公路橋梁健康監(jiān)測數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用指南2025-10-10實(shí)施2025-10-10實(shí)施DB14/T3496—2025 I 12規(guī)范性引用文件 4一般規(guī)定 25數(shù)據(jù)采集 25.1橋梁基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 2 2 6數(shù)據(jù)傳輸與存儲 6.1數(shù)據(jù)傳輸 6.2數(shù)據(jù)存儲 7數(shù)字模型 7.1時空基準(zhǔn) 7.2結(jié)構(gòu)模型 47.3交通模型 48應(yīng)用方向 8.1運(yùn)行監(jiān)測 5 58.3安全管控 58.4數(shù)字運(yùn)維 5Ⅱ本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利，本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由山西省交通運(yùn)輸廳提出、組織實(shí)施和監(jiān)督檢查。山西省市場監(jiān)督管理局對本文件的組織實(shí)施情況進(jìn)行監(jiān)督檢查。本文件由山西省交通運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SXS/TC37)歸口。本文件起草單位：山西省智慧交通研究院有限公司、山西省智慧交通實(shí)驗(yàn)室有限公司、山西交通科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司、山西省交通建設(shè)工程質(zhì)量檢測中心(有限公司)。本文件主要起草人：郭學(xué)兵、高浩、付玉強(qiáng)、趙曉晉、吳佳佳、姚廣、郝艷軍、王禎國、孫立周、楊洋、張軍、趙文溥、楊睿之。1本文件提出了公路橋梁健康監(jiān)測數(shù)字孿生技術(shù)的一般規(guī)定、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸與存儲、數(shù)字模型及應(yīng)用方向等。本文件適用于公路橋梁運(yùn)營階段健康監(jiān)測中數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用。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/T21296.1動態(tài)公路車輛自動衡器第1部分：通用技術(shù)規(guī)范GB/T24726交通信息采集視頻交通流檢測器GB/T25068.3信息技術(shù)安全技術(shù)網(wǎng)絡(luò)安全第3部分：面向網(wǎng)絡(luò)接入場景的威脅、設(shè)計(jì)技術(shù)和控制GB/T43441.1信息技術(shù)數(shù)字孿生第1部分：通用要求JTG5120公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范JTG/TH21公路橋梁技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)JT/T1037公路橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測技術(shù)規(guī)范YD/T4770車路協(xié)同路側(cè)感知系統(tǒng)技術(shù)要求及測試方法3術(shù)語和定義fang下列術(shù)語和定義適用于本文件。橋梁健康監(jiān)測一種可以對橋梁結(jié)構(gòu)和交通進(jìn)行連續(xù)、自動測量和記錄，獲取橋梁環(huán)境、交通、車輛、作用、結(jié)構(gòu)響應(yīng)與結(jié)構(gòu)變化定量數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)超限報警，評估橋梁健康狀況的多學(xué)科交叉融合技術(shù)。數(shù)字孿生具有保證物理狀態(tài)和虛擬狀態(tài)之間以適當(dāng)速率和精度同步數(shù)據(jù)連接的目標(biāo)實(shí)體的數(shù)字化表達(dá)。數(shù)字模型對目標(biāo)實(shí)體及其關(guān)聯(lián)關(guān)系映射構(gòu)建目標(biāo)實(shí)體內(nèi)外部特征與行為規(guī)律的模型。2DB14/T3496—2025a)基本狀況：行政識別數(shù)據(jù)、橋b)養(yǎng)護(hù)數(shù)據(jù)：日常養(yǎng)護(hù)數(shù)據(jù)、預(yù)防養(yǎng)護(hù)數(shù)據(jù)、修復(fù)養(yǎng)護(hù)數(shù)據(jù)、專項(xiàng)養(yǎng)護(hù)數(shù)據(jù)、應(yīng)急養(yǎng)護(hù)數(shù)據(jù)、c)檢查數(shù)據(jù)：日常巡查數(shù)據(jù)、經(jīng)d)設(shè)備數(shù)據(jù)：傳感器信息、攝像頭信息、情報板信息、車道提示器信息、聲光報警裝置信息、5.1.2數(shù)據(jù)來源宜包含人工填報、自動化檢測和歷史數(shù)據(jù)導(dǎo)入等。5.1.3基本狀況、養(yǎng)護(hù)數(shù)據(jù)及檢查數(shù)據(jù)應(yīng)符合JTG5120的相關(guān)技術(shù)要求。a)環(huán)境：環(huán)境溫度(場)、環(huán)境濕度、主梁內(nèi)溫度、主梁內(nèi)濕度、結(jié)冰狀態(tài)、橋面徑流等；b)作用：車重、軸重、軸數(shù)、車距、車流量、車輛空間分布、風(fēng)速、風(fēng)向、橋梁構(gòu)件溫度、地c)結(jié)構(gòu)響應(yīng)：位移、應(yīng)變(應(yīng)力)、索力、支座反力、轉(zhuǎn)角、振動加速度等；d)結(jié)構(gòu)變化：基礎(chǔ)沖刷深度、裂縫寬度、b)作用數(shù)據(jù)：動態(tài)公路車輛自動衡器、風(fēng)速傳感器、風(fēng)向傳感器、風(fēng)壓傳感器、結(jié)構(gòu)溫度傳感c)結(jié)構(gòu)響應(yīng)數(shù)據(jù)：位移傳感器、轉(zhuǎn)角傳3a)橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測數(shù)據(jù)采集頻率、數(shù)據(jù)精度及傳感器布設(shè)符合JT/T1037的相關(guān)技b)動態(tài)公路車輛自動衡器的整車總質(zhì)量和軸荷載準(zhǔn)確度不低于GB/T21296.1中5級整車總質(zhì)量準(zhǔn)確度等級和E級軸或軸組荷載準(zhǔn)確度等級的要求。b)車輛：車輛類型、車輛荷載(軸數(shù)、軸距、軸重)、車輛速度、車輛外廓(長、寬、高)等；d)交通流：車輛位置、交通流量、車道分a)影像數(shù)據(jù)：視頻流量檢測器、視頻監(jiān)控攝像機(jī)、卡口攝像機(jī)、測速攝像機(jī)、違規(guī)抓拍攝像機(jī)、b)車輛數(shù)據(jù)：動態(tài)公路車輛自動衡器、激光雷達(dá)等；c)環(huán)境數(shù)據(jù)：溫濕度傳感器、能見度檢測器、結(jié)冰檢測傳感器、風(fēng)速傳感器、風(fēng)向傳感器、風(fēng)d)交通流數(shù)據(jù)：激光雷達(dá)、跟蹤相機(jī)、微波雷達(dá)等。a)橋梁路側(cè)感知設(shè)備和數(shù)據(jù)符合GB/T24726、YD/Tc)車輛外廓尺寸的示值誤差滿足如下要求：車輛長度示值誤差不大于300mm,車輛寬度示值誤差不大于80mm,車輛高度示值誤差不大于50mm。6.1.1數(shù)據(jù)傳輸宜采用MQTT、HTTPS等傳輸協(xié)議實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備與系統(tǒng)間數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)具備6.1.4數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)具備良好的兼容性，能夠?qū)悠渌W(wǎng)絡(luò)協(xié)議與系統(tǒng)，并支持?jǐn)U展接口。6.2.1橋梁環(huán)境、作用、結(jié)構(gòu)響應(yīng)、結(jié)構(gòu)變化、車輛數(shù)據(jù)、交通流參數(shù)及特殊事件等結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)宜采6.2.2視頻監(jiān)控宜采用H.264或H.265編碼格式，圖像宜采用JEPG、PN6.2.3數(shù)字模型格式宜支持主流工程仿真軟件。47.1.1橋梁健康監(jiān)測數(shù)字孿生宜采用北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的定位和授時技術(shù)，建立數(shù)字模型與目標(biāo)實(shí)體a)數(shù)字模型與目標(biāo)實(shí)體地理坐標(biāo)誤差小于5cm;c)靜態(tài)監(jiān)測變量的數(shù)據(jù)采集時鐘同步誤差小于1ms。7.2.1結(jié)構(gòu)模型應(yīng)依據(jù)目標(biāo)實(shí)體的三維數(shù)據(jù)構(gòu)建，數(shù)據(jù)宜采用攝影測量、點(diǎn)云數(shù)據(jù)采集、圖紙信息采b)結(jié)構(gòu)模型構(gòu)件細(xì)度宜達(dá)到構(gòu)件級，參照GB/T43441.1及JTG/TH21,且構(gòu)件ID應(yīng)與監(jiān)測點(diǎn)IDc)結(jié)構(gòu)模型宜進(jìn)行輕量化壓縮處理，模型文件宜小于5d)二維瓦片服務(wù)加載及響應(yīng)時間不宜超過2秒；二維動態(tài)矢量服務(wù)初始加載時間不宜超過10秒，后續(xù)響應(yīng)時間不宜超過3秒；三維瓦片服務(wù)初始加載時間不宜應(yīng)超過5秒，后續(xù)響應(yīng)時間不宜超過5秒；三維動態(tài)矢量服務(wù)初始加載時間不宜超過10秒，后續(xù)響應(yīng)時間不宜超過5秒。7.2.3結(jié)構(gòu)模型與相關(guān)數(shù)據(jù)融合符合如下要求：a)結(jié)構(gòu)模型應(yīng)標(biāo)注橋梁結(jié)構(gòu)傳感器及橋梁交通監(jiān)測傳感器安裝位置，且與實(shí)際安裝位置誤差小于0.1m;b)結(jié)構(gòu)模型應(yīng)關(guān)聯(lián)橋梁定期檢查數(shù)據(jù)，病害數(shù)據(jù)標(biāo)注位置精度不應(yīng)低于橋梁構(gòu)件級，且病害數(shù)據(jù)更新頻率不應(yīng)低于JTG5120的要求；c)結(jié)構(gòu)模型宜以形變等形式展示橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)，具有監(jiān)測點(diǎn)的構(gòu)件顯示監(jiān)測數(shù)據(jù)，不具有監(jiān)測d)結(jié)構(gòu)模型宜支持橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測數(shù)據(jù)反向追溯，可動態(tài)回放任意時段結(jié)構(gòu)狀態(tài)演變過程。7.3.1交通模型應(yīng)依據(jù)交通參與者的類別、輪廓、運(yùn)動特征等數(shù)據(jù)構(gòu)建，數(shù)據(jù)宜采用交通感知設(shè)備采b)感知時延應(yīng)不大于200ms,消息輸出頻率應(yīng)不小于5Hz;c)識別的交通參與者類別應(yīng)包括車輛(轎車、客車、貨車、掛車等)、騎行者(自行車、助行車、摩托車的騎行者等)、行人、障礙物(錐桶、三角警示牌、動物、紙箱、輪胎等);d)交通參與者定位誤差宜不大于1m,速度誤差宜不大于2.5km/h,航向角檢測誤差宜不大于5°;e)交通模型能識別停止、逆行、擁堵、低速/超速、交通事故、道路施工等不同交通事件，檢出率宜不小于96%;f)車輛全域跟蹤成功率應(yīng)不小于90%。7.3.3交通模型與相關(guān)數(shù)據(jù)融合符合如下要求：a)車輛模型宜集成車輛的外廓尺寸、軸距等關(guān)鍵信息并在結(jié)構(gòu)模型中等比例仿真展示，具備將b)交通模型宜復(fù)現(xiàn)車型分布、車速分布、到達(dá)間隔等實(shí)測數(shù)據(jù)特征；5c)交通模型宜融入結(jié)構(gòu)模型，將車輛重量、車輛輪廓、位置、速度等信息轉(zhuǎn)化為可分析、可量化的參數(shù)。8應(yīng)用方向8.1運(yùn)行監(jiān)測8.1.1基于交通監(jiān)測數(shù)據(jù)，在數(shù)字模型中展示橋梁交通實(shí)時及歷史運(yùn)行狀態(tài)，宜包括車輛類型、車輛位置、車牌號等。8.1.2基于結(jié)構(gòu)監(jiān)測數(shù)據(jù)，在數(shù)字模型中展示橋梁結(jié)構(gòu)實(shí)時及歷史運(yùn)行狀態(tài)，宜包括結(jié)構(gòu)作用、結(jié)構(gòu)響應(yīng)、結(jié)構(gòu)變化等。8.1.3基于環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)，在數(shù)字模型中展示橋梁環(huán)境實(shí)時及歷史狀況，宜包括惡劣氣候、極端天氣等。8.1.4基于設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸情況，在數(shù)字模型中展示監(jiān)測設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，宜包括傳感器在線、傳感器離線、傳感器故障等。8.2運(yùn)行仿真8.2.1模擬橋梁在長期運(yùn)營下結(jié)構(gòu)響應(yīng)、結(jié)構(gòu)變化情況，為橋梁養(yǎng)護(hù)提供數(shù)據(jù)。8.2.2模擬橋梁突發(fā)事故時不同管控方案下交通運(yùn)行情況，為應(yīng)急決策提供數(shù)據(jù)。8.2.3實(shí)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)與運(yùn)行仿真結(jié)果的交互驗(yàn)證。8.3.1綜合交通監(jiān)測數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)監(jiān)