使用数字孪生技术进行桥梁定期检测 可节省大量时间和劳动成本

   机械小兵        

对于我们的运输机构来说,最大的挑战之一就是如何进行准确、及时和安全的桥梁检查。桥梁的生命周期很长,最长可达75或100年。跟踪一段时间内的结构变化非常重要。维护桥梁是确保公共安全的关键,桥梁所有者和工程师需要定期进行检查以确定结构完整性,以计划维护,修复和更换这些桥梁。


然而,现场进行的传统目视检查是劳动密集型的,可能需要昂贵的设备,经常需要关闭车道,给旅行者带来不便,可能带来安全隐患,并且可能不准确且容易出错。

使用数字孪生技术进行桥梁定期检测 可节省大量时间和劳动成本

美国的国家桥梁检查标准要求额外的数据输入和复杂性。由于新冠流行,保持社交距离并确保员工和公众的安全可能会带来其他挑战。但是,近来,公路部门一直在使用新技术来远程执行桥梁检查,同时保持员工的安全。这些技术之一就是数字孪生,它是桥梁的数字表示形式,以及使团队能够了解和建模其性能的工程信息。


Digital Twin如何用于桥梁检查


在Bentley,我们致力于帮助用户实现数字孪生,帮助他们创建计算机模型来复制现场的实际数据。


检查员使用数字孪生技术以及微软HoloLens2中的沉浸式检查功能进行检查,这有助于用户了解现场的实际情况,而不必亲临现场。这种能力不仅减少了在现场所需的时间,而且还使检查更有效、更安全、更便宜。这项技术可以使工程检查员能够在办公室就完成在现场完成的90%的工作。


Bentley的基础架构建立在Microsoft的Azure平台上。我们的Digital Twin技术结合了工程数据,现实模型以及来自物联网(IoT)连接的设备(如无人机或传感器)的输入。所有这些组件将现实世界中的有形资产与数字资产相连接,从而提供了地上和地下资产的整体视图。


因此,数字孪生技术并没有试图通过照片来发现和确定裂纹或腐蚀,而是允许所有者通过精确的测量来跟踪这些类型的历史变化。

使用数字孪生技术进行桥梁定期检测 可节省大量时间和劳动成本

通过使用无人机协助检查,我们与之合作的一些美国机构节省了多达40%的成本。使用Digital Twin,他们可以看到随着时间的变化,并可以全面了解桥梁,包括查看以当前数据为基础的过去检查,这可以提高效率并有助于预测未来。


减少体力劳动并最大程度地提高生产力


明尼苏达州交通运输部(DOT)就是一个例子。该州目前有20,000座桥梁,需要定期检查所有桥梁,以便该州可以在其使用寿命内适当维护它们,并找出更换桥梁所需的措施。


明尼苏达州交通部的州立桥梁检查工程师詹妮弗·威尔斯(Jennifer Wells)解释说:“这些工程师大多数都不在野外工作,因此很难依靠特写照片并试图向他们解释我所看到的。”


明尼苏达州交通运输部有很大的机会使用无人机和Bentley软件来补充和增强标准和现场检查。他们可以从任何地方快速,轻松地查看这些检查中的数据。当工程师查看详细更改的时移比较时,他们可以注释关注的特定领域,并指定需要在现场进行特定审查的任何内容。现场工作人员可以在结构上直接看到所有检查员的注释,这更加直观、准确和高效。所有这些功能都旨在节省成本,避免风险并减少检查所需的时间。

使用数字孪生技术进行桥梁定期检测 可节省大量时间和劳动成本

节省时间和成本


最大的进步之一是现实网格,这是Digital Twin的可视化,为我们对基础设施和周围地形的理解提供了另一个维度。无人机捕获的照片,视频和数据可用于生成桥梁的高分辨率现实网格。


威尔斯说:“这些图像本身可以精确到裂缝,我们可以测量它们的宽度,而不仅仅是长度。”


使用现实网格进行检查可以显着减少检查员必须在现场在建筑物上及其周围的时间。


Digital Twin提供了灵活性。DOT可以进行更深入的检查,而不必安排昂贵的设备和人工。他们可以在许多大型,复杂或签名桥上应用Digital Twin,这可以节省大量成本,同时提高安全性并提供更丰富的可视化效果。


利用Digital Twin收集、处理、存储和分析大量数据可以减少时间和成本,同时提高检查质量。如果它能将整个检查费用减少10%,那将是一个巨大的胜利--而我们说的是有可能在整体上节省几倍的费用。通过微软HoloLens2和Azure远程渲染功能,我们能够准确地、真正地从几何角度看到随着时间的推移所产生的影响。这项技术可以提高检查员和广大公众的安全,并帮助保护桥梁基础设施到未来。我们在这方面的工作越多,我们发现的潜力就越大。这项技术可以使桥梁检查的作用更容易获得,使执行的多样性,同时也为公众提供更多的保证,即每个结构的整个范围都得到了检查。


这不再是科幻小说。它是真实的,就在这里,它正在对我们的桥梁产生影响。


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