桥梁是铁路交通基础设施互联互通的关键节点与枢纽工程。随着交通强国战略、“一带一路”倡议及西部大开发的深入推进,特别是在川藏铁路、新藏铁路等国家重大工程持续建设的背景下,国家对铁路桥梁管理的重视程度日益提升,对复杂环境下铁路桥梁精细化管理的要求也愈发严格。然而,传统的建造与管理模式已难以满足铁路桥梁绿色化、数字化、智能化协同发展的现实需求。《“十四五”铁路科技创新规划》明确强调要推动铁路高质量发展、提升建造智能化水平。在此背景下,借助新一代信息技术实现铁路桥梁建造全过程的感知、分析、表达与智能管控,已成为推动铁路桥梁高质量发展和科学管理的必由之路。

数字孪生作为连接物理实体与虚拟空间的重要技术范式,为铁路桥梁智能建造提供了系统性的解决方案。通过将铁路桥梁的属性、结构、状态、功能与行为映射至虚拟空间,构建全要素互联、高保真的桥梁建造场景,为施工监测、风险识别、过程推演与智能管理提供有力支撑,从而提升铁路桥梁建造的数字化、信息化与智能化水平。《铁路桥梁数字孪生与智能建造应用》一书立足国家铁路桥梁智能建造的重大需求,聚焦数字孪生与智能建造交叉融合的学术前沿,系统地回答了铁路桥梁建设中“如何感知、如何表达、如何建模、如何仿真、如何应用”等一系列关键科学与技术问题。
此外,该书突破了传统以表面几何表达为主的建模方式,提出了面向工程应用的部件级精细建模方法,推动了桥梁从“场景级表达”向“结构级认知”的转变。通过构建桥梁构件实体模型,并引入多层次语义信息,实现了桥梁结构的实体化表达与语义化组织,有效支撑了复杂施工过程中的状态理解与动态分析。这种由“几何驱动”向“语义驱动”的转变,不仅提升了数字孪生场景的可计算性与可推理能力,也为实景三维在重大基础设施建设与管理领域的深化应用与能力升级提供了有益借鉴。
综上所述,该书紧扣国家重大需求与学科发展前沿,系统揭示了数字孪生赋能铁路桥梁智能建造的关键机制与实现路径,并在实景三维应用层面实现了从宏观场景展示向微观构件表达、从几何建模向语义建模的重要拓展。该书的出版不仅为铁路桥梁数字化、智能化建造提供了坚实的理论依据与宝贵的技术参考,更兼具显著的学术价值、工程价值与推广价值。
【作者系中国测绘科学研究院研究员、国际地图制图协会(ICA)副主席】
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