ICS03.220.20

CCSR85

團體標準

T/ITS0206—XXXX

基于BIM的橋梁養護管理信息平臺

技術要求

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，請將您知道的相關專利連同支持性文件一并附上。

XXXX-XX-XX發布XXXX-XX-XX實施

中國智能交通產業聯盟發布

·T/ITS0206—XXXX

基于BIM的橋梁養護管理信息平臺技術要求

1范圍

本標準規定了采用BIM技術的橋梁養護管理系統的參考架構、技術要求及安全要求。

本文件適用于采用BIM技術的橋梁養護管理系統的建設、原有橋梁養護管理系統的智能監測改造升

級。

2規范性引用文件

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

僅該日期對應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信息安全技術數據庫管理系統安全評估準則

GB/T22080-2008信息技術安全技術信息安全管理體系要求

GB/T29263-2012信息技術面向服務的體系（SOA）應用的總體技術要求

GB/T31915-2015信息技術彈性計算應用接口

GB/T31916.1-2015信息技術云數據存儲和管理第1部分：總則

GB/T31916.2-2015信息技術云數據存儲和管理第2部分：基于對象的云存儲應用接口

GB/T50283公路工程結構可靠度設計統一標準

GB50330建筑邊坡工程技術規范

GB/T50982-2014建筑與橋梁結構監測技術規范

GB/T51212-2016建筑信息模型應用統一標準

GB/T51447-2021建筑信息模型存儲標準

JTGB01公路工程技術標準

JTGH10公路養護技術規范

JTGH11公路橋涵養護規范

JTGH12公路隧道養護技術規范

JTG/TH21公路橋梁技術狀況評定標準

JTGD30公路路基設計規范

JTGD62公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范

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T/ITS0206—XXXX

JTGD70公路隧道設計規范

JT/T1037-2016公路橋梁結構安全監測系統技術規程

3術語和定義、縮略語

下列術語和定義適用于本文件。

術語和定義

3.1.1

傳感器節點sensornode

傳感器節點是無線傳感器網絡的基本功能單元，負責數據的采集、轉換、管理分析、應答及匯聚等

多項請求任務和控制任務。

3.1.2

傳感器布置sensorplacement

利用盡可能少的傳感器，將其布置在結構的適當位置，使其能夠達到某一特定目標的過程。

3.1.3

多源采集數據庫multi-sourceacquisitiondatabase

數據庫是一種集成多個異構數據源、實現信息共享的數據存儲空間。

3.1.4

傳感網sensornetwork

為隨機分布的集成有傳感器、數據處理單元和通信單元的微小節點，通過自組織的方式構成的無線

網絡。

3.1.5

承載網carryingnetwork

承載網是位于接入網和交換機之間的，用于傳送各種語音和數據業務的網絡，通常以光纖作為傳輸

媒介。

縮略語

下列縮略語適用于本文件:

NTR：網絡傳輸率（NetworkTransmissionRate）

RFID：射頻識別技術（RadioFrequencyIdentification）

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CDMA：碼分多址（CodeDivisionMultipleAccess）

Wi-Fi：無線局域網（WirelessFidelity）

4平臺參考架構

基于BIM的橋梁養護管理信息平臺的體系架構分為組網方式和參考架構。

新建橋梁結構健康監測系統設計宜和橋梁主體結構的施工圖設計同步進行。在役橋梁健康監測系統

設計宜結合結構設計文件及現場調查進行。橋梁結構健康監測系統設計應考慮與橋梁養護管理系統的良

好銜接,并應兼顧考慮與橋梁施工監控、成橋荷載試驗等的關聯性。

組網方式

基于BIM的橋梁養護管理信息平臺應由無線傳感器網絡、承載網、云平臺、用戶接入設備組成，

其中承載網沿用運營商現有網絡或自建網絡，數據通過移動通信網絡和有線網傳輸。具體見圖1。

位移

6LoWPan感知節點

風向風速溫風濕度向水位流速移動通信網移動通信網PC端

6LoWPan網關

6LoWPan感知節點（5（G/24GG/3G）（5（G/24GG/3G）

應變數安安安

交通基礎設施

6LoWPan感知節點據全全全

結構監測平臺

加通通通

振動密道公有云私有云道道

6LoWPan感知節點

固網固網

(IPv4/IPv6)(IPv4/IPv6)手機端

裂縫

6LoWPan網關

6LoWPan感知節點

無線傳感網承載網云平臺承載網接入端

圖1基于BIM的橋梁養護管理信息平臺的物理架構

4.1.1無線傳感器網絡

無線傳感器網絡負責數據的最后一公里采集和傳輸，它利用先進的傳感器獲取基礎設施不同形式物

理量（如位移、應變、振動、溫度、濕度、水位、風向、風速等）的實時監測數據，感知層由基本的感

應器件（例如RFID標簽和讀寫器、各類傳感器、攝像頭、GPS、二維碼標簽和識讀器等基本標識和傳感

器件組成）以及感應器組成的網絡（例如RFID網絡、傳感器網絡等）兩大部分組成。該層的核心技術包

括射頻技術、新興傳感技術、無線網絡組網技術、現場總線控制技術（FCS）等，涉及的核心產品包括

傳感器、電子標簽、傳感器節點、無線路由器、無線網關等。

4.1.2承載網絡

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物聯網的網絡層將建立在現有的移動通信網和互聯網基礎上。物聯網通過各種接入設備與移動通信

網和互聯網相連，網絡層中的感知數據管理與處理技術是實現以數據為中心的物聯網的核心技術，包括

傳感網數據的存儲、查詢、分析、挖掘和理解，以及基于感知數據決策的理論與技術。

為確保橋梁現場監測站與橋梁數據中心之間數據傳輸的可靠性，宜在有線網絡連接的基礎上，布設

無線網絡連接作為補充。

4.1.3橋梁結構的數字孿生輕量化BIM展示平臺

平臺宜采用基于GIS+輕量化BIM進行數字孿生展示,并開發有針對性的大數據綜合評估工具,幫助

管理者優化運營策略和管養計劃。

平臺應根據橋梁養護管理的特點與全局統籌分層展示,構建與橋梁實體一對一精準映射的橋梁模型,

橋梁BIM模型的建模必須包含樁、墩、臺、梁、塔、纜、索、桿、支座等關鍵結構件，應明確模型信息

深度等級和幾何表達精度等級。實現橋梁實景三維展示，展現真實復雜的地形地貌與橋梁工程結構?傳

感元件及監測分析結果之間的耦合關系。

平臺宜具有BIM模型向GIS模型幾何數據的轉換,坐標系統的轉換,屬性數據的轉換等功能。

平臺宜關聯橋梁工程結構全壽命周期內多源異構的多要素信息,包括:設計?施工?交驗?人工檢測?

自動監測?養護維修等數據。

平臺宜綜合利用橋梁基礎信息?在線監測信息?日常巡查信息?定期檢測信息?養護和維修加固信息?

交通荷載信息?視頻監控信息等多種信息化手段進行信息融合,便于用戶實時?系統掌握橋梁運行使用狀

態。

應用功能

基于BIM的橋梁養護管理信息平臺的體系架構分為四層，分別是感知層、網絡層、平臺層、應用層，

構建如下圖2物聯網標準體系框架。

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圖2基于BIM的橋梁養護管理信息平臺體系框架

5技術要求

基于BIM的橋梁基礎設施數字化

BIM技術的橋梁基礎設施數字化的設施采樣方式：

a)橋梁基礎設施中形狀規則的主要結構體，包括：橋墩、橋臺、主梁、主塔、主纜、主拱圈、吊

桿、斜拉索等，宜采用精細化單體模型；

b)橋梁基礎設施中形狀不規則、次要或背景環境中的結構體宜采用快速自動化三維重建技術，進

行基于圖像的三維動態立體影像建模或基于三維掃描的三維實體建模；

c)基于圖像的建模技術應能夠做到：通過無人機傾斜攝影對景物拍攝不同角度的圖像，采用拼接、

切割、壓縮存儲等手段，將平面圖在融合如三維激光、實景照片、視頻圖像等多源影像數據的

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基礎上，轉換成三維動態立體影像，再加以實施渲染和交互，使得用戶能隨時從全方位、多角

度浸入式瀏覽整個工程；

d)三維掃描技術應能夠做到：綜合利用光、機、電和計算機技術實現對物體空間外形和結構及色

彩的掃描，通過空間三維坐標值自動生成來掃描物體的表面點云信息，通過對點云信息的清洗、

過濾、抽息轉化為計算機可以直接處理的三維模型，并且能夠快速獲取被測體數據；

BIM技術的橋梁基礎設施數字化的數據表達方法：

e)應當結合精細化單體模型和多維空間數據；采用橋梁信息模型（BIM）與地理信息系統（GIS）

集成技術，為橋梁基礎設施數字化奠定基礎。

f)地理信息系統（GIS）應具備二三維空間數據分析、管理、查詢及可視化的能力。

g)橋梁信息模型（BIM）應包含橋梁全生命周期的所有信息數據。

h)宜選擇適合Web端渲染大規模空間數據的技術，以解決在Web系統中同時加載、渲染大規模

GIS數據及大體量BIM數據困難的問題，保證GIS與BIM模型在Web端的高效、快速渲染。

感知層

5.2.1總體技術要求

感知層包含數據采集、網絡組織功能。

5.2.2具體功能要求

數據采集模塊的功能設計

數據采集模塊的功能設計應滿足以下要求：

a)在無人值守條件下能連續采集數據；

b)支持數據實時同步采集；

c)數據采集程序具有自動緩存和斷點續傳功能；

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，能夠記錄常見系統運行故障。

感知層設備傳輸的數據格式、對應的通信協議要求

數據傳輸模塊的功能設計應滿足以下要求：

a)應保障數據傳輸的一致性、完整性、可靠性和安全性要求；

b)由傳感器到智能網關的局域網絡數據傳輸，可采用有線、無線或者兩者相結合的方式；上傳

至平臺的數據傳輸可選用5G、4G、3G、2G、窄帶物聯網（NB-IoT）等無線傳輸網絡；

c)宜采用物聯網傳輸協議（常見的如HTTP、MQTT、LwM2M等）進行數據傳輸

d)對于觸發采集的設備，為確保設備正常在線運行，應定時發送設備狀態信息。

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橋梁智能監測的傳感器布置點的位置要求、功能要求

重點關注結構體系的橋梁應包括：

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、預應力混凝土連續箱梁

橋等），應進行豎向位移監測；

b)獨柱墩橋、彎橋、斜橋、坡橋等，應進行支座偏位監測和視頻抓拍監測；

c)結構存在缺陷的橋梁（輕型少筋拱橋、帶掛梁結構的橋梁，無加勁縱梁吊桿拱橋等），應進

行豎向位移監測和應變監測；

d)多片梁結構體系橋梁，應進行相鄰多片梁的豎向位移監測和裂縫監測。

重載交通橋梁（大于49t）應進行豎向位移監測和視頻抓拍監測，主要包括：

a)大件運輸通行的橋梁。

b)重載交通通行量大的橋梁。

車輛/船舶撞擊高風險橋梁應進行振動監測和視頻抓拍監測，主要包括：

a)存在車輛撞擊記錄；

b)凈空尺度不滿足航道規劃尺度或抗撞性能不滿足；

c)存在非通航孔撞擊風險。

安全狀況差、運營風險高的橋梁應進行豎向位移監測和裂縫監測，主要包括：

a)服役25年以上；

b)設計荷載低于實際通行荷載；

c)整體技術狀況或主要受力構件的技術狀況評定等級三類及以上。

加固改造橋梁主要包括：

a)預應力加固橋梁，應進行豎向位移監測和應變監測；

b)梁體更換、糾偏及支座更換橋梁，應進行橫向位移監測和豎向位移監測；

c)斜拉索或吊桿更換橋梁，應進行豎向位移監測和索力監測。

自然災害頻發橋梁監測場景主要包括臺風、暴雪、冰凍、地震等，應進行風速風向監測、結冰監

測和振動監測等。

采樣頻率根據監測要求和功能要求設定

不宜低于下列規定，動態信號應滿足采樣定理。下文引用了JT/T1037-2016中的相關內容。

a)荷載與環境監測:

1)車輛荷載：觸發采集:

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T/ITS0206—XXXX

2）船舶撞擊橋加速度：50Hz;

3）風速和風向：超聲風速儀10Hz，機械式風速儀1Hz;

4）風壓:20Hz;

5）地震:50Hz;

6）溫度:1/600Hz;

7）濕度:1/600Hz;

8)降雨量:1/60Hz。

b)結構整體與局部響應監測:

1)振動加速度:50Hz;

2)動位移20Hz;

3)靜位移:1Hz;

4)動應變:10Hz;

5)靜應變: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)聲吶傳感器測量基礎沖刷:1MHz。

數據采集

感知層解決的是人類世界和物理世界的數據獲取問題。監測目標主要是交通基礎設施相關的結構對

象，感知范圍涵蓋物理狀態、氣象環境、設備狀態信息以及外部信息。它首先通過傳感器設備，采集外

部物理世界的數據，經過一定的分類和預處理，然后通過RFID、條碼、工業現場總線、藍牙、紅外等

短距離傳輸技術傳遞數據。

感知層所需要的關鍵技術包括檢測技術、短距離無線通信技術等，該層網絡是一種由傳感器節點組

成網絡，其中每個傳感器節點都具有傳感器、微處理器、以及通信單元。節點間通過通信網絡組成傳感

器網絡，共同協作來感知和采集環境或物體的準確信息。

網絡組織

該層網絡作為一種分布式網絡應是一種自治、多跳網絡，能夠在不能利用或者不便利用現有網絡基

礎設施的情況下，提供終端之間的相互通信。由于終端的發射功率和無線覆蓋范圍有限，因此距離較遠

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的兩個終端如果要進行通信就必須借助于其它節點進行分組轉發，這樣節點之間構成一種無線多跳網絡。

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

技術的解決方案。基于每種無線方案都有優缺點，在系統中以上無線技術將會共存。

5.2.3設備總體要求

設備總體要求如下：

a)應具有心跳功能，并可根據系統要求動態調整心跳間隔；

b)應能響應平臺參數設置和查詢命令，并可進行現場參數設置和查詢；

c)應能響應平臺的時鐘召測和對時命令，響應本地時鐘設置。對時誤差應小于2s，時鐘的24h

內走時誤差應小于1s；

d)集中管理平臺與網關節點進行雙向通信,通訊方式應采用4G/3G/GPRS；

e)能夠隨時通過互聯網訪問WSN節點信息；

f)網關節點與感知節點（監測終端）之間的通訊方式采用6LoWPAN無線通信方式，通信應具備自

動路由組網功能，路由建立時間不超過2分鐘；

g)應采用高性能數字信號處理技術；具備高效率糾錯能力；

h)應采用合理高效的算法，確保通訊能力與穩定性；

i)網關應具有數據掉電保護功能，具有電源指示功能；

j)具有6LoWPAN網絡層,并能夠完成精簡IPv4/IPv6協議和IEEE802.15.4協議之間的轉換；

k)能夠對IPv6完整協議進行精簡,簡化的IPv6協議,以適應硬件資源有限的嵌入式設備；

l)單節點支持200個感知節點接入；

m)200節點重新組網時間不大于2分鐘。

網絡層

5.3.1總體技術要求

a)可適配不同無線網關協議；

b)采用標準物聯網MQTT、CoAP協議，利用其Restful風格的API，增加系統兼容性；

c)具備橫向擴展性，支持動態增加網關。

5.3.2具體功能要求

承載支撐技術

承載網絡是物聯網的神經中樞和大腦-用于傳遞信息和處理信息，包括通信網與互聯網的融合網絡、

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網絡管理中心、信息中心和智能處理中心等。解決的是感知層所獲得的數據在一定范圍內，通常是長距

離的傳輸問題。

接入管理

該層實現協議適配、數據轉換、認證鑒權、接入策略管理、遠程故障診斷、遠程配置，是傳感器網

絡與管理平臺進行信息交互的重要接口。

為適配底層多種無線技術該模塊應進行協議適配，需提供南向SDK，對多點接入進行策略控制、隊

列管理，并提供對設備管理的能力。

數據接入協議基本需分兩個層次，在通訊層次上，支持TCP、UDP、COAP、MQTT、HTTP和WEBSOCKET

等通訊協議；在數據協議層次上，支持XML、JSON、BSON和自定義二進制等協議。通過這兩個層次的互

相搭配，可以輕松實現任何物聯網終端、任何協議的數據接入。具體見圖3。

圖3數據接入協議

為保證系統充分解耦平臺應引人中間件，可使用消息中間件，網關接收到數據，并完成解包之后，

將數據包發送到消息中間件中，可以有效地應對“井噴流量”和下游服務短暫不可用的問題。消息中間

件應支持可擴展性，能根據容量變化，進行分布式部署，并且支持持久化和訂閱/發布的功能。

數據接入時，傳感器或者采集終端通過無線或者有線的方式發送到平臺端，考慮到物聯網傳感器數

量多，采集頻率高，大規模網絡中的實時數據匯聚意味著“大數據”，平臺端應通過軟負載均衡或者硬

負載均衡將傳感器流量均勻的負載到各個可水平擴展的接入網關，每個接入網關應是實現多種協議的高

性能的網絡接入程序。具體見圖4。

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圖4交通基礎設施結構接入管理

平臺層

5.4.1總體技術要求

總體技術要求如下：

a)系統支持32位、64位CPU服務器虛擬化；

b)系統支持主流服務器廠商的主流X86服務器；

c)虛擬機可以實現物理機的全部功能，如具有自己的資源（內存、CPU、網卡、存儲），可

以指定單獨的IP地址、MAC地址等；

d)每個虛擬機可以支持虛擬多路CPU技術，以滿足高負載應用環境的要求；

e)虛擬機不但可以通過文件系統訪問存儲設備，而且支持直接訪問裸設備；

f)業務部署在一臺或多臺虛擬機上，實現負載均衡、冗余；

g)支持TB級別的傳感器數據存儲；

h)支持多級存儲機制，對于數據查詢要求及時響應的數據存儲在緩存中；

i)具備數據庫的ACID特性，解決分布式事務的一致性和隔離性問題；

j)支持集群的高可用，包括無單點故障和系統容災；

k)支持數據備份與恢復，且具備數據高一致性；

l)具備的節點水平擴展能力；

m)支持數據重分布策略，且能根據業務實際負載情況制定和實施合適的定制化重分布策略；

n)具備基于規則和代價的SQL優化，支持存儲過程；

o)對各業務透明，在物理層各業務隔離；

p)數據收集可采用Splunk、Sqoop、Flume、Logstash、Kettle以及各種網絡爬蟲、如Heritrix、

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Nutch等；

q)數據預處理形式上需要包括數據清理、數據集成、數據歸約與數據轉化等階段；

r)數據清理技術包括數據不一致性檢測技術、臟數據識別技術、數據過濾技術、數據修正技

術、數據噪聲的識別與平滑技術等；

s)數據集成把來自多個數據源的數據進行集成，縮短數據之間的物理距離，形成一個集中統

一的（同構/異構）數據庫、數據立方體、數據寬表與文件等；

t)數據歸約技術要在不損害挖掘結果準確性的前提下、降低數據集的規模，得到簡化的數據

集。歸約策略與技術包括維歸約技術、數值歸約技術、數據抽樣技術等；

u)平臺可采用常用的分布式磁盤文件系統有HDF、GFS、KFS等，并結合場景考慮使用分布式

內存文件系統如Tachyon、Alluxio等；

v)對于基礎設施建設中傳感器信息可以考慮使用主流的文檔數據庫，例如MongoDB、CouchDB、

Terrastore、RavenDB等；

w)經過分析清洗后的數據建議使用列式存儲的數據庫產品，如SybaseIQ、InfiniDB、Vertica、

Hbase、Infobright等；

x)實時數據對性能要求較高，可考慮使用Key-Value型內存數據庫存儲，如TimesTen、

Altibase、extremeDB、Redis、RaptorDB、MemCached等產品；

y)針對海量數據分析考慮采用目前主流的數據處理計算模型，包括MapReduce計算模型、DAG

計算模型、BSP計算模型等；

z)數據可視化技術可使用Tableau、Datawatch、Platfora、R、D3.js、Processing.js、Gephi、

ECharts以及商業的大數據挖掘和分析軟件也包括數據可視化功能，如IBMSPSS、SAS

EnterpriseMiner等；

aa)數據挖掘應采用標準開源數據挖掘引擎，利用機器學習語言進行數據分析、挖掘；

ab)建立適合橋梁結構件健康狀態數據挖掘領域的算法庫，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

數據存儲

交通基礎設施結構監測中的傳感器數據量更大、數據速率更高、數據更加多樣化、對數據真實性的

要求更高，因此大數據是平臺中的關鍵技術，需要利用大數據技術從海量數據中進行規律預測、情境分

析、串并偵查、時空分析等。具體見如下圖5。

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圖5交通基礎設施結構數據存儲類型

橋梁檢測傳感器類型眾多，參數、采集數據多種多樣，平臺需針對此特點提供多種存儲方式，包括

結構化存儲、非結構化存儲、半結構化存儲、In-memory存儲等多種存儲方式。

數據交換

數據交換接口主要是為簡化應用層與平臺層之間的數據訪問而抽象一層訪問接口，有這層接口，應

用層就不需要直接調用分布式存儲系統、結構化以及非結構化等原生的應用程序接口，可以快速地進行

應用開發。

數據交換接口可考慮支持：SQL、Restful、Thrift和JavaAPI等，用戶可以根據實際情況靈活選

擇數據交換的方式。

數據交換的內容包括：物聯網終端的當前狀態、物聯網終端的歷史狀態/軌跡、指令下發、數據訂

閱與發布等等。

數據處理

交通基礎設施結構檢測傳感器數據屬于流式大數據，呈現出的實時性、易失性、突發性、無序性、

無限性等特征，平臺需提供實時計算和離線計算兩種。

基于實時計算服務可以很容易實現對物聯網數據的清洗、解析、報警等實時的處理，可采用流式處

理引擎，流式處理引擎需要滿足毫秒級別的實時計算，并能支持物聯網的場景中對終端數據的全局分組，

可以支持應用層的調度和管理。

離線計算需支持大數據分布式計算和數據創庫，并能利用機器學習的中間件對離線數據進行分析，

分析可主要用于對物聯網數據做日/周/月/年等多個時間維度做報表分析和數據挖掘，并將結果輸出到

關系數據庫中。

數據處理應采用剔除異常、填補缺失、噪聲消除、去趨勢項、重采樣等策略及算法過濾數據，得到

反映結構真實狀態的可靠數據，以解決原始監測數據含有噪聲的問題；在此基礎上，宜開展數據統計分

析、疲勞分析、模態分析、關聯分析、對比分析、回歸分析等，為橋梁安全管理及管養決策提供技術支

持。

數據處理宜采用灰色模型對橋梁監測參量長期發展趨勢進行預測。

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數據處理宜采用關聯算法對橋梁參數化BIM構件間關聯度進行判識，通過數據整合技術提取時間及

空間耦合特征參數，以修正有限元模型仿真健康指標閾值庫。

數據處理宜以“采集時間粒度”、“監測超限閥值”、“連續超限時間間隔”為主要參數構建橋梁

監測超限事件判識算法，篩除監測中可能因偶然干擾導致超限誤判的情況。

數據處理宜構建從感知、研判、決策、排查再到反饋的橋梁預警閉合管理流程，有效保障預警的及

時處置和消除。

應用層

5.5.1總體技術要求

基于BIM的橋梁養護管理

基于智能檢測獲得動態監測信息后，需進行動態養護的全流程管理，其分為功能模塊要求和動態養

護全流程管理要求。

宜通過數據交換模塊提供的能力開放接口，獲取離線分析、在線分析數據，分析結構當前的工作狀

態，并與相應的臨界狀態進行比較分析，評價結構的安全等級。

監測數據觸發異常報警時，宜基于橋梁特點、報警頻次、異常極值等采取養護措施。

基于BIM的橋梁監測平臺

基于BIM的橋梁監測平臺包括：

a)包括但不限于以下監測內容：荷載監測、表面形貌監測、結構的強度監測、振動監測、性

能趨向監測、非結構部件及輔助設施；這里具體指標實例以大氣溫度、主梁撓度、動態應

變、主梁振動、裂縫寬度、梁端位移等為例。

b)結合理論分析模型、專家經驗、基礎設施本身特點以及相關的規范文件，應用各種有效的

評估手段對結構的健康狀態做出評估，評價結構的強度儲備和可靠度，預測結構的剩余壽

命；

c)根據預設模板和報表生成時間，自動生成傳感器數據報表、橋梁健康狀態評估報表、維修

和養護建議報表；

d)對基礎設施各個主要部件和整體結構基于BIM模型進行二維、三維建模，通過模型展示各

個結構部件物理尺寸及其變化情況；

e)根據預設的處理流程自動安排人員處理，編排系統可以適應不同項目場景自由切換流程，

實現巡檢流程自定義。

5.5.2具體功能要求

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結構數據可視化

平臺軟件宜包含B/S端遠程監測軟件、APP端便捷監測軟件、C/S端仿真監測軟件，具備BIM模型

全方位立體展示、監測預警反饋閉合處理、智能化管理信息分級推送以及決策建議等功能，操作界面友

好、實用性強，實現橋梁遠程可視化、智能化健康監測及信息化管理。

實時數據網關宜具有以下功能：接收到數據后進行公共協議解析，然后把解析后的數據發給消息隊

列，消息隊列中存放在原始數據主題，實時計算任務從原始數據主題中讀取數據經過數據清洗進行可視

化展示。

平臺宜采用“BIM+監測”可視化展現技術，實現橋梁缺陷及其位置在BIM模型上的精準標記與直觀

提示。

平臺提供的數據交換接口應具備查詢分布式存儲系統中歷史數據的功能，宜采用多種形式展示，包

括時序圖、熱力圖、儀表盤、文本等多種形式。

平臺應利用BIM、WebGL等技術，開發瀏覽器端BIM模型數據導入接口及監測功能編程接口API。

BIM模型數據導入接口應能夠將建模軟件建立的三維模型，通過IFC通用標準格式，轉換成基于

WebGL技術的瀏覽器端輕量化BIM模型。

監測功能編程接口API應能夠快速將平臺預先定制的模型操作、圖層管理、數據查詢等監測管理功

能與BIM模型進行對接，從而實現監測情況BIM模型全方位立體展示，達到所見即所得目的。

橋梁參數化BIM構件

平臺應對監測對象的主要構件進行索引，方便人機接口查詢。

平臺宜提供通用構件建模方式，便于開發人員針對交通基礎設施監測對象，進行結構建模，利用數

據交換結構查詢數據，進行結構形態的還原。

開發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

圖工具預先制作“骨架+模塊”，再導入建模工具軟件進行建模的方式，以實現批量、快速、高質量建

模，并采用數據壓縮、屬性簡化、降低分辨率等手段對模型進行輕量化處理。

多級預警

安全預警的基本原理就是通過收集基礎設施基本狀況數據、安全監測數據,維修歷史數據,建立預

警數據庫(包括數據庫、圖像庫和圖形庫),實時采集安全監測數據,判斷安全等級、病害程度、病害范

圍等,然后發布預報,職能部門采取相應措施,最終達到預防安全事故的目的。

原始數據解析模塊將解析出來數據發送到消息隊列，流式處理引擎獲取主題中數據，然后將解析后

的數據發送至報警判斷模塊；報警判斷模塊根據已有規則進行多級預警，并將產生的結果分別發送到消

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T/ITS0206—XXXX

息隊列的不同報警數據主題。

(引用《江蘇省普通國省道橋梁輕量化監測系統建設指南》):

異常報警設定三級報警閾值，當監測數據達到或超過報警閾值時，宜同步報警。當監測數據提示

異常報警時，應深入分析監測數據，關注異常狀態的影響程度和發展趨勢。

報警閾值具體數值宜基于監測內容歷史統計值、設計值和規范容許值確定，并宜考慮橋梁管養需求、

車輛通行管控建議等監測應用需求。

報警閾值由系統設計單位結合輕量化監測場景和橋梁管養需求提出。

巡檢業務編排

通過巡檢業務編排，可以對接管理、預警、安全評估、報告等業務單元，流程化地處理各個業務單

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，同時協助消除人工錯誤。服務編

排方案能夠各自獨立，使不同系統的組織部門，對流程進行定義、自動化和編排，因而有助于提高工作

效率，并強制推行標準。

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

結構健康報告編制

結構健康報告編制前，應采用有限元軟件對橋梁進行有限元建模，并基于此開展靜力分析、模態分

析、易損性分析等工作。

報告編制過程中，宜通過平臺提供的接口，根據預制各種結構健康報告模版定時輸出監測數據。宜結合

橋梁健康監測系統中橋梁荷載及邊界條件關鍵指標數據，采用變權層次分析法評估橋梁技術狀態，實現

權重的動態分配，使評價體系更加科學化，減少人為主觀判斷的影響。可在此基礎上，基于決策樹法原

理，總結和提煉橋梁養護工程師長期積累的經驗知識，以過程化的形式為橋梁選擇合理可行的養護維修

及改造對策，形成診斷分析及決策建議。

6安全要求

物聯網安全也日益重要，平臺需從物理鏈路、接入安全、網