BIM is the enabling technology of the Architecture, Engineering, Conservation and Operation (AECO) sector, providing collaboration between the stakeholders and being the linking tool to implement the other data-related technologies. Its use has been mainly associated with the early design and construction phases, although it can be applied to the entire life cycle of an asset. With a large and aging public transport infrastructure stock, the optimization of available resources is essential.
This Thesis focuses on how BIM methodology can be adopted for the management of an existing asset, the Madrid-Calle 30 ring road, also known as M-30. A complex infrastructure through which more than 475 million users circulate per year and whose network of tunnels can be highlighted. The maintenance and operation of this road is carried out through the monitoring of condition indicators that allow maintaining very high standards of quality and service.
Amid the digital transformation, BIM can be the key to bring together the rest of the information technologies around its model, which will serve as the basis for a future digital twin of the infrastructure. It is here where two fundamental aspects appear, the relationship with the current management system and its database. The stocktaking is done by a GIS based system, so one of the main lines of research was the BIM-GIS integration, which together with the development of workflows and the use of point clouds led to the development of a LOD 300 model that is able to supply and improve all the current management needs.
However, assessing the impact of BIM adoption on infrastructure management is complicated. A multicriteria analysis was carried out to evaluate in terms of sustainability the performance that digitalization can have on current road maintenance. Several scenarios were compared, the current state, an improvement and worsening of the state indexes and the implementation of actions focused on digitalization, resulting this last alternative as the best valued option. In quantitative terms, a study was conducted to assess the rate of return on investment. There is no clear methodology to value the intangible benefits of BIM, but different authors indicate positive aspects during the operation and maintenance of the asset. In application to M-30, the estimates are positive even under conservative conditions. The main investment lies in the implementation of the model and staff training. However, the high budget dedicated to the maintenance of the road means that small improvements mean, even more, if possible, that the benefits of its adoption outweigh the costs for an infrastructure that has more than proven human and material resources.
In short, the digitalization of an existing infrastructure is the way to increase the degree of knowledge of its condition, allowing informed decision making that helps to optimize the available resources.
RESUMEN
BIM es la tecnología habilitadora del sector de la arquitectura, ingeniería, conservación y operación (AECO, por sus siglas en inglés), facilitando la colaboración entre las partes y siendo el vehículo conector sobre el que implementar el resto de las tecnologías ligadas al dato. Su uso ha estado se relaciona principalmente con las fases iniciales de diseño y construcción, aunque puede aplicarse a todo el ciclo de vida de un activo. Con un amplio parque público de infraestructuras de transporte cada vez más envejecido, la optimización de los recursos disponible es imprescindible.
Esta Tesis Doctoral se centra en cómo se pude adoptar la metodología BIM a la gestión de un activo existente, la carretera de circunvalación Madrid-Calle 30, también conocida como M-30. Una infraestructura compleja por la que circulan más de 487millones de usuarios al año y de la que se puede destacar su entramado de túneles. La conservación y explotación de esta carretera se realiza mediante el seguimiento de unos indicadores de estado que han permitido mantener unos estándares de calidad y servicio muy elevados.
En plena transformación digital, BIM puede ser la base para reunir el resto de las tecnologías de la información entorno a su modelo, que servirá de base para un futuro gemelo digital de la infraestructura. Es aquí donde aparecen dos aspectos fundamentales, la relación con el sistema de gestión actual y su base de datos. El inventario se realiza desde un sistema basado en GIS, por lo que una de las principales líneas de investigación fue la integración BIM-GIS, que junto al desarrollo de flujos de trabajo y la utilización de nubes de puntos han permito desarrollar un modelo LOD 300 capaz suplir y mejorar todas las necesidades actuales de gestión.
No obstante, valorar el impacto que pueda suponer la adopción de BIM en la gestión de la infraestructura es complicado. En este sentido se realizó un análisis multicriterio para evaluar en términos de sostenibilidad el desempeño que puede realizar la digitalización en el mantenimiento actual de la carretera. Se compararon varios escenarios, el estado actual, una mejora y empeoramiento de los índices de estado y la implementación de medidas enfocadas hacia la digitalización, resultando esta última alternativa como la opción mejor valorada.
En términos cuantitativos, se realizó un estudio para valorar la tasa de retorno de la inversión. En este sentido, no hay una metodología clara para valorar los beneficios intangibles de BIM, pero diferentes autores señalan aspectos positivos durante la operación y mantenimiento del activo. En aplicación a M-30, los cálculos resultan positivos aun partiendo de hipótesis conservadoras. La principal inversión reside en la ejecución del modelo y formación del personal. Sin embargo, el presupuesto elevado dedicado a la conservación de la vía hace que pequeñas mejoras provocan que los beneficios de su adopción superen a los costes, más si cabe, para una infraestructura que dispone de medios humanos y materiales sobradamente probados.
En definitiva, la digitalización de una infraestructura existente es el camino para aumentar el grado de conocimiento de su estado, permitiendo realizar una toma de decisiones informada que ayude a optimizar los recursos disponibles.
BIM is the enabling technology of the Architecture, Engineering, Conservation and Operation (AECO) sector, providing collaboration between the stakeholders and being the linking tool to implement the other data-related technologies. Its use has been mainly associated with the early design and construction phases, although it can be applied to the entire life cycle of an asset. With a large and aging public transport infrastructure stock, the optimization of available resources is essential.
This Thesis focuses on how BIM methodology can be adopted for the management of an existing asset, the Madrid-Calle 30 ring road, also known as M-30. A complex infrastructure through which more than 475 million users circulate per year and whose network of tunnels can be highlighted. The maintenance and operation of this road is carried out through the monitoring of condition indicators that allow maintaining very high standards of quality and service.
Amid the digital transformation, BIM can be the key to bring together the rest of the information technologies around its model, which will serve as the basis for a future digital twin of the infrastructure. It is here where two fundamental aspects appear, the relationship with the current management system and its database. The stocktaking is done by a GIS based system, so one of the main lines of research was the BIM-GIS integration, which together with the development of workflows and the use of point clouds led to the development of a LOD 300 model that is able to supply and improve all the current management needs.
However, assessing the impact of BIM adoption on infrastructure management is complicated. A multicriteria analysis was carried out to evaluate in terms of sustainability the performance that digitalization can have on current road maintenance. Several scenarios were compared, the current state, an improvement and worsening of the state indexes and the implementation of actions focused on digitalization, resulting this last alternative as the best valued option. In quantitative terms, a study was conducted to assess the rate of return on investment. There is no clear methodology to value the intangible benefits of BIM, but different authors indicate positive aspects during the operation and maintenance of the asset. In application to M-30, the estimates are positive even under conservative conditions. The main investment lies in the implementation of the model and staff training. However, the high budget dedicated to the maintenance of the road means that small improvements mean, even more, if possible, that the benefits of its adoption outweigh the costs for an infrastructure that has more than proven human and material resources.
In short, the digitalization of an existing infrastructure is the way to increase the degree of knowledge of its condition, allowing informed decision making that helps to optimize the available resources.
RESUMEN
BIM es la tecnología habilitadora del sector de la arquitectura, ingeniería, conservación y operación (AECO, por sus siglas en inglés), facilitando la colaboración entre las partes y siendo el vehículo conector sobre el que implementar el resto de las tecnologías ligadas al dato. Su uso ha estado se relaciona principalmente con las fases iniciales de diseño y construcción, aunque puede aplicarse a todo el ciclo de vida de un activo. Con un amplio parque público de infraestructuras de transporte cada vez más envejecido, la optimización de los recursos disponible es imprescindible.
Esta Tesis Doctoral se centra en cómo se pude adoptar la metodología BIM a la gestión de un activo existente, la carretera de circunvalación Madrid-Calle 30, también conocida como M-30. Una infraestructura compleja por la que circulan más de 487millones de usuarios al año y de la que se puede destacar su entramado de túneles. La conservación y explotación de esta carretera se realiza mediante el seguimiento de unos indicadores de estado que han permitido mantener unos estándares de calidad y servicio muy elevados.
En plena transformación digital, BIM puede ser la base para reunir el resto de las tecnologías de la información entorno a su modelo, que servirá de base para un futuro gemelo digital de la infraestructura. Es aquí donde aparecen dos aspectos fundamentales, la relación con el sistema de gestión actual y su base de datos. El inventario se realiza desde un sistema basado en GIS, por lo que una de las principales líneas de investigación fue la integración BIM-GIS, que junto al desarrollo de flujos de trabajo y la utilización de nubes de puntos han permito desarrollar un modelo LOD 300 capaz suplir y mejorar todas las necesidades actuales de gestión.
No obstante, valorar el impacto que pueda suponer la adopción de BIM en la gestión de la infraestructura es complicado. En este sentido se realizó un análisis multicriterio para evaluar en términos de sostenibilidad el desempeño que puede realizar la digitalización en el mantenimiento actual de la carretera. Se compararon varios escenarios, el estado actual, una mejora y empeoramiento de los índices de estado y la implementación de medidas enfocadas hacia la digitalización, resultando esta última alternativa como la opción mejor valorada.
En términos cuantitativos, se realizó un estudio para valorar la tasa de retorno de la inversión. En este sentido, no hay una metodología clara para valorar los beneficios intangibles de BIM, pero diferentes autores señalan aspectos positivos durante la operación y mantenimiento del activo. En aplicación a M-30, los cálculos resultan positivos aun partiendo de hipótesis conservadoras. La principal inversión reside en la ejecución del modelo y formación del personal. Sin embargo, el presupuesto elevado dedicado a la conservación de la vía hace que pequeñas mejoras provocan que los beneficios de su adopción superen a los costes, más si cabe, para una infraestructura que dispone de medios humanos y materiales sobradamente probados.
En definitiva, la digitalización de una infraestructura existente es el camino para aumentar el grado de conocimiento de su estado, permitiendo realizar una toma de decisiones informada que ayude a optimizar los recursos disponibles. Read More
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