协同工具加速中国铁路电气化系统设计
京沪高速铁路的远大目标是超过日本、法国和德国现有的铁路线,成为世界上最长的高速铁路
在京津城际高速铁路 115 公里的铁路线上,一辆试运营的中国铁路高速列车曾创下了每小时 394 公里 (kph) 的记录。27 分钟的车程使中国成为掌握高速列车技术的少数国家之一,数百万乘客将受益于这一高能效的环保交通方式。
8 月份在北京奥运会期间完全投入运营的京津城际铁路,是全长为 1,318 公里的京沪高速铁路的第一段,而后者是 2020 年中国铁路长期规划中建设总长超过 12,000 公里、时速达到或超过 200 公里的客运专线的一部分。
京沪高速铁路现在是中国最大的资本建设项目,目前造价约 316 亿美元。到 2013 年竣工后,这条高速铁路将使京沪之间的车程从 14 小时缩短到 5 小时,列车时速最高将达到 350 公里。预计每天将有 22 万乘客搭乘京沪高铁往返于中国最重要的商业和工业中心。
这条新的高速铁路贯穿四个省,连接起 6 大城市的 24 个火车站,与已经成为交通瓶颈的现有京沪线并行铺设。这条 1,464 公里长的干线是中国最繁忙的铁路线,客流量占全国总量的 10%,货运量占 7%。铁路沿线经过的地区居住着中国 25% 的人口,国民生产总值占全国的 40%。
中国铁道部早在 1994 年便开始研究建设一条专用的客运线,以缓解这条干线的压力。可行性研究在 2006 年得到最终批准,2007 年京沪高速铁路有限责任公司被任命为这个项目的管理公司,这个高端项目完全由中国的工程师在中国设计。据铁道部报告,开发的技术至少有 70% 属于专利技术。同时,执行该项目的压力也很大。合同将授予能够在最短时间内以最经济的成本提供最佳设计方案的工程公司。
“传统的设计方法不能满足这种要求”,为中铁电气化勘测设计研究院 (EDI) 提供技术支持的 Bentley 上海分公司客户经理 陈凯煜说,“协同工作是提高效率的最好方法,尤其是对于像 EDI 这样,不仅设计人员有限,而且是专门从事设计工作的研究院来说。”
EDI 使用 MicroStation 作为设计院内部以及与其他公司进行协作的平台,为京沪高铁完成电气化设计工作。该设计院正在设计变电站、供电、电气自动化和接触网系统。Bentley 负责提供现场培训和技术支持,而 Bentley 开发者网络则帮助解决问题。Bentley不仅 帮助设计人员掌握了 MicroStation 的协作方法,而且对于软件修改请求的快速响应(例如,中文字体支持)也赢得了工程师的信赖。
用 MicroStation 代替 AutoCAD
EDI 在 2006 年使用 MicroStation 代替了 AutoCAD,并在 2007 年部署了 CADD 标准以提高效率。通过工作空间的定义,在公司范围内部署设计标准,包括种子文件、字体、级别、线型以及颜色表定义。
在缺少现成软件的情况下,EDI 面临的第一个挑战便是在 Bentley 平台上为铁路电气化设计开发专利应用程序。该团队在短短的四个月内便完成了接触网系统应用程序的开发工作。由于这一应用程序加快了电气系统的设计步伐,从而提高了这个拥有 50 名成员的项目组的工作效率。
MicroStation 的易用性以及与其他 CAD 系统的数据互用性使 EDI 工程师不仅提高了设计质量,而且还缩短了设计时间。该团队使用三维功能创建了三维模型,从而便于对设计进行可视化和分析,以确保它们能够满足严格的安全性和经济性标准。
京沪高铁线路的校正提出了众多设计难题。三分之二的铁轨将建在地面上,剩下的大部分将建在桥梁上 - 包括跨越黄河和长江的大型桥梁。京沪高速铁路的远大目标是超过日本、法国和德国现有的铁路线,成为世界上最长的高速铁路。
据相关媒体报道,电气化驱动的中国铁路高速列车不仅将为乘客提供一种方便、舒适且经济的出行方式,同时还解决了与汽车运输有关的空气和噪音污染问题。经济学家预测,京沪高速铁路的施工将创造大量的就业机会并促进上下游产业的发展,进而推动中国的经济增长,竣工后将加快中国城市化的进程。根据《北京周报》的预测,这项前所未有的资本投资项目最多在 14 年内就能收回成本。