cookieOptions = {...}; .道路和橋樑數位孿生在行動:四個案例研究 - 3S Market「全球智慧科技應用」市場資訊網

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2021年6月9日 星期三

Connected Highway Digital Twin Use Case and iTwin Platform Introduction 

互聯高速公路數位孿生用例和 iTwin 平台介紹



cadalyst 


數位孿生可以幫助道路機構,整合多個孤立的數據源、追蹤和可視化變化、產生可操作的見解等。本概述重點介紹了從道路到緊急橋樑,更換的數位孿生應用案例。


數位孿生正在成為交通基礎設施,最重要的技術趨勢之一,因為它們具有改進設計、視覺增強協作,以及提高資產可靠性和性能的潛力。數位孿生可被視為基礎設施決策的支柱,因為它們提供有關項目、項目狀態和相關風險的最新資訊。


數位孿生使土木工程師,能夠在整個生命週期中可視化資產,以追蹤變化,並執行優化資產性能的分析。



什麼是數位孿生,為什麼它們很重要?

數位孿生是實體資產、流程或系統的數位表示,以及使我們能夠理解和建模,其性能的工程資訊。簡單地說,數位孿生是一種高度詳細的數位模式,它是實體資產的對應物或孿生。數位孿生不斷更新,來自多個來源的數據,這使它們與靜態 3D 模式不同。


從概念到營運,承包商、建築公司,以及道路和橋樑業主營運商,可以利用數位孿生讓項目團隊更深入地瞭解設計。數位孿生還使管理層和所有者,能夠在流程早期瞭解設計決策的含義,並幫助他們在整個資產生命週期內提高績效


在新道路或橋樑的規劃、設計和施工或重大升級過程中,項目數位孿生可以根據營運要求優化設計,並透過模擬降低施工延遲或不合格的風險。項目數位孿生還可以改善供應鏈內的物流和溝通,這有助於維持進度和預算。


在營運期間,性能數位孿生變得最有價值。當來自物聯網 (IoT) 連接設備(例如提供持續調查,以即時跟蹤現實世界條件下的資產變化的無人機)的輸入添加到數位表示中時,所有者營運商獲得洞察力。這種透明度有助於業主營運商,優先考慮並改進維護或升級。


當應用人工智慧 (AI) 和機器學習 (ML) 時,從大數據中獲得的分析可見性,可以提供洞察力和沈浸式數位營運,以提高營運和維護的有效性。結果是,訪問性能數位孿生可能使員工能夠在問題出現之前,預測和避免問題,或者縮短他們的反應時間。


隨著無人機和機器人的應用,以及基於人工智慧的電腦視覺,使用數位孿生自動化檢查任務,專家可以遠端進行檢查,提高生產力,利用專家的價值,並降低暴露團隊成員所帶來的風險危險的環境



路橋數位孿生在現實生活中的應用

Bentley 看到其用戶透過數位孿生實現數位化,推進數位化工作流程,並使用智慧組件,並使用數位環境來改進項目交付,和/或使資產在世界各地,每天都表現得更好。以下是一些案例,說明 Bentley 使用者,如何在他們的項目工作中實現數位化。


Italferr 使用數位孿生技術,在義大利熱那亞建造了 Pergenova 高架橋。Pergenova Consortium Company 選擇 Italferr 為義大利熱那亞 Polcevera 河上的 1,182 米莫蘭迪大橋,設計應急替代方案。倒塌的橋樑關閉了三條鐵路線,增加了 120 公里的公路旅行。因此,盡快重建它對於城市的長期經濟和文化健康非常重要 —— 並且需要在設計進行時開始施工。


為了在按時完成設計的同時,確保設計的準確性,Italferr 使用 Bentley 的建築資訊模式 (BIM) 方法,並創建了高架橋的數位孿生模式,以簡化整個設計階段的工作流程。為了實現這一目標,Italferr 將建造和運營的詳細資訊納入模式,因為在設計階段之後,幾乎沒有時間對模式進行重大修改。該組織還建立了一個開放、互聯的數據環境,以促進多學科項目團隊之間的協作,並確保單一的事實來源。 Bentley 應用還幫助 Italferr 定義標準、模板和基本標準,以創建數位孿生和統一的 3D 資訊模式,構成設計、施工和營運的基礎。


利用 BIM 並使用 Bentley 應用,創建數位工作流,Italferr 能夠以比傳統 2D 設計更高的品質和速度可視化設計。使用 Bentley 的 BIM 解決方案和數位孿生模式,Italferr 降低了設計成本、改進了決策、提高了準確性並改進了多學科交流。



BIM 進步和數位孿生,優化了中國高速公路的設計和施工。湄潭至十阡高速公路,是中國貴州省交通運輸發展「十三五」規劃的重點項目。它是中國第一條大批量、全學科應用 BIM 方法,進行建設和管理的高速公路。高速公路位於山區,全長 113 公里,橋樑、高架公路和隧道眾多。


該項目利用數位孿生技術,提升高速公路建設品質,實現全生命週期管理理念。無人機飛來勘察現有場地,並使用 Bentley 的實景建模軟體,創建 3D 實景模型。擁有這種現實背景,幫助團隊加速和優化設計,將施工週期縮短了 89 天。


虛擬設計和施工技術的引入,改變了該項目傳統的施工生命週期。項目團隊在設計階段,發現了使用以前的方法在施工階段之前,無法發現和解決的問題。在設計階段發現問題,將設計工作量和時間減少了一半,提高了施工品質,並降低了施工成本。項目期間收集的 BIM 模式,用於建立數位孿生模型,為維護以及建模和預測未來資產性能奠定基礎


Foth 使用數位孿生在愛荷華州錫達福爾斯 (Cedar Falls) 實施道路復興項目。Foth Infrastructure and Environment 被保留為愛荷華州錫達福爾斯,一條繁忙的公路走廊,制訂,從初步工程到最終設計和施工的綜合交通計劃。該市的目標,是改善交通流量和安全性,提供自行車和行人通道和機動性,並促進商業通道,同時最大限度地減少資本投資和營運成本。



為瞭解決該市的優先事項,Foth 引入了該州很少見的創新設計元素,包括環形交叉路口、車道減少和完整的街道方法,以容納多式聯運旅客。


擁有單個 3D 模型,提高了設計過程的準確性和效率,無縫整合了來自全球網路的設計師和顧問。3D 模型還有助於改進施工階段。Foth 將 3D 模型建立為數位孿生模型,隨著現場人員識別並解決現場潛在問題,數據流入和流出模式。除了施工,數位孿生中包含的工程資訊,將為未來的營運和資產管理提供重要價值,因為這些數位資產可以智慧地向城市,傳達改善績效的關鍵資訊。


在設計階段節省時間,大大縮短了整體項目進度,使 Foth 能夠在交付高品質項目的同時,滿足施工和城市進度。在開放、互聯的數據環境中,使用 Bentley 的應用,改進了各個階段的項目交付成果,最大限度地提高了行動團隊,和分散團隊之間的協作和生產力,並優化了與城市、公用事業公司和社區利益相關者的溝通。編者按:有關此項目的更多資訊,請參閱「在振興道路的同時,Foth 團隊磨練了簡化遠端工作的協作流程」。


BIM、實景建模和 GIS 數據為馬來西亞的高速公路,生成數位孿生模式。馬來西亞的泛婆羅洲公路,是一條全長 1,060 公里的四車道雙車道,橫跨沙撈越州現有社區和保護區的起伏地形。馬來西亞政府選定項目,交付合作夥伴 Lebuhraya Borneo Utara (LBU) 和 Bentley 通路合作夥伴 Reveron Consulting,為泛婆羅洲公路的設計、施工和營運實施 Bentley 解決方案。



LBU 將泛婆羅洲公路的規劃、設計和建設數位化,符合政府標準,提供最佳價值。在整個施工過程中利用 Bentley 應用(包括用於施工監控)後,下一階段的重點是營運、維護和資產管理,以確保高速公路滿足其當前和未來的功能要求。


由於它利用了實景建模,以及數位流程和工作流程,因此數位孿生方法被用作營運決策的基礎。 Bentley 的整合應用及其連接的數據環境,提供了一個完整的技術解決方案,可以創建數位孿生。數位孿生被用來整合道路資訊系統、橋樑管理系統和維護管理系統,這些系統是專門開發和設計的,包括不合格報告的開發。數位孿生使用 Bentley 技術將 BIM、實景建模和 GIS 數據結合起來,以提供身臨其境的可見性和分析,以便及時做出決策並提高基礎設施資產性能


結論

數位孿生使用者能夠在整個資產生命週期中,可視化基礎設施資產、跟蹤變化,並執行分析以優化資產性能。Bentley 的基礎設施數位孿生結合了工程數據、現實數據和物聯網數據,可提供地上和地下基礎設施的整體視圖。身臨其境的可視化、可見性和分析可幫助使用者,更深入地瞭解基礎設施資產,從而改進決策,以獲得更好的結果。


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