Innovatie in bruginspecties met BIM en GAMMA AR voor veiliger infrastructuurbeheer
Inhoudsopgave
Deel dit bericht
Probleem: Traditionele bruginspecties leiden vaak tot inconsistente en verspreide gegevens, wat het bijhouden van volledige documentatie en het waarborgen van de veiligheid van infrastructuur bemoeilijkt.
Gevolgen: Deze uitdagingen treffen de meer dan 137.000 bruggen in Brazilië en bruggen wereldwijd, waar hiaten in de documentatie kunnen leiden tot vertraagd onderhoud, veiligheidsrisico’s en hogere kosten op lange termijn.
Oplossing: Onderzoekers van de Universidade Federal de Viçosa (UFV) ontwikkelden een workflow die BIM combineert met GAMMA AR om realtime gegevensverzameling en nauwkeurige documentatie op locatie te verbeteren.
Resultaten: De nieuwe methodologie optimaliseert inspecties, verbetert de nauwkeurigheid van gegevens en biedt een gecentraliseerd model voor brugonderhoud met het potentieel om de veiligheid en efficiëntie op wereldschaal te vergroten.
Bruginspecties zijn cruciaal voor de veiligheid en levensduur van infrastructuur.
Helaas schieten traditionele methoden vaak tekort in de consistentie van gegevens, waardoor het moeilijk is om volledige documentatie samen te stellen en bij te houden.
In Brazilië, met meer dan 137.000 bruggen, onderstreept dit probleem de behoefte aan nieuwe methodologieën.
Onderzoekers van de Universidade Federal de Viçosa (UFV) erkenden dit en ontwikkelden een innovatieve workflow die mixed reality (MR) en Building Information Modeling (BIM) integreert.
Hun doel was om de documentatie nauwkeuriger te maken en visuele inspecties te stroomlijnen, zodat een vollediger overzicht van de toestand van bruggen in de loop der tijd ontstaat.
Het team, geleid door dr. Ana Carolina Pereira Martins met mede-onderzoekers zoals Isabele Rocha Castellano en anderen, werkte samen met het Braziliaanse nationale departement voor transportinfrastructuur (DNIT) om hun methodologie te testen.
Ze richtten zich op het Coimbra I-viaduct, gekozen vanwege de nabijheid van de UFV.
Het doel van de studie was om een gegevensrijke, technologiegedreven aanpak te valideren die de inspectiedocumentatie en het volgen van brugpathologieën gedurende de levenscyclus van het bouwwerk kon verbeteren.
Brugdocumentatie stroomlijnen met BIM en mixed reality
Standaardmethoden voor visuele inspectie kunnen leiden tot inconsistente gegevens in verschillende mediaformaten, wat de onderhoudsdocumentatie van bruggen bemoeilijkt.
De aanpak van het UFV-team combineert BIM en MR om deze documentatieproblemen aan te pakken.
BIM fungeert als een dynamisch digitaal model van het bouwwerk en legt de geometrie en de toestandsgeschiedenis van de brug vast, terwijl MR digitale informatie over fysieke structuren legt om realtime documentatie te ondersteunen.
Deze workflow stelt inspecteurs in staat om te interacteren met een gegevensrijke 3D-weergave van de brug en structurele details rechtstreeks op locatie vast te leggen.
„Momenteel steunen bruginspecties vaak op formulieren, rapporten en foto's, waardoor gegevens verspreid raken over verschillende formaten en media, wat leidt tot vertragingen en onnauwkeurigheden”, aldus dr. Martins. „Door mixed reality via GAMMA AR te integreren, wilden we het proces optimaliseren en het niet alleen sneller en veiliger maken, maar ook nauwkeuriger in het vastleggen en documenteren van schade.”
Methodologische stappen en technologische integratie
De inspectie van het Coimbra I-viaduct valideerde de nieuwe methodologie, voortbouwend op eerder onderzoek met point cloud-modellering.
De initiële puntenwolk, die een digitaal model met hoge resolutie levert, werd tijdens een eerdere studie gemaakt en gebruikt als basis voor verdere BIM-integratie.
- Creatie van het BIM-model: Met Autodesk Revit maakte het team een BIM-model en integreerde geometrische gegevens uit UAV-vluchten (Unmanned Aerial Vehicle). Met dit digitale model konden inspecteurs brugdetails en pathologieën systematisch documenteren voor langetermijnmonitoring.
- Integratie met GAMMA AR: Het BIM-model werd vervolgens geïmporteerd in GAMMA AR, een augmented reality-oplossing die digitale modellen via tablets of smartphones over fysieke structuren legt en zo gegevensverzameling op locatie vergemakkelijkt. Dr. Castellano zei: „Na het testen van verschillende tools onderscheidde GAMMA AR zich door zijn vermogen om naadloos te integreren met onze BIM-workflow. Het gebruik van open-standaard bestandsformaten zoals IFC en BCF maakte het ideaal voor het niveau van interoperabiliteit dat wij nodig hadden. Het was de perfecte oplossing om onze onderzoeksdoelen vooruit te helpen.”
- Eerste inspectie op locatie en modeluitlijning: Tijdens de eerste inspectie gebruikte het team GAMMA AR om het BIM-model uit te lijnen met het viaduct door referentiepunten in te stellen, zoals pijler P8. Deze uitlijning stelde inspecteurs in staat structurele waarnemingen, waaronder fijne scheuren en betonafspatting (oppervlakteschade en aantasting), rechtstreeks in het digitale model te documenteren. „GAMMA AR hielp ons een grote uitdaging op te lossen bij het inspecteren van moeilijk bereikbare gebieden, doordat we schade op afstand en veilig konden visualiseren en documenteren”, legde dr. Castellano uit.
- Schadeanalyse en documentatie: Nadat de eerste ronde gegevens was verzameld, keerde het team terug naar kantoor om de bevindingen te beoordelen en te integreren in het BIM-model met behulp van Revit en de BCF Manager-plug-in. De vastgelegde gegevens, georganiseerd in parametrische families, dienen nu als een digitale opslagplaats voor de toestandsgeschiedenis van de brug. Dr. Martins merkte op: „De brede toepassing van AR in infrastructuur zou de openbare veiligheid aanzienlijk kunnen verbeteren door frequentere en grondigere inspecties mogelijk te maken. Het vermindert het risico voor werknemers, versnelt onderhoudsbeslissingen en zorgt ervoor dat schade vroegtijdig kan worden opgespoord, voordat deze een bedreiging vormt voor de openbare veiligheid.”
- Tweede inspectie en gegevensvalidatie: Bij de vervolginspectie werd GAMMA AR gebruikt om eerder geregistreerde schadegegevens te bevestigen, waarbij de meetfunctie van de app werd ingezet om de omvang van kleine structurele problemen te beoordelen en de locaties van pathologieën binnen het BIM-model te verifiëren. Deze laatste stap valideerde de nauwkeurigheid van de gedocumenteerde gegevens en versterkte het nut van de geïntegreerde MR-BIM-methodologie voor toekomstige onderhoudsplanning.
Resultaten en potentieel voor brede toepassing
Door de documentatie te centraliseren in een met MR verrijkt BIM-model verbeterde de workflow de toegang tot gegevens en werden inconsistenties opgelost die kenmerkend zijn voor traditionele methoden.
De nieuwe workflow minimaliseerde handmatige gegevensinvoer en ondersteunde uitgebreide realtime gegevensdeling, wat zowel de nauwkeurigheid als de efficiëntie optimaliseerde.
- Verbeterde documentatienauwkeurigheid: Dankzij augmented reality konden inspecteurs schade rechtstreeks over het BIM-model van de brug leggen, wat nauwkeurige en consistente registraties opleverde voor toekomstig gebruik.
- Meer toegang tot gegevens en hogere efficiëntie: Door realtime synchronisatie met kantoor stroomlijnde het team de workflows, verminderde fouten en verbeterde de toegang tot actuele inspectiegegevens.
- Verbeterde veiligheid: De mogelijkheid om inspecties met tablets uit te voeren verminderde de noodzaak van fysieke toegang tot moeilijke of hooggelegen gebieden, waardoor de risico’s voor inspecteurs afnamen zonder in te boeten op dekking.
De toekomst van BIM en MR in infrastructuurbeheer
Deze studie toont aan dat het combineren van BIM en AR via tools zoals GAMMA AR een veelbelovende aanpak biedt voor bruginspecties, met name voor het documenteren van structurele pathologieën gedurende de levenscyclus van een brug.
Het succes van dit project wijst op bredere toepassingen binnen Brazilië en daarbuiten, met een mogelijke integratie in Bridge Management Systems (BMS) voor een consistente en gecentraliseerde aanpak van infrastructuuronderhoud.
Ondersteund door DNIT en gepubliceerd in het tijdschrift Automation in Construction (DOI: 10.1016/j.autcon.2024.105775) is het Coimbra I-viaductproject een voorbeeld van een schaalbaar model voor technologiegedreven infrastructuurbeheer.
Vooruitgang in MR-compatibele apparaten zoals tablets met LiDAR zou van BIM- en MR-methodologieën een wereldwijde standaard kunnen maken, met veiliger, betrouwbaarder en kosteneffectiever infrastructuurbeheer als resultaat.
Klaar om te zien hoe GAMMA AR het verschil kan maken in jouw inspectie- of bouwprojecten?
Download een gratis proefversie in de App Store of Google Play en ervaar de voordelen van augmented reality voor veiliger en efficiënter beheer op locatie.
¹ Bron voor afbeeldingen 1–4: Martins, A.C.P., Castellano, I.R., César Júnior, K.M.L., Franco de Carvalho, J.M., Bellon, F.G., de Oliveira, D.S., & Ribeiro, J.C.L. (2024). „BIM-based mixed reality application for bridge inspection.” Automation in Construction, Volume 168, Part A, 105775. Elsevier.