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作者：李慈航;姚洪锡;张协崇;刘祾頠;谢浩;张凯翔;
单位：中铁第四勘察设计院集团有限公司;
摘要：开展GIS环境下铁路路基三维设计系统关键技术研究，建立地理环境三维场景，解决GIS环境下建模能力缺失、融合效果不佳、业务数据各阶段传递不畅等问题，是未来铁路路基工程BIM发展的必然趋势。基于常规铁路路基设计标准和施工工艺等规范要求，深入研究路基设计业务数据及其关联关系，在此基础上，针对GIS环境下三维模型数据通用边界表示方法(Brep),研发了三维模型坐标点计算、转换、求交以及Mesh网构建等关键技术。研究结果表明：(1)将铁路路基主体及附属工程划分为五大构件类别，并将构件参数存储在关系型数据库中，为业务数据各阶段传递奠定了基础；(2)基于构件多层次空间关系和设计多时态约束关系搭建了三维建模业务流程框架，确定了三维模型中各构件的状态属性和更新影响域范围；(3)研发了“自适应导线+特征断面”驱动的建模方法，自动计算模型几何信息及其相互连接的拓扑关系，结合几何坐标动态转化技术和区域分割求交算法，解决了模型集成到GIS场景后出现的位置偏移问题和与地理场景融合的问题；(4)基于GeoScene图形渲染平台开发了铁路路基三维设计系统，实现了GIS环境下百公里项目路基方案LOD3.0级高精度模型分钟级生成和模型统一加载，大幅提升铁路路基设计方案优化决策的效率和质量，较传统设计模式大大节约人力资源和软硬件设备投入。
关键词：铁路路基;;GIS环境;;路基设计;;业务数据;;边界表示;;建模方法;;集成展示
基金资助：国家重点研发计划项目(2021YFB2600404);; 中国铁建股份有限公司科技研发计划项目(2022-A02)
