【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及道路桥梁负荷分析，具体为一种基于bim技术的道路桥梁实景模型分析方法和系统。
技术介绍
1、bim技术(建筑信息建模)是一种综合性的数字化建模和信息管理方法，广泛应用于建筑、土木工程和基础设施项目。它的核心概念是以数字模型的形式创建、管理和交换建筑和工程项目的各种信息。
2、道路桥梁在城市交通和基础设施中扮演着至关重要的角色。然而，随着交通流量和负荷的增加，桥梁的安全性和可靠性成为了重要关注点。传统方法通常只考虑静态荷载，静态荷载也就是自重荷载是指结构或物体本身的重量。例如，在桥梁分析中，桥梁的梁段、桥面、桥墩等构件的重量就是一种自重荷载。这种荷载是恒定的，不会随时间变化。而未考虑到动态荷载，如交通车辆和行人的流量，以及天气条件对桥梁的影响。这可能导致对桥梁负荷状态的不准确评估。传统方法中的数据更新通常是定期的，因此无法及时捕捉到桥梁负荷状态的变化，尤其是在突发事件或不寻常天气条件下。因此，亟需提出一种基于bim技术的道路桥梁实景模型分析方法和系统。
技术实现思路
1、(一)解决的技术问题
2、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于bim技术的道路桥梁实景模型分析方法和系统，以解决
技术介绍
提到的问题。
3、(二)技术方案
4、为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种基于bim技术的道路桥梁实景模型分析方法，包括以下步骤，
5、s1、收集道路桥梁的外观结构数据，所述外观结构数据包括道路信息
6、s2、在道路桥梁上部署集成传感器组，采集交通车辆、行人和桥梁物体的流量和质量，建立第二数据集；
7、s3、建立桥梁三维bim模型，按照第一数据集的设计结构，按照同比例尺导入至桥梁三维bim模型中，并建立约束边界；并将桥梁三维bim模型依据结构分类分成桥墩区域、桥台区域、梁段区域、桥面区域和护栏区域，并对若干个区域在桥梁三维模型中进行相对应的标签标记；
8、s4、依据第一数据集和第二数据集，并进行分析和计算，获取每个区域的静态荷载系数jtx和动态荷载系数dtx；所述静态荷载系数jtx和动态荷载系数dtx通过以下公式生成：
9、jtx＝jgk*jgtj+c1
10、
11、其中，jgk表示为区域内结构的总质量，以千克单位表示，jgtj表示为区域内结构的总体积，以立方米单位表示；c1表示为修正常数；dzc表示为单轴车辆轴重荷载值，通过单轴荷载模型，估算其在桥梁上的移动负荷值，sl表示区域内时段平均车辆总轴数量，rll表示附加人流量的重量值，fhz表示风荷载系数，xhz表示为雪或者冰荷载重量；fjwt表示区域内附加物体的总重量值；α、b、d、f和e表示为权重值，由用户调整设置，c2表示为修正常数；
12、s5、将每个区域的静态荷载系数jtx和动态荷载系数dtx进行相关联，获得区域负荷状态评估值ktz；在桥梁区域天气变化时，建立天气状态数据集及相应的天气影响系数tqx，并将区域负荷状态评估值ktz变化的基础上，构建负荷预测集，构建虚拟桥梁负荷预测集，并基于bp神经网络预测算法构建虚拟桥梁负荷预测模型，依据虚拟桥梁负荷预测模型，在运行周期内预测出虚拟桥梁负荷超过阈值q的时间节点，并预测该时间节点上，虚拟桥梁调度可能存在的运行风险，依据运行风险匹配相应的应对方案并输出。
13、优选的，所述s1步骤具体包括：
14、s11、收集道路桥梁的外观结构数据，通过测量员到实际桥梁现场进行策略，采用测量仪器、激光扫描仪工具来捕捉获取桥梁外观数据，并收集桥梁的设计图纸、施工文件和维护记录，建立第一数据集；
15、s12、对第一数据集进行清洗，并进行格式转换、坐标转换和去除重复数据处理；
16、s13、将第一数据集分为若干个类别，包括管道、电缆、设备和结构元素分类；对每个类别添加标签和属性。
17、优选的，所述s3步骤中还包括：
18、s31、建立桥梁三维bim模型，按照第一数据集的设计结构，按照同比例尺导入至桥梁三维bim模型中，并建立约束边界后，加载若干个类别元素，包括尺寸、形状位置和属性；
19、s32、设置碰撞安全距离k、并依据安全距离k检测若干个桥梁结构是否有碰撞冲突；当检测到每个碰撞冲突时，生成碰撞冲突报告，以三维坐标在桥梁三维bim模型中标记突出显示，包括冲突的尺寸和图形显示；
20、s33、依据每个碰撞冲突报告，获取碰撞冲突和碰撞安全距离k差值，并依据差值大小进行排序，进行优先级生成处理建议处理。
21、优选的，所述第二数据集包括单轴车辆轴重荷载值dzc，单轴车辆轴重荷载值dzc的获取方法包括：
22、从交通管理机构获得不同类型的车辆轴重zz，以单位质量表示；
23、确定单轴车辆的轴距zj，即车轮之间的距离，轴距的大小会影响轴荷载的分布；
24、创建单轴荷载模型，使得所得的车辆轴重zz和轴距zj作为输入值，计算获得单轴车辆轴重荷载dzc的生成公式为：
25、
26、式中，设定轴载荷均匀地分布在轴距上，因此单轴的载荷等于车辆轴重除以轴距，获得单量车辆轴重荷载dzc。
27、优选的，将每个区域的静态荷载系数jtx和动态荷载系数dtx进行归一化处理，并将两者相关联，关联方法符合如下公式：
28、
29、其中，0≤γ＜＜1，0≤θ＜＜1，且γ+θ＝1，γ、θ为权重，c为常数修正系数，其具体值可由用户调整设置，或者由分析函数拟合生成；r为静态荷载系数jtx及动态荷载系数dtx之间相关系数，由若干组静态荷载系数jtx及动态荷载系数dtx计算得出；jgtj表示为区域内结构的总体积，以立方米单位表示。
30、优选的，在桥梁区域天气变化时，建立天气状态数据集，分别确定测定桥梁区域内的区域温度qt、区域降水量jsl、区域降雪量jxl和风速风力值flz，在无量纲处理后，关联形成天气影响系数tqx；其中，天气影响系数tqx的生成条件如下：
31、
32、其中，0≤e1≤1，0≤e2≤1，0≤e3≤1，0≤e4≤1，且1.80≤e1+e2+e3+e4≤3.80，其具体值由用户调整设置，c3为常数修正系数。
33、优选的，基于区域负荷状态评估值ktz和天气影响系数tqx，构建负荷预测集；负荷预测集包括历史负荷数据、天气数据、车辆流程数据、行人流量数据，以及历史负荷数据、天气数据、车辆流程数据、行人流量数据之间的关联数据；
34、并使用机器学习方法，包括bp神经网络，构建虚拟桥梁负荷预测模型，用于根据历史数据来预测未来桥梁的负荷情况，并考虑天气、车流流量和行人流量影响；
35、创建与负荷相关的特征，将车辆流量、人流量和天气数据进行时间对齐，创建滞后特征，以考虑历史数据的影本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于BIM技术的道路桥梁实景模型分析方法，其特征在于：包括以下步骤，
2.根据权利要求1所述的一种基于BIM技术的道路桥梁实景模型分析方法，其特征在于：所述S1步骤具体包括：
3.根据权利要求1所述的一种基于BIM技术的道路桥梁实景模型分析方法，其特征在于：所述S3步骤中还包括：
4.根据权利要求1所述的一种基于BIM技术的道路桥梁实景模型分析方法，其特征在于：所述第二数据集包括单轴车辆轴重荷载值DZC，单轴车辆轴重荷载值DZC的获取方法包括：
5.根据权利要求1所述的一种基于BIM技术的道路桥梁实景模型分析方法，其特征在于：将每个区域的静态荷载系数Jtx和动态荷载系数Dtx进行归一化处理，并将两者相关联，关联方法符合如下公式：
6.根据权利要求1所述的一种基于BIM技术的道路桥梁实景模型分析方法，其特征在于：在桥梁区域天气变化时，建立天气状态数据集，分别确定测定桥梁区域内的区域温度Qt、区域降水量JsL、区域降雪量JxL和风速风力值Flz，在无量纲处理后，关联形成天气影响系数Tqx；其中，天气影响系数Tqx的生
7.根据权利要求6所述的一种基于BIM技术的道路桥梁实景模型分析方法，其特征在于：基于区域负荷状态评估值Ktz和天气影响系数Tqx，构建负荷预测集；负荷预测集包括历史负荷数据、天气数据、车辆流程数据、行人流量数据，以及历史负荷数据、天气数据、车辆流程数据、行人流量数据之间的关联数据；
8.根据权利要求7所述的一种基于BIM技术的道路桥梁实景模型分析方法，其特征在于：使用BP神经网络或其他适当的机器学习模型来构建负荷预测模型和虚拟桥梁负荷预测模型；分别训练两个模型，负荷预测模型用于实际负荷预测，虚拟桥梁负荷预测模型用于虚拟桥梁负荷预测；
9.根据权利要求8所述的一种基于BIM技术的道路桥梁实景模型分析方法，其特征在于：如果风险被识别，系统将生成相应的预警信息，包括：
10.一种基于BIM技术的道路桥梁实景模型分析系统，其特征在于：包括数据采集模块、数据处理模块、三维建模模块、碰撞冲突检测模块、荷载分析模块、天气影响模块、负荷预测模块、模型训练应用模块和风险识别报警模块；
...【技术特征摘要】
1.一种基于bim技术的道路桥梁实景模型分析方法，其特征在于：包括以下步骤，
2.根据权利要求1所述的一种基于bim技术的道路桥梁实景模型分析方法，其特征在于：所述s1步骤具体包括：
3.根据权利要求1所述的一种基于bim技术的道路桥梁实景模型分析方法，其特征在于：所述s3步骤中还包括：
4.根据权利要求1所述的一种基于bim技术的道路桥梁实景模型分析方法，其特征在于：所述第二数据集包括单轴车辆轴重荷载值dzc，单轴车辆轴重荷载值dzc的获取方法包括：
5.根据权利要求1所述的一种基于bim技术的道路桥梁实景模型分析方法，其特征在于：将每个区域的静态荷载系数jtx和动态荷载系数dtx进行归一化处理，并将两者相关联，关联方法符合如下公式：
6.根据权利要求1所述的一种基于bim技术的道路桥梁实景模型分析方法，其特征在于：在桥梁区域天气变化时，建立天气状态数据集，分别确定测定桥梁区域内的区域温度qt、区域降水量jsl、区域降雪量jxl和风速风力值flz，在无量纲处理后，关联形成天气影响系数tqx；其...
【专利技术属性】
技术研发人员：司文超，李建伟，张达，李亚玲，杜永新，王乾楠，吕艳梅，王涛，
申请(专利权)人：唐山市楹辉公路养护有限公司，
类型：发明
国别省市：
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