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橋梁安全實時監測的三維可視化之應用研究與實現

時間:2010-05-23 21:48來源: 作者:吳洪明   點擊:
橋梁監測 3D模型 可視化 數據分析 變形分析
  【摘要】: 近年來,橋梁安全事故頻有發生,橋梁的健康監測和安全評估顯得越來越重要,這就要求研發出更直觀、準確、高效的監測系統,以確保橋梁安全運營。隨著與此項目相關的光電傳感技術、土木工程技術及計算機技術的成熟,使研發出更高效的監測系統成為可能。此文所討論的以三維模型為基礎的橋梁可視化安全實時監測系統的應用研究與實現就是這方面的有益探索。 本課題的來源為重慶石板坡長江大橋安全監測系統,研究的目的是實現該系統的實時監測與安全分析結果顯示的三維可視化。相關的數據及算法由重慶大學光電學院、重慶大學土木工程學院提供。 本文研究了基于橋梁三維實體模型的可視化橋梁實時安全監測系統的實現,重點闡述了實時數據采集分析、歷史監測數據分析、橋梁整體安全評估分析結果顯示、橋梁三維模型變形分析等幾個方面。 在該系統中使用ACIS建立橋梁三維模型,用HOOPS渲染,使用GDI+繪制二維數據曲線,用SQL Server存貯數據信息。 該系統研制的成功,經在石板坡大橋上試用后證明很大程度地提高了橋梁監測系統的效率,對預知橋梁安全隱患、保障橋梁安全運營起到了非常重要的作用,促進了橋梁監測技術的發展。 【關鍵詞】:橋梁監測 3D模型 可視化 數據分析 變形分析
【學位授予單位】:重慶大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2006
【分類號】:TP391.41
【DOI】:CNKI:CDMD:2.2007.036826
【目錄】:
  • 摘要3-4
  • ABSTRACT4-8
  • 1 引言8-13
  • 1.1 橋梁監測系統簡介8-10
  • 1.1.1 橋梁監測及其重要性8
  • 1.1.2 橋梁監測系統的發展現狀8-10
  • 1.2 論文相關10-13
  • 1.2.1 背景10-11
  • 1.2.2 研究的意義11
  • 1.2.3 主要工作及擬解決的關鍵問題11-13
  • 2 相關技術介紹13-18
  • 2.1 ACIS13-14
  • 2.1.1 ACIS 的核心功能13
  • 2.1.2 ACIS 的核心結構13-14
  • 2.1.3 ACIS 的開發接口14
  • 2.2 HOOPS14-16
  • 2.2.1 HOOPS/3dAF 的主要功能15
  • 2.2.2 HOOPS 在MFC 平臺上的應用15-16
  • 2.3 GDI+16-18
  • 3 系統架構及總體設計18-24
  • 3.1 功能模塊設計18-20
  • 3.2 以中介者模式為基礎構架系統20-22
  • 3.2.1 中介者模式(MEDIATOR)20-21
  • 3.2.2 系統架構21-22
  • 3.3 系統層次結構22-23
  • 3.4 用戶界面設計23-24
  • 4 橋梁監測數據的分析與顯示24-41
  • 4.1 歷史監測數據曲線分析顯示24-38
  • 4.1.1 需求分析24-26
  • 4.1.2 歷史監測數據曲線分析顯示的設計26-28
  • 4.1.3 監測斷面的選擇與顯示28-30
  • 4.1.4 圖形繪制信息的管理30-32
  • 4.1.5 曲線繪制32-37
  • 4.1.6 曲線統計特征值計算37-38
  • 4.2 實時數據采集分析顯示38-40
  • 4.2.1 傳感器數據采集控制38-39
  • 4.2.2 實時數據采集分析顯示的設計與實現39-40
  • 4.3 橋梁監測數據顯示的其他相關問題40-41
  • 5 橋梁安全評估分析結果可視化顯示41-54
  • 5.1 整體評估結果顯示41-43
  • 5.1.1 需求分析41
  • 5.1.2 整體評估結果顯示的設計41-43
  • 5.1.3 整體評估結果顯示的實現43
  • 5.2 橋梁位移分析43-51
  • 5.2.1 需求分析43-44
  • 5.2.2 橋梁位移分析的設計44-46
  • 5.2.3 主梁撓度對比曲線分析的實現46-47
  • 5.2.4 全橋位移變形分析的實現47-51
  • 5.3 應變對比圖形顯示51-53
  • 5.3.1 需求分析51
  • 5.3.2 應變對比圖形顯示的設計51-52
  • 5.3.3 應變對比圖形顯示的實現52-53
  • 5.4 全橋溫度場分析53-54
  • 6 日常安全檢查記錄54-57
  • 6.1 需求分析54
  • 6.2 日常安全檢查記錄的設計54-55
  • 6.2.1 模塊設計54-55
  • 6.2.2 操作時序圖55
  • 6.3 日常安全檢查記錄的實現55-57
  • 7 數據讀寫接口封裝及數據庫管理57-62
  • 7.1 數據讀寫接口封裝57-58
  • 7.1.1 外觀模式(FACADE)57-58
  • 7.1.2 以外觀模式封裝數據讀寫接口58
  • 7.2 數據庫管理58-62
  • 7.2.1 需求分析58-59
  • 7.2.2 數據庫管理的設計59-60
  • 7.2.3 數據庫管理的實現60-62
  • 8 結論62-63
  • 8.1 結論62
  • 8.2 不足62
  • 8.3 展望62-63
  • 致謝63-64
  • 參考文獻64-66
  • 附錄66
  • A: 作者在攻讀碩士學位期間發表的論文66
  • B: 作者在攻讀碩士學位期間參加的科研項目66
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