三维可视化技术在轨道交通接触网施工中的实践探析--中国期刊网

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三维可视化技术在轨道交通接触网施工中的实践探析

发表时间：2020/8/4 来源：《基层建设》2020年第10期作者：徐萧叶晓辉

[导读] 摘要：在新时期环境下，国家对轨道交通工程的建设十分注重，越来越多的轨道交通工程得到了建设，但因为轨道交通工程具有一定的特殊性，对工程施工提出了很高的要求。

        中交机电工程局武汉设计院湖北武汉 430000
        摘要：在新时期环境下，国家对轨道交通工程的建设十分注重，越来越多的轨道交通工程得到了建设，但因为轨道交通工程具有一定的特殊性，对工程施工提出了很高的要求。接触网是轨道交通施工中的重要部分，为了实现对其高质高效施工，确保接触网的良好性能，三维可视化技术为其施工提供了良好支持。下面，本文就针对三维可视化技术在轨道交通接触网施工中的实践进行探析，希望对其工程施工提供帮助。
        关键词：三维可视化；轨道交通；接触网；施工技术
        前言：想要确保轨道交通的接触网能够为高速运行的轨道交通提供良好条件，就需要在接触网的施工中做好对受电弓以及接触网的系统准确控制。在传统此工程的施工中，由于涉及到的内容和技术十分复杂，对施工人员造成了很大难度，而三维可视化技术的开发和使用，为接触网施工产生了重大影响，此技术具有着显著的优势和特点，而如何在此工程施工中进行三维可视化技术的实践运用，就是本文主要研究的内容。
        1.三维可视化技术概述
        对于三维可视化来说，主要是对地面或者地下的地质情况实施描述和呈现的技术工具，它在地质领域得到了最为广泛性地运用。往往通过三维可视能够对相关模型实施解读和描绘，也是一种数据体的类型，但它不是模拟技术的形式。它可以借助丰富化的数据，对资料关联性实施检查，对资料的准确性实施判别，从而对其存在的异常情况进行发现，因此它对数据的分析和研究发挥着重要功能。在三维可视化的技术使用中，它能够产生丰富的交互方式，还能够对真实情况实现仿真模拟，为用户进行真实体验的提供，这对轨道交通的接触网施工就具有重要的价值[1]。首先，借助此技术能够对相关施工人员实施可视化的培训活动，通过这样的培训手段能够对技术难题和复杂性的内容实现简化，促进相关人员更好地理解，同时通过可视化的培训还能够促进施工过程的规范化和标准化的进行，便于施工人员对关键性环节理解和把握。其次，此技术还能够对接触网内腕臂的装配以及吊弦等部分实现可视化的计算和分析，并实现可视化的复核、检查以及成果展示。再次，此技术还能够接触网内全锚段、全区间和全线路效果与面貌的呈现。最后，在施工结束前，借助此技术能够对接触网内电气和机械等部分实施碰撞的检测。
        2.三维可视化技术在轨道交通接触网施工中的实践
        2.1三维可视化系统的设计
        为了达到系统良好兼容性以及数据的共享效果，很所企业都选择AutoCAD Civil的3D软件来对此系统实施研发和设计，进而使开发人员能够在所熟知AutoCAD的环境内实现系统研究。在此系统研发期间，借助AutoCAD Civil 的3D软件存在诸多特点，但同样在对接触网的施工期间，因为对画质、三维场景的动态流畅性、实时的渲染性等存在较高标准，此软件就不能够对实际的需求实现满足，所以本文就选择OpenGL的软件来对此系统实施研发。
        在OpenGL的软件基础上对此系统实施开发中，先要通过solidworks和3dmax等一些三维建模的软件进行相应模型的构建，且再通过OpenGL的软件对此模型实施材质、贴图和纹理的精确性控制，后再通过C#语言实施编程，从而来对复杂性工艺安装、交叉性的控制以及数学模型的报表输出动作的实现[2]。另外，此系统把SQLServer当作后台的数据库，并借此对文档信息、文本信息和数据信息等实施存储。
        2.2系统结构
        在此系统中，构建出的三维模型涵盖了几何、机械和电气等。在其三维的场景内，涉及到三维地理信息的数据以及模型。于施工的初期和中期阶段，都能够对施工后所完成实际的情况和状态实施提前观察。

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因为OpenGL的软件在三维化效果方面具有很强的功能，能够对接触网的系统和附近地理场景实现三维化和可视化的呈现；同时还能够进行可视化培训活动的开展，实现远距离的测量和碰撞的检测等，并对施工的效果实现可视化的检查和审核，从而对施工的方案实施及时优化和处理。
        2.3系统在培训环节的实践
        在接触网的结构、零部件和施工的工艺等方面，都有着很高的施工精度要求，这对施工人员专业知识和技术水平提出了考验，为了确保他们能够满足施工要求，就需要做好对他们的施工培训工作。
        在工程施工前，借助此系统就为施工培训提供了良好条件。按照工程设计的参数对系统的相应参数实施设置，就能够呈现出接触网施工虚拟化的场景，对工程竣工后直观性状态就能够实现呈现，且相关施工人员就能够通过虚拟场景实现交互，还能够全方位实现工程效果的观察，从而为精确施工提供保障。在施工的期间，还能够借助系统的模拟化特点，对腕臂的支撑、定位的支座、防风的拉线、电气的跳线和套管单耳等各个安装环节的工艺实施呈现，从而便于相关施工人员对这些施工标准的掌握，达到可视化的培训效果[3]。
        2.4系统在施工环节的实践
        借助此系统能够实现可视化地计算和技术交底工作。在接触网的施工中，要做好对腕臂、承力索、接触线和吊弦等安装的一次性到位。在对腕臂和吊弦的一次性安装与装配中，一定要做好准确地测量与计算。按照设计院最后进行交付和核对的安装设计图，并和实地所有支柱侧面的限界、斜率、上腕臂的底座高度以及轨道的超高等实测性数据结合，通过3 dmax法建模软件实施三维模型的构建，就能够对腕臂的装置部分各种类型零部件安装的空间以及管材的长度实施准确地计算，进而产生相应二维的图纸以及三维的模型，从而对设计的信息实现全方位描述，对实际安装的情况实现了可视化的准确表达。同时，还能够对设备的接管单位进行相应准确性二维图纸以及三维模型的提供，并构建出直观性数据库，便于用户进行精准地安装[4]。
        借助系系统能够实现对机械和电气部分的碰撞检测，通过OpenGL的软件内物理碰撞的引擎可以开展相应的校验工作，如补偿装置和桥梁钢架的声屏障在机械方面发生的碰撞实施校验；对AF线和站房雨棚存在的绝缘性核验；对锚段关节中工作以及非工作性支承力索和接触线等存在的机械碰撞实施校验等。通过碰撞检测能够对安装中的冲突实现提前发现，便于进行安装方案的及时调整。
        借助此系统还能够实现精确地订货。通过三维可视化的技术能够在施工的初期和中期阶段，按照实际的施工场地情况进行三维模型的构建，而接触网施工中的吊柱、腕臂、线索、吊弦、接线和补偿装置等部件和完成施工的现场是存在相对应联系，因此相关单位就能够借助三维模型内数据库来对工程要用到的设备和材料数量实施汇总，并对设备和材料的使用和剩余状态进行掌握，进而进行设备和材料使用与采购计划的调整和制定。
        结语：综上所述，三维可视化技术具有着显著的技术优势，其在轨道交通接触网施工中具有着显著的运用价值，通过本文对此技术在施工中的实践运用，也表明了此技术对其施工活动的开展提供了保障，而想要充分发挥此技术效果，还需要对此技术进行不断的研究，使其更好服务于工程建设。
        参考文献：
        [1]吴庆华.轨道交通柔性接触网施工技术要点分析[J].城市建设理论研究（电子版），2019（11）.00063-00063.
        [2]何宇平.BIM技术在城市轨道交通工程施工管理中的实践探析[J].工程建设与设计，2019，408（10）：93-94.
        [3]薛新权.试析接触网可视化接地系统在轨道交通中的应用[J].区域治理，2018，000（044）：236-236.
        [4]马登峰.BIM技术在城市轨道交通刚性接触网中的应用分析[J].中小企业管理与科技（中旬刊），2019，569（03）：144-145.