《基于BIM的橋梁養(yǎng)護(hù)管理信息平臺(tái)技術(shù)要求》

ICS03.220.20

CCSR85

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/ITS0206—XXXX

基于BIM的橋梁養(yǎng)護(hù)管理信息平臺(tái)

技術(shù)要求

Technicalrequirementsforbridgemaintenancemanagementinformationplatform

basedonBIM

（征求意見稿）

本稿完成日期：2023年8月28日

在提交反饋意見時(shí)，請(qǐng)將您知道的相關(guān)專利連同支持性文件一并附上。

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實(shí)施

中國(guó)智能交通產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟發(fā)布

·T/ITS0206—XXXX

基于BIM的橋梁養(yǎng)護(hù)管理信息平臺(tái)技術(shù)要求

1范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了采用BIM技術(shù)的橋梁養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)的參考架構(gòu)、技術(shù)要求及安全要求。

本文件適用于采用BIM技術(shù)的橋梁養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)的建設(shè)、原有橋梁養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)的智能監(jiān)測(cè)改造升

級(jí)。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T20009-2005信息安全技術(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)安全評(píng)估準(zhǔn)則

GB/T22080-2008信息技術(shù)安全技術(shù)信息安全管理體系要求

GB/T29263-2012信息技術(shù)面向服務(wù)的體系（SOA）應(yīng)用的總體技術(shù)要求

GB/T31915-2015信息技術(shù)彈性計(jì)算應(yīng)用接口

GB/T31916.1-2015信息技術(shù)云數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理第1部分：總則

GB/T31916.2-2015信息技術(shù)云數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理第2部分：基于對(duì)象的云存儲(chǔ)應(yīng)用接口

GB/T50283公路工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)

GB50330建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范

GB/T50982-2014建筑與橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范

GB/T51212-2016建筑信息模型應(yīng)用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)

GB/T51447-2021建筑信息模型存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)

JTGB01公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

JTGH10公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范

JTGH11公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范

JTGH12公路隧道養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范

JTG/TH21公路橋梁技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

JTGD30公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范

JTGD62公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范

1

T/ITS0206—XXXX

JTGD70公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范

JT/T1037-2016公路橋梁結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程

3術(shù)語(yǔ)和定義、縮略語(yǔ)

下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

術(shù)語(yǔ)和定義

3.1.1

傳感器節(jié)點(diǎn)sensornode

傳感器節(jié)點(diǎn)是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本功能單元，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集、轉(zhuǎn)換、管理分析、應(yīng)答及匯聚等

多項(xiàng)請(qǐng)求任務(wù)和控制任務(wù)。

3.1.2

傳感器布置sensorplacement

利用盡可能少的傳感器，將其布置在結(jié)構(gòu)的適當(dāng)位置，使其能夠達(dá)到某一特定目標(biāo)的過程。

3.1.3

多源采集數(shù)據(jù)庫(kù)multi-sourceacquisitiondatabase

數(shù)據(jù)庫(kù)是一種集成多個(gè)異構(gòu)數(shù)據(jù)源、實(shí)現(xiàn)信息共享的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。

3.1.4

傳感網(wǎng)sensornetwork

為隨機(jī)分布的集成有傳感器、數(shù)據(jù)處理單元和通信單元的微小節(jié)點(diǎn)，通過自組織的方式構(gòu)成的無線

網(wǎng)絡(luò)。

3.1.5

承載網(wǎng)carryingnetwork

承載網(wǎng)是位于接入網(wǎng)和交換機(jī)之間的，用于傳送各種語(yǔ)音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)，通常以光纖作為傳輸

媒介。

縮略語(yǔ)

下列縮略語(yǔ)適用于本文件:

NTR：網(wǎng)絡(luò)傳輸率（NetworkTransmissionRate）

RFID：射頻識(shí)別技術(shù)（RadioFrequencyIdentification）

2

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CDMA：碼分多址（CodeDivisionMultipleAccess）

Wi-Fi：無線局域網(wǎng)（WirelessFidelity）

4平臺(tái)參考架構(gòu)

基于BIM的橋梁養(yǎng)護(hù)管理信息平臺(tái)的體系架構(gòu)分為組網(wǎng)方式和參考架構(gòu)。

新建橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)宜和橋梁主體結(jié)構(gòu)的施工圖設(shè)計(jì)同步進(jìn)行。在役橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

設(shè)計(jì)宜結(jié)合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)文件及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查進(jìn)行。橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮與橋梁養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)的良

好銜接,并應(yīng)兼顧考慮與橋梁施工監(jiān)控、成橋荷載試驗(yàn)等的關(guān)聯(lián)性。

組網(wǎng)方式

基于BIM的橋梁養(yǎng)護(hù)管理信息平臺(tái)應(yīng)由無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、承載網(wǎng)、云平臺(tái)、用戶接入設(shè)備組成，

其中承載網(wǎng)沿用運(yùn)營(yíng)商現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)或自建網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)通過移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)和有線網(wǎng)傳輸。具體見圖1。

位移

6LoWPan感知節(jié)點(diǎn)

風(fēng)向風(fēng)速溫風(fēng)濕度向水位流速移動(dòng)通信網(wǎng)移動(dòng)通信網(wǎng)PC端

6LoWPan網(wǎng)關(guān)

6LoWPan感知節(jié)點(diǎn)（5（G/24GG/3G）（5（G/24GG/3G）

應(yīng)變數(shù)安安安

交通基礎(chǔ)設(shè)施

6LoWPan感知節(jié)點(diǎn)據(jù)全全全

結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)平臺(tái)

加通通通

振動(dòng)密道公有云私有云道道

6LoWPan感知節(jié)點(diǎn)

固網(wǎng)固網(wǎng)

(IPv4/IPv6)(IPv4/IPv6)手機(jī)端

裂縫

6LoWPan網(wǎng)關(guān)

6LoWPan感知節(jié)點(diǎn)

無線傳感網(wǎng)承載網(wǎng)云平臺(tái)承載網(wǎng)接入端

圖1基于BIM的橋梁養(yǎng)護(hù)管理信息平臺(tái)的物理架構(gòu)

4.1.1無線傳感器網(wǎng)絡(luò)

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的最后一公里采集和傳輸，它利用先進(jìn)的傳感器獲取基礎(chǔ)設(shè)施不同形式物

理量（如位移、應(yīng)變、振動(dòng)、溫度、濕度、水位、風(fēng)向、風(fēng)速等）的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，感知層由基本的感

應(yīng)器件（例如RFID標(biāo)簽和讀寫器、各類傳感器、攝像頭、GPS、二維碼標(biāo)簽和識(shí)讀器等基本標(biāo)識(shí)和傳感

器件組成）以及感應(yīng)器組成的網(wǎng)絡(luò)（例如RFID網(wǎng)絡(luò)、傳感器網(wǎng)絡(luò)等）兩大部分組成。該層的核心技術(shù)包

括射頻技術(shù)、新興傳感技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)總線控制技術(shù)（FCS）等，涉及的核心產(chǎn)品包括

傳感器、電子標(biāo)簽、傳感器節(jié)點(diǎn)、無線路由器、無線網(wǎng)關(guān)等。

4.1.2承載網(wǎng)絡(luò)

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物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層將建立在現(xiàn)有的移動(dòng)通信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上。物聯(lián)網(wǎng)通過各種接入設(shè)備與移動(dòng)通信

網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)相連，網(wǎng)絡(luò)層中的感知數(shù)據(jù)管理與處理技術(shù)是實(shí)現(xiàn)以數(shù)據(jù)為中心的物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)，包括

傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、查詢、分析、挖掘和理解，以及基于感知數(shù)據(jù)決策的理論與技術(shù)。

為確保橋梁現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)站與橋梁數(shù)據(jù)中心之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，宜在有線網(wǎng)絡(luò)連接的基礎(chǔ)上，布設(shè)

無線網(wǎng)絡(luò)連接作為補(bǔ)充。

4.1.3橋梁結(jié)構(gòu)的數(shù)字孿生輕量化BIM展示平臺(tái)

平臺(tái)宜采用基于GIS+輕量化BIM進(jìn)行數(shù)字孿生展示,并開發(fā)有針對(duì)性的大數(shù)據(jù)綜合評(píng)估工具,幫助

管理者優(yōu)化運(yùn)營(yíng)策略和管養(yǎng)計(jì)劃。

平臺(tái)應(yīng)根據(jù)橋梁養(yǎng)護(hù)管理的特點(diǎn)與全局統(tǒng)籌分層展示,構(gòu)建與橋梁實(shí)體一對(duì)一精準(zhǔn)映射的橋梁模型,

橋梁BIM模型的建模必須包含樁、墩、臺(tái)、梁、塔、纜、索、桿、支座等關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件，應(yīng)明確模型信息

深度等級(jí)和幾何表達(dá)精度等級(jí)。實(shí)現(xiàn)橋梁實(shí)景三維展示，展現(xiàn)真實(shí)復(fù)雜的地形地貌與橋梁工程結(jié)構(gòu)?傳

感元件及監(jiān)測(cè)分析結(jié)果之間的耦合關(guān)系。

平臺(tái)宜具有BIM模型向GIS模型幾何數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換,坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換,屬性數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換等功能。

平臺(tái)宜關(guān)聯(lián)橋梁工程結(jié)構(gòu)全壽命周期內(nèi)多源異構(gòu)的多要素信息,包括:設(shè)計(jì)?施工?交驗(yàn)?人工檢測(cè)?

自動(dòng)監(jiān)測(cè)?養(yǎng)護(hù)維修等數(shù)據(jù)。

平臺(tái)宜綜合利用橋梁基礎(chǔ)信息?在線監(jiān)測(cè)信息?日常巡查信息?定期檢測(cè)信息?養(yǎng)護(hù)和維修加固信息?

交通荷載信息?視頻監(jiān)控信息等多種信息化手段進(jìn)行信息融合,便于用戶實(shí)時(shí)?系統(tǒng)掌握橋梁運(yùn)行使用狀

態(tài)。

應(yīng)用功能

基于BIM的橋梁養(yǎng)護(hù)管理信息平臺(tái)的體系架構(gòu)分為四層，分別是感知層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺(tái)層、應(yīng)用層，

構(gòu)建如下圖2物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系框架。

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圖2基于BIM的橋梁養(yǎng)護(hù)管理信息平臺(tái)體系框架

5技術(shù)要求

基于BIM的橋梁基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化

BIM技術(shù)的橋梁基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化的設(shè)施采樣方式：

a)橋梁基礎(chǔ)設(shè)施中形狀規(guī)則的主要結(jié)構(gòu)體，包括：橋墩、橋臺(tái)、主梁、主塔、主纜、主拱圈、吊

桿、斜拉索等，宜采用精細(xì)化單體模型；

b)橋梁基礎(chǔ)設(shè)施中形狀不規(guī)則、次要或背景環(huán)境中的結(jié)構(gòu)體宜采用快速自動(dòng)化三維重建技術(shù)，進(jìn)

行基于圖像的三維動(dòng)態(tài)立體影像建?；蚧谌S掃描的三維實(shí)體建模；

c)基于圖像的建模技術(shù)應(yīng)能夠做到：通過無人機(jī)傾斜攝影對(duì)景物拍攝不同角度的圖像，采用拼接、

切割、壓縮存儲(chǔ)等手段，將平面圖在融合如三維激光、實(shí)景照片、視頻圖像等多源影像數(shù)據(jù)的

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基礎(chǔ)上，轉(zhuǎn)換成三維動(dòng)態(tài)立體影像，再加以實(shí)施渲染和交互，使得用戶能隨時(shí)從全方位、多角

度浸入式瀏覽整個(gè)工程；

d)三維掃描技術(shù)應(yīng)能夠做到：綜合利用光、機(jī)、電和計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)物體空間外形和結(jié)構(gòu)及色

彩的掃描，通過空間三維坐標(biāo)值自動(dòng)生成來掃描物體的表面點(diǎn)云信息，通過對(duì)點(diǎn)云信息的清洗、

過濾、抽息轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)可以直接處理的三維模型，并且能夠快速獲取被測(cè)體數(shù)據(jù)；

BIM技術(shù)的橋梁基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化的數(shù)據(jù)表達(dá)方法：

e)應(yīng)當(dāng)結(jié)合精細(xì)化單體模型和多維空間數(shù)據(jù)；采用橋梁信息模型（BIM）與地理信息系統(tǒng)（GIS）

集成技術(shù)，為橋梁基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化奠定基礎(chǔ)。

f)地理信息系統(tǒng)（GIS）應(yīng)具備二三維空間數(shù)據(jù)分析、管理、查詢及可視化的能力。

g)橋梁信息模型（BIM）應(yīng)包含橋梁全生命周期的所有信息數(shù)據(jù)。

h)宜選擇適合Web端渲染大規(guī)?？臻g數(shù)據(jù)的技術(shù)，以解決在Web系統(tǒng)中同時(shí)加載、渲染大規(guī)模

GIS數(shù)據(jù)及大體量BIM數(shù)據(jù)困難的問題，保證GIS與BIM模型在Web端的高效、快速渲染。

感知層

5.2.1總體技術(shù)要求

感知層包含數(shù)據(jù)采集、網(wǎng)絡(luò)組織功能。

5.2.2具體功能要求

數(shù)據(jù)采集模塊的功能設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)采集模塊的功能設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下要求：

a)在無人值守條件下能連續(xù)采集數(shù)據(jù)；

b)支持?jǐn)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)同步采集；

c)數(shù)據(jù)采集程序具有自動(dòng)緩存和斷點(diǎn)續(xù)傳功能；

d)具有故障自診斷和重啟功能；

e)具備完善的日志記錄功能，能夠記錄常見系統(tǒng)運(yùn)行故障。

感知層設(shè)備傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式、對(duì)應(yīng)的通信協(xié)議要求

數(shù)據(jù)傳輸模塊的功能設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下要求：

a)應(yīng)保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊恢滦?、完整性、可靠性和安全性要求?/p>

b)由傳感器到智能網(wǎng)關(guān)的局域網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸，可采用有線、無線或者兩者相結(jié)合的方式；上傳

至平臺(tái)的數(shù)據(jù)傳輸可選用5G、4G、3G、2G、窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NB-IoT）等無線傳輸網(wǎng)絡(luò)；

c)宜采用物聯(lián)網(wǎng)傳輸協(xié)議（常見的如HTTP、MQTT、LwM2M等）進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸

d)對(duì)于觸發(fā)采集的設(shè)備，為確保設(shè)備正常在線運(yùn)行，應(yīng)定時(shí)發(fā)送設(shè)備狀態(tài)信息。

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橋梁智能監(jiān)測(cè)的傳感器布置點(diǎn)的位置要求、功能要求

重點(diǎn)關(guān)注結(jié)構(gòu)體系的橋梁應(yīng)包括：

a)單孔跨徑60米以上的橋梁（包括自錨式懸索橋、柔性系桿拱12橋、預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁

橋等），應(yīng)進(jìn)行豎向位移監(jiān)測(cè)；

b)獨(dú)柱墩橋、彎橋、斜橋、坡橋等，應(yīng)進(jìn)行支座偏位監(jiān)測(cè)和視頻抓拍監(jiān)測(cè)；

c)結(jié)構(gòu)存在缺陷的橋梁（輕型少筋拱橋、帶掛梁結(jié)構(gòu)的橋梁，無加勁縱梁吊桿拱橋等），應(yīng)進(jìn)

行豎向位移監(jiān)測(cè)和應(yīng)變監(jiān)測(cè)；

d)多片梁結(jié)構(gòu)體系橋梁，應(yīng)進(jìn)行相鄰多片梁的豎向位移監(jiān)測(cè)和裂縫監(jiān)測(cè)。

重載交通橋梁（大于49t）應(yīng)進(jìn)行豎向位移監(jiān)測(cè)和視頻抓拍監(jiān)測(cè)，主要包括：

a)大件運(yùn)輸通行的橋梁。

b)重載交通通行量大的橋梁。

車輛/船舶撞擊高風(fēng)險(xiǎn)橋梁應(yīng)進(jìn)行振動(dòng)監(jiān)測(cè)和視頻抓拍監(jiān)測(cè)，主要包括：

a)存在車輛撞擊記錄；

b)凈空尺度不滿足航道規(guī)劃尺度或抗撞性能不滿足；

c)存在非通航孔撞擊風(fēng)險(xiǎn)。

安全狀況差、運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)高的橋梁應(yīng)進(jìn)行豎向位移監(jiān)測(cè)和裂縫監(jiān)測(cè)，主要包括：

a)服役25年以上；

b)設(shè)計(jì)荷載低于實(shí)際通行荷載；

c)整體技術(shù)狀況或主要受力構(gòu)件的技術(shù)狀況評(píng)定等級(jí)三類及以上。

加固改造橋梁主要包括：

a)預(yù)應(yīng)力加固橋梁，應(yīng)進(jìn)行豎向位移監(jiān)測(cè)和應(yīng)變監(jiān)測(cè)；

b)梁體更換、糾偏及支座更換橋梁，應(yīng)進(jìn)行橫向位移監(jiān)測(cè)和豎向位移監(jiān)測(cè)；

c)斜拉索或吊桿更換橋梁，應(yīng)進(jìn)行豎向位移監(jiān)測(cè)和索力監(jiān)測(cè)。

自然災(zāi)害頻發(fā)橋梁監(jiān)測(cè)場(chǎng)景主要包括臺(tái)風(fēng)、暴雪、冰凍、地震等，應(yīng)進(jìn)行風(fēng)速風(fēng)向監(jiān)測(cè)、結(jié)冰監(jiān)

測(cè)和振動(dòng)監(jiān)測(cè)等。

采樣頻率根據(jù)監(jiān)測(cè)要求和功能要求設(shè)定

不宜低于下列規(guī)定，動(dòng)態(tài)信號(hào)應(yīng)滿足采樣定理。下文引用了JT/T1037-2016中的相關(guān)內(nèi)容。

a)荷載與環(huán)境監(jiān)測(cè):

1)車輛荷載：觸發(fā)采集:

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2）船舶撞擊橋加速度：50Hz;

3）風(fēng)速和風(fēng)向：超聲風(fēng)速儀10Hz，機(jī)械式風(fēng)速儀1Hz;

4）風(fēng)壓:20Hz;

5）地震:50Hz;

6）溫度:1/600Hz;

7）濕度:1/600Hz;

8)降雨量:1/60Hz。

b)結(jié)構(gòu)整體與局部響應(yīng)監(jiān)測(cè):

1)振動(dòng)加速度:50Hz;

2)動(dòng)位移20Hz;

3)靜位移:1Hz;

4)動(dòng)應(yīng)變:10Hz;

5)靜應(yīng)變:1/600Hz;

6)索力:壓力式傳感器1Hz頻率法加速度傳感器50Hz磁通量索力傳感器1/600Hz;

7)拉索斷絲:1MHz;

8)支座反力:1Hz;

9)腐蝕:1/3600Hz;

10)聲吶傳感器測(cè)量基礎(chǔ)沖刷:1MHz。

數(shù)據(jù)采集

感知層解決的是人類世界和物理世界的數(shù)據(jù)獲取問題。監(jiān)測(cè)目標(biāo)主要是交通基礎(chǔ)設(shè)施相關(guān)的結(jié)構(gòu)對(duì)

象，感知范圍涵蓋物理狀態(tài)、氣象環(huán)境、設(shè)備狀態(tài)信息以及外部信息。它首先通過傳感器設(shè)備，采集外

部物理世界的數(shù)據(jù)，經(jīng)過一定的分類和預(yù)處理，然后通過RFID、條碼、工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線、藍(lán)牙、紅外等

短距離傳輸技術(shù)傳遞數(shù)據(jù)。

感知層所需要的關(guān)鍵技術(shù)包括檢測(cè)技術(shù)、短距離無線通信技術(shù)等，該層網(wǎng)絡(luò)是一種由傳感器節(jié)點(diǎn)組

成網(wǎng)絡(luò)，其中每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)都具有傳感器、微處理器、以及通信單元。節(jié)點(diǎn)間通過通信網(wǎng)絡(luò)組成傳感

器網(wǎng)絡(luò)，共同協(xié)作來感知和采集環(huán)境或物體的準(zhǔn)確信息。

網(wǎng)絡(luò)組織

該層網(wǎng)絡(luò)作為一種分布式網(wǎng)絡(luò)應(yīng)是一種自治、多跳網(wǎng)絡(luò)，能夠在不能利用或者不便利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基

礎(chǔ)設(shè)施的情況下，提供終端之間的相互通信。由于終端的發(fā)射功率和無線覆蓋范圍有限，因此距離較遠(yuǎn)

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的兩個(gè)終端如果要進(jìn)行通信就必須借助于其它節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分組轉(zhuǎn)發(fā)，這樣節(jié)點(diǎn)之間構(gòu)成一種無線多跳網(wǎng)絡(luò)。

無線連接裝置的可選方式有很多，最流行的包括Wi-Fi、Bluetooth、ZigBee、6LoWPAN和基于sub-GHz

技術(shù)的解決方案。基于每種無線方案都有優(yōu)缺點(diǎn)，在系統(tǒng)中以上無線技術(shù)將會(huì)共存。

5.2.3設(shè)備總體要求

設(shè)備總體要求如下：

a)應(yīng)具有心跳功能，并可根據(jù)系統(tǒng)要求動(dòng)態(tài)調(diào)整心跳間隔；

b)應(yīng)能響應(yīng)平臺(tái)參數(shù)設(shè)置和查詢命令，并可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)設(shè)置和查詢；

c)應(yīng)能響應(yīng)平臺(tái)的時(shí)鐘召測(cè)和對(duì)時(shí)命令，響應(yīng)本地時(shí)鐘設(shè)置。對(duì)時(shí)誤差應(yīng)小于2s，時(shí)鐘的24h

內(nèi)走時(shí)誤差應(yīng)小于1s；

d)集中管理平臺(tái)與網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行雙向通信,通訊方式應(yīng)采用4G/3G/GPRS；

e)能夠隨時(shí)通過互聯(lián)網(wǎng)訪問WSN節(jié)點(diǎn)信息；

f)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)與感知節(jié)點(diǎn)（監(jiān)測(cè)終端）之間的通訊方式采用6LoWPAN無線通信方式，通信應(yīng)具備自

動(dòng)路由組網(wǎng)功能，路由建立時(shí)間不超過2分鐘；

g)應(yīng)采用高性能數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)；具備高效率糾錯(cuò)能力；

h)應(yīng)采用合理高效的算法，確保通訊能力與穩(wěn)定性；

i)網(wǎng)關(guān)應(yīng)具有數(shù)據(jù)掉電保護(hù)功能，具有電源指示功能；

j)具有6LoWPAN網(wǎng)絡(luò)層,并能夠完成精簡(jiǎn)IPv4/IPv6協(xié)議和IEEE802.15.4協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換；

k)能夠?qū)Pv6完整協(xié)議進(jìn)行精簡(jiǎn),簡(jiǎn)化的IPv6協(xié)議,以適應(yīng)硬件資源有限的嵌入式設(shè)備；

l)單節(jié)點(diǎn)支持200個(gè)感知節(jié)點(diǎn)接入；

m)200節(jié)點(diǎn)重新組網(wǎng)時(shí)間不大于2分鐘。

網(wǎng)絡(luò)層

5.3.1總體技術(shù)要求

a)可適配不同無線網(wǎng)關(guān)協(xié)議；

b)采用標(biāo)準(zhǔn)物聯(lián)網(wǎng)MQTT、CoAP協(xié)議，利用其Restful風(fēng)格的API，增加系統(tǒng)兼容性；

c)具備橫向擴(kuò)展性，支持動(dòng)態(tài)增加網(wǎng)關(guān)。

5.3.2具體功能要求

承載支撐技術(shù)

承載網(wǎng)絡(luò)是物聯(lián)網(wǎng)的神經(jīng)中樞和大腦-用于傳遞信息和處理信息，包括通信網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的融合網(wǎng)絡(luò)、

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網(wǎng)絡(luò)管理中心、信息中心和智能處理中心等。解決的是感知層所獲得的數(shù)據(jù)在一定范圍內(nèi)，通常是長(zhǎng)距

離的傳輸問題。

接入管理

該層實(shí)現(xiàn)協(xié)議適配、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、認(rèn)證鑒權(quán)、接入策略管理、遠(yuǎn)程故障診斷、遠(yuǎn)程配置，是傳感器網(wǎng)

絡(luò)與管理平臺(tái)進(jìn)行信息交互的重要接口。

為適配底層多種無線技術(shù)該模塊應(yīng)進(jìn)行協(xié)議適配，需提供南向SDK，對(duì)多點(diǎn)接入進(jìn)行策略控制、隊(duì)

列管理，并提供對(duì)設(shè)備管理的能力。

數(shù)據(jù)接入?yún)f(xié)議基本需分兩個(gè)層次，在通訊層次上，支持TCP、UDP、COAP、MQTT、HTTP和WEBSOCKET

等通訊協(xié)議；在數(shù)據(jù)協(xié)議層次上，支持XML、JSON、BSON和自定義二進(jìn)制等協(xié)議。通過這兩個(gè)層次的互

相搭配，可以輕松實(shí)現(xiàn)任何物聯(lián)網(wǎng)終端、任何協(xié)議的數(shù)據(jù)接入。具體見圖3。

圖3數(shù)據(jù)接入?yún)f(xié)議

為保證系統(tǒng)充分解耦平臺(tái)應(yīng)引人中間件，可使用消息中間件，網(wǎng)關(guān)接收到數(shù)據(jù)，并完成解包之后，

將數(shù)據(jù)包發(fā)送到消息中間件中，可以有效地應(yīng)對(duì)“井噴流量”和下游服務(wù)短暫不可用的問題。消息中間

件應(yīng)支持可擴(kuò)展性，能根據(jù)容量變化，進(jìn)行分布式部署，并且支持持久化和訂閱/發(fā)布的功能。

數(shù)據(jù)接入時(shí)，傳感器或者采集終端通過無線或者有線的方式發(fā)送到平臺(tái)端，考慮到物聯(lián)網(wǎng)傳感器數(shù)

量多，采集頻率高，大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)匯聚意味著“大數(shù)據(jù)”，平臺(tái)端應(yīng)通過軟負(fù)載均衡或者硬

負(fù)載均衡將傳感器流量均勻的負(fù)載到各個(gè)可水平擴(kuò)展的接入網(wǎng)關(guān)，每個(gè)接入網(wǎng)關(guān)應(yīng)是實(shí)現(xiàn)多種協(xié)議的高

性能的網(wǎng)絡(luò)接入程序。具體見圖4。

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圖4交通基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)構(gòu)接入管理

平臺(tái)層

5.4.1總體技術(shù)要求

總體技術(shù)要求如下：

a)系統(tǒng)支持32位、64位CPU服務(wù)器虛擬化；

b)系統(tǒng)支持主流服務(wù)器廠商的主流X86服務(wù)器；

c)虛擬機(jī)可以實(shí)現(xiàn)物理機(jī)的全部功能，如具有自己的資源（內(nèi)存、CPU、網(wǎng)卡、存儲(chǔ)），可

以指定單獨(dú)的IP地址、MAC地址等；

d)每個(gè)虛擬機(jī)可以支持虛擬多路CPU技術(shù)，以滿足高負(fù)載應(yīng)用環(huán)境的要求；

e)虛擬機(jī)不但可以通過文件系統(tǒng)訪問存儲(chǔ)設(shè)備，而且支持直接訪問裸設(shè)備；

f)業(yè)務(wù)部署在一臺(tái)或多臺(tái)虛擬機(jī)上，實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡、冗余；

g)支持TB級(jí)別的傳感器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；

h)支持多級(jí)存儲(chǔ)機(jī)制，對(duì)于數(shù)據(jù)查詢要求及時(shí)響應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在緩存中；

i)具備數(shù)據(jù)庫(kù)的ACID特性，解決分布式事務(wù)的一致性和隔離性問題；

j)支持集群的高可用，包括無單點(diǎn)故障和系統(tǒng)容災(zāi)；

k)支持?jǐn)?shù)據(jù)備份與恢復(fù)，且具備數(shù)據(jù)高一致性；

l)具備的節(jié)點(diǎn)水平擴(kuò)展能力；

m)支持?jǐn)?shù)據(jù)重分布策略，且能根據(jù)業(yè)務(wù)實(shí)際負(fù)載情況制定和實(shí)施合適的定制化重分布策略；

n)具備基于規(guī)則和代價(jià)的SQL優(yōu)化，支持存儲(chǔ)過程；

o)對(duì)各業(yè)務(wù)透明，在物理層各業(yè)務(wù)隔離；

p)數(shù)據(jù)收集可采用Splunk、Sqoop、Flume、Logstash、Kettle以及各種網(wǎng)絡(luò)爬蟲、如Heritrix、

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Nutch等；

q)數(shù)據(jù)預(yù)處理形式上需要包括數(shù)據(jù)清理、數(shù)據(jù)集成、數(shù)據(jù)歸約與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化等階段；

r)數(shù)據(jù)清理技術(shù)包括數(shù)據(jù)不一致性檢測(cè)技術(shù)、臟數(shù)據(jù)識(shí)別技術(shù)、數(shù)據(jù)過濾技術(shù)、數(shù)據(jù)修正技

術(shù)、數(shù)據(jù)噪聲的識(shí)別與平滑技術(shù)等；

s)數(shù)據(jù)集成把來自多個(gè)數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)進(jìn)行集成，縮短數(shù)據(jù)之間的物理距離，形成一個(gè)集中統(tǒng)

一的（同構(gòu)/異構(gòu)）數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)立方體、數(shù)據(jù)寬表與文件等；

t)數(shù)據(jù)歸約技術(shù)要在不損害挖掘結(jié)果準(zhǔn)確性的前提下、降低數(shù)據(jù)集的規(guī)模，得到簡(jiǎn)化的數(shù)據(jù)

集。歸約策略與技術(shù)包括維歸約技術(shù)、數(shù)值歸約技術(shù)、數(shù)據(jù)抽樣技術(shù)等；

u)平臺(tái)可采用常用的分布式磁盤文件系統(tǒng)有HDF、GFS、KFS等，并結(jié)合場(chǎng)景考慮使用分布式

內(nèi)存文件系統(tǒng)如Tachyon、Alluxio等；

v)對(duì)于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中傳感器信息可以考慮使用主流的文檔數(shù)據(jù)庫(kù)，例如MongoDB、CouchDB、

Terrastore、RavenDB等；

w)經(jīng)過分析清洗后的數(shù)據(jù)建議使用列式存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品，如SybaseIQ、InfiniDB、Vertica、

Hbase、Infobright等；

x)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)對(duì)性能要求較高，可考慮使用Key-Value型內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)，如TimesTen、

Altibase、extremeDB、Redis、RaptorDB、MemCached等產(chǎn)品；

y)針對(duì)海量數(shù)據(jù)分析考慮采用目前主流的數(shù)據(jù)處理計(jì)算模型，包括MapReduce計(jì)算模型、DAG

計(jì)算模型、BSP計(jì)算模型等；

z)數(shù)據(jù)可視化技術(shù)可使用Tableau、Datawatch、Platfora、R、D3.js、Processing.js、Gephi、

ECharts以及商業(yè)的大數(shù)據(jù)挖掘和分析軟件也包括數(shù)據(jù)可視化功能，如IBMSPSS、SAS

EnterpriseMiner等；

aa)數(shù)據(jù)挖掘應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)開源數(shù)據(jù)挖掘引擎，利用機(jī)器學(xué)習(xí)語(yǔ)言進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、挖掘；

ab)建立適合橋梁結(jié)構(gòu)件健康狀態(tài)數(shù)據(jù)挖掘領(lǐng)域的算法庫(kù)，至少包括回歸、FFT、聚類、概率

分布等算法。

5.4.2具體功能要求

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

交通基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)中的傳感器數(shù)據(jù)量更大、數(shù)據(jù)速率更高、數(shù)據(jù)更加多樣化、對(duì)數(shù)據(jù)真實(shí)性的

要求更高，因此大數(shù)據(jù)是平臺(tái)中的關(guān)鍵技術(shù)，需要利用大數(shù)據(jù)技術(shù)從海量數(shù)據(jù)中進(jìn)行規(guī)律預(yù)測(cè)、情境分

析、串并偵查、時(shí)空分析等。具體見如下圖5。

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圖5交通基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)類型

橋梁檢測(cè)傳感器類型眾多，參數(shù)、采集數(shù)據(jù)多種多樣，平臺(tái)需針對(duì)此特點(diǎn)提供多種存儲(chǔ)方式，包括

結(jié)構(gòu)化存儲(chǔ)、非結(jié)構(gòu)化存儲(chǔ)、半結(jié)構(gòu)化存儲(chǔ)、In-memory存儲(chǔ)等多種存儲(chǔ)方式。

數(shù)據(jù)交換

數(shù)據(jù)交換接口主要是為簡(jiǎn)化應(yīng)用層與平臺(tái)層之間的數(shù)據(jù)訪問而抽象一層訪問接口，有這層接口，應(yīng)

用層就不需要直接調(diào)用分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)化以及非結(jié)構(gòu)化等原生的應(yīng)用程序接口，可以快速地進(jìn)行

應(yīng)用開發(fā)。

數(shù)據(jù)交換接口可考慮支持：SQL、Restful、Thrift和JavaAPI等，用戶可以根據(jù)實(shí)際情況靈活選

擇數(shù)據(jù)交換的方式。

數(shù)據(jù)交換的內(nèi)容包括：物聯(lián)網(wǎng)終端的當(dāng)前狀態(tài)、物聯(lián)網(wǎng)終端的歷史狀態(tài)/軌跡、指令下發(fā)、數(shù)據(jù)訂

閱與發(fā)布等等。

數(shù)據(jù)處理

交通基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)構(gòu)檢測(cè)傳感器數(shù)據(jù)屬于流式大數(shù)據(jù)，呈現(xiàn)出的實(shí)時(shí)性、易失性、突發(fā)性、無序性、

無限性等特征，平臺(tái)需提供實(shí)時(shí)計(jì)算和離線計(jì)算兩種。

基于實(shí)時(shí)計(jì)算服務(wù)可以很容易實(shí)現(xiàn)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的清洗、解析、報(bào)警等實(shí)時(shí)的處理，可采用流式處

理引擎，流式處理引擎需要滿足毫秒級(jí)別的實(shí)時(shí)計(jì)算，并能支持物聯(lián)網(wǎng)的場(chǎng)景中對(duì)終端數(shù)據(jù)的全局分組，

可以支持應(yīng)用層的調(diào)度和管理。

離線計(jì)算需支持大數(shù)據(jù)分布式計(jì)算和數(shù)據(jù)創(chuàng)庫(kù)，并能利用機(jī)器學(xué)習(xí)的中間件對(duì)離線數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，

分析可主要用于對(duì)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)做日/周/月/年等多個(gè)時(shí)間維度做報(bào)表分析和數(shù)據(jù)挖掘，并將結(jié)果輸出到

關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中。

數(shù)據(jù)處理應(yīng)采用剔除異常、填補(bǔ)缺失、噪聲消除、去趨勢(shì)項(xiàng)、重采樣等策略及算法過濾數(shù)據(jù)，得到

反映結(jié)構(gòu)真實(shí)狀態(tài)的可靠數(shù)據(jù)，以解決原始監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)含有噪聲的問題；在此基礎(chǔ)上，宜開展數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分

析、疲勞分析、模態(tài)分析、關(guān)聯(lián)分析、對(duì)比分析、回歸分析等，為橋梁安全管理及管養(yǎng)決策提供技術(shù)支

持。

數(shù)據(jù)處理宜采用灰色模型對(duì)橋梁監(jiān)測(cè)參量長(zhǎng)期發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)。

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數(shù)據(jù)處理宜采用關(guān)聯(lián)算法對(duì)橋梁參數(shù)化BIM構(gòu)件間關(guān)聯(lián)度進(jìn)行判識(shí)，通過數(shù)據(jù)整合技術(shù)提取時(shí)間及

空間耦合特征參數(shù)，以修正有限元模型仿真健康指標(biāo)閾值庫(kù)。

數(shù)據(jù)處理宜以“采集時(shí)間粒度”、“監(jiān)測(cè)超限閥值”、“連續(xù)超限時(shí)間間隔”為主要參數(shù)構(gòu)建橋梁

監(jiān)測(cè)超限事件判識(shí)算法，篩除監(jiān)測(cè)中可能因偶然干擾導(dǎo)致超限誤判的情況。

數(shù)據(jù)處理宜構(gòu)建從感知、研判、決策、排查再到反饋的橋梁預(yù)警閉合管理流程，有效保障預(yù)警的及

時(shí)處置和消除。

應(yīng)用層

5.5.1總體技術(shù)要求

基于BIM的橋梁養(yǎng)護(hù)管理

基于智能檢測(cè)獲得動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)信息后，需進(jìn)行動(dòng)態(tài)養(yǎng)護(hù)的全流程管理，其分為功能模塊要求和動(dòng)態(tài)養(yǎng)

護(hù)全流程管理要求。

宜通過數(shù)據(jù)交換模塊提供的能力開放接口，獲取離線分析、在線分析數(shù)據(jù)，分析結(jié)構(gòu)當(dāng)前的工作狀

態(tài)，并與相應(yīng)的臨界狀態(tài)進(jìn)行比較分析，評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)。

監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)觸發(fā)異常報(bào)警時(shí)，宜基于橋梁特點(diǎn)、報(bào)警頻次、異常極值等采取養(yǎng)護(hù)措施。

基于BIM的橋梁監(jiān)測(cè)平臺(tái)

基于BIM的橋梁監(jiān)測(cè)平臺(tái)包括：

a)包括但不限于以下監(jiān)測(cè)內(nèi)容：荷載監(jiān)測(cè)、表面形貌監(jiān)測(cè)、結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度監(jiān)測(cè)、振動(dòng)監(jiān)測(cè)、性

能趨向監(jiān)測(cè)、非結(jié)構(gòu)部件及輔助設(shè)施；這里具體指標(biāo)實(shí)例以大氣溫度、主梁撓度、動(dòng)態(tài)應(yīng)

變、主梁振動(dòng)、裂縫寬度、梁端位移等為例。

b)結(jié)合理論分析模型、專家經(jīng)驗(yàn)、基礎(chǔ)設(shè)施本身特點(diǎn)以及相關(guān)的規(guī)范文件，應(yīng)用各種有效的

評(píng)估手段對(duì)結(jié)構(gòu)的健康狀態(tài)做出評(píng)估，評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度儲(chǔ)備和可靠度，預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)的剩余壽

命；

c)根據(jù)預(yù)設(shè)模板和報(bào)表生成時(shí)間，自動(dòng)生成傳感器數(shù)據(jù)報(bào)表、橋梁健康狀態(tài)評(píng)估報(bào)表、維修

和養(yǎng)護(hù)建議報(bào)表；

d)對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施各個(gè)主要部件和整體結(jié)構(gòu)基于BIM模型進(jìn)行二維、三維建模，通過模型展示各

個(gè)結(jié)構(gòu)部件物理尺寸及其變化情況；

e)根據(jù)預(yù)設(shè)的處理流程自動(dòng)安排人員處理，編排系統(tǒng)可以適應(yīng)不同項(xiàng)目場(chǎng)景自由切換流程，

實(shí)現(xiàn)巡檢流程自定義。

5.5.2具體功能要求

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結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)可視化

平臺(tái)軟件宜包含B/S端遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)軟件、APP端便捷監(jiān)測(cè)軟件、C/S端仿真監(jiān)測(cè)軟件，具備BIM模型

全方位立體展示、監(jiān)測(cè)預(yù)警反饋閉合處理、智能化管理信息分級(jí)推送以及決策建議等功能，操作界面友

好、實(shí)用性強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)橋梁遠(yuǎn)程可視化、智能化健康監(jiān)測(cè)及信息化管理。

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)宜具有以下功能：接收到數(shù)據(jù)后進(jìn)行公共協(xié)議解析，然后把解析后的數(shù)據(jù)發(fā)給消息隊(duì)

列，消息隊(duì)列中存放在原始數(shù)據(jù)主題，實(shí)時(shí)計(jì)算任務(wù)從原始數(shù)據(jù)主題中讀取數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)據(jù)清洗進(jìn)行可視

化展示。

平臺(tái)宜采用“BIM+監(jiān)測(cè)”可視化展現(xiàn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)橋梁缺陷及其位置在BIM模型上的精準(zhǔn)標(biāo)記與直觀

提示。

平臺(tái)提供的數(shù)據(jù)交換接口應(yīng)具備查詢分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)中歷史數(shù)據(jù)的功能，宜采用多種形式展示，包

括時(shí)序圖、熱力圖、儀表盤、文本等多種形式。

平臺(tái)應(yīng)利用BIM、WebGL等技術(shù)，開發(fā)瀏覽器端BIM模型數(shù)據(jù)導(dǎo)入接口及監(jiān)測(cè)功能編程接口API。

BIM模型數(shù)據(jù)導(dǎo)入接口應(yīng)能夠?qū)⒔＼浖⒌娜S模型，通過IFC通用標(biāo)準(zhǔn)格式，轉(zhuǎn)換成基于

WebGL技術(shù)的瀏覽器端輕量化BIM模型。

監(jiān)測(cè)功能編程接口API應(yīng)能夠快速將平臺(tái)預(yù)先定制的模型操作、圖層管理、數(shù)據(jù)查詢等監(jiān)測(cè)管理功

能與BIM模型進(jìn)行對(duì)接，從而實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)情況BIM模型全方位立體展示，達(dá)到所見即所得目的。

橋梁參數(shù)化BIM構(gòu)件

平臺(tái)應(yīng)對(duì)監(jiān)測(cè)對(duì)象的主要構(gòu)件進(jìn)行索引，方便人機(jī)接口查詢。

平臺(tái)宜提供通用構(gòu)件建模方式，便于開發(fā)人員針對(duì)交通基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)測(cè)對(duì)象，進(jìn)行結(jié)構(gòu)建模，利用數(shù)

據(jù)交換結(jié)構(gòu)查詢數(shù)據(jù)，進(jìn)行結(jié)構(gòu)形態(tài)的還原。

開發(fā)人員可利用橋梁建模工具軟件，基于“骨架+模塊”BIM建模方法基本原理，通過采用思維導(dǎo)

圖工具預(yù)先制作“骨架+模塊”，再導(dǎo)入建模工具軟件進(jìn)行建模的方式，以實(shí)現(xiàn)批量、快速、高質(zhì)量建

模，并采用數(shù)據(jù)壓縮、屬性簡(jiǎn)化、降低分辨率等手段對(duì)模型進(jìn)行輕量化處理。

多級(jí)預(yù)警

安全預(yù)警的基本原理就是通過收集基礎(chǔ)設(shè)施基本狀況數(shù)據(jù)、安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),維修歷史數(shù)據(jù),建立預(yù)

警數(shù)據(jù)庫(kù)(包括數(shù)據(jù)庫(kù)、圖像庫(kù)和圖形庫(kù)),實(shí)時(shí)采集安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),判斷安全等級(jí)、病害程度、病害范

圍等,然后發(fā)布預(yù)報(bào),職能部門采取相應(yīng)措施,最終達(dá)到預(yù)防安全事故的目的。

原始數(shù)據(jù)解析模塊將解析出來數(shù)據(jù)發(fā)送到消息隊(duì)列，流式處理引擎獲取主題中數(shù)據(jù)，然后將解析后

的數(shù)據(jù)發(fā)送至報(bào)警判斷模塊；報(bào)警判斷模塊根據(jù)已有規(guī)則進(jìn)行多級(jí)預(yù)警，并將產(chǎn)生的結(jié)果分別發(fā)送到消

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T/ITS0206—XXXX

息隊(duì)列的不同報(bào)警數(shù)據(jù)主題。

(引用《江蘇省普通國(guó)省道橋梁輕量化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)指南》):

異常報(bào)警設(shè)定三級(jí)報(bào)警閾值，當(dāng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)達(dá)到或超過報(bào)警閾值時(shí)，宜同步報(bào)警。當(dāng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)提示

異常報(bào)警時(shí)，應(yīng)深入分析監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，關(guān)注異常狀態(tài)的影響程度和發(fā)展趨勢(shì)。

報(bào)警閾值具體數(shù)值宜基于監(jiān)測(cè)內(nèi)容歷史統(tǒng)計(jì)值、設(shè)計(jì)值和規(guī)范容許值確定，并宜考慮橋梁管養(yǎng)需求、

車輛通行管控建議等監(jiān)測(cè)應(yīng)用需求。

報(bào)警閾值由系統(tǒng)設(shè)計(jì)單位結(jié)合輕量化監(jiān)測(cè)場(chǎng)景和橋梁管養(yǎng)需求提出。

巡檢業(yè)務(wù)編排

通過巡檢業(yè)務(wù)編排，可以對(duì)接管理、預(yù)警、安全評(píng)估、報(bào)告等業(yè)務(wù)單元，流程化地處理各個(gè)業(yè)務(wù)單

元操作，并提供回退、邏輯判斷等能力，從而快速提供各種巡檢服務(wù)，同時(shí)協(xié)助消除人工錯(cuò)誤。服務(wù)編

排方案能夠各自獨(dú)立，使不同系統(tǒng)的組織部門，對(duì)流程進(jìn)行定義、自動(dòng)化和編排，因而有助于提高工作

效率，并強(qiáng)制推行標(biāo)準(zhǔn)。

應(yīng)采用橋梁預(yù)警閉合處理技術(shù)，提升橋梁管理異常處置和消除速度以及人力使用效率。

結(jié)構(gòu)健康報(bào)告編制

結(jié)構(gòu)健康報(bào)告編制前，應(yīng)采用有限元軟件對(duì)橋梁進(jìn)行有限元建模，并基于此開展靜力分析、模態(tài)分

析、易損性分析等工作。

報(bào)告編制過程中，宜通過平臺(tái)提供的接口，根據(jù)預(yù)制各種結(jié)構(gòu)健康報(bào)告模版定時(shí)輸出監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。宜結(jié)合

橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中橋梁荷載及邊界條件關(guān)鍵指標(biāo)數(shù)據(jù)，采用變權(quán)層次分析法評(píng)估橋梁技術(shù)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)

權(quán)重的動(dòng)態(tài)分配，使評(píng)價(jià)體系更加科學(xué)化，減少人為主觀判斷的影響?？稍诖嘶A(chǔ)上，基于決策樹法原

理，總結(jié)和提煉橋梁養(yǎng)護(hù)工程師長(zhǎng)期積累的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，以過程化的形式為橋梁選擇合理可行的養(yǎng)護(hù)維修

及改造對(duì)策，形成診斷分析及決策建議。

6安全要求

物聯(lián)網(wǎng)安全也日益重要，平臺(tái)需從物理鏈路、接入安全、網(wǎng)