基于BIM 的高速公路信息化养护管理

文 / 湖南省高速公路集团有限公司张家界分公司 罗易宁 邓韬 张攀 湖南省张家界市审计事务中心 向武鸿

引言

公路养护与管理的信息化发展具有重要意义。很多发达国家的高速公路养护管理都会采取信息化技术，通过信息技术进行养护数据的收集和分析，建立完善的养护管理方案。

我国的公路养护管理信息化进程相对较慢，在进行追根溯源、数据跟踪等方面还存在许多问题，特别是在信息处理与共享方面，无法做到对信息的及时和充分利用。养护管理高速公路养护不只是保障路况的一种手段，更要提高对科技信息化的重视程度。

高速公路养护管理主要包括收集与保存各类信息、及时更新公路技术状况、制定维修养护方案。目前，在对高速公路运营与管理质量的评估中，多数是通过工程师的经验来进行决策，不同工作人员对于相同问题的评估存在着一定的差距。所以，养护管理在精准性、真实性方面仍存在缺陷，特别是难以达成对多个变量的分析与预测。

尽管将信息化技术整合到公路养护与管理中具有广阔的应用前景，但仍然存在一些亟待解决的问题：比如，识别特定的参数集，超越简单的元素/材料标识符，使集成更准确和完整；灵活的维护工具的细化，让用户能更改和更新项目的约束条件；维护计划的自动化，提高BIM 平台和分析工具之间的双向信息交互效率。

高速公路养护管理中BIM 技术的优势及实用价值

构建以BIM 技术为基础的养护管理其实就是信息构建、应用的过程，整个过程中BIM 模型都会将有效信息向相关单位进行动态传递，实现信息共享，使养护管理指标更高效的达成。在养护实施过程中，利用BIM技术能够在模型中实现虚拟场景的构建，同时也能够以此为重要基础，实现养护管理模式的不断优化。

利用BIM 技术能够非常方便的建立养护数据库，准确统计、科学计算养护工程量和成本使用情况，依据数据库建立养护工程方案和实施决策，养护过程和结果能够可视化，能优化灾害应急抢险预案。

具体来讲，利用数据库，能够对已获取的信息进行分类与预处理。实施过程中的组织、设备和设施的管理、交通状况等有关信息，都能为后续养护管理工作的有序进行提供帮助。除了建设过程中所获取的BIM 信息外，参与养护与管理的技术人员也可以通过收集的数据来动态地优化模型，提高工作效率。

同时，在信息技术的持续性发展中，公路技术状况检测与分析方法也在不断优化，如车载扫描仪、智能识别方法等等。当前不断涌现的智能化检测方式不仅能为公路养护与管理的信息化提供条件，也能够提升养护工作的安全性。

利用BIM 技术的可视化特点，养护管理人员能够更准确、快速地发现病害及其严重程度，有针对地制定维护计划，甚至可以在模型中进行整个过程和结果地模拟，分析养护措施的合理性，从而提升养护质量和安全性。

高速公路养护管理模式中BIM技术的应用

BIM 信息系统的建立

BIM 模型能借助移动终端以及监控设备，实现数据的实时采集、信息动态反馈，从而实现可视化、智能化养护管理模式。系统能3D 显示高速公路各个构件并实时更新分析数据，如图1所示。

以BIM 技术为基础的养护管理模式，凭借设计、监测以及养护集成数据系统，使养护与管理成为一个有机整体。利用模型的构建，可以对构件相关属性开展可视化管理，也能够通过直观、生动的形式获得更完整的认知。

在高速公路设计、施工、运营等不同环节中，除了相应的属性数据外，还包含许多其他数据：如地形环境、影像资料等等。而这些数据的格式存在着一定的差异。因此，在BIM 模型建立中，需将其设为可定义数 据的导入接口。另外，在参数化建模过程中，模型管理也很重要。应将道路、桥梁设施的信息与BIM 模型科学衔接。只有采取此方式，才能够达成对不同资源信息的全面整合，将不同资源信息科学利用，建立完善的文件关联体系，实现数据库的共享。

以BIM 技术为基础，可以让此项工作的开展更加顺畅，能够运用大量的数据信息构建三维图像。并且，此方式在远程监控领域也可发挥更好的效果，让养护由被动变为主动，即在发生问题之前就开展科学防控，将信息资源的作用最大限度的发挥。

应用于数据采集与处理

BIM 系统可以将工程实体空间的各种信息数据采集、储存，利用计算机达成深度分析与运算，获得所需结果并将结果信息化。

以往运用GIS 系统，仅仅是将环境数据进行统一管理，简单地开展对外形、尺寸等测量，获得的只是表面数据，内部信息的获取相对较少。GIS 更倾向于开展对不同信息的查询与管理。

而BIM 技术可以实现GIS 系统的科学运用，通过当前以及今后研发的数据采集终端，进行全面养护信息数据的处理与共享，从而实现BIM 技术与GIS 数据的全面融合，将其作为核心实现更为完善的养护管理模式的构建。并且，能够尽可能地建立以预防性养护为主的养护管理决策模型，为公路的高效管理提供技术支撑。

在养护管理工作的实施中，应选择更合理的检测方法。也就是说，需要将全景影像采集设备、GPS 导航设备等有效整合，建立更完善的检测终端。通过此检测终端，能够更高效地进行数据采集，并及时对数据进行处理。

另外，在养护与管理工作中，还需要实现利用三维图像直观获取高速公路的具体病害位置，花费最少的时间实现相应养护维修方案的制定与实施，提升工作成效。

若想利用BIM 技术完成这一工作目标，需要科学应用移动测量系统、高清数字摄像等，更好地获取有效信息。系统将全部数据处理完成后，应将其与路面的正射影像相联系，通过高速公路实际的病害特点明确具体特征。

并且，发挥系统的自动识别功能，进行路面相关病害问题的发现与信息反馈。同时，依据所搜集的数据构建立体图像。

应用于维护方案的制定

在BIM 技术的运用中，可以将发现的病害通过终端记录上传到相应模块之中，包括时间、位置、类型等等。当养护管理系统实现对有关信息的接收之后，能够以极快的速度在三维全景模型之中展现。利用此方法，可以高效处理编码混乱等相关问题。

相关养护管理人员可以通过对模型的观察，快速获取发现的问题和对应的位置。并且，在实现对软件的二次开发中，可以将病害的成因和严重程度进行处理与分析，能够在最短的时间内形成科学、合理的养护维修方案，提升养护与维修效率。

结语

对于高速公路而言，养护管理工作十分重要。由于当期所运用的管理模式的多样性、系统性等问题，导致我国养护管理工作存在效率低、管理效果差、决策科学性不佳等问题。

所以，相关部门应及时更新养护管理理念，进一步完善养护管理工作的信息化，利用BIM 技术能够有效实现养护管理模式的优化，建立更完善的信息资源库，为高速公路养护管理提供更多的数据支持，有效推动我国高速公路养护管理的信息化发展。