融合DT和VR的架桥机作业状态智能监控系统

来源：中国血液净化杂志2025年第6期北京时间：

作者：惠记庄, 郝晓东, 杨小冬, 张富强, 樊博涵, 丁凯, 雷景媛

单位：1. 长安大学　陕西省高速公路施工机械重点实验室，陕西　西安　710064","2. 长安大学　道路施工技术与装备教育部重点实验室，陕西　西安　710064","3. 陕西省交通规划设计研究院有限公司，陕西　西安　710065","4. 西安石油大学　机械工程学院，陕西　西安　710065

摘要：<p>为了提升架桥机施工的安全性并减少作业风险，构建了一种基于数字孪生（Digital Twin，DT）和虚拟现实（Virtual Reality，VR）的架桥机作业状态智能监控系统。该系统包括架桥机施工工艺仿真、多源异构数据融合、结构安全分析与监测、虚拟现实全景漫游4个主要功能模块。首先，利用Unity 3D平台创建虚拟施工环境，并通过C#实现关键施工工艺的仿真；其次，基于CASREL模型进行多源异构数据的融合，映射物理实体全生命周期，实时监控架桥机作业状态。该系统同时集成Collider组件，通过激光测距传感器和串口通信实现虚实同步，监测碰撞风险；随后，开发了动态有限元分析模块，结合APDL（ANSYS Parametric Design Language）命令流对架桥机结构进行安全分析；最后，通过HTC Vive实现沉浸式全景漫游，提升操作人员的交互体验，并以高铁32 m跨度简支箱梁施工为测试对象，验证了该系统的有效性。结果表明：SLJ900/32型流动式架桥机的关键施工参数（如重载过孔距离、主支腿前移距离及落放箱梁高度）均在安全施工范围内，为架桥机作业提供了系统化的工程实施指导。在多源异构数据融合的基础上，系统实现了动态有限元分析，精准评估结构力学特性，并运用碰撞检测算法实时监测潜在风险，及时发出预警。此外，虚拟现实全景漫游功能使操作人员能够实时洞察施工过程全局态势，提升了对施工环境的认知深度与决策能力。</p>

关键词：桥梁工程,智能监控系统,数字孪生,架桥机,Unity 3D