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原文传递基于BIM的智慧桥梁监测平台开发及研究

论文题名：	基于BIM的智慧桥梁监测平台开发及研究
关键词：	智慧桥梁监测平台;BIM技术;模型共享;物联网技术;有限元软件
摘要：	当前中国已成为世界第一桥梁大国，中国桥梁建设取得了举世瞩目的成就，随着系列交通强国政策的出台实施，中国正由桥梁大国向桥梁强国迈进。桥梁施工监测作为桥梁建设的重要环节，对保障桥梁安全有着举足轻重的作用。当前桥梁施工监测中仍以传统监测模式为主，但传统监测模式存在检测速度慢、信息易丢失、数据容错率高、信息传递不及时、信息化管理水平低等问题。因此，如何使桥梁施工监测变得智慧化，成为当前研究热点课题之一。　　在建筑信息化大背景下，传统的桥梁监测工作模式显然已经不适用于目前的桥梁施工中，尤其是特大型、大型桥梁的施工。BIM技术以其可视化、数字化、信息化等特点目前已经成为建设行业信息化的一大重要支撑，本文致力于将BIM技术应用于桥梁施工监测中，以实现“智慧桥梁监测”为目标展开研究，主要研究工作如下：　　（1）针对BIM软件与有限元分析软件数据壁垒现象，选择当前应用广泛的Revit与MidasCivil软件，分析二者建模方式，探索数据交互途径，基于RevitAPI，采用C＃语言对Revit进行二次开发，实现BIM模型数据的有效提取与编译，最终实现BIM模型与有限元分析模型数据共享。　　（2）梳理桥梁监测平台功能需求，选用MySQL数据库储存方式进行数据库设计，以SQL语句实现各表间关联，进而实现桥梁监测过程中的各类数据管理；设计平台硬件系统架构，分析桥梁施工监测特点，确定硬件设备选型，运用物联网技术和无线传输技术实现桥梁监测硬件系统升级。　　（3）探索BIM+GIS+物联网+互联网+数据库的智慧桥梁监测模式，开发基于BIM的智慧桥梁监测平台。融合BIMFACE平台，进一步发挥BIM模型价值，实现BIM模型轻量化处理及Web端快速加载，分析BIM+物联网优势，扬长补短，将BIM模型与监测数据的相互关联，实现监测数据的三维可视化；融合天地图平台，通过GIS环境配置，把控监测场景；优化桥梁监测工作的组织系统管理，制定预警方案，优化预警流程，融合阿里云平台，实现预警信息的快速处理。　　（4）通过项目案例应用验证研究成果的可行性与实用性，使用二次开发的软件实现模型数据交互，提高模型利用率，并根据有限元分析结果确定监测点位置，采购及安装硬件设备，在平台中完善项目信息，轻量化BIM模型，通过平台各功能实践实现桥梁智慧化监测与管理。　　本文研究内容具有以下创新性：　　（1）通过二次开发，打破了BIM软件与有限元分析软件的数据交互壁垒，实现了BIM模型与有限元模型的数据共享，发挥了BIM模型数据价值，提高了有限元分析效率。　　（2）运用物联网技术实现桥梁结构的实时监测与异地查询，突破了传统监测模式的时间和空间限制，也使得桥梁监测结果更为安全、可靠。　　（3）设计开发智慧桥梁监测平台，对桥梁施工监测工作实现统筹管理，将BIM技术的可视化优势与硬件设备实时监测特点相融合，解决二维平面视角不足问题，实现监测数据的三维可视化。　　（4）通过BIM软件与有限元软件的数据交互，以及监测平台与BIMFACE平台、天地图平台、阿里云平台等多平台的融合，从多角度出发，综合各方优势，增强桥梁监测信息化水平，为桥梁结构安全保驾护航。
作者：	刘志浩
专业：	土木水利
导师：	陈慧;王兆健
授予学位：	硕士
授予学位单位：	烟台大学
学位年度：	2023