Digital twin e integrazione BIM-GIS per la gestione delle strade #adessonews

Esplora l’uso del BIM e del GIS per gestire i digital twin delle strade. Leggi di più sui vantaggi e le applicazioni pratiche di questa integrazione innovativa

In un’era di rapida evoluzione tecnologica, il settore delle infrastrutture stradali sta vivendo una vera e propria rivoluzione grazie all’introduzione dei digital twins. Questi gemelli digitali stanno trasformando il modo in cui progettiamo, costruiamo e gestiamo le nostre strade, offrendo nuove opportunità per migliorare l’efficienza, la sicurezza e la sostenibilità. In questo articolo, esploreremo le applicazioni, i benefici e i vantaggi di un approccio BIM nella creazione di digital twins per le infrastrutture stradali.

Per gestire al meglio tutti questi aspetti è necessario utilizzare un software dedicato ai Digital Twin Geospaziali utile, come vedremo nel corso dell’articolo, a unire il mondo BIM a quello GIS.

BIM e del GIS per i Digital Twin delle strade

Cos’è un Digital Twin per le strade?

Un digital twin per le strade è una rappresentazione virtuale dell’infrastruttura stradale fisica, costantemente aggiornata con dati in tempo reale provenienti da sensori, dispositivi IoT e altre fonti. Questo gemello digitale permette una gestione integrata delle informazioni quantitative, geometriche, spaziali e documentali, supportando un processo decisionale più efficace nella gestione degli asset stradali.

I gemelli digitali combinano informazioni provenienti da modelli BIM (Building Information Modeling) e da dati GIS (Geographic Information Systems), creando una rappresentazione dinamica e dettagliata delle infrastrutture.

Il cuore di un digital twin stradale è costituito da diversi componenti chiave:

• Accoppiamento fisico-virtuale
• Gestione delle informazioni centrata sugli asset
• Ciclo decisionale basato sui dati

A questo punto voglio suggerirti la lettura dell’articolo “Digital Twin: cos’è, come funziona, quali sono i vantaggi” per approfondire maggiormente questo tema.

Vantaggi dei Digital Twins per le strade

L’implementazione dei digital twins nel settore delle infrastrutture stradali offre numerosi vantaggi:

1. miglioramento della pianificazione e progettazione – i digital twins permettono di visualizzare e simulare diverse opzioni di progettazione, valutando l’impatto di fattori come il flusso del traffico, le condizioni ambientali e le misure di sicurezza prima della costruzione fisica;
2. gestione avanzata degli asset – il monitoraggio e l’analisi in tempo reale degli asset stradali durante tutto il loro ciclo di vita consentono di ottimizzare le strategie di gestione e minimizzare i tempi di inattività, grazie all’uso di sensori IoT e altre tecnologie di monitoraggio;
3. manutenzione predittiva – l’analisi dei dati in tempo reale e storici aiuta a identificare modelli e prevedere potenziali guasti o requisiti di manutenzione, permettendo interventi proattivi e risparmi sui costi;
4. maggiore sicurezza e operatività: – l’integrazione dei dati provenienti da diverse fonti aiuta a identificare i rischi per la sicurezza, ottimizzare la gestione del traffico e migliorare la risposta alle emergenze;
5. processo decisionale basato sui dati – l’analisi dei dati provenienti dai digital twins fornisce preziose informazioni su modelli di traffico, punti di congestione e aree soggette a incidenti, informando gli investimenti infrastrutturali e la pianificazione delle politiche;
6. collaborazione e coinvolgimento degli stakeholder – le informazioni centralizzate e accessibili in tempo reale permettono a progettisti, ingegneri, costruttori e gestori di infrastrutture di lavorare in modo più coordinato e efficiente. i digital twins forniscono una piattaforma collaborativa per gli stakeholder per accedere, interagire e fornire feedback sui progetti stradali. Questo approccio, grazie a piattaforme collaborative, riduce i tempi di risposta, migliora la qualità delle decisioni e contribuisce al successo complessivo dei progetti;
7. ottimizzazione dell’infrastruttura stradale – la simulazione e l’ottimizzazione in tempo reale di scenari come le configurazioni delle corsie e la temporizzazione dei semafori aiutano a migliorare il flusso del traffico e ridurre la congestione.

Il ruolo del BIM nella creazione di Digital Twins per le strade

Il Building Information Modeling (BIM) gioca un ruolo cruciale nello sviluppo di digital twins per le infrastrutture stradali. Il BIM fornisce le basi per la creazione di modelli virtuali dettagliati degli asset stradali, che vengono poi utilizzati per sviluppare i digital twins. Ecco alcuni modi chiave in cui il BIM contribuisce ai digital twins per le strade:

1. modelli virtuali – il BIM consente la creazione di modelli 3D dettagliati dell’infrastruttura stradale, incluse informazioni geometriche e topologiche;
2. integrazione dei dati – i flussi di lavoro BIM integrano dati provenienti da varie fonti, come documenti di progettazione, registri di costruzione e sistemi di gestione degli asset;
3. gestione del ciclo di vita – il BIM supporta la gestione degli asset stradali durante tutto il loro ciclo di vita, dalla pianificazione e progettazione alla costruzione e all’esercizio;
4. collaborazione e comunicazione – il BIM facilita la collaborazione tra gli stakeholder coinvolti nei progetti stradali, creando un ambiente collaborativo che beneficia lo sviluppo e l’utilizzo dei digital twins;
5. interoperabilità – il BIM promuove l’interoperabilità stabilendo standard e protocolli di dati comuni, cruciali per l’integrazione dei dati nel digital twin;
6. simulazione e analisi – i modelli BIM possono essere utilizzati per simulare diversi scenari, come il flusso del traffico, le operazioni di manutenzione e la risposta alle emergenze.

Componenti chiave di un Digital Twin per infrastrutture stradali

Un digital twin per infrastrutture stradali è composto da diversi elementi essenziali che lavorano in sinergia per creare una rappresentazione virtuale completa e funzionale. Oltre ai componenti già menzionati, è importante evidenziare:

1. sistemi di acquisizione e gestione dati – questi includono una rete di sensori, telecamere e dispositivi IoT installati lungo l’infrastruttura stradale. Raccolgono dati in tempo reale su flussi di traffico, condizioni meteorologiche, stato del manto stradale e dinamiche dei veicoli;
2. tecnologie di fusione dati multi-sorgente – queste tecnologie combinano dati provenienti da diverse fonti per creare una visione unificata e completa del sistema stradale, migliorando l’accuratezza e l’affidabilità delle informazioni;
3. sistemi di aggiornamento dinamico – garantiscono che il modello virtuale sia costantemente aggiornato in base ai nuovi input di dati, mantenendo una rappresentazione accurata dello stato attuale dell’infrastruttura;
4. interfaccia utente e strumenti di visualizzazione – offrono una rappresentazione visiva intuitiva dei dati complessi, facilitando l’interazione e la comprensione per tutti gli stakeholder coinvolti;
5. sistemi cyber-fisici (CPS) – integrano elementi computazionali con l’infrastruttura fisica, permettendo il monitoraggio e il controllo in tempo reale dei sistemi stradali;
6. piattaforme di analisi predittiva – sfruttano algoritmi di intelligenza artificiale e machine learning per prevedere future condizioni e necessità di manutenzione dell’infrastruttura stradale.

Questi componenti, integrati con le tecnologie BIM e GIS, creano un ecosistema digitale completo che permette una gestione olistica e proattiva dell’infrastruttura stradale, dall’analisi dei dati alla simulazione di scenari, fino all’ottimizzazione delle operazioni e della manutenzione.

Sfide e prospettive future

Nonostante i numerosi vantaggi, l’implementazione dei digital twins per le infrastrutture stradali presenta anche alcune sfide:

1. Sfide tecnologiche: C’è la necessità di migliorare continuamente la precisione dei modelli digitali.
2. Integrazione dei dati: L’integrazione di dati provenienti da diverse fonti può essere complessa.
3. Costi: Gli alti costi iniziali di implementazione e manutenzione dei digital twins possono rappresentare una barriera per alcune organizzazioni.

Tuttavia, le prospettive future sono promettenti. Lo sviluppo di tecnologie avanzate come l’intelligenza artificiale e il machine learning promette di migliorare ulteriormente le capacità dei digital twins. Nel futuro, i digital twins hanno il potenziale per rivoluzionare completamente la gestione delle infrastrutture stradali e la mobilità urbana.

Caso studio: l’apporto del BIM e del CDE integrato con IoT e FM per il supporto al Digital Twin for Road

L’integrazione di IoT, BIM e Facility Management (FM) in un Common Data Environment (CDE) può creare un digital twin completo per un’infrastruttura stradale.

Il progetto inizia con una vista territoriale GIS che mostra tutti gli edifici e le infrastrutture. Da qui, è possibile zoomare sul modello openBIM di un’infrastruttura viaria specifica. Grazie alla capacità della piattaforma openBIM di gestire grandi file, è possibile muoversi fluidamente lungo il modello BIM della strada.

Tutti i dettagli della strada sono rappresentati con oggetti openBIM IFC specifici, come segnali, guardrail e aree di sosta. Ogni oggetto, oltre alla sua rappresentazione grafica, contiene tutti i dati nel formato IFC 4.3, specificamente creato per la rappresentazione informativa delle infrastrutture, incluse le strade.

Il modello BIM si integra perfettamente con infrastrutture tipiche di una strada come ponti e tunnel. Inoltre, tutti gli oggetti, oltre alle informazioni BIM, possono avere informazioni tramite IoT e piattaforme di manutenzione, creando un Digital Twin Geospaziale completo dell’infrastruttura.

Tutto questo è gestito in un CDE che si integra con openBIM, IoT e FM per avere informazioni in tempo reale su tutto il ciclo di vita dell’infrastruttura, dal progetto alla gestione operativa e manutenzione. Questo approccio integrato permette una gestione più efficiente e proattiva dell’infrastruttura stradale, migliorando la sicurezza, riducendo i costi di manutenzione e aumentando l’efficienza operativa.

Indirizzo articolo: https://biblus.acca.it/digital-twin-road/