将老式系统带入新数字时代——3D模型助力基础设施的维护工作

2021-01-21 08:45:47 2

关键词:桥梁监测安全;3D模型;


丹麦建筑信息模型标准项目委员会(NBIMS-US 2017)将BIM定义为:建筑信息模型(BIM)是对基础设施在物理和功能特征方面的数字化表达。BIM是关于基础设施信息的共享知识资源,从工程项目最早的构想到被拆除的整个生命周期中提供可靠的决策依据。


BIM目前主要用于新建项目,作为计算机辅助工程(CAE)的一部分。在BIM系统中,每个对象都被分配了一个独特的代码来描述其类型和位置。类型代码还将显示,对象在结构(即对象集合)中的层次结构位置。然后,将包含有关对象信息的许多属性分配给所有对象。传统上,属性涉及材料属性、供应商信息、购买/交付日期、备件规格等。预计将来还将增加与操作和维护(O&M)有关的属性。这可能包括运维规范、图纸、检查数据、状态评估数据等。

详细的数字图像显示基础设施的状况



基于规范、图纸和其他文件的传统资产管理系统有望消失。这将导致对现有大型基础设施构件的3D模型需求不断增加。在加速和优化结构的维护工作方面,3D模型的潜在优势是显而易见的,但是我们如何将“老式”系统带入新的数字时代?


我们引入了新技术和新概念以获取更多知识,并将现有基础设施的维护转移到数字时代的项目之一,是有关黑山Vrbnica–Bar铁路线上106条隧道的检查和修复项目。这是从黑山穿过,通过南部的亚得里亚海到北部与塞尔维亚接壤的主要铁路线。


在运营阶段创建BIM的第一步是,建立所有106条隧道的3D模型。这是通过结合激光扫描和被称为COWI全景(CPV)的360度摄像头采集的视频图像来实现的。然后,将所有显示基础设施状况的观察结果,以结构化的方式记录在检查数据库中。从数据库中可以导出各种格式的数据,这些数据可以输入到基于BIM的资产管理系统中。


作为一种处理和展示从CPV和激光扫描中获得的地理测量数据的通用方法,我们使用了一种称为COWI MultiViewer的特殊工具。


该工具由COWI开发,是完全基于web网络的,可以用来存储和显示一些不同格式的地理数据。


可以使用COWI MultiViewer的特殊应用程序,被称为COWI虚拟检查工具(CVI), 根据输入到查看器中的数字图像对结构进行检查。


借助于专门建立的检查数据库,有效地处理了详细检查中的数据,从而有可能为穿过黑山的主要铁路上所有的106条隧道制定单独的修复计划。

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与基于纸张的系统相比,使用数据库有许多优点。


1.预定义缺陷

数据库的核心组件是预定义缺陷的层次结构。预定义的缺陷通常会覆盖95%以上的观测值。预定义缺陷的使用,保证了即使在5名或更多的检验员参与检查时,缺陷也可以被统一记录。


2.易于在现场注册

该数据库安装在平板电脑上,因此在进行检查时可以将数据直接输入数据库。


3.最佳数据处理

由于95%(或更多)的缺陷是由比较少的预定义缺陷描述的,因此很容易处理数据并直接从数据库创建报告。


4.系统之间轻松交换数据

来自检查数据库的数据可以通过标准化数据格式(例如Excel、csv格式、txt格式或类似格式)轻松地与更高级别的资产管理系统或BIMS进行交换。


5.与数据的直观链接

此外,在BIMS中,可以在主要结构组件和包含检查数据的检查数据库之间建立直接链接。当前,COWI参与了工具的开发,这些工具可以将此类检查数据库中的数据与COWI MultiViewer中的COWI虚拟检查工具相结合。


CPV记录设备被安装在一辆汽车的顶部,这辆汽车被放在一台平板货车上,货车由手摇车驱动,从所有的隧道和走廊中驶过。而生成的点云非常详细,以至于它们几乎类似于隧道的黑白3D图像。

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图文源于桥梁杂志

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