三维可视化桥梁远程健康监测系统的设计与实现_监测人_最大最专业的监测信息共享和分享平台

　　【摘要】： 20世纪桥梁工程领域的成就不仅体现在预应力技术的发展和大跨度索支承桥梁的建造以及对超大跨度桥梁的探索,而且反映于人们对桥梁结构实施智能控制和智能监测的设想与努力。随着人们对大型重要桥梁安全性、耐久性与正常使用功能的日渐关注,桥梁健康监测的研究与监测系统的开发应运而生。本课题的来源为重庆市菜园坝长江大桥安全监测系统,研究的目的是实现该系统的实时监测与安全分析结果显示的三维可视化。相关的数据及算法由重庆大学光电学院、重庆大学土木工程学院提供。本文研究了基于三维可视化模型的桥梁实时安全监测系统的实现。根据功能需求,将系统划分为三维图形引擎,二维图形引擎,数据库接口等几大模块。按照现代软件工程的思想,设计出一套完整的系统架构,使以上模块以高内聚,低耦合的方式相互协调的工作。本系统以现代软件工程的系统研发方法为基础,以各类设计模式为骨架,在MFC平台上综合运用三维模型造型与渲染技术及GDI+、SQL数据库技术,是计算机软件技术与监测系统相结合的巨大进步。同时,该系统研制的成功,经试用证明很大程度地提高了桥梁监测系统的效率,对预知桥梁安全隐患、保障桥梁安全运营起到了非常重要的作用,促进了桥梁监测技术的发展。 【关键词】：桥梁监测 HOOPS 曲线分析 数据库
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TP274
【DOI】：CNKI:CDMD:2.2008.043245
【目录】：

摘要3-4
ABSTRACT4-8
1 绪论8-12
1.1 桥梁监测系统简介8
1.2 桥梁监测系统发展现状8-9
1.3 桥梁健康监测的重要性9-10
1.4 桥梁健康监测的意义10
1.5 本课题研究意义10-11
1.5.1 学术意义10-11
1.5.2 使用意义11
1.6 主要工作11-12
2 相关技术介绍12-17
2.1 HOOPS12-13
2.1.1 HOOPS/3dAF12-13
2.1.2 HOOPS/MVO13
2.2 ACIS13-14
2.3 GDI+14-15
2.3.1 编程模式的改变15
2.3.2 GDI+与基数样条15
2.4 ODBC15-17
3 系统架构设计17-23
3.1 系统功能划分17-18
3.2 系统层次结构18
3.3 中介者模式18-21
3.4 系统实现21-23
4 3D 图形引擎设计23-41
4.1 HOOPS 与MFC23-26
4.1.1 MFC 的文档-视图体系结构23-24
4.1.2 MFC 与HOOPS 的结合24
4.1.3 HOOPS/MVO24-26
4.2 SAT 文件与HSF 文件26-28
4.2.1 SAT 文件26-27
4.2.2 HSF 文件27-28
4.3 桥梁几何模型的创建，转换和加载28-31
4.3.1 模型文件的创建28-29
4.3.2 模型文件转换29-30
4.3.3 模型文件加载30-31
4.4 桥梁几何模型的显示31-36
4.4.1 Camera 的工作原理32-33
4.4.2 视图控制的实现33-36
4.5 桥梁几何模型的变形分析36-41
4.5.1 全桥位移变形分析36-39
4.5.2 应变对比图形分析39-41
5 2D 图形设计与数据分析41-54
5.1 应用GDI+绘制基数样条曲线41
5.2 2D 曲线的设计方案41-44
5.2.1 以单态类(SINGLETON)统一管理图形绘制信息41-44
5.2.2 以多态方式实现曲线智能绘制44
5.3 历史监测数据曲线分析44-52
5.3.1 用户需求45-47
5.3.2 以时间作为X 轴实现数据点的不等距描绘47-48
5.3.3 历史曲线显示在X 方向的框选缩放48-49
5.3.4 曲线在当前缩放比例下的左右滚动49-50
5.3.5 不同种类的多条曲线同时绘制及相关问题解决50
5.3.6 在曲线显示区获取监测信息50-51
5.3.7 曲线的特征值计算51-52
5.4 实时监测数据采集与显示52-54
6 数据库接口设计与数据库管理54-61
6.1 数据读写接口封装的设计与实现54-56
6.1.1 外观模式(FACADE)54-55
6.1.2 以外观模式封装数库据读写接口55-56
6.2 数据库备份与还原56-61
6.2.1 用户需求56-57
6.2.2 手动备份57-58
6.2.3 自动备份58
6.2.4 数据恢复58-61
7 总结与展望61-63
7.1 论文工作总结61
7.2 工作展望61-63
致谢63-64
参考文献64-66
附录66