BrIM Bridge Information Modeling

w zarządzaniu obiektami mostowymi

Gliwice 2016

Marek SALAMAK

BIM w infrastrukturzePoziom wdrożenia w Polsce

Budownictwo kubaturowe (BIM pionowy)

Architekci i instalatorzy korzystają z BIM od kilku lat

Infrastruktura (BIM liniowy) przyczyny opóźnienia we wdrożeniu

Inwestycje sektora zamówień publicznych – opór instytucji

Kontrakty typu zaprojektuj i zbuduj – model narzędziem projektanta i wykonawcy

Standaryzacja rysunków CAD i modeli BIM – brak norm i wytycznych

Powiązanie modelu BIM z mapą i systemami GIS

Trudności związane z różnicami cech modeli budynków i obiektów infrastruktury

Marek Salamak, Gliwice 2016 2 /19

BIM w infrastrukturzeSpecyfika i trudności

Rozpatrywany element modelu

BIM pionowy

(budownictwo kubaturowe)

BIM liniowy

(budownictwo infrastrukturalne)

obiekt w modelu zwarty i punktowy (do kilkuset metrów) długi i liniowy (do kilku kilometrów)

teren w modelu wąski (w rejonie budynku i jego otoczenia) rozległy (droga i pas drogowy)

odległości między obiektami małe lub bardzo małe duże lub bardzo duże

rozpoznanie uzbrojenia terenu dobre często złe

poziomy obiektu od kilku do kilkuset kondygnacji kilka (urządzenia podziemne, powierzchniowe)

szczegółowość bardzo wysoka wysoka

właściciele obiektu jeden jeden lub kilku (zarządcy dróg, sieci)

obiekty obce mało dużo

kolizje z obiektami obcymi mało dużo i bardzo dużo

warunki geodezyjne jedna działka i uregulowana własność problem dużej liczby działek i ich własność

Marek Salamak, Gliwice 2016 3 /19

Modelowanie mostów BrIM

BrIM – Bridge Information Modelling

Uwzględnienie specyfiki mostów jako elementów linowej infrastruktury

Projektowanie mostów procesem iteracyjnym

Zmiany parametrów mostu zależne od wielu danych pozyskiwanych

Od innych projektantów: drogowcy, geotechnicy, materiałowcy

Z innych dyscyplin: geotechnika, hydrologia, ekologia, organizacja ruchu

Z różnych źródeł i narzędzi wspomagających projektowanie

Obliczenia MES, przedmiary, technologia wykonania

Wdrożenie BIM w mostach

Wciąż między fazą 1 i 2

Nawet w krajach zachodnich

Marek Salamak, Gliwice 2016 4 /19

Modelowanie mostów BrIMTrudności we wdrażeniu

Mosty to też liniowe obiekty infrastruktury

Zbyt słabo znamy tą technologię (wszyscy uczestnicy procesu budowy)

Brak wymagań jej stosowania ze strony zamawiających

Wysokie koszty wdrożenia, co może budzić niechęć

Ograniczone możliwości modelowania nietypowej geometrii mostów

Większa potrzeba powiązania między modelami MES ↔ BrIM

Oba modele będą potrzebne w trakcie utrzymania (próbne obciążenia lub SHM)

Nierozwiązane kwestie prawne dotyczące własności tych modeli

Marek Salamak, Gliwice 2016 5 /19

Modelowanie mostów BrIMWybrany obiekt do badań

Wiadukt nad torami w Gliwicach – skrzynka z zewnętrznym sprężeniem

Wykonany w technologii nasuwania podłużnego

Klasa obiektów dużych i złożonych (czasochłonność inspekcji stanu technicznego)

Dwa scenariusze modelowania

Dokumentacja projektowa

Skanowanie laserowe obiektu

Obróbka chmury punktów

Badania nad BrIM w utrzymaniu mostów

Marek Salamak, Gliwice 2016 6 /19

Właściciel: ZDM Gliwice

Projektant: Piotr Wanecki

Wykonawca: Skanska

Skanowanie: Tomasz Owerko AGH

Modelowanie mostów BrIMFragmenty modelu

Scenariusz 1 – dokumentacja projektowa Scenariusz 2 – chmura punktów

Marek Salamak, Gliwice 2016 7 /19

Autor modelu: mgr inż. Karol Antosz (Politechnika Śląska)

Z zewnątrz Z zewnątrzWnętrze skrzynki

Wnętrze skrzynkiSzczegóły zbrojenia, sprężenia i wyposażenia

Modelowanie mostów BrIM – animacja modelu

Marek Salamak, Gliwice 2016 8

Autor animacji: mgr inż. Karol Antosz (Politechnika Śląska)

Wielowymiarowość BIM

Zarządzanie obiektem

Aktualizacja modelu projektanta w trakcie budowy i użytkowania

Gromadzenie informacji o usterkach, naprawach i przeróbkach

Instrukcje i procedury użytkowania powiązane z elementami modelu

Zrównoważony rozwój

Szacowanie i optymalizacja kosztów użytkowania i zużycia energii

Planowanie remontów, modernizacji i likwidacji

Dane i narzędzia do analiz typu Life Cycle Assessment

Marek Salamak, Gliwice 2016 9 /19

Utrzymanie mostów w ramach

systemów gospodarki mostowej SGM

Przeglądy mostów najważniejszym elementem SGM

Podstawowe źródło informacji o stanie obiektu i uszkodzeniach

Wykonywane obligatoryjnie i systematycznie przez przeszkolonych inspektorów

Kompleksowa ocena wizualna uzupełniona pomiarami i badaniami konstrukcji

Procedurę przeglądu i formę raportu precyzują instrukcje

Wciąż jest to papierowy dokument tworzony po inspekcji w biurze

Użycie smartfonów lub tabletów nie zapewnia kompleksowego wsparcia

Marek Salamak, Gliwice 2016 10 /19

BrIM Bridge Information Modellingw systemach gospodarki mostowej SGM

Powiązanie SGM z rozwojem technologii IT w publikacjach

Algorytmy decyzyjne, systemy monitoringu

Sztuczna inteligencja, rzeczywistość wirtualna

Dzisiaj mamy również technologię BrIM

Model BrIM będzie bardzo ważnym elementem bazy wiedzy SGM

Efektywność przeglądu mostu zależy od klasy jego wirtualnego modelu BrIM

Konieczność opracowania procedur i wytycznych

Tworzenie modeli BrIM klasy 6D i 7D możliwe do wykorzystania w inspekcjach

Uwzględniające dominujące wymiary oraz trudność dostępu do przęseł i podpór

Inspekcje z użyciem narzędzi poszerzonej rzeczywistości AR+

Wyświetlanie wirtualnych modeli BrIM nałożonych na rzeczywiste otoczenie obiektu

Marek Salamak, Gliwice 2016 11 /19

Podstawowe elementySystemu Gospodarki Mostowej SGM+BrIM+AR

Marek Salamak, Gliwice 2016 12 /19

dane inspekcji

tablety

smartfony

wyświetlacze

AR+

bazy wiedzy

ewidencja BrIM

historia utrzymania

narzędzia eksperckie

podejmowanie decyzji

decy

zje

o ut

rzym

aniu

info

rmac

je

zwro

tne

pobi

eran

ie m

odel

u

BrI

Mm

ostu

zapi

s m

ultim

edia

lnyc

h

rapo

rtów

z in

spek

cji

przetworzone

raporty z inspekcji

BrIM Bridge Information Modeling Potrzeby i zalety powiązania BrIM + SGM

Dopasowanie rodzaju i szczegółowości modeli BrIM do potrzeb SGM

Dowolna forma przechowywanych danych i raportów w ewidencji

Eliminacja powtarzalnych czynności przy raportowaniu w ramach SGM

Wystarczy tylko aktualizacja nowych lub zmienionych uszkodzeń w modelu BrIM

Poprawa jakości i skrócenie czasu inspekcji mostów

Lokalizacja stwierdzonych uszkodzeń wprost na wirtualnym modelu

Łatwiejszy dostęp do danych związanych z bezpieczeństwem mostu

Powiązanie modelu BrIM ze skalibrowanym modelem MES

Lepsza komunikacja między inspektorami i ekspertami mostowymi

Wymiana informacji przez wirtualne modele BrIM

Bardziej czytelne i jednoznaczne dane dla decydentów

Możliwość skutecznej adaptacji metod oceny cyklu życia mostu

Bez modeli BrIM analizy typu LCA były jedynie żonglerką parametrami

Marek Salamak, Gliwice 2016 13 /19

Specyfika pracy inspektora mostowego

Marek Salamak, Gliwice 2016 14 /19

Praca inspektora mostowego

Marek Salamak, Gliwice 2016 15 /19

Odpowiednie wyposażenie i zabezpieczenie inspektora mostowego

W takiej pozycji trudno jest użyć

jakiekolwiek urządzenie

Rejestracja uszkodzenia w modelu BrIMpodczas inspekcji mostu w terenie

Marek Salamak, Gliwice 2016 16 /19

model BrIM mostu w bazie wnętrze skrzynkowego dźwigara

porównanie modelu BrIM

i rzeczywistego obiekt opis uszkodzenia

wyjście w teren

stwierdzone uszkodzenieocena jakościowa i ilościowa

poszukiwanie nieprawidłowości

Wirtualne przyrządy inspektoraRzeczywistość poszerzona AR+

Marek Salamak, Gliwice 2016 17 /19

ubieralny interfejs człowiek-maszyna (wearable HMI)

kask z wyświetlaczem AR+

zastąpienie kilku przyrządów

uwolnienie rąk w trudnodostępnych miejscach

dokumentacja mostu w postaci elektronicznej

Podsumowanie

Daleko idące zmiany w budownictwie związane z technologią BIM

Dotyczą projektantów, wykonawców i przede wszystkim zamawiających

Głównie projekty związane z infrastrukturą i zamówieniami publicznymi

Korzyści dla właścicieli i zarządców infrastruktury

Trudności we wdrożeniu BIM przy projektach infrastrukturalnych

Brak zrozumienia potrzeby stosowania BIM wśród właścicieli infrastruktury

Wysokie koszty wdrożenia technologii w biurach projektów i u wykonawców

Ograniczenia związane z niedoskonałością aktualnych aplikacji z grupy BrIM

Brak standaryzacji i trudne kwestie prawne dotyczące własności modelu BrIM

Modyfikacja do systemów gospodarki mostowej SGM+BrIM+AR

Poprawi jakość wykonywanych przeglądów i ograniczy ich czas oraz koszty

Poprawi zarządzanie ryzykiem i kosztami infrastruktury mostowej (analizy LCA)

Zwiększy zdolność predykcyjną kosztów utrzymania i wymiany sieci infrastruktury

Marek Salamak, Gliwice 2016 18 /19

Marek Salamak, Gliwice 2016 19