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BMS Bridge Management System cos è e come funziona

BMS: Bridge Management System, cos’è e come funziona

Tempo di lettura stimato: 8 minuti

Come gestire ponti e infrastrutture con l’aiuto del Bridge Management System e dei sistemi digitali innovativi per il monitoraggio e la manutenzione

I gravi avvenimenti che spesso interessano la stabilità delle opere stradali e infrastrutturali ripropongono la necessità di organizzare controlli, analisi e accertamenti periodici sullo stato di conservazione delle opere d’arte.

Il Bridge Management System è la soluzione giusta per migliorare la sicurezza di ponti ed infrastrutture, permettendo di individuare rapidamente eventuali problemi e di intervenire tempestivamente per prevenire incidenti o addirittura, crolli.

Per fare questo è necessario:

  • impostare un accurato piano di monitoraggio delle strutture;
  • avere sempre aggiornato il database delle informazioni dell’opera;
  • disporre si modelli decisionali che prevedono idonee strategie d’intervento e di manutenzione.

Tutti questi aspetti possono essere gestiti e controllati con l’aiuto di un bridge management software, con cui è possibile anche gestire i modelli 3D BIM delle opere, aggiornare in tempo reale i dati e le informazioni, gestire la sensoristica IoT e pianificare le attività di tecnici e operatori coinvolti nell’intero processo.

Cos’è un BMS?

Un Bridge Management System (BMS) è un insieme di strumenti, metodologie e processi utilizzati per gestire efficacemente ed efficientemente la manutenzione e la gestione dei ponti all’interno di un’infrastruttura stradale o ferroviaria. I BMS sono essenziali per garantire la sicurezza, la durata e la funzionalità dei ponti a lungo termine.

Modello operativo Bridge Management System

Modello operativo Bridge Management System

L’importanza dei sistemi di gestione dei ponti

I ponti sono infrastrutture fondamentali per garantire la mobilità e il collegamento tra diverse aree geografiche. Tuttavia, il tempo e le condizioni atmosferiche possono causare danni ai ponti, che potrebbero compromettere la sicurezza degli utenti. Pertanto, è cruciale monitorare costantemente lo stato dei ponti e pianificare interventi di manutenzione appropriati.

Componenti principali di un BMS

Un BMS include diversi componenti principali, tra cui:

  • database di informazioni sui ponti, comprendente ad esempio la loro ubicazione, il tipo di struttura, l’età, lo stato di conservazione, ecc.;
  • strumenti di monitoraggio e analisi per raccogliere e valutare i dati sui ponti;
  • modelli decisionali per determinare le priorità e le strategie di manutenzione.

Come funziona un Bridge Management System

Processo di raccolta dati

Il processo di raccolta dati in un BMS prevede l’utilizzo di diverse tecniche di monitoraggio e ispezione, come ad esempio:

  • ispezioni visive, in cui gli ingegneri valutano lo stato dei ponti osservandoli direttamente;
  • monitoraggio strumentale, che impiega sensori e dispositivi di misura per rilevare eventuali deformazioni, corrosione o danni alla struttura del ponte;
  • ispezioni non distruttive, come la termografia, l’ultrasuono o la radiografia, utilizzate per individuare difetti interni senza danneggiare il ponte.

Per approfondire, leggi anche “Monitoraggio ponti: come gestire il patrimonio infrastrutturale con IoT“.

Analisi dei dati e decisioni di manutenzione

Una volta raccolti i dati, occorre analizzarli per identificare eventuali problemi o aree di degrado che richiedono interventi di manutenzione. Il sistema può anche prevedere l’evoluzione delle condizioni del ponte nel tempo, basandosi su modelli matematici e storici. In base a queste informazioni, il BMS stabilisce le priorità di intervento e le strategie di manutenzione più appropriate, tenendo conto dei costi e delle risorse disponibili.

Per analizzare i dati e costruire un processo decisionale informato ed efficiente, è necessario gestire le informazioni con un software per la gestione dei ponti che aiuta a:

  • archiviare le informazioni in modo ordinato;
  • condividere i dati con tutti gli utenti coinvolti;
  • fare aggiornamenti in tempo reale;
  • visualizzare le informazioni direttamente sul modello BIM;
  • gestire sensori IoT direttamente dallo smartphone;
  • avere a disposizione sul proprio cloud modelli 3D, relazioni, report, analisi, ecc.;
  • costruire e gestire mappe GIS complete di modelli BIM;
  • pianificare gli interventi di manutenzione;
  • tracciare le attività e gestire le problematiche.

usbim.geotwin interrogazione geospaziale

BMS: un esempio pratico

Ora ti illustro brevemente come procedere alla realizzazione di un BMS.

Per strutturare operativamente un BMS, occorre partire dalla realizzazione di una mappa GIS in formato GeoJSON, utilizzando un BIM GIS software. Direttamente sulla mappa 3D, puoi inserire i modelli BIM delle opere infrastrutturali da monitorare o gestire, realizzati con un qualsiasi software BIM e poi importati in formato aperto IFC.

Puoi anche digitalizzare l’intero impianto dei sensori per il monitoraggio ed associargli proprietà, caratteristiche e informazioni tecniche. Tutte le informazioni sono condivise sul cloud ed accessibili facilmente a tutti gli addetti ai lavori. Il contesto territoriale su cui insiste l’infrastruttura può essere rappresentato con modalità differenti e con gradi di dettaglio eterogenei, al fine di agevolare le analisi da condurre anche sul contesto di riferimento. Puoi associare informazioni tecniche e consultare i dati allegati a ciascun oggetto del modello. La mole di dati che è possibile gestire é notevole e lo strumento BIM GIS permette di avere tutto sotto controllo e di aggiornare i modelli nel corso tempo.

Inoltre, ti ricordo che il BIM è oramai una realtà consolidata nel settore dei lavori pubblici, come confermato anche dal nuovo Codice Appalti (D.lgs. 36/2023) che conferma l’impostazione già data dal precedente impianto normativo, prevedendo l’obbligatorietà a procedere con modalità BIM per tutti gli appalti superiori a un milione di euro. Quindi, se sei una Pubblica Amministrazione e vuoi prepararti ad appaltare in BIM seguendo gli obblighi del nuovo Codice Appalti, ti consiglio di affidarti al leader italiano del BIM per assolvere al meglio a tutte le nuove prescrizioni che devi seguire come Stazione Appaltante.

Video

Nel seguente video, ti mostro un esempio pratico di gestione di un BMS con il supporto della piattaforma usBIM.

IRBMS (Integrated Road and Bridge Management System)

Funzioni principali dell’IRBMS

L’IRBMS, o Integrated Road and Bridge Management System, è un sistema di gestione integrato che combina la gestione dei ponti con quella delle strade. Le funzioni principali di un IRBMS includono:

  • pianificazione e programmazione delle attività di manutenzione per ponti e strade;
  • analisi delle condizioni delle infrastrutture e la previsione del loro deterioramento nel tempo;
  • valutazione dell’impatto delle decisioni di manutenzione sull’intera rete stradale e sulla mobilità degli utenti.

Vantaggi dell’IRBMS

L’adozione di un IRBMS offre diversi vantaggi, tra cui:

  • gestione più efficiente delle risorse, grazie alla possibilità di pianificare interventi di manutenzione congiunti per ponti e strade;
  • migliore valutazione delle priorità di intervento, considerando l’impatto sulle infrastrutture e sulla mobilità in modo più completo;
  • maggiore flessibilità nella gestione delle infrastrutture, grazie all’integrazione di diversi strumenti e tecnologie.

IRBM Railway (Integrated Railway Bridge Management)

Caratteristiche dell’IRBM Railway

L’IRBM Railway è un sistema di gestione specifico per i ponti ferroviari, che integra gli aspetti legati alla manutenzione dei ponti con quelli relativi alla gestione delle reti ferroviarie. Tra le caratteristiche principali dell’IRBM Railway, troviamo:

  • la possibilità di monitorare e gestire contemporaneamente ponti e binari, considerando le specificità delle infrastrutture ferroviarie;
  • l’integrazione con sistemi di controllo del traffico ferroviario e di pianificazione delle risorse;
  • la valutazione dei rischi associati al deterioramento dei ponti ferroviari, tenendo conto delle conseguenze sulla circolazione dei treni e sulla sicurezza dei passeggeri.

Applicazione dell’IRBM Railway

L’IRBM Railway viene utilizzato dalle aziende ferroviarie e dalle autorità responsabili della manutenzione delle infrastrutture per pianificare e programmare gli interventi di manutenzione, monitorare lo stato dei ponti ferroviari e valutare l’impatto delle decisioni di manutenzione sull’intera rete ferroviaria.

Bridge Alert Management System

Cosa sono i Bridge Alert Management System

I Bridge Alert Management System sono sistemi di allarme e monitoraggio in tempo reale dei ponti, progettati per rilevare eventuali situazioni di pericolo e inviare notifiche alle autorità competenti. Questi sistemi utilizzano una serie di sensori e dispositivi di rilevamento per monitorare continuamente le condizioni dei ponti e identificare eventuali anomalie o variazioni significative. Attualmente è possibile anche integrare i sensori IoT ai modelli BIM per supervisionare e monitorare eventuali alert direttamente dal digital twin dell’opera, utilizzando una BIM IoT platform.

Monitoraggio ponti | Il caso studio del viadotto Canalone

Monitoraggio ponti | Il caso studio del viadotto Canalone

La sicurezza dei ponti e l’utilizzo dei Bridge Alert Management System

I Bridge Alert Management System contribuiscono a migliorare la sicurezza dei ponti, permettendo di individuare rapidamente eventuali problemi e di intervenire tempestivamente per prevenire incidenti o crolli. Inoltre, questi sistemi forniscono informazioni preziose per la pianificazione delle attività di manutenzione, consentendo di ottimizzare l’allocazione delle risorse e di ridurre i costi a lungo termine.

Bridge Asset Management System

Gestione degli asset dei ponti

Un Bridge Asset Management System è un sistema di gestione degli asset (ponti) che si occupa di monitorare, valutare e gestire l’intero ciclo di vita dei ponti, dalla progettazione alla costruzione, dalla manutenzione alla sostituzione. Questo approccio consente di massimizzare la durata e il valore degli asset, riducendo al contempo i costi e i rischi associati.

Strumenti e tecnologie utilizzati

I Bridge Asset Management System utilizzano diversi strumenti e tecnologie per raccogliere, analizzare e gestire le informazioni sui ponti, tra cui:

  • sistemi GIS (Geographic Information System) per la mappatura e la localizzazione dei ponti;
  • sensori e dispositivi di monitoraggio per la raccolta di dati sulle condizioni e sulle prestazioni dei ponti;
  • software di analisi e modellazione per la valutazione dei rischi, la previsione del deterioramento e la pianificazione delle attività di manutenzione.

Un modello di ottimizzazione dinamica per il Bridge Management System

L’ottimizzazione dinamica è un approccio matematico e computazionale che mira a trovare la soluzione ottimale per un problema nel tempo, tenendo conto delle variazioni delle condizioni e delle variabili in gioco. Nell’ambito dei Bridge Management System, l’ottimizzazione dinamica può essere utilizzata per determinare le strategie di manutenzione più efficaci ed efficienti, considerando l’evoluzione delle condizioni dei ponti e le risorse disponibili.

Implementazione del modello

Un modello di ottimizzazione dinamica per il Bridge Management System può essere implementato utilizzando algoritmi e tecniche di programmazione matematica, come la programmazione lineare, la programmazione dinamica o i metodi euristici. Il modello prende in input i dati sui ponti, le risorse disponibili e le restrizioni operative e restituisce le decisioni ottimali di manutenzione, considerando l’impatto sulle condizioni dei ponti, i costi e la sicurezza degli utenti.

I Bridge Management System (BMS) sono sistemi essenziali per garantire la sicurezza, la durata e la funzionalità dei ponti a lungo termine. Grazie all’integrazione con altre tecnologie e sistemi, come l’IRBMS, l’IRBM Railway, i Bridge Alert Management System e i Bridge Asset Management System, è possibile ottenere una gestione più efficiente e sostenibile delle infrastrutture dei ponti. Inoltre, l’adozione di modelli di ottimizzazione dinamica può contribuire a migliorare ulteriormente le decisioni di manutenzione e la gestione delle risorse.

Ulteriori sviluppi nel campo dei Bridge Management System

L’intelligenza artificiale e i BMS

L’intelligenza artificiale sta rivoluzionando molti settori, e il campo dei BMS non fa eccezione. L’adozione di tecniche di apprendimento automatico e algoritmi evolutivi può migliorare la capacità di analizzare i dati sui ponti e prevedere il loro deterioramento nel tempo. Inoltre, l’intelligenza artificiale può aiutare a ottimizzare le decisioni di manutenzione e la gestione delle risorse, considerando un numero maggiore di variabili e scenari possibili.

I sistemi di monitoraggio avanzati per i ponti

I progressi nella tecnologia dei sensori e dei dispositivi di monitoraggio permettono di raccogliere sempre più informazioni accurate e affidabili sui ponti. Ad esempio, l’uso di droni per le ispezioni visive o l’adozione di sensori wireless per il monitoraggio strumentale può ridurre i costi e i tempi delle attività di raccolta dati. Queste innovazioni tecnologiche contribuiscono a migliorare la qualità e l’efficacia dei BMS, rendendoli strumenti ancora più preziosi per la gestione delle infrastrutture dei ponti.

La sostenibilità e i Bridge Management System

La sostenibilità è una questione cruciale nella gestione delle infrastrutture, e i BMS possono svolgere un ruolo fondamentale in questo ambito. Adottando strategie di manutenzione basate sull’analisi del ciclo di vita e sulla riduzione dell’impatto ambientale, i BMS possono contribuire a promuovere una gestione più sostenibile dei ponti. Inoltre, l’integrazione con sistemi di gestione ambientale e di valutazione dell’impatto ambientale può aiutare a monitorare e mitigare gli effetti delle attività di manutenzione sull’ambiente e sulle comunità locali.

I Bridge Management System rappresentano uno strumento fondamentale per garantire la sicurezza e la durata dei ponti nel tempo. L’evoluzione delle tecnologie e l’integrazione con altri sistemi e approcci, come l’intelligenza artificiale, i sistemi di monitoraggio avanzati e la sostenibilità, offrono nuove opportunità per migliorare ulteriormente l’efficacia e l’efficienza dei BMS. Investire nella ricerca e nello sviluppo di nuove soluzioni e metodologie in questo campo è essenziale per garantire un futuro più sicuro e sostenibile per le nostre infrastrutture dei ponti.

 

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