2系统开发与验证

2.1基于北斗技术的高精度变形监测站本文以贵州某一在运营的悬索桥为监测对象，对该桥的索塔塔顶、跨中、索塔地基进行监测。安装的北斗基准站和桥梁变形监测站布局如图l所示。在桥梁5km范围内稳定地质结构位置安装一台基准站；在索塔塔顶安装一台监测站，用于监测索塔的位移情况；在桥梁安装两台监测站，用于监测桁架桥梁的位移情况；在索塔塔基附近安装一台监测站，用于监测索塔建成后对地基地层的影响。

基准站与监测站将实时观测数据传输给远程服务器，服务器通过后处理解算，按照1h的间隔输出精度在mm级的变形量。从结构上看，桥梁不同位置受内外部影响造成的变形幅度不同，如l号监测点位于桥梁底部地基上，结构本身较稳定且受车辆和风力的影响较小，因此变形幅度较小；而3号监测点位于跨中顶部，受风力、车辆等振动幅度影响较大，因此变形幅度较大。本文分别以1号监测点和3号监测点为小变形和大变形的代表，这两个监测点在连续10d内3个方向变形随时间变化的曲线见图2，可以看出，3号监测点变形幅度远高于1号监测点，符合事先定性判断。测试结果表明，该系统可较好地监测桥梁运行过程中的实时动态变形值，且采用了GNSS信号的静态后处理解算算法12]，监测精度可达到mm级。

2.2基于BIM技术的三维桥梁监测管理平台

基于BIM技术的三维桥梁监测管理平台是以BlM和三维地形数据为基础，通过接入北斗GNSS动态监测数据，在BIM上进行可视化展示、分析和预警，以实现桥梁的三维、实时、动态监测，进而分析桥梁病害与结构变形等问题。

该平台的数据内容包括场景数据、BIM基本数据和动态监测数据。动态监测数据主要为利用北斗GNSS系统采集处理后接人到平台中的数据。由于BIM的信息数据量大，占据极大内存[6].因此为了保证模型的显示效率，在开发平台时，首先使用多分辨率和简化的几何模型，并对模型进行初步测试，以避免由于视距问题导致模型简化过度影响效果；再对该模型进行压缩，以减少存储空间和传输时间；最后建立该模型的显示预缓存机制，以提高平台实际应用时的显示速度。

基于北斗和BIM相结合的桥梁监测管理平台主界面如图3所示。左侧页签栏中包括导航、桥梁、构件、监视器4个选项卡；中间面板是三维场景和桥梁BlM，包括桥梁单体显示、桥梁模型、地形显示、北斗监测信息显示等；右侧为统计信息列表。该平台可实现的功能为：

1）模型显示。在三维场景下显示桥梁模型时，鼠标点击桥梁模型部分即可选中模型，并以浮云框的形式显示该模型的实时数据；当点击关闭模型按钮后，再点击桥梁模型的任何部分均不会被选中，打开桥梁模型时能够选中的桥梁模型部分。

2）构件的独立浏览模式。选择了特定的桥梁构件，即能进入该构件，独立浏览其空间结构。

3）构件的信息展示。选中构件可展示其建筑信息，该功能需要数据库支持，为了保证链接的稳定性，在系统中将数据接口发布为Web服务形式。

4）北斗监测信息的展示。平台将基于北斗技术的桥梁传感器模型融入BIM中，

《公路桥梁技术状况评定标准》设置一定的预警值，实现报警的同时快速定位所在位置。

北斗和BIM集成技术在桥梁监测管理中的应用，从桥梁信息模型、北斗GNSS应用和监测信息三维可视化等方面讨论了桥梁监测工作以及北斗与BIM技术相结合的方法，为桥梁监测管理提供了一个综合的可视化展示平台；并通过在某大型悬索桥梁示范工程中的成功应用进行了验证。

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