过江桥隧管养的重点难点众多，面临“状态认知、性能保持、风险控制、资金决策”四个方面的管养新压力。而解决这些压力的重要途径就是借助信息化建设，通过建立统一的数据标准，利用现有的BIM、信息化等技术，践行“用数据说话、用数据决策、用数据管理、用数据创新”的管养新理念，立足数据标准化、数据专业化和管理规范化，依靠长大桥隧建管养信息化实践，全面研究和建设过江桥隧基于BIM的交通资产管养系统。

交通行业近些年，逐步从“重建轻养”转移到“建养并重”，随着过江通道、跨海通道的逐渐增多，往往面临着特殊结构桥梁、特长水下隧道等一系列管养难题，管养工作量大、难点多，管养压力倍增。因此现阶段急需结合桥隧管养的实际，充分利用现有信息化技术，建设基于BIM、GIS、移动互联网、大数据、云等技术的桥隧一体化管理系统。通过一体化管理平台实施桥隧的养护管理，提高管养工作的日常效率，并使其更加专业和标准，提高养护管理和养护决策的科学性。

信息一体化管养的

重点是建立统一标准

管养构件属性数据的组成

无论是桥或隧或是其他交通基础设施，从全寿命养护管理的理念出发，每个养护对象的属性都包含了静态数据和动态数据。

其中，静态数据信息是指养护对象从设计、制作安装完成后，基本固定不变的参数，即包含其设计尺寸、材料信息、图纸信息、照片信息、位置信息等；以及包含建成时的重要基准参数值，如桥梁的成桥索力、隧道设施的初始参数等；也包含常规状态下的养护要求，例如检查频率、检测频率、养护频率和内容等。动态信息主要为，维养过程中产生的病害、检查、维修、技术状况评定等数据信息，以及运维事件、交通车流量等数据，其中每一项的内容都包含时间参数。

管养构件属性数据

在BIM平台的链接与展示

每个数据都应该有对应的载体对象，才能使数据有实际意义，并且应该将数据逐一附着到相应的BIM构件上，通过点选任意构件，都可以随时查看到重要的构件动静态属性，这是构建BIM信息模型首先需要做的事情。

要使每个养护构件都能与管养数据进行关联，需要将桥梁构件进行细分，将大桥离散成众多的最小养护单元（即构件）。这个过程最重要的是制定一个统一标准，使不同桥梁结构的细分能够以一致的准则进行，建立相应的资产拆分标准和编码标准。标准的制定是一个工作量巨大的过程，但却为后续系统数据分析奠定了基础。

对于桥梁和隧道而言，都可以按照部位、部件、构件、组件、零件的方式进行拆分，并按照统一规则进行编码，从而进行统一管理。通过标准编码的制定，为每个构件形成了一个“身份证”号码，从而建立起构件唯一的全寿命期数据索引，实现构件可溯源、可追踪、可终身管理的功能。通过这个识别码与位置信息进行关联，现场通过GPS、二维码等方式可以实现对构件的定位。

BIM桥梁与隧道标准化构件编码示例

数据同源 

功能各有侧重

基于桥隧一体化标准的BIM技术应用路径，主要包括构件的拆分、编码，模型的建立、轻量化处理，平台的建立、数据的关联等工作。根据养护阶段管养需求，建立路桥隧土建结构和机电的BIM信息模型，离散为养护所需的土建构件和机电设备。土建结构包括了隧道结构、桥梁结构、风塔、附属等；机电设备包括了供配电系统、通风系统、照明系统、监控及通信系统、消防给排水系统、健康监测系统等。管养以外观检查为主，对不需要的部分予以剔除，如混凝土构件内部钢筋、设备的内部构造等；但对重要的管养构件细节，如主桥钢箱梁U肋、盾构管片等应予以保留。

BIM桥隧管养平台

总体架构

BIM桥隧管养平台围绕运营、检查、维护、评估四项核心运维活动，以数据归集、管理、流转、展示和应用为功能主线，以数据资产（全资产静态数据和动态数据体系）为核心，以养护管理为功能核心构建系统体系，以唯一ID编号构件作为数据载体，通过业务流程和数据体系规范养护管理。系统采用本地云端双部署，总体设置三个人机交互终端（全功能WEB端数据平台、手持移动终端、BIM三维可视化管理平台等三个部分），数据同源，功能侧重不同。

BIM桥隧管养平台总体架构

平台主要功能

基于统一的数据标准，将桥梁与隧道的管养均建立在一个BIM平台，并结合目前运维期BIM技术应用的特点，将其核心功能定义为构件管理、动静态属性管理、检查管理、评定展示、机电状态管理、多源数据管理与展示等。充分发挥其可视化优势，形成数据标准化集聚和管理平台，通过数据的模型化载体进行基于数据的生产管理。

平台主要功能

数据的一体化

采集、管理与展示

系统平台不仅仅是管养的工具，更是一线人员日常使用的必要手段。因此，系统的数据采集必须是便捷的，不能过多地干扰和增加现场的工作量，并应该大大节省内业工作时间，避免进行重复劳动。因此，无论是桥或隧，都应该设计出标准的数据录入体系，充分结合现场作业习惯。同时，利用信息化的实时性，将现场标准化的数据上传进入平台进行管理和展示，并且可供管理者查看。

监检测多源数据融合

过江通道往往由于结构重要性和复杂性，除了常规的人工检查外，还会设置健康监测系统，因此，其BIM系统的数据来源更加多样性。运营期的检查数据主要包括了两个方面：

1.重点结构监测数据：该部分数据来源于桥梁和隧道土建结构的运维期健康实时监测数据，特别是影响结构性能或结构异常响应的数据，包括外界荷载源监测项和结构静、动力响应监测数据。

2.桥隧养护维护数据：包括了结构和机电设施的人工日常巡查、经常检查、定期检查及定检数据、特殊检查记录等。

这些数据都应该作为管养数据进入到BIM管养系统，并通过平台进行管理和展示。

BIM桥隧监测数据一体化管理展示

通过基于BIM的桥隧一体化管养平台实施和正常运行，可以实现桥隧全资产（含缆索体系特大桥梁与过江水下盾构隧道土建、机电、交安设施等）运维期BIM技术应用和一体化管养。实现以BIM平台为基础的监测、检测数据中心，打破检测、监测间数据壁垒，为运营期多维数据分析、用数据辅助决策打下数据基础。实现多方各部门的协同办公，大大减少沟通的障碍，提高管养效率。同时，信息化系统的发展旨在建立一个服务交通全资产的资产管养平台，践行用数据管养的新理念，坚持跟踪信息化技术和养管技术的新发展，不断优化完善，确保系统渐进有序、功能先进、稳定可靠、方便易用。

本文刊载 / 《BIM视界》杂志

2022年 第4期 总第23期

作者 / 游楠 付道兴 李准华