基于数字孪生的混凝土桥监测系统及方法

专利主权项内容

1.一种基于数字孪生的混凝土桥监测系统，其特征在于，所述系统包括设置在混凝土桥各检测节点的结构参数传感器和第一数据模块，以及设置在所述混凝土桥各监测节点的监测参数传感器和第二数据模块，所述第一数据模块用于收集所述结构参数传感器获取的桥梁结构数据，所述第二数据模块用于收集所述监测参数传感器获取的场地监测数据；所述系统还包括：第一建模模块，用于根据设计参数构建所述混凝土桥的第一模型；第二建模模块，用于根据所述桥梁结构数据并结合所述第一模型构建第二模型；第三建模模块，用于根据所述场地监测数据并结合所述第一模型构建第三模型；反馈修正模块，用于获取所述第一模型与所述第二模型的相似度，并根据所述相似度更新所述第一模型；算法预测模块，用于向预先训练好的算法预测模型输入更新后的第一模型与所述第三模型，获取变形结果；监测预警模块，用于当所述变形结果超过预设阈值时，生成预警信息；可视化模块，用于链接所述第一模型、第二模型以及第三模型并生成数字孪生模型，进行可视化展示，以及，根据所述预警信息生成对应的预警提示；其中，所述可视化模块具体包括：轻量化模块，用于转换所述第一模型与所述第二模型的文件格式，轻量化处理所述第一模型与所述第二模型；加载交互模块，用于基于WEB技术编写原生脚本搭设threejs环境，载入轻量化处理后的第一模型与第二模型进行加载和交互，生成数字孪生模型，通过调整模型显示参数，实现所述数字孪生模型的可视化；预警提示模块，用于根据预设的预警级别将所述预警信息进行分级，生成对应的预警提示；其中，所述第一模型为根据所述混凝土桥的BIM模型和有限元仿真模型进行施工仿真分析获取的施工仿真模型；所述第二模型为根据所述混凝土桥的桥梁结构数据结合所述施工仿真模型构建的三维点云模型；所述第三模型为根据所述混凝土桥的场地监测数据结合所述施工仿真模型生成的变形预测模型；所述桥梁结构数据包括所述混凝土桥的结构关键构件和节点处的内力及位移，以及所述混凝土桥的三维点云数据；所述场地监测数据包括所述混凝土桥的振动监测、位移监测、应力监测、倾斜监测、裂缝监测以及渗透监测；所述算法预测模型的训练过程包括：构建所述混凝土桥的监测数据与变形结果之间的对应关系；基于所述对应关系训练所述算法预测模型；基于训练好的算法预测模型输入更新后的第一模型与所述第三模型，获取变形结果。