WebGL三維橋梁動態(tài)仿真關鍵技術研究.pdf

1、隨著我國交通建設的迅猛發(fā)展，新橋梁建設與舊橋梁運營管理都面臨著更艱巨的挑戰(zhàn)，橋梁健康監(jiān)測管理系統(tǒng)作為保障橋梁結構運營安全的重要手段被廣泛的運用。但是，橋梁檢測如何在新興技術的發(fā)展和推動下，更準確的識別橋梁損傷，并以科學、直觀的方式分析和預警，實現(xiàn)橋梁運營管理的標準化、自動化、網(wǎng)絡化和可視化已成為國內外學術界的熱點與難點。
　　本文深入研究了國內外橋梁健康監(jiān)測與三維可視化技術的發(fā)展趨勢，提出以WebGL、HTML5等前沿技術結合實際

2、橋梁結構特點與運營管理需求，重點設計與開發(fā)了基于Web的橋梁健康監(jiān)測可視化系統(tǒng)，實現(xiàn)了監(jiān)測數(shù)據(jù)在Web上的高效、直觀的呈現(xiàn)及預警分析，具有用戶體驗好、開發(fā)成本低、平臺通用性強等優(yōu)勢。本文的主要研究工作與創(chuàng)新點概述如下：
　　第一，詳細闡述了橋梁檢測管理系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，深入探索WebGL技術的三維GPU繪制原理、跨平臺開放性及其技術框架生態(tài)，并評測出最適宜于Web橋梁3D可視化實現(xiàn)的開發(fā)框架。
　　第二，結合相關技術框架，針對

3、于實際橋梁檢測管理的實際需求與目標，設計出橋梁健康監(jiān)測視景仿真系統(tǒng)構架、模塊功能、用戶接口的最優(yōu)方案。
　　第三，研究了基于WebGL的橋梁健康監(jiān)測可視化系統(tǒng)的關鍵開發(fā)技術與實現(xiàn)。首先，結合橋梁實際結構與環(huán)境特點，利用3D MAX設計具有真實感的橋梁場景，并對場景模型優(yōu)化，以便更利于Web環(huán)境的橋梁場景渲染和實現(xiàn)。然后，利用WebGL Three.js框架將橋梁場景在Web環(huán)境中重構渲染，著色優(yōu)化。并根據(jù)Three.js框架動畫及

4、交互原理，實現(xiàn)了橋梁視景的漫游，及橋梁模型交互控制，為進一步實現(xiàn)監(jiān)測預警，病害查詢打下基礎。最后，提出了利用LOD技術對大型橋梁場景的高效優(yōu)化方案，進一步提升了系統(tǒng)的效率和可用性。
　　第四，以襄陽江漢三橋為例，概況的介紹了橋梁的結構狀況，并結合本文的設計方案與技術原理將系統(tǒng)成功實踐驗證，總體達到了直觀標記、分析數(shù)據(jù)的效果。
　　最后，分析和總結了本文的主要工作及未來工作的方向。在系統(tǒng)的進一步優(yōu)化后，將會有廣闊的應用前景，并