桥梁安全实时监测的三维可视化之应用研究与实现

摘要

近年来，桥梁安全事故频有发生，桥梁的健康监测和安全评估显得越来越重要，这就要求研发出更直观、准确、高效的监测系统，以确保桥梁安全运营。随着与此项目相关的光电传感技术、土木工程技术及计算机技术的成熟，使研发出更高效的监测系统成为可能。此文所讨论的以三维模型为基础的桥梁可视化安全实时监测系统的应用研究与实现就是这方面的有益探索。 本课题的来源为重庆石板坡长江大桥安全监测系统，研究的目的是实现该系统的实时监测与安全分析结果显示的三维可视化。相关的数据及算法由重庆大学光电学院、重庆大学土木工程学院提供。 本文研究了基于桥梁三维实体模型的可视化桥梁实时安全监测系统的实现，重点阐述了实时数据采集分析、历史监测数据分析、桥梁整体安全评估分析结果显示、桥梁三维模型变形分析等几个方面。 在该系统中使用ACIS建立桥梁三维模型，用HOOPS渲染，使用GDI+绘制二维数据曲线，用SQLServer存贮数据信息。 该系统研制的成功，经在石板坡大桥上试用后证明很大程度地提高了桥梁监测系统的效率，对预知桥梁安全隐患、保障桥梁安全运营起到了非常重要的作用，促进了桥梁监测技术的发展。

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及学位论文版权使用授以书

1引言

1.1桥梁监测系统简介

1.1.1桥梁监测及其重要性

1.1.2桥梁监测系统的发展现状

1.2论文相关

1.2.1背景

1.2.2研究的意义

1.2.3主要工作及拟解决的关键问题

2相关技术介绍

2.1 ACIS

2.1.1 ACIS的核心功能

2.1.2 ACIS的核心结构

2.1.3 ACIS的开发接口

2.2 HOOPS

2.2.1 HOOPS/3dAF的主要功能

2.2.2 HOOPS在MFC平台上的应用

2.3 GDI+

3系统架构及总体设计

3.1功能模块设计

3.2以中介者模式为基础构架系统

3.1.1中介者模式(MEDIATOR)

3.1.2系统架构

3.3系统层次结构

3.4用户界面设计

4桥梁监测数据的分析与显示

4.1历史监测数据曲线分析显示

4.1.1需求分析

4.1.2历史监测数据曲线分析显示的设计

4.1.3监测断面的选择与显示

4.1.4图形绘制信息的管理

4.1.5曲线绘制

4.1.6曲线统计特征值计算

4.2实时数据采集分析显示

4.2.1传感器数据采集控制

4.2.2实时数据采集分析显示的设计与实现

4.3桥梁监测数据显示的其他相关问题

5桥梁安全评估分析结果可视化显示

5.1整体评估结果显示

5.1.1需求分析

5.1.2整体评估结果显示的设计

5.1.3整体评估结果显示的实现

5.2桥梁位移分析

5.2.1需求分析

5.2.2桥梁位移分析的设计

5.2.3主梁挠度对比曲线分析的实现

5.2.4全桥位移变形分析的实现

5.3应变对比图形显示

5.3.1需求分析

5.3.2应变对比图形显示的设计

5.3.3应变对比图形显示的实现

5.4全桥温度场分析

6日常安全检查记录

6.1需求分析

6.2日常安全检查记录的设计

6.2.1模块设计

6.2.2操作时序图

6.3日常安全检查记录的实现

7数据读写接口封装及数据库管理

7.1数据读写接口封装

7.1.1外观模式(FACADE)

7.1.2以外观模式封装数据读写接口

7.2数据库管理

7.2.1需求分析

7.2.2数据库管理的设计

7.2.3数据库管理的实现

8结论

8.1结论

8.2不足

8.3展望

致 谢

参考文献

附 录