遂资高速公路智能化运维管理系统项目

发布日期：2021-07-02

遂资高速公路有限公司：

遂资高速公路有限公司，是四川遂资眉高速公路遂宁至资阳段高速公路工程的项目法人和管理单位。遂资眉高速公路遂宁至资阳段全长247.41公里，2009年12月开工，2013年6月通车，现已经运行近6年。部分桥梁已进入小修保养期，部分道路已出现沉降与路面开裂，管理人员与公司领导十分期望建立一套信息化智能化高速公路管养系统，具有良好的课题研究基础。基于此，重庆鲁汶智慧城市与可持续发展研究中心与遂资高速公路有限公司合作开展此课题研究，共同致力于解决高速公路管理的瓶颈问题，实现公司的管理信息化、智能化。

行业背景：

经历30余年大规模的基础设施建设，我国交通基础设施取得了举世瞩目的成就

*建设规模大

公路：2015年，我国公路密度提高到47.68公里/百平方公里，二级及以上高等级公路总里程达到57.49万公里。2017年，我国公路里程477.35万公里，高速公路里程达到13.64万公里。

桥梁：中国桥梁总数累计达到100万座；

*发展速度快

公路：2015年复合增长率达到10.76%

桥梁：2015年数量增长超过300%

路面、桥梁、隧道病害程度远超规划预期，后期运维的投入远超规划。设计使用寿命本应为50～100年的交通基础设施，受到规划设计时的局限性，建设过程中质量控制难  以保证以及服役期交通荷载与自然灾害的多重耦合影响，高速公路在服役的过程中损伤严重。

交通基础设施大体量建设与管养时期到来。我国将提前进入对交通基础设施的大体量建设和管养时期，政府及业主的管理提出新的挑战。此时，亟待一种信息化、智能化、高效率的管理系统在交通基础设施的全生命期进行智慧化管理。

技术应用及难点：

BIM技术是一个在计算机虚拟空间中的仿真工程行为，强调工程的生命周期信息汇总与持续运用、3D可视化的呈现、跨专业跨阶段的协同作业、几何与非几何信息的关联、静态与动态过程信息的实时掌握、微观与宏观空间信息的整合。

目前高速公路BIM技术运用的难点：

目前BIM技术主要面向的主要对象是建筑体本身，且模型的建立为正向建立。

高速公路与建筑不同，高速公路属于带状分布，受沿线两侧环境的影响较大。

GIS（Geographic Information System）是一个能把与地理空间相关的信息或数据进行有效管理和综合分析的平台。

GIS整合及管理建筑外部环境信息，而 BIM整合和管理建筑物本身所有阶段物理特征和功能特性。两者的结合可以把微观领域的 BIM 信息和宏观领域的 GIS 信息进行交换和相互操作，满足查询、管理与分析信息的功能，符合未来高速公路信息化管理平台的发展方向。

项目成果：

• 基于三维激光扫描技术的路面沉降分析：

      真实状态下的路面点云拟合封装

      沉降定性分析：理论路面模型建立

      沉降定量分析：道路特征线提取

• 基于高清影像的桥梁外观病害检测综合技术：

       桥梁多视影像数据采集

       路面病害数据储存

• 基于三维激光扫描的边坡变形分析研究：

      建立安全快速高精度的边坡监测方法

      基于边坡多期点云数据的点云配准方法

研究意义：

课题组以遂资高速公路日常养护工作中遇到的工程问题为研究切入点，研究融合BIM+GIS技术并结合现实捕捉技术分别在道路、桥梁、边坡养护模块取得了一系列研究成果。

课题的研究推动了高速公路运维阶段的3D信息化和智能化，将BIM、GIS和现实捕捉技术等先进技术结合并致力于解决工程实际问题，表明了高速公路运维阶段的信息化智能化BIM+GIS应用具备良好的应用前景。