三維可視化大壩安全監(jiān)控系統(tǒng)研發(fā)及應(yīng)用

1、三維可視化大壩安全監(jiān)控系統(tǒng)研發(fā)及應(yīng)用朱亭;張貴金;劉琦;周小錄;劉茗溪;李毅【摘 要】先進可靠的三維可視化大壩安全監(jiān)控系統(tǒng)能準(zhǔn)確檢查大壩結(jié)構(gòu),展示儀器 埋設(shè)位置,提高實時監(jiān)測信息及大壩安全管理的效率.通過對大壩監(jiān)測數(shù)據(jù)的深入分 析,并依據(jù)規(guī)范擬定應(yīng)力、滲流量等監(jiān)控指標(biāo)對三維數(shù)值模型進行正反分析,可確定 大壩變形預(yù)警值.以湖南托口水電站為例,采用 BIM 技術(shù)構(gòu)建了大壩實體、地形場景 以及監(jiān)測信息的三維可視化模型 ,并開發(fā)出集成了三維可視化模型展示、數(shù)據(jù)查詢、 數(shù)據(jù)展示及安全預(yù)警四大模塊的大壩安全監(jiān)控系統(tǒng) .該系統(tǒng)能全方位展示大壩結(jié)構(gòu) 監(jiān)測數(shù)據(jù)分析結(jié)果、監(jiān)控指標(biāo)等信息,并直觀展示實時信息,實現(xiàn)了

2、大壩安全監(jiān)控預(yù) 警,提高了大壩安全管理效率.相關(guān)經(jīng)驗可供類似水利水電工程的安全監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā) 借鑒.期刊名稱】人民長江年(卷),期】2019(050)007【總頁數(shù)】6頁(P217-222) 【關(guān)鍵詞】 BIM 技術(shù);安全預(yù)警;大壩安全監(jiān)控系統(tǒng);三維可視化【作 者】 朱亭;張貴金;劉琦;周小錄;劉茗溪;李毅【作者單位】 長沙理工大學(xué)水利工程學(xué)院,湖南 長沙410114;長沙理工大學(xué)水利 工程學(xué)院,湖南 長沙410114;長沙理工大學(xué) 水利工程學(xué)院,湖南 長沙410114;湖南 五凌電力科技有限公司,湖南長沙410004;湖南五凌電力科技有限公司,湖南 長沙 410004;長沙理工大學(xué)水利工程學(xué)院

3、,湖南 長沙410114【正文語種】中文【中圖分類】TP391近年來部分水利工程由于大壩結(jié)構(gòu)、監(jiān)測儀器埋設(shè)位置復(fù)雜，以及監(jiān)測信息直觀性 和實時性較差，大壩安全管理效率較低。因此，實現(xiàn)壩體及水工建筑、監(jiān)測儀器及 監(jiān)測信息的三維可視化，提高大壩安全管理效率及實現(xiàn)其預(yù)警功能，已成為大壩管 理的發(fā)展趨勢1。目前，在可視化的基礎(chǔ)上對大壩安全監(jiān)控系統(tǒng)的相關(guān)研究成果 已有不少：金有杰等提出通過數(shù)據(jù)集成管理，實現(xiàn)監(jiān)測信息三維可視化，提高了監(jiān) 測信息的直觀性2；楊陽等開發(fā)了基于監(jiān)測信息的大壩安全監(jiān)控系統(tǒng)3；馬瑞等 提出了基于三維可視化和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的水庫大壩安全管理，可提升智能狀態(tài)下的水 庫大壩設(shè)備安全管理效率4

4、;柴啟蕾等設(shè)計了基于Qt和OpenGL的大壩安全監(jiān) 測可視化系統(tǒng)，可提升大壩三維模型內(nèi)外部交互的直觀性5 ； He B等對將三維GIS技術(shù)應(yīng)用在小浪底水電站安全監(jiān)測方面展開了研究6；傅蜀燕等開發(fā)了三維 BIM +WebGIS可視化區(qū)域數(shù)字水庫安全管理系統(tǒng)平臺7；趙志勇等基于BIM技 術(shù)+GIS技術(shù)，開發(fā)了區(qū)域數(shù)字水庫安全管理系統(tǒng)8。然而，關(guān)于利用BIM技術(shù) 構(gòu)建大壩、地形場景、監(jiān)測儀器三維可視化模型，并且集成安全監(jiān)控預(yù)警的系統(tǒng)研 究鮮有報道。為了精確反映大壩結(jié)構(gòu)、監(jiān)測儀器布置的三維可視化，提高監(jiān)測信息的實時程度和 大壩安全管理的效率，筆者團隊基于BIM技術(shù)構(gòu)建了大壩可視化實體，并在其中 嵌入監(jiān)

5、測信息，開發(fā)出集成三維可視化模型展示、數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)展示及安全預(yù)警 等模塊的大壩安全監(jiān)控系統(tǒng)，以提高大壩安全管理效率。1 系統(tǒng)框架設(shè)計BIM三維模型信息量大，可優(yōu)化傳統(tǒng)大壩安全監(jiān)控管理模式，提升可視化效果。 因此，可利用BIM平臺的優(yōu)點構(gòu)建BIM模型，實現(xiàn)壩體、監(jiān)測儀器三維可視化， 實現(xiàn)大壩安全自動預(yù)警功能。本文開發(fā)的三維可視化大壩安全監(jiān)控系統(tǒng)由用戶層、 應(yīng)用層、支撐層、數(shù)據(jù)層、基礎(chǔ)環(huán)境層構(gòu)成，系統(tǒng)框架設(shè)計如圖1所示。系統(tǒng)基于大壩場景、實體建模數(shù)據(jù)，采用有限元數(shù)值模擬對壩體位移計算參數(shù)進行 反演，確定大壩安全預(yù)警值；利用BIM技術(shù)構(gòu)建大壩地形場景、實體、監(jiān)測儀器 三維模型；通過集成監(jiān)測數(shù)據(jù)與三

6、維可視化模型，完成系統(tǒng)的開發(fā)研究。圖 1 大壩安全監(jiān)控系統(tǒng)框架 Fig.1 Framework of dam safety monitoring system該系統(tǒng)主要由4個基本功能模塊構(gòu)成：三維可視化展示模塊。該模塊主要是對 大壩地形場景、大壩實體場景以及監(jiān)測儀器信息三維可視化模型進行展示。數(shù) 據(jù)查詢模塊。該模塊主要包括大壩及庫區(qū)地形地貌信息、大壩及水工建筑結(jié)構(gòu)信息 監(jiān)測儀器信息以及監(jiān)測數(shù)據(jù)的查詢。數(shù)據(jù)展示模塊。該模塊主要是對各類信息、 數(shù)據(jù)以文檔格式或圖表格式進行展示，提高其可視化程度及準(zhǔn)確性。安全監(jiān)控 預(yù)警模塊。該模塊主要是設(shè)定預(yù)警指標(biāo)，對有狀況的監(jiān)測部位進行自動預(yù)警。2 系統(tǒng)構(gòu)建基礎(chǔ)數(shù)

7、據(jù)大壩地形場景數(shù)據(jù)數(shù)字高程數(shù)據(jù)?？蓮默F(xiàn)有地形圖上直接獲取或者現(xiàn)場實測得到，利用數(shù)字高程 數(shù)據(jù)可得到粗略的大壩地形場景三維模型。圖片影像數(shù)據(jù)。圖片影像數(shù)據(jù)是通過攝像得到的大壩地形場景實際圖片影像并 基于圖片影像數(shù)據(jù)，對初步建立的大壩地形場景進行對比、校正、調(diào)色，進一步提 高大壩地形場景三維模型的還原度。大壩實體建模數(shù)據(jù) 三維大壩實體建模的主要依據(jù)是大壩設(shè)計圖紙，在缺少圖紙或圖紙無法詳細表達的 情況下，基于點云數(shù)據(jù)來獲取大壩及大壩周邊詳細地理環(huán)境信息，完善有缺失的部 分模型，以提高模型的精確度。2.1.3 安全監(jiān)測數(shù)據(jù) 大壩安全監(jiān)測主要分為滲流、內(nèi)部、環(huán)境量以及變形監(jiān)測。監(jiān)測儀器主要包括位移 計、

8、滲壓計、應(yīng)力計等。監(jiān)測數(shù)據(jù)分為：不具有方向性的標(biāo)量信息；包括上 下游、左右岸以及壩體垂直方向的矢量信息。2.1.4 監(jiān)控分析數(shù)據(jù) 監(jiān)控指標(biāo)主要包括變形、應(yīng)力、滲流量等，其中可以依據(jù)水工建筑物手冊確定大壩 安全系數(shù)，擬定應(yīng)力預(yù)警值；再結(jié)合典型大壩滲流分析結(jié)果擬定滲流量的監(jiān)控預(yù)警 值。通過收集各水工建筑物的設(shè)計、施工資料以及壩區(qū)岸坡、地質(zhì)地貌、水文信息等， 采用ANSYS有限元軟件構(gòu)建大壩三維數(shù)值模型。首先，對監(jiān)測資料進行全面深入分析；再基于大壩、壩基以及壩坡的三維數(shù)值模型， 計算其變形特性，并與監(jiān)測結(jié)果進行對比分析，確定出壩體合理的變形力學(xué)參數(shù)， 將研究成果與監(jiān)測數(shù)據(jù)進行對比分析，確定壩體不同部

9、位的變形預(yù)警指標(biāo)。模型構(gòu)建大壩地形場景。庫區(qū)地形建模主要包括庫區(qū)水域、邊坡、道路、壩基等，將大壩地形圖導(dǎo)入到CMI3D中，形成原始地形表面，結(jié)合大壩實際的圖片影像進行對 比修改，適當(dāng)處理等高線的數(shù)據(jù)誤差后，構(gòu)建還原程度高、真實感強的大壩地形場 景三維模型。實體三維建模。利用 Revit 軟件構(gòu)建大壩實體三維模型，即基于大壩設(shè)計圖紙， 利用Revit平臺建立大壩實體三維BIM模型；再將處理過的點云數(shù)據(jù)引入模型當(dāng) 中，填補缺失，更加精準(zhǔn)地搭建大壩實體三維模型，實現(xiàn)對大壩模型精細化展示， 直觀、真實地展示大壩位置、構(gòu)成、附屬設(shè)備。對大壩地形場景與實體進行建模之 后，還需要將它們進行對接整合，以構(gòu)建整

10、個水庫大壩的三維可視化模型。一般利 用同一原點的方法，首先將地形三維模型導(dǎo)入大壩實體三維BIM模型項目當(dāng)中， 再三維視圖中統(tǒng)一兩個模型的原點，并且通過移動、復(fù)制、鏡像等操作構(gòu)建整個大 壩三維可視化模型8-10。監(jiān)測儀器信息三維可視化。監(jiān)測儀器信息三維可視化可以監(jiān)測測點埋設(shè)位置并 展示監(jiān)測信息。由于監(jiān)測儀器類別多，監(jiān)測數(shù)據(jù)較繁雜，以CAD設(shè)計圖紙為例， 其坐標(biāo)信息和實際三維坐標(biāo)信息往往有所偏差，因此需要測量出準(zhǔn)確的三維空間坐 標(biāo)信息。一般選取在壩頂面上，壩軸線與壩段中心線的交點為空間直角坐標(biāo)系原點， 分別以右壩、上游、壩頂高程以上設(shè)定為x、y、z軸，建立直角坐標(biāo)系。依據(jù)此 坐標(biāo)系在CAD圖紙上的

11、空間關(guān)系對監(jiān)測點進行測量，按照正確的圖紙比例對獲取 的所有坐標(biāo)信息進行換算，獲得與實際埋設(shè)位置對應(yīng)的三維坐標(biāo)信息。在Revit軟 件中，對不同類型的監(jiān)測儀器構(gòu)建一個對應(yīng)的族庫，按監(jiān)測儀器類別對相應(yīng)的族進 行分類編號。根據(jù)實際工程監(jiān)測儀器相同的參數(shù)信息對每個三維可視化BIM監(jiān)測 儀器模型進行調(diào)整修改，以便能更直觀準(zhǔn)確地展示監(jiān)測儀器的相關(guān)信息，以監(jiān)測點 的三維空間坐標(biāo)信息為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，將監(jiān)測儀器的族放置到大壩實體三維模型當(dāng)中， 能夠三維可視化展示大壩監(jiān)測儀器信息11-12。系統(tǒng)實現(xiàn)系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)，在Web中進行瀏覽、分享以及協(xié)作，利用云+端技術(shù)實現(xiàn)三 維可視化模型的解析、格式轉(zhuǎn)換、輕量化等預(yù)處理

12、操作。由于系統(tǒng)良好的可擴展性， 可良好擴展支持第三方特性訪問，將可視化三維BIM模型以及其他數(shù)據(jù)添加至系 統(tǒng)當(dāng)中。數(shù)據(jù)庫采用SQL Server 2008關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，總共包括5種數(shù)據(jù)類型：三維BIM 模型、測點信息、監(jiān)測數(shù)據(jù)、數(shù)值模擬結(jié)果、預(yù)警值。每種數(shù)據(jù)的錄入與存儲都有 其規(guī)定的格式，以確保數(shù)據(jù)的唯一性、關(guān)聯(lián)性、有效性，提高數(shù)據(jù)儲存空間以及顯 示效率13。各類數(shù)據(jù)存儲方式及內(nèi)容如表1所示。表 1 各類數(shù)據(jù)儲存方式及內(nèi)容 Tab.1 Storage ways and contents of each data 數(shù)據(jù)類型包含內(nèi)容字段字符格式三維BIM模型族RaceFbx項目TermFbx測點信

13、 息儀器編碼CODEString坐標(biāo)信息CoordinateLis(Mdata)儀器類型 InsTypeString 監(jiān)測數(shù)據(jù)觀測方式 MethodString 讀數(shù)時間 RecTimeDataTime 數(shù)據(jù)類型DataTypeString監(jiān)測數(shù)據(jù)DataValueString數(shù)值模擬結(jié)果滲流量 SeepageflowString 應(yīng)力 StressString 變形 DeformationString 預(yù)警值預(yù)警類型 WarntypeString 預(yù)警值 WarniValueString三維可視化系統(tǒng)能夠利用已有的監(jiān)測數(shù)據(jù)庫，將各水壩傳感設(shè)備數(shù)據(jù)鏈接映射至新 的可視化平臺，并對數(shù)據(jù)進行模型掛

14、接。系統(tǒng)集成測點信息集成。安全監(jiān)測系統(tǒng)維護并管理各項傳感儀器和觀測設(shè)施的埋設(shè)信息， 包括測點編號、監(jiān)測類型、傳感器類型、埋設(shè)位置等。為實現(xiàn)在BIM模型中測點 展示和數(shù)據(jù)查詢目標(biāo)，該平臺開放接口 htp : p/WebAP/ monitoring/point list 實現(xiàn)測點信息集成。測點信息同步成功后，根據(jù)統(tǒng)一的坐標(biāo)定位，可在BIM模型 中準(zhǔn)確顯示儀器和設(shè)施的布置情況。監(jiān)測數(shù)據(jù)集成。監(jiān)測數(shù)據(jù)指安全監(jiān)測系統(tǒng)計算出的成果測值，反映出大壩當(dāng)前 的真實狀態(tài)。為實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)查詢功能，該平臺開發(fā)了 htp:WebAPVmonitoringdata,以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時同步。對于具備自動化采集條 件的測點，在

15、采集周期結(jié)束后即調(diào)用該接口，可實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的實時上傳；對于暫 時無法做到自動化采集的測點，進行人工觀測并記錄，并適時錄入安全監(jiān)測系統(tǒng)， 錄入完成后調(diào)用該接口實現(xiàn)上傳。上傳數(shù)據(jù)后，通過點監(jiān)測點點位表，同步在三維 BIM模型中展示監(jiān)測點的位置，以及該監(jiān)測點的相關(guān)實時監(jiān)測數(shù)據(jù)信息。3工程案例以湖南省托口水利樞紐工程為例，樞紐建筑物主要由東游祠主壩、王麻溪副壩、引 水系統(tǒng)、電站廠房、通航建筑物和河灣地塊防滲工程等組成。通過收集各水工建筑物的設(shè)計、施工資料以及壩區(qū)岸坡、水文信息等，對大壩地形 圖進行修正，并對托口實際項目進行拍攝，利用無人機對主副壩庫區(qū)進行傾斜攝影， 形成大壩地形場景、實體建模數(shù)據(jù)；根據(jù)

16、水工建筑物設(shè)計手冊，確定大壩的安全系 數(shù)，依據(jù)典型壩段滲流分析成果計算出大壩滲流的預(yù)警值，如表2所示。表2典型壩段滲流量及預(yù)警值Tab.2 Seepage of typical dam section and warning value m3d-1典型壩段工況一工況二工況三預(yù)警值主壩18號 35.8436.5437.6641.426黏土心墻壩2705.912858.013123.883436.268 根據(jù)水工建筑物設(shè)計手冊，可確定大壩的安全系數(shù)為1.10，計算得出大壩變形和 應(yīng)力的預(yù)警值，如表3所示?；诖髩蔚匦螆鼍皵?shù)據(jù)，利用Civi13D軟件構(gòu)建托口地形場景模型；基于大壩典 型剖面圖以及上下

17、游立視圖，采用Revit構(gòu)建壩段族塊，不同的壩段采用對應(yīng)的典 型剖面進行構(gòu)建，再根據(jù)實際壩段的材料分區(qū)以及屬性，對壩段族進行細部材料設(shè) 置；形成基本的大壩框架后，對模型進行壩頂細部構(gòu)造繪制，再進行廊道繪制，最 終形成整個托口三維BIM模型。在Revit中利用其自有的渲染插件Fuzor，對三 維BIM模型進行渲染和漫游，如圖2所示。再將監(jiān)測物理量的特征過程線圖、過 程線圖、分布圖、相關(guān)圖以及對應(yīng)點的空間坐標(biāo)信息導(dǎo)入系統(tǒng)。表3典型壩段變形及應(yīng)力的預(yù)警值Tab.3 Deformation and stress warning values of typical dam sections壩段編號壩頂位

18、移/mm垂直方向水平方向壩基 位移/mm垂直方向水平方向應(yīng)力/MPa垂直方向水平方向黏土心墻壩6.0721.3974.0590.2902.5630.16185.8745.8744.5876.8092.9920.7371310.19715.30110.19711.9028.9210.770164.6539.8563.6302.4863.7290.396172.7943.5641.9580.7932.7280.561204.2461.1773.2890.7572.5740.253 圖 2 托口水電站三維 BIM 模型 Fig.2 Three dimensional BIM model of Tuo

19、kou Hydropower Station三維可視化展示利用BIM技術(shù)對大壩地形場景、大壩實體及大壩安全監(jiān)測儀器進行三維可視化建 模、結(jié)合大壩安全監(jiān)控的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)，基于Revit平臺插件進行渲染展示；引入 高清航片或衛(wèi)星影像、數(shù)字高程模型還原庫區(qū)的真實地形地貌；等比例虛擬仿真建 筑物及附屬設(shè)備設(shè)施、水工建筑物安全監(jiān)測設(shè)施。轉(zhuǎn)換、存儲模型的過程中，確保 不會破壞模型原始信息，直觀、真實地展示大壩地形場景、大壩實體結(jié)構(gòu)以及監(jiān)測 儀器的埋設(shè)位置，如圖3所示。在平臺中可以實現(xiàn)對 BIM 模型的基本操作與查看，比如可按標(biāo)高、專業(yè)、圖元樹 系統(tǒng)類型查看，實現(xiàn)模型的平移、旋轉(zhuǎn)、剖切、測量標(biāo)注等功能。為方

20、便內(nèi)部瀏覽 模型，需要實現(xiàn)對BIM模型的整體漫游功能，根據(jù)項目需求簡單地運用行走、巡 視、旋轉(zhuǎn)、縮放等功能，模擬實際項目的任何一個模塊，實時查看大壩結(jié)構(gòu)、監(jiān)測 儀器位置。圖 3 三維可視化展示模塊 Fig.3 The module of 3D visualization display數(shù)據(jù)查詢3.2.1 三維可視化模型該系統(tǒng)可無損集成三維BIM模型和屬性信息，實現(xiàn)從里到外、從地上到地下的三 維瀏覽漫游及信息展示，具體步驟如下所述。基于鍵盤自由操控的模型漫游方式，可以實時直觀地瀏覽楔型內(nèi)部情況，并隨 時轉(zhuǎn)換視角并記錄當(dāng)前模型問題或者模型對應(yīng)的真實情況。渲染漫游。基于Revit平臺，利用其自有的渲

21、染插件Fuzor對模型進行渲染， 再通過設(shè)定查看路徑，按照路徑播放所錄制視頻，多角度展示三維可視化模型，實 現(xiàn)預(yù)設(shè)路徑的漫游。對BIM構(gòu)件進行單選、多選、隱藏與恢復(fù)、構(gòu)件半透及恢復(fù)等多種操作方式， 便于更直觀地展示隱蔽性工程的BIM模型，并查看相關(guān)屬性信息。3.2.2 大壩監(jiān)測信息Web系統(tǒng)可以在BIM模型中添加鏈接，以此驅(qū)動系統(tǒng)內(nèi)部運轉(zhuǎn)，調(diào)動數(shù)據(jù)庫中的 數(shù)據(jù)查詢，為三維可視化BIM模型中詳細監(jiān)測點提供更加直觀、詳細的監(jiān)測數(shù)據(jù) 信息。將三維可視化 BIM 模型與大壩安全監(jiān)測數(shù)據(jù)和水工建筑物運行資料數(shù)據(jù)進行連接， 其主要功能是利用實時數(shù)據(jù)，通過三維可視化模型中的數(shù)值以及模型的變化更加形 象地展現(xiàn)

22、大壩結(jié)構(gòu)、監(jiān)測儀器埋設(shè)位置以及壩區(qū)周邊地形地貌。利用BIM技術(shù)建 立的三維可視化監(jiān)控系統(tǒng)比其他三維可視化監(jiān)視系統(tǒng)更能真實性地展現(xiàn)大壩及監(jiān)測 儀器，通過將已取得的真實數(shù)據(jù)運用到該監(jiān)控系統(tǒng)中，獲得實時數(shù)據(jù)，判斷真實情 況。在工程BIM三維模型中布設(shè)位移計、滲壓計、應(yīng)力計等類型的儀器，通過鼠標(biāo)同 時點擊，實時獲取當(dāng)前的監(jiān)測數(shù)據(jù)。也可以通過雙擊測點對象查看數(shù)據(jù)的過程線， 進行特征值提取，在三維可視化BIM模型內(nèi)部直觀展示所點擊的監(jiān)測點位置，同 時可以點擊相關(guān)屬性，調(diào)取數(shù)據(jù)庫中的相關(guān)數(shù)據(jù)，以窗口的形式實時展示在模型旁 邊，實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)與三維可視化模型一體化,如圖4所示。圖 4 數(shù)據(jù)查詢模塊 Fig.4

23、The module of data inquiry3.3 數(shù)據(jù)展示 數(shù)據(jù)圖形展示包括過程線分析、分布圖分析、等值線分析、相關(guān)分析、特征值統(tǒng)計 等常用方法，定性分析工程變形、滲流量、接縫、溫度等觀測項目。通過分析各點 位收集的數(shù)據(jù)，在三維模型中呈現(xiàn)各狀態(tài)曲線圖，經(jīng)數(shù)值與模型位置相關(guān)聯(lián)，改變 以往只能結(jié)合二維示意圖和多種類表格查看的情況。按照安全監(jiān)測點統(tǒng)一編碼值，實現(xiàn)監(jiān)測點與監(jiān)測數(shù)據(jù)量值綁定，以便將監(jiān)測數(shù)據(jù)在 設(shè)備對應(yīng)的三維模型上可視化展示出來。根據(jù)安全數(shù)據(jù)分析與評估系統(tǒng)的數(shù)據(jù)成果， 直觀展示安全監(jiān)測實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、發(fā)展趨勢曲線圖等，如圖5所示。圖 5 數(shù)據(jù)展示模塊 Fig.5 The mo

24、dule of data display安全預(yù)警通過在系統(tǒng)中設(shè)定各類監(jiān)控指標(biāo)的預(yù)警值，根據(jù)監(jiān)測類別不同的要求及部位來設(shè)定 相對應(yīng)的預(yù)警級別。對超過預(yù)警值限定范圍的監(jiān)測點及變化異常的監(jiān)測點，要求在 模型中能高亮顯示，以便能直觀迅速地定位異常監(jiān)測點的位置，并及時報警，如圖 6所示。所有的報警點按照安全監(jiān)測點統(tǒng)一編碼值，實現(xiàn)監(jiān)測點與監(jiān)測數(shù)據(jù)量值綁定，使監(jiān) 測數(shù)據(jù)在設(shè)備對應(yīng)的三維模型上可視化展示出來，以迅速直觀地查看不同報警級別 的點位位置，快速選取重點觀測參數(shù)，模型會進行對應(yīng)的高亮顯示。在不同的應(yīng)用 時期，可以隨時更換對應(yīng)的安全監(jiān)控預(yù)警值，實現(xiàn)準(zhǔn)確、實時性高的大壩預(yù)警功能。 對發(fā)生異常的監(jiān)測點部位進

25、行報警的同時，對大壩監(jiān)測資料以及實時收集的此監(jiān)測 點監(jiān)測數(shù)據(jù)進行綜合性分析，形成報警點綜合性分析報表，同時歷史報警記錄可以 設(shè)定時間段導(dǎo)出。圖 6 安全預(yù)警模塊 Fig.6 The module of security early warning4結(jié)語本文以湖南省托口水電站為工程背景，基于BIM技術(shù)，從系統(tǒng)框架設(shè)計、系統(tǒng)構(gòu)建等方面詳細闡述了三維可視化大壩安全監(jiān)控系統(tǒng)的研發(fā)及應(yīng)用情況。該系統(tǒng)將大 壩監(jiān)控的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)與大壩實體、地形場景以及大壩監(jiān)測信息三維可視化模型相 結(jié)合，更加全面直觀地展示了大壩結(jié)構(gòu)及安全監(jiān)測信息，有利于大壩的安全管理。 參考文獻：相關(guān)文獻】王士軍，董福昌,崔信民，等水庫大壩安全信息三維