数字孪生赋能隧道维护，保障运营安全

Bentley 应用程序助力在微小缺陷演变成重大故障之前完成识别

通过新建铁路干线改善贸易流通

作为推动欧洲经济增长举措的一部分，全长53公里的托尔托纳—热那亚高速铁路将连通意大利利古里亚海岸与皮埃蒙特和伦巴第的工业区。项目完工后，这条投资60亿欧元的铁路将使米兰至热那亚的通行时间从1小时40分钟大幅缩短至仅50分钟，列车运行时速可达250公里。建成后的铁路将成为泛欧运输网络的一部分，通过提供替代经北海港口运输货物的方案，提升整个地区货物和物资的集散效率，还将加强意大利、欧洲和亚洲之间的贸易联系。

该铁路沿线地形多山地，全线总长53千米，其中36千米路段为隧道。这一极具挑战的环境大幅延缓了项目推进工作。该项目最初于20世纪90年代提出，在2012年4月动工，但建设进程十分缓慢。最终，在隧道掘进机的帮助下，施工人员打通了全长七千米的塞拉瓦莱隧道的所有区段，完成了这一关键连通工程。不过，对于项目开发方而言，与塞拉瓦莱隧道相关的诸多挑战仍然存在。

保障关键连通通道安全

隧道维护对保障铁路的安全、可靠运营至关重要。无论隧道的设计和施工质量多么出色，随着时间推移和持续使用，其结构性能都可能逐渐减弱。定期维护必不可少，因为细小的裂缝和渗漏可能逐渐演变成严重问题。在最糟糕的情况下，隧道修复工作在技术上可能会变得极其复杂，甚至可能导致整段铁路停运数月，对商业活动和生活质量造成严重影响。尽管这条铁路尚未开通，运营方已着眼未来，希望确保塞拉瓦莱隧道尽可能安全、平稳地运行。

他们选择与Italferr合作，该公司在铁路工程和大型基础设施项目方面拥有30多年的经验，为塞拉瓦莱隧道开展了一个试点项目，以改进状态监测。该项目旨在研究并实施一种能够自动检测缺陷的先进的隧道数字化监测系统。Italferr施工与现场BIM负责人Luca Dominici解释道："通过使用激光扫描仪和人工智能算法，Italferr正在着力实现自动检测结构缺陷，目标是缩短检查时间并提高分析准确性。"

然而，为实现项目目标并确保隧道持续运营，Italferr需要借助合适的工具识别损坏，并将其与积污区分开来。团队最初使用其他软件进行测试时效果不尽人意，因为这些软件采用专有格式，无法高效管理海量数据，拖慢了分析和监测工作。

利用数字孪生连通团队

为克服以往的局限，并在可轻松集成各专业现有工作流的环境中开展工作，Italferr采用了Bentley应用程序。他们首先基于ProjectWise建立互连数据环境，消除数据管理方面的各种困难；借助iTwin、OpenRail和OpenTunnel，创建该隧道的数字孪生模型，为精准分析构建可靠支撑环境。Dominici进一步解释道：“借助OpenRail和OpenTunnel， 我们能够对隧道项目进行精确建模，创建数字孪生模型，以支持预测性维护，并对隧道竣工模型进行建模，从而持续监测结构状况。”

在搭建好数字环境后，Italferr使用iTwin Capture Manage & Extract收集和处理来自激光扫描仪和360度全景影像的数据，从而顺畅地管理隧道点云。团队开发了先进算法，可自动识别结构缺陷或其他偏离原始设计、需要采取纠正措施的问题。Dominici表示：“借助人工智能技术，系统识别缺陷和异常的准确性高于传统方法及人工目视检查，显著缩短了检查所需时间，提高了采集数据的质量。”

将设计与当前状态进行对比

Italferr创建了两个数字模型：一个为设计阶段模型，另一个为竣工模型，从而能够轻松进行设计状态与隧道实际状况之间的详细对比，识别各种变化和老化情况，并帮助优化干预策略。Dominici表示：“先进的数字化和3D建模技术的采用，使我们的管控工作更加灵活可靠，显著缩短现场检查所需的时间。”如果采用传统方法，预计需要在两年内投入1664小时才能完成隧道测量，而Italferr的系统将所需时间缩短到了140小时。

除了减少隧道勘测所需时间外，这一流程还有望更快发现更细微的问题，使工作人员能够在细微问题演变成更大、代价更高的问题之前及时修复。通过优化维护流程，铁路运营方可以尽量降低塞拉瓦莱隧道内出现问题的可能性，并确保人员和货物在整个区域内顺畅通行。