开发的产品数据模型在混凝土公路桥梁维修

文摘

本文的主要目的是开发产品数据模型,定义系统的信息积累,交换和共享的混凝土公路桥梁的维护。信息需求和现有的问题和解决方案进行了分析基于生命周期和共享的标准化。定义的成员数据模型和业务数据模型设计和施工信息和积累的结果。维修业务流程中,项目参与者利用产品数据模型描述为利用场景。利用框架定义的信息流动。

1。介绍

混凝土公路桥梁中承担重要的角色应该使用民用基础设施和安全,保持良好的状态。维护、修理和恢复混凝土公路桥梁、维护管理应有效地(1,2]。在维护过程中混凝土公路桥梁,重要的是,维护处理是有效的和质量的检查是安全的。成本效益和质量维护依赖于可靠的检验和条件评估信息(3]。可靠的维护信息影响桥梁管理系统(BMS) (4,5]。BMS不使用标准化的信息,不能交流,分享和reutilize信息。维护信息应该标准化,需要具有成本效益的业务流程模型。建模规范信息。利用标准化信息的流程模型应该建造。

本文的主要目的是开发的产品数据模型作为一个框架,用于交换,共享,利用在混凝土公路桥梁养护维修信息。本文的目标具体公路大桥和没有目标铁路和人行天桥。产品数据模型开发维护标准化的各种维护数据。业务流程模型维护维持混凝土公路桥梁构造。为开发产品数据模型和过程模型,现有的维护流程和信息(6- - - - - -9)进行了分析。分析结果用于建模竣工的过程和产品数据。所需的功能进行了分析和用例图描述产品和过程模型的统一建模语言(UML)。产品和业务数据模型和数据模型由成员通过使用类图描述了维护信息。会员数据模型描述混凝土公路桥梁的成员。业务数据模型描述输入和输出信息的检查和评估条件。维护信息标准化和信息定义的模式在可扩展标记语言(XML)。产品数据模型是利用利用平台维护业务和利用信息的效率。产品数据模型可用于交换、存储和利用的标准化维护信息。通过分析维修业务流程建模流程。 The modeled process is based on the idea of project management and preventive maintenance. The product data models are utilized in business process. The process model is evaluated for validating the efficiency and quality accuracy. The maintenance engineers can maintain the concrete highway bridges by following the proposed product and utilization models.

2。先进的产品数据模型

产品数据模型的社会基础设施是由各种组织和研究机构(10- - - - - -16]。在国际标准化组织(ISO)步骤(产品模型数据交换标准)是代表产品模型数据的标准化。基础桥梁产品数据模型构造(17- - - - - -21]。他们代表的三维数据桥梁和其他民用基础设施使用STEP AP203和XML。IFC桥是由集成J-IFC-BRIDGE,预应力混凝土桥梁产品数据模型的组合,YLPC-BRIDGE,和钢桁桥产品数据模型,YLSG-BRIDGE, IFC-BRIDGE,已开发了在法国22)(城市et al ., 2006)。CityGML是官方开放地理联盟(OGC)标准虚拟3 d建模和交换的城市和景观模型。CityGML桥模块代表了主题和空间方面的桥梁,其聚集在四层部分和建筑元素的细节(23]。

三维及四维模型的应用领域可以分组根据三个主要阶段的模型被用来塑造阶段,设计阶段,施工阶段(24]。从业人员可以使用的三维模型设计与复杂几何在会议期间和其他讨论转达的信息问题,很难明确使用传统的二维图纸。工程师可以使用三维模型不仅对几乎审查机构的设计,而且对分析建筑施工和性能。利用四维信息技术有可能促进思想的视觉呈现项目参与者以促进理解和改善操作(25]。Staub-French Khanzode注意研究工作大大增加使用四维信息和证明方法现在被应用于解决建筑的复杂挑战[26]。古永锵和费舍尔开发了一种四维计算机辅助设计(CAD)模型,用于商业建设项目和模型得出的结论是,加速他们对计划的理解和识别潜在的问题(27]。公园等人表明,三维、四维无赖可以应用于生命周期设施管理(28]。研究人员积极评价的有效性三维及四维模型在不同教育和工业环境。此外,从业者已经承认这些新技术的潜力。

3所示。产品数据模型维护的要求

3.1。维修管理系统

在混凝土公路桥梁维修,高精度的管理系统是必要的,所以分析信息生命周期应该积累。这个系统是用于设计的每个阶段,施工、检验、可靠性评估、恶化预测,和维护计划。系统的数据库角色来支持生命周期的每个阶段。操作管理系统,标准化的信息应该积累和共享基于产品数据模型在考虑混凝土公路桥梁的长期服务阶段。面向模型的管理系统的概念图所示1。很难定义中使用的信息统一的各种现有因为可行性和操作系统和数据库。标准化信息交换和共享交换维护信息通过产品在维修管理系统和数据库的数据模型。

3.2。标准化的系统信息

产品数据模型可以分为两类:几何数据模型和业务数据模型。几何数据模型包含的信息与混凝土公路桥梁的组成部分。业务数据模型包含的信息所必需的维护管理工作,以及信息分析产生的结果,这样的工作的结果。互操作性和兼容性是重要的信息交换和共享。因此,有用的定义规则的信息交换和共享使用现有的标准和规范。我们建议使用以下类型的标准定义道路数据模型的信息。(一)业务流程标准:业务流程标准规则相关业务流程和管理和建设企业和机构之间的信息共享。这包括标准相关业务流程,质量管理和项目管理。(b)信息基础设施标准:信息基础设施标准是一个标准的相关的基础设施系统交换和共享信息。这包括标准中间件平台,操作系统安全、数据库、通信网络和信息交换媒体。(c)信息共享标准:一个信息共享标准是一个标准的相关企业和机构之间的信息交换和共享。这包括要求信息共享系统和中间件、文档结构,应用系统数据、文本数据、图纸。

3.3。在公路桥梁的生命周期所需的元素

需求在产品数据模型分析了生命周期每个阶段的混凝土公路桥梁,也就是说,设计、施工、检验、可靠性评估、预测,恶化和维护计划。

在设计阶段,初始条件和混凝土公路桥梁的状态决定,对维护阶段有很大的影响。因此,混凝土公路桥梁应该为降低生命周期成本而设计的。设计标准是根据需要审查。在施工阶段,有必要记录和保存条件的桥梁与准确性。建设数据显示最初的现实基础,是重要的元素成为预测可靠性评估和恶化。检查的目的是了解混凝土公路桥梁的状况。他们检查连接的检验结果可靠性评估和恶化预测维修和加固。换句话说,它是必要的信息收集决策恶化预测,恶化措施,措施的时间。希望检查结果记录定量、客观地分析和图像信息,和稳健的一致和有效的数据记录预测评价和恶化。特别是损害商检的结果发现,不断观察和应该作为一致的历史积累和更新数据库中的数据从检查修复。 And, it is effective that maintenance project participants share these data.

对于理解混凝土公路桥梁的状态,它是必要的可靠性评价的方法改为一致的方法是基于客观检验数据积累在数据库中。因此,设计标准的修订和变更的有效性的维护可以追求和验证的方法。

恶化是由一个著名的有必要预测未来的状态,一种有必要找到表面剥离,圬工下降等等在日常检查。有必要预测恶化理论上基于知识和经验,类推和分析基于硬数据恶化,并预测通过结合这些方法。恶化预测理论建立预测方法是基于研究案例收集和分析现有的检验结果和历史数据的修复和加固。有必要分享积累的数据和结果恶化预测混凝土公路桥梁维修工程师之一。

适当的维修和更新时间和规模应该判断,应该选择最好的修复和加固混凝土公路桥梁评估现状的基础上,预测未来状态充分建立适当的维护计划。然而,缺乏数据表明,改进的效果等维修维护的原因之一是对症疗法,因为维护数据不是积累和共享。

4所示。开发的产品数据模型

4.1。产品数据模型的开发方法

很难规范现有的数据模型来统一格式,和规范要求是很重要的功能,分类,和项目的产品数据模型。该方法显示在图2对于标准化函数需要满足的道路数据模型,除了信息的类型和项目维护。这种方法是在调查和分析的现有方法构建数据模型,根据假设的模型将被应用到所有的社会基础设施。开发产品数据模型的方法如下。(1)国家目标和假设:设置目标构建数据模型。建立工作范围进行分析,强调任何点,如减少工作或下游过程中信息的利用率。清楚地识别目标用户,如经理或承包商。确定问题点对点目标和制定措施来解决这些问题。(2)确定分析方法:确定建模的分析方法来安排使用相关的工作流程和信息的方法。支持工具,用于分析或重建工作的现状包括集成定义方法(该),EXPRESS-G (ISO10303:工业自动化系统和集成产品数据表示和交换),和统一建模语言(UML)。(3)提取所需的功能:提取所需的功能视角的基础上从事这类的工作。(4)分析目前工作:确定活动的范围,系统的组织和管理者的责任,和安排的工作项。安排工作流包含工作项目和可视化流使用确定分析方法。(5)构建数据模型:提取信息的高重要性分析的基础上的工作流程。安排的信息的基础上,确定分析模型和构建数据模型。验证的属性创建数据模型和数据模型之间的关系。(6)创建模式:设置创建的目标模式和确定编码方法。创建模式按照确定的编码方法。验证是否可以使用创建的模式按照目标。使用XML或表达(ISO10303)创建模式。(7)更新数据模型:根据需要修改数据模型的改进或修改它们以响应更改或附加信息。

4.2。产品数据模型的设计概念

巨大的数据和信息的生成在维护阶段混凝土公路桥梁。如果信息被定义为一个单元模型,有意想不到问题,系统提取信息和维护信息不能用于维护操作。因此,维护信息分为成员和业务信息。产品数据模型的混凝土公路桥梁是由成员组成的数据模型和业务数据模型。成员数据模型描述了混凝土公路桥梁的成员。业务数据模型描述检查的输入和输出数据,条件,评估等等。之间的关系模型如图3。

成员组成的数据模型设计和施工所需的信息和使用维护过程中积累起来的。这样的成分,有必要掌握结构类型的成员和信息在维护计划的成员,恶化诊断、修复、强化阶段。会员数据模型将上层建筑、子结构和附属设施组合梁桥。CAD信息、设计分析、和数量计算结果添加元数据的产品数据模型。元数据模式和行踪信息。

业务数据模型是由用于操作的输入信息和输出信息生成操作的结果。在输入信息,所需的功能从使用的角度分析了信息,降低成本,减少和操作。在输出信息,所需的功能从稳健的角度分析了成员和掌握状况的恶化。

维护项目参与者使用成员中的定义信息和积累信息数据模型作为输入信息。定义格式生成的输出信息是基于企业的结果。数据模型生成的信息积累在成员检查后,诊断等等。因此,过去的结果可以用于未来的企业。

4.3。竣工维护过程的分析

分析了现有的维护流程和信息构建的产品数据模型。分析结果用于建模原有流程和产品数据模型。现有业务流程模型通过使用UML活动图的描述。本文分析了维修过程的土地、基础设施、运输,日本高速公路公共公司,大都会高速公路公共公司,阪神高速公路公共公司。原有信息流被UML序列图。以下问题进行了分析,综述了相应的决议。(1)问题:业务重叠。解析:项目参与者的角色重新定义。(2)问题:桥梁作为赔偿治疗症状出现。解决方法:采用预防性维修。(3)问题:恶化并不是利用的信息。解决方法:检查和条件评估数据积累和利用。

4.4。会员数据模型的建设

维护项目参与者在机构重新定义,项目经理,检验公司,强化和修复/公司。所需功能的产品数据模型提取的目的,减少维护成本,获得永久的,和长寿命。他们提取操作,维护和使用结果信息与机构、桥经理,检验公司,维修公司,强化公司。在桥经理所需的功能如图4。他们是“减少预算”和“长寿命”成本减少,“有把握的永恒”的使用安全,“恶化预测材料的,”“保持产品质量的成员,”“保持产品质量检验,”和“使用长寿命技术”理解稳健。同样,提取所需的功能检查公司和维修/强化公司。

一个数据模型检验计划如图5通过UML类图。流动的信息提取、维护阶段在设计和施工阶段,并积累了为未来的维修业务。理解恶化状况的信息积累计划指的是过去的维护和检查和评估结果恶化为可靠性评估和判断。健全信息损失平直的条件恶化和定义成员信息模型的建模。的设计、施工、环境条件、绘画、和桥梁参数维护子类。

4.5。业务数据模型的建设

业务数据模型是由输入和输出数据的维护过程。所需的输入数据的函数的观点分析了信息的利用率,降低成本,减少和操作。在降低成本的角度,功能是提取减少维护成本。利用的角度信息,提取的功能是利用检查和评估结果的可靠性信息。减少操作的角度,减少现有操作的功能是提取。提取的功能是用于定义和建模结果,的属性信息和信息的关系。输入数据成员定义的数据模型是积累的业务和成员信息。输入数据提取的成员数据模型在理解的情况下成员的状况和未来前景。

所需的功能的观点分析了输出数据成员稳健的理解和积累条件恶化的成员。在成员稳健的角度理解,做决定的功能是提取业务。积累的信息维护计划的结果,检验计划,恶化评估和判断的可靠性。状况恶化积累的角度在成员,积累信息的功能是提取成员条件。业务数据模型的输出数据积累在成员数据模型和维护成员的属性。属性有日期和小时的检查和修理,损坏情况,和恶化的预测。检查的结果,评估、修复、加固积累在成员数据模型。

成员和业务数据模型是由XML编码。桥梁工程师可以获取业务数据模型的输入数据和成员的数据模型可以积累结果。产品数据模型是有用的交换,积累和利用标准化维护信息在任何桥梁管理系统。

5。利用平台的产品数据模型

在本节中,业务流程使用的产品数据模型表示为利用场景。,利用系统表示信息流实现利用场景定义的顺序。

5.1。利用产品数据模型的场景

利用产品数据模型的场景构造实现以下三个点。(1)维护和检查计划制定了从长远方面通过检验和恶化的评估信息。(2)恶化评估的准确性和可靠性评估是安全的考虑时间变化。(3)重叠操作是减少信息的利用率。

本文提出了利用场景基于项目管理和预防性维护。图6显示了利用场景的产品数据模型。该机构理解国家的要求和决定维护考虑到预算的受托人。项目经理接收维护。该机构检查结果在维修工作的质量。在利用场景中,特性描述如下。(1)项目经理执行初始检验计划成员的维护计划基于稳健。(2)项目经理预期恶化之前计划的维护计划和维护部门决定每个成员指初始检查的结果。(3)桥经理评估恶化后日常检查和定期检查。诊断恶化,恶化机制是决定分类恶化现象和假设恶化因素。当成员显著恶化,详细检查执行收集的信息来判断修复和加固的必要性。(4)项目经理评估成员的可靠性和预测恶化通过使用初始检查,详细检查,和可靠性评估结果经过详细检查。

5.2。利用系统的产品数据模型

利用系统构造,它表达了信息流实现利用场景中按时间顺序。历史信息基于数据模型从检查修复和强化持续累积。利用在可靠性评估、诊断恶化,恶化预测。因此,维护、检查和修理/强化计划制定通过稳健的成员理解准确性。利用系统产品数据模型的初始检查如图7。系统支持初步检验的角色在决定该检验方法和项目和积累的检验结果。项目经理决定检验方法和项目使用检查手册,设计信息和结构信息并选择指的检查员检查结果。检查员检查初始破坏,依照检验方法和项目和报告并积累结果。

利用系统的产品数据模型以类似的方式构造的初始检查,检验计划、维修计划、检查、诊断、恶化的详细检查,判断修复和加固的必要性,修复和强化计划,修复和强化。

5.3。评估过程模型

构建过程模型验证可用性评估,竣工的过程模型解决问题的过程。(1)(竣工):桥经理设计维护计划根据症状治疗,症状被看作是损害出现。症状的治疗方法调用破损在相同的成员。(竣工)。在维护计划,恶化预测信息是不习惯的。桥经理不懂历史变化的成员和把症状当作赔偿。(将来)。在维护计划预计恶化。维护计划制定基于恶化的结果从长远角度预测。(2)(竣工)。工程师参考结构元素列表和桥分类帐多余地维护规划相应的检验计划。(将来)。结构工程师参考,设计信息,在桥梁和建筑信息元素列表和桥梁维护计划和决定承担维护分类。检验时间和检验频率决定。因此,重叠操作。(3)(竣工)。工程师们不使用过去的结果可靠性评估和恶化预测理解成员的稳健性。后续审查的必要性的判断依赖于工程师的技能。(将来)。恶化的诊断是基于日常和定期检查。检查和可靠性评估的结果,利用设计信息和结构信息的基础上,提出了信息模型。(4)(竣工)。工程师参考地图,桥分类帐,桥的元素,在后续审查和检验手册对应的详细检查。(将来)。桥经理诊断恶化基于日常和定期检查的结果。收集的后续审查结果为理解稳健诊断被切断的恶化。(5)(竣工)。工程师们不使用过去的结果更新判断和恶化诊断判断更新。更新的判断的准确性依赖于工程师的技能。(将来)。恶化机制是决定考虑恶化进展修复和加固的必要性的判断。结果可用于预测恶化。修复和强化的时间变得合适。

6。结论

摘要,产品数据模型构建为提高维护的效率。产品数据模型是有用的交换,积累,利用标准化的维护信息。流程模型构造了基于项目管理的思想和预防性维护。用于维护流程系统化的思想。利用产品数据模型定义在时间序列的方法。构建过程模型验证可用性评估。维护工程师可以维护后的混凝土公路桥梁提出了利用平台。

这项研究是一个大型研究项目的一部分。作者构建了基础产品数据模型、地理空间数据模型,基于模型和产品数据信息管理系统(29日]。系统的收集、存储、控制、分享和使用维护的数据通过使用数据库基于产品数据模型。本研究项目将是一个框架,它可以应用于道路养护管理、灾害管理、施工管理和web协作项目参与者。

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