日本研发新型集成数据模型 推动桥梁基础设施管理升级
2025-12-01 16:58
来源:法政大学
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日本正面临基础设施老化难题,桥梁建设领域情况尤为突出。经济快速增长期建造的大量桥梁集中老化,大量检查数据和维修历史分散于纸质账簿或部门系统,导致熟练工程师经验与数字数据整合不足。为解决效率低下问题,需借助尖端数字技术,构建更安全可持续的基础设施管理系统,智能基础设施管理系统作为战略创新促进计划的一部分,正承担此重任。

分享  鸣叫  分享  电子邮件  家 工程 家 机器学习与人工智能 2025年11月28日   要点 面向下一代桥梁维护的集成数据模型 由法政大学  由萨迪·哈雷 编辑 ,罗伯特·伊根审阅  编者按 由法政大学及其合作机构的研究人员开发的一种新型数据模型,整合了IFC和CityGML标准,将三维几何数据与检测和维修信息统一起来。这种“一源多用”框架能够实现数据驱动的维护、预测性管理,并为老旧桥梁基础设施创建数字孪生模型。图片来源:日本法政大学今井龙一教授 日本正面临着基础设施老化的严峻挑战,而维护作业中现场经验和专业知识与海量数字数据的整合却不尽如人意。这种情况在日本各地的桥梁建设中尤为突出。   在经济快速增长时期建造了大量桥梁,这些桥梁同时老化,大量的检查数据和维修历史迄今为止一直分散在纸质账簿或部门系统中进行管理,导致熟练工程师的经验与数字数据之间缺乏充分的整合。  整合数字数据和专业知识 为了解决这种效率低下的问题,必须利用尖端数字技术,建立一个更安全、更可持续的基础设施管理系统,特别是作为战略创新促进(SIP)计划智能基础设施管理系统的一部分。  面对这一挑战,由日本法政大学工程设计学院的今井龙一教授领导的日本研究团队,以及其他研究人员,致力于解决桥梁三维几何数据及其维护信息(如检查结果和维修历史)在独立系统中的分离和困难管理问题。  他们的最新研究成果发表在《计算机辅助土木与基础设施工程》杂志上。  本研究引入了一种新型的集成数据模型,该模型融合了两个国际标准——用于建筑和建筑信息模型(BIM)的 IFC(行业基础类)和用于地理空间信息的 CityGML。  由此产生的框架实现了对三维几何数据和维护信息(例如检测结果和维修历史)的统一管理。预计这一集成将显著简化和改进维护工作流程,包括老旧桥梁的检测、诊断和维修计划。  研究人员提出了一种集成数据模型,旨在简化和改进老旧基础设施(特别是桥梁)的维护工作流程,包括检查、诊断和维修计划。图片来源:日本法政大学今井龙一教授 “我们的工作将使基础设施管理者,特别是地方政府,能够准确地掌握在其管辖范围内众多桥梁的检查中发现的损坏位置和过去的维修历史,所有这些都可以在 3D 模型上可视化,”今井教授说。  例如,他们可以立即查看信息——无论是在现场还是在办公室——比如,“这个损坏的位置是否与五年前修复的位置相同?”这使他们能够根据数据做出精准的决策,确定维修的优先顺序和最合适的维修方法。预计这将有助于提高基础设施的安全性和使用寿命,并提高公共资金的使用效率。  了解更多 软件 BIM 电脑 建筑信息模型 软件 建筑信息模型 电子 人工智能 科学 科学 未来影响和社会效益 该团队预计,在五到十年内,他们研究中的综合数据模型将被全国地方政府广泛采用为标准,从而为社会基础设施(首先是桥梁)创建数字孪生体。  借助这些数字孪生模型,人工智能驱动的劣化预测模拟将成为可能。这将加速维护方式的转变,从被动式维护(即故障后才进行维修)转向预测式维护(即在故障发生前的最佳时机进行维修)。这将有助于预防桥梁坍塌等重大事故,延长基础设施的使用寿命,从而构建一个更加安全、可持续的社会。  此外,在灾难发生时,它能够立即评估哪些桥梁可以通行,从而支持快速疏散和恢复工作。  “实际上,我们的技术旨在将现场专业知识与数字数据联系起来,实现未来社区间基础设施的协同监控,从而为子孙后代能够更安全地生活的社会铺平道路,”今井教授总结道。  更多信息: Kenji Nakamura 等,《具有三维几何形状和维护信息的桥梁集成数据模型》,《计算机辅助土木与基础设施工程》(2025)。DOI :10.1111/mice.70084  由法政大学提供 进一步探索  “数字孪生”可以帮助监测基础设施,并为我们节省数十亿美元。 Facebook  叽叽喳喳  电子邮件  给编辑的反馈  精选 最后评论 受欢迎的 BrainBody-LLM算法帮助机器人模仿人类的规划和运动 2025年11月28日  0  关于法学硕士为何不擅长破解密码的新见解 2025年11月27日  1  使用新框架,人形机器人能够可靠地操作不同物体,成功率达 87%。 2025年11月27日  0  世界上最高效的太阳能电池:中国研究人员解释了他们是如何设计和制造它的。 2025年11月25日  0  软体机器人利用环境热量进行自主运动 2025年11月25日  0   绿色电子产品:智能传感器标签保护敏感物品 54分钟前  电动汽车领域的强大实力助力中国飞行汽车行业腾飞。 20小时前  “越大越好”的“规模定律”能否让人工智能永远进步下去?历史告诉我们,我们不能对此过于肯定。 2025年11月29日  智能光电探测器像寻回犬一样“嗅探和寻找”,直接从光谱中识别材料。 2025年11月28日  研究人员通过打破软复合材料的对称性,开辟了通往机械智能的新途径 2025年11月28日  日本推出人体洗衣机 2025年11月28日  气候友好型金属可以来自深海矿石。 2025年11月28日  机器人结合人工智能学习和控制理论来执行高级动作 2025年11月28日  研究人员将张量规划扩展到连续世界 2025年11月28日  全固态电池:空间电荷效应的新发现有望提高效率 2025年11月28日  了解更多 软件 BIM 电子 软件 电脑 建筑信息模型 建筑信息模型 科技探索 科学 人工智能 1 2             Phys.org 每日科学新闻,涵盖研究进展和最新科学创新  Medical Xpress 医学研究进展和健康新闻  科学X 网络上最全面的科技新闻报道  新闻简报 电子邮件 Science X Daily 和每周电子邮件新闻简报是免费服务,让您可以通过电子邮件收件箱接收您喜爱的科技新闻更新。 跟着我们 顶部 家 搜索 移动版 帮助 常问问题 关于 接触 请支持我们 科学X账户 通讯 档案 安卓应用 iOS 应用 工作机会 推送通知 © Tech Xplore 2014 - 2025,由Science X Network提供技术支持 隐私政策 使用条款  1 / 1由法政大学及其合作机构的研究人员开发的一种新型数据模型,整合了IFC和CityGML标准,将三维几何数据与检测和维修信息统一起来。这种“一源多用”框架能够实现数据驱动的维护、预测性管理,并为老旧桥梁基础设施创建数字孪生模型。

日本法政大学工程设计学院今井龙一教授带领的研究团队,聚焦桥梁三维几何数据与维护信息在独立系统中分离、管理困难的问题。团队最新研究成果发表于《计算机辅助土木与基础设施工程》杂志,引入新型集成数据模型,融合建筑和建筑信息模型(BIM)的 IFC(行业基础类)与地理空间信息的 CityGML 两个国际标准。新框架实现三维几何数据与维护信息统一管理,预计简化改进维护工作流程,包括老旧桥梁检测、诊断和维修计划。今井教授称:“工作将助基础设施管理者,尤其是地方政府,准确掌握管辖内众多桥梁损坏位置和维修历史,且可在 3D 模型上可视化。”

该模型使管理者无论现场还是办公室,都能快速查看信息,如“损坏位置是否与五年前修复位置相同”,从而精准决策,确定维修优先顺序和方法。预计提高基础设施安全性与使用寿命,提升公共资金使用效率。团队预计五到十年内,综合数据模型将被全国地方政府广泛采用,为桥梁创建数字孪生体。借助数字孪生模型,人工智能驱动的劣化预测模拟成为可能,维护方式将从被动转向预测,预防重大事故,构建更安全可持续社会。灾难发生时,还能快速评估桥梁通行情况,支持疏散和恢复工作。今井教授总结:“技术旨在连接现场专业知识与数字数据,实现基础设施协同监控,为子孙后代安全生活铺路。”

更多信息: Kenji Nakamura 等,《具有三维几何形状和维护信息的桥梁集成数据模型》,《计算机辅助土木与基础设施工程》(2025)。

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