当前的BIM技术应用现状;然后分析和总结隧道工程在BIM实施的过程中遇到的问题和BIM技术推广过程中遇到的阻碍以及解决办法;最后提出BIM技术在隧道工程中的应用展望。 展开更多
关键词 BIM 隧道工程 应用现状 山岭隧道 地铁区间隧道 市政隧道 存在问题
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铁路隧道工程系统分解结构( EBS) 标准及应用研究 被引量:9
11
作者 戴林发宝 《铁道标准设计》 北大核心 2021年第5期124-128,共5页
工程系统分解结构(EBS)是铁路工程全寿命周期集成化管理的基础。为进一步验证和深化应用铁路隧道EBS标准,以铁路隧道为工程背景,介绍了铁路隧道EBS分解体系理论;通过将EBS编码分解为项目码和构件码的方法,在软件中生成附带EBS编码的工... 工程系统分解结构(EBS)是铁路工程全寿命周期集成化管理的基础。为进一步验证和深化应用铁路隧道EBS标准,以铁路隧道为工程背景,介绍了铁路隧道EBS分解体系理论;通过将EBS编码分解为项目码和构件码的方法,在软件中生成附带EBS编码的工程量信息,用数据交换公共语言XML格式化EBS工程量清单,再通过EBS编码的相互映射,生成最终的EBS工程量清单;通过按EBS标准分解构件、划分工点以建立隧道BIM模型,利用BIM模型工程量提取功能,编写脚本实现EXCEL数据与模型数据关联,自动生成EBS工程量清单。验证和应用研究结果表明,铁路隧道EBS标准可以较好地应用于BIM模型构建和工程量计算软件,然而当前的隧道EBS标准也存在更新不及时、内容不全面、精细度不足等问题。最后结合铁路BIM联盟三大数据标准的特点,提出铁路隧道EBS标准下一步研究工作的主要方向。 展开更多
关键词 铁路隧道 BIM EBS标准 分解结构 工程量清单
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基于BIM技术的地铁基坑工程施工仿真模拟方法 被引量:21
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作者 吴佳明 陈健 +4 位作者 陈国良 钟宇 戴林发宝 陈斌 武哲 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第S01期553-566,579,共15页
如何在地铁基坑施工过程中充分利用复杂地质和工程结构的多源异构信息,实现施工数字化建造是地铁工程建设中的一个难题。通过提出建筑信息模型(BIM)定制化思路,有效集成工程结构体和岩土体模型,建立岩土体开挖与结构体施作同步进行的基... 如何在地铁基坑施工过程中充分利用复杂地质和工程结构的多源异构信息,实现施工数字化建造是地铁工程建设中的一个难题。通过提出建筑信息模型(BIM)定制化思路,有效集成工程结构体和岩土体模型,建立岩土体开挖与结构体施作同步进行的基坑施工仿真模拟方法,来解决这一难题。采用工业基础类(IFC)标准,分别针对地质体和工程结构进行扩展和定义,构建基于IFC标准的基坑工程基础数据体系。在Autodesk软件平台上,研发基坑结构构件库和参数化构件建模技术,创建自定义的基坑结构建模插件。构建基于钻孔数据的三维地质建模方法,建立面向施工过程的地质模型动态剖切方法,将地质模型离散划分不同开挖阶段的三维地质块体,形成基坑分阶段施工三维地质模型。在此基础上,研究地质体与结构体融合的拓扑重构算法,构建基坑多阶段开挖一体化集成BIM模型,动态加载施工进度信息,形成基于BIM技术的地铁基坑工程施工仿真模型和模拟方法。最后,通过工程实例展示所提出的仿真模拟方法的可行性与有效性。 展开更多
关键词 地铁基坑工程 建筑信息模型(BIM) 工业基础类(IFC) 一体化集成 施工模拟
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狮子洋隧道洞口列车振动流固耦合分析
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作者 戴林发宝 苑俊杰 高波 《路基工程》 2012年第2期42-45,共4页
根据车辆-轨道耦合模型,采用弹性地基梁板模型,得到列车轨下激振力。按广深港高速铁路狮子洋盾构隧道洞口资料,建立精细的三维数值模型,通过FLAC3D软件对列车荷载引发的隧道动力响应进行了数值模拟,分析了列车振动作用下狮子洋隧道洞口... 根据车辆-轨道耦合模型,采用弹性地基梁板模型,得到列车轨下激振力。按广深港高速铁路狮子洋盾构隧道洞口资料,建立精细的三维数值模型,通过FLAC3D软件对列车荷载引发的隧道动力响应进行了数值模拟,分析了列车振动作用下狮子洋隧道洞口水-土耦合规律。结果表明:在列车振动荷载作用下,孔隙水压力增长区域位于隧道周边的一定范围,主要分布在隧道底部地层,在左右两隧道之间的隧道下方地层,超孔隙水压力值最大;地层受振位移响应等值线呈倒钟状分布,隧道上方影响范围大,且衰减缓慢,隧道下方影响范围小,且衰减迅速;管片左侧近域地层位移响应最大,列车振动对相邻隧道附近地层的影响不明显,其位移值远远小于左侧的地层位移。 展开更多
关键词 车辆-轨道耦合模型 高速铁路 列车振动 水-土耦合
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