基于BIM-GIS技術的橋梁養(yǎng)護系統(tǒng)設計綜述

蔣 麗 恁天嬌 盛天浩

（江蘇大學，江蘇 鎮(zhèn)江 212013）

在我國公路橋梁的管理機構中，由于主管機構多，責任劃分不明確，使得大部分橋梁的維護信息不能完善保存，甚至缺少必要的維護［1］。為了克服上述問題，本文擬將GIS［2］技術運用到BIM［3］技術中，通過建立與橋梁有關的三維信息模型，定期檢測橋梁的相關數(shù)據(jù)，從而構建一個完整的的橋梁病害顯示系統(tǒng)，加強對橋梁運營階段的檢測［4］。

1 國內(nèi)外相關研究

上世紀末，橋梁養(yǎng)護管理的相關研究便已在歐美等發(fā)達國家被廣泛應用。據(jù)相關數(shù)據(jù)統(tǒng)計，在美國的各州內(nèi)的公路橋梁中，有三分之一存在破損的情況，若想要完全修復，需要花費大約700多億美元，并且需要維修的橋梁數(shù)量每年都在增長，多達5000座，與橋梁有關的維修費用每年增長30億美元，其根本原因在于缺乏對橋梁的管理和養(yǎng)護。自此，歐美各國開始關注橋梁的運營和養(yǎng)護，以此來減少橋梁的相關病害數(shù)量，提高橋梁的使用壽命。

為了提高橋梁在管理和養(yǎng)護方面的效率，有關學者將BIM技術運用于橋梁的管理和養(yǎng)護。為了實現(xiàn)智能化跟蹤，BrendanMcGuire利用BIM技術對橋梁的狀況進行評估。到了二十一世紀，有關學者將GIS技術應用于橋梁檢測，并設計了相關的檢測管理系統(tǒng)，使得GIS技術可以有效的運用于橋梁的管理和養(yǎng)護。

國內(nèi)對于橋梁管理養(yǎng)護的研究應用開始于上個世紀80年代，在結合國外研究的基礎上，針對各個地區(qū)的特色，開發(fā)了相應的橋梁管理養(yǎng)護系統(tǒng)。為了提高相關部門在橋梁養(yǎng)護方面的工作效率，國內(nèi)頒布了多部法律法規(guī)，比如說 《公路養(yǎng)護技術規(guī)范》和 《公路橋梁養(yǎng)護管理工作制度》。目前，BIM+GIS技術融合系統(tǒng)的研究在國內(nèi)的已有相關學者進行研究，然而，當前的研究仍然存在不完善的地方，比如說對于橋梁管理養(yǎng)護仍是以人工為主，系統(tǒng)檢測為輔，無法對橋梁的狀態(tài)進行實時檢測。針對上述存在的問題，本文基于BIM-GIS技術融合，開展了橋梁養(yǎng)護系統(tǒng)的相關設計。

2 研究意義

1）加強對橋梁運營階段的監(jiān)控

目前國內(nèi)主要還是使用人工的手段對橋梁的管理養(yǎng)護進行檢測，使得橋梁的養(yǎng)護成本大大提高。本文在融合BIM技術與GIS技術的基礎上，進一步推動對橋梁進行智能化的健康檢測，在相關部門對橋梁進行養(yǎng)護時，以數(shù)據(jù)的形式直觀形象的表示出橋梁的健康狀況。

2）及時發(fā)現(xiàn)橋梁存在的問題并對其進行維修

利用人工對橋梁狀況進行檢測，不但增加養(yǎng)護的成本，而且在一定程度上，也無法及時得到橋梁的健康狀況，以至于橋梁出現(xiàn)健康狀況問題后不能及時的得到反饋而使得情況進一步惡化。人工檢測的方式也會因為個人主觀原因而使得對橋梁的健康狀況判斷出現(xiàn)失誤。利用BIM-GIS技術，可以對橋梁的養(yǎng)護工作進行智能化管理，使得有關部門對于橋梁的健康狀況了解的更加及時、全面與準確。

3 研究目標

本文擬將 BIM+GIS技術有效的應用于橋梁管理之中，提出并設計相應的橋梁管理系統(tǒng)，在橋梁的管理方面實現(xiàn)信息化、智能化、科學化，進而更加準確的發(fā)現(xiàn)橋梁的病害情況，以減輕橋梁管理養(yǎng)護部門的工作量。

4 主要內(nèi)容

本項目從研究BIM+GIS的融合技術的原理出發(fā)，以基于BIM+GIS技術的橋梁管理的系統(tǒng)研發(fā)為主要內(nèi)容，研究內(nèi)容包括：

1）利用BIM技術，建立橋梁的三維立體模型，并且通過相關技術對BIM的橋梁模型進行場景渲染和動態(tài)觀察；

2）利用GIS技術，采用坐標標記的方式，對橋梁的區(qū)域布局可以精確定位；

3）在BIM+GIS模型上標記橋梁病害信息，通過在模型上點擊病害標記點，可以查看病害詳情，并對數(shù)據(jù)不斷進行更新；

4）通過BIM+GIS技術的模塊，將單一橋梁模型與當?shù)氐牡乩憝h(huán)境進行結合，使得信息的表達方式得以優(yōu)化，從而實現(xiàn)對橋梁運營狀態(tài)的實時管理。

5 結語

橋梁作為跨越河流的重要建筑物，對其定期進行管理和養(yǎng)護，是保證橋梁結構安全和耐久的必要措施。本文提出將BIM-GIS技術融合，開展了橋梁養(yǎng)護系統(tǒng)的相關設計，進一步推動對橋梁進行智能化的健康檢測，可以對橋梁的養(yǎng)護工作進行智能化管理，使得有關部門對于橋梁的健康狀況了解的更加及時、全面與準確。