文 / 湖南省高速公路集團(tuán)有限公司張家界分公司 羅易寧 鄧韜 張攀 湖南省張家界市審計(jì)事務(wù)中心 向武鴻

引言

公路養(yǎng)護(hù)與管理的信息化發(fā)展具有重要意義。很多發(fā)達(dá)國(guó)家的高速公路養(yǎng)護(hù)管理都會(huì)采取信息化技術(shù)，通過(guò)信息技術(shù)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)數(shù)據(jù)的收集和分析，建立完善的養(yǎng)護(hù)管理方案。

我國(guó)的公路養(yǎng)護(hù)管理信息化進(jìn)程相對(duì)較慢，在進(jìn)行追根溯源、數(shù)據(jù)跟蹤等方面還存在許多問(wèn)題，特別是在信息處理與共享方面，無(wú)法做到對(duì)信息的及時(shí)和充分利用。養(yǎng)護(hù)管理高速公路養(yǎng)護(hù)不只是保障路況的一種手段，更要提高對(duì)科技信息化的重視程度。

高速公路養(yǎng)護(hù)管理主要包括收集與保存各類信息、及時(shí)更新公路技術(shù)狀況、制定維修養(yǎng)護(hù)方案。目前，在對(duì)高速公路運(yùn)營(yíng)與管理質(zhì)量的評(píng)估中，多數(shù)是通過(guò)工程師的經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行決策，不同工作人員對(duì)于相同問(wèn)題的評(píng)估存在著一定的差距。所以，養(yǎng)護(hù)管理在精準(zhǔn)性、真實(shí)性方面仍存在缺陷，特別是難以達(dá)成對(duì)多個(gè)變量的分析與預(yù)測(cè)。

盡管將信息化技術(shù)整合到公路養(yǎng)護(hù)與管理中具有廣闊的應(yīng)用前景，但仍然存在一些亟待解決的問(wèn)題：比如，識(shí)別特定的參數(shù)集，超越簡(jiǎn)單的元素/材料標(biāo)識(shí)符，使集成更準(zhǔn)確和完整；靈活的維護(hù)工具的細(xì)化，讓用戶能更改和更新項(xiàng)目的約束條件；維護(hù)計(jì)劃的自動(dòng)化，提高BIM 平臺(tái)和分析工具之間的雙向信息交互效率。

高速公路養(yǎng)護(hù)管理中BIM 技術(shù)的優(yōu)勢(shì)及實(shí)用價(jià)值

構(gòu)建以BIM 技術(shù)為基礎(chǔ)的養(yǎng)護(hù)管理其實(shí)就是信息構(gòu)建、應(yīng)用的過(guò)程，整個(gè)過(guò)程中BIM 模型都會(huì)將有效信息向相關(guān)單位進(jìn)行動(dòng)態(tài)傳遞，實(shí)現(xiàn)信息共享，使養(yǎng)護(hù)管理指標(biāo)更高效的達(dá)成。在養(yǎng)護(hù)實(shí)施過(guò)程中，利用BIM技術(shù)能夠在模型中實(shí)現(xiàn)虛擬場(chǎng)景的構(gòu)建，同時(shí)也能夠以此為重要基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)養(yǎng)護(hù)管理模式的不斷優(yōu)化。

利用BIM 技術(shù)能夠非常方便的建立養(yǎng)護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)，準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)、科學(xué)計(jì)算養(yǎng)護(hù)工程量和成本使用情況，依據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)建立養(yǎng)護(hù)工程方案和實(shí)施決策，養(yǎng)護(hù)過(guò)程和結(jié)果能夠可視化，能優(yōu)化災(zāi)害應(yīng)急搶險(xiǎn)預(yù)案。

具體來(lái)講，利用數(shù)據(jù)庫(kù)，能夠?qū)σ勋@取的信息進(jìn)行分類與預(yù)處理。實(shí)施過(guò)程中的組織、設(shè)備和設(shè)施的管理、交通狀況等有關(guān)信息，都能為后續(xù)養(yǎng)護(hù)管理工作的有序進(jìn)行提供幫助。除了建設(shè)過(guò)程中所獲取的BIM 信息外，參與養(yǎng)護(hù)與管理的技術(shù)人員也可以通過(guò)收集的數(shù)據(jù)來(lái)動(dòng)態(tài)地優(yōu)化模型，提高工作效率。

同時(shí)，在信息技術(shù)的持續(xù)性發(fā)展中，公路技術(shù)狀況檢測(cè)與分析方法也在不斷優(yōu)化，如車載掃描儀、智能識(shí)別方法等等。當(dāng)前不斷涌現(xiàn)的智能化檢測(cè)方式不僅能為公路養(yǎng)護(hù)與管理的信息化提供條件，也能夠提升養(yǎng)護(hù)工作的安全性。

利用BIM 技術(shù)的可視化特點(diǎn)，養(yǎng)護(hù)管理人員能夠更準(zhǔn)確、快速地發(fā)現(xiàn)病害及其嚴(yán)重程度，有針對(duì)地制定維護(hù)計(jì)劃，甚至可以在模型中進(jìn)行整個(gè)過(guò)程和結(jié)果地模擬，分析養(yǎng)護(hù)措施的合理性，從而提升養(yǎng)護(hù)質(zhì)量和安全性。

高速公路養(yǎng)護(hù)管理模式中BIM技術(shù)的應(yīng)用

BIM 信息系統(tǒng)的建立

BIM 模型能借助移動(dòng)終端以及監(jiān)控設(shè)備，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、信息動(dòng)態(tài)反饋，從而實(shí)現(xiàn)可視化、智能化養(yǎng)護(hù)管理模式。系統(tǒng)能3D 顯示高速公路各個(gè)構(gòu)件并實(shí)時(shí)更新分析數(shù)據(jù)，如圖1所示。

以BIM 技術(shù)為基礎(chǔ)的養(yǎng)護(hù)管理模式，憑借設(shè)計(jì)、監(jiān)測(cè)以及養(yǎng)護(hù)集成數(shù)據(jù)系統(tǒng)，使養(yǎng)護(hù)與管理成為一個(gè)有機(jī)整體。利用模型的構(gòu)建，可以對(duì)構(gòu)件相關(guān)屬性開(kāi)展可視化管理，也能夠通過(guò)直觀、生動(dòng)的形式獲得更完整的認(rèn)知。

在高速公路設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)等不同環(huán)節(jié)中，除了相應(yīng)的屬性數(shù)據(jù)外，還包含許多其他數(shù)據(jù)：如地形環(huán)境、影像資料等等。而這些數(shù)據(jù)的格式存在著一定的差異。因此，在BIM 模型建立中，需將其設(shè)為可定義數(shù) 據(jù)的導(dǎo)入接口。另外，在參數(shù)化建模過(guò)程中，模型管理也很重要。應(yīng)將道路、橋梁設(shè)施的信息與BIM 模型科學(xué)銜接。只有采取此方式，才能夠達(dá)成對(duì)不同資源信息的全面整合，將不同資源信息科學(xué)利用，建立完善的文件關(guān)聯(lián)體系，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)的共享。

以BIM 技術(shù)為基礎(chǔ)，可以讓此項(xiàng)工作的開(kāi)展更加順暢，能夠運(yùn)用大量的數(shù)據(jù)信息構(gòu)建三維圖像。并且，此方式在遠(yuǎn)程監(jiān)控領(lǐng)域也可發(fā)揮更好的效果，讓養(yǎng)護(hù)由被動(dòng)變?yōu)橹鲃?dòng)，即在發(fā)生問(wèn)題之前就開(kāi)展科學(xué)防控，將信息資源的作用最大限度的發(fā)揮。

應(yīng)用于數(shù)據(jù)采集與處理

BIM 系統(tǒng)可以將工程實(shí)體空間的各種信息數(shù)據(jù)采集、儲(chǔ)存，利用計(jì)算機(jī)達(dá)成深度分析與運(yùn)算，獲得所需結(jié)果并將結(jié)果信息化。

以往運(yùn)用GIS 系統(tǒng)，僅僅是將環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理，簡(jiǎn)單地開(kāi)展對(duì)外形、尺寸等測(cè)量，獲得的只是表面數(shù)據(jù)，內(nèi)部信息的獲取相對(duì)較少。GIS 更傾向于開(kāi)展對(duì)不同信息的查詢與管理。

而B(niǎo)IM 技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)GIS 系統(tǒng)的科學(xué)運(yùn)用，通過(guò)當(dāng)前以及今后研發(fā)的數(shù)據(jù)采集終端，進(jìn)行全面養(yǎng)護(hù)信息數(shù)據(jù)的處理與共享，從而實(shí)現(xiàn)BIM 技術(shù)與GIS 數(shù)據(jù)的全面融合，將其作為核心實(shí)現(xiàn)更為完善的養(yǎng)護(hù)管理模式的構(gòu)建。并且，能夠盡可能地建立以預(yù)防性養(yǎng)護(hù)為主的養(yǎng)護(hù)管理決策模型，為公路的高效管理提供技術(shù)支撐。

在養(yǎng)護(hù)管理工作的實(shí)施中，應(yīng)選擇更合理的檢測(cè)方法。也就是說(shuō)，需要將全景影像采集設(shè)備、GPS 導(dǎo)航設(shè)備等有效整合，建立更完善的檢測(cè)終端。通過(guò)此檢測(cè)終端，能夠更高效地進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并及時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

另外，在養(yǎng)護(hù)與管理工作中，還需要實(shí)現(xiàn)利用三維圖像直觀獲取高速公路的具體病害位置，花費(fèi)最少的時(shí)間實(shí)現(xiàn)相應(yīng)養(yǎng)護(hù)維修方案的制定與實(shí)施，提升工作成效。

若想利用BIM 技術(shù)完成這一工作目標(biāo)，需要科學(xué)應(yīng)用移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)、高清數(shù)字?jǐn)z像等，更好地獲取有效信息。系統(tǒng)將全部數(shù)據(jù)處理完成后，應(yīng)將其與路面的正射影像相聯(lián)系，通過(guò)高速公路實(shí)際的病害特點(diǎn)明確具體特征。

并且，發(fā)揮系統(tǒng)的自動(dòng)識(shí)別功能，進(jìn)行路面相關(guān)病害問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)與信息反饋。同時(shí)，依據(jù)所搜集的數(shù)據(jù)構(gòu)建立體圖像。

應(yīng)用于維護(hù)方案的制定

在BIM 技術(shù)的運(yùn)用中，可以將發(fā)現(xiàn)的病害通過(guò)終端記錄上傳到相應(yīng)模塊之中，包括時(shí)間、位置、類型等等。當(dāng)養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)有關(guān)信息的接收之后，能夠以極快的速度在三維全景模型之中展現(xiàn)。利用此方法，可以高效處理編碼混亂等相關(guān)問(wèn)題。

相關(guān)養(yǎng)護(hù)管理人員可以通過(guò)對(duì)模型的觀察，快速獲取發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題和對(duì)應(yīng)的位置。并且，在實(shí)現(xiàn)對(duì)軟件的二次開(kāi)發(fā)中，可以將病害的成因和嚴(yán)重程度進(jìn)行處理與分析，能夠在最短的時(shí)間內(nèi)形成科學(xué)、合理的養(yǎng)護(hù)維修方案，提升養(yǎng)護(hù)與維修效率。

結(jié)語(yǔ)

對(duì)于高速公路而言，養(yǎng)護(hù)管理工作十分重要。由于當(dāng)期所運(yùn)用的管理模式的多樣性、系統(tǒng)性等問(wèn)題，導(dǎo)致我國(guó)養(yǎng)護(hù)管理工作存在效率低、管理效果差、決策科學(xué)性不佳等問(wèn)題。

所以，相關(guān)部門應(yīng)及時(shí)更新養(yǎng)護(hù)管理理念，進(jìn)一步完善養(yǎng)護(hù)管理工作的信息化，利用BIM 技術(shù)能夠有效實(shí)現(xiàn)養(yǎng)護(hù)管理模式的優(yōu)化，建立更完善的信息資源庫(kù)，為高速公路養(yǎng)護(hù)管理提供更多的數(shù)據(jù)支持，有效推動(dòng)我國(guó)高速公路養(yǎng)護(hù)管理的信息化發(fā)展。