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基于BIM+GIS的沥青路面表里全域病害数字孪生研究
| 题名： | 基于BIM+GIS的沥青路面表里全域病害数字孪生研究 |
| 作者： | 杨旭;李毅;刘文博;赵宗云;管进超;刘鹏飞;丁玲 |
| 作者单位： | 长安大学公路学院;长安大学未来交通学院;中交远洲交通科技集团山东工程咨询有限公司;亚琛工业大学道路工程研究所;北莱茵-威斯特法伦;长安大学运输工程学院 |
| 关键词： | 道路工程;路面全域病害;三维重构;BIM;GIS;数字孪生 |
| 摘要： | 为全面整合和分析无损检测采集的病害信息并构建病害数字孪生模型对病害进行可视化表达，基于BIM+GIS技术，运用探地雷达检测手段，提出了路面全域病害整合与建模的新框架。在该框架中，首先面向不同路表病害类型分别开发基于深度图像表面拟合和基于二值图像轮廓拟合的病害建模方法，相较于传统二维贴图或三维固定参数的建模方式，该方法实现了对病害区域信息的准确拟合建模；该框架另一部分提出了路面结构内部隐蔽病害的三维可视化建模方法，相较于传统分析建模进一步实现了探地雷达数据的病害模型转化与BIM数字化道路高效整合，降低了探地雷达数据实际应用性的门槛。该方法基于2种不同雷达图像的病害特征，识别并提取病害区域，实现全路段隐蔽病害疑似区域和局部重点区域三维重构；最后自动化构建包含全域病害的数字孪生模型，将无损检测数据高效整合，完成病害实体在虚拟空间中的映射转化。同时借助地理信息系统绘制道路病害分布热力图，反馈病害分布以及发展情况，指导养护管理工作。试验结果表明：该框架高效完成全域病害的三维数字转化；路表裂缝和坑槽建模精度分别达到80.13%和98.17%，路面内部病害的模型结合现场钻孔取芯验证在判断病害发生位置及病害类型等方面具有较高的准确度。针对路表病害，表面拟合建模方式适用于病害空间分布呈现要求较高的场景，对形态复杂的网裂、松散等病害建模效果好；轮廓拟合建模的方式适用于要求简单且高效的场景，对延伸性发展病害，如横缝、纵缝、坑槽等，由于病害轮廓信息易获取，建模效果更优。针对路面内部病害，基于C-scan图像病害建模效率较高，但无法区分具体病害类型，适用于道路总体结构质量分析；基于B-scan图像病害建模可以细分病害类别，但受限于建模效率，更适用于局部重点路段质量分析。 |
| 期刊名称： | 中国公路学报 |
| 出版年： | 2023 |
| 期： | 03 |
| 页码： | 120-135 |
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