СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ КОНСТРУКЦИЙ В СОСТАВЕ ЦИФРОВОГО ДВОЙНИКА ЗДАНИЙ И ТРАНСПОРТНЫХ СООРУЖЕНИЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ ДОПОЛНЕННОЙ И ВИРТУАЛЬНОЙ РЕАЛЬНОСТИ
##plugins.themes.bootstrap3.article.sidebar##
##plugins.themes.bootstrap3.article.main##
Аннотация
В статье рассмотрены вопросы организации мониторинга напряженно-деформированного состояния (НДС) конструкций зданий и транспортных сооружений в составе цифрового двойника с применением технологий виртуальной и дополненной реальности. Актуальность исследования обусловлена необходимостью повышения надежности и эксплуатационной безопасности строительных объектов, значительная часть которых эксплуатируется в условиях превышения нормативных сроков службы, роста транспортных нагрузок и воздействия неблагоприятных природно-климатических факторов. Предложен подход к построению цифрового двойника, основанный на интеграции BIM-модели, расчетных моделей, реализованных методом конечных элементов, и экспериментальных данных автоматизированного мониторинга НДС. Обоснован выбор схемы мониторинга на основе результатов численного моделирования, позволяющего идентифицировать наиболее напряженные и ответственные зоны конструкций. Показано, что включение данных мониторинга в состав цифрового двойника обеспечивает актуализацию расчетных моделей с учетом фактических условий эксплуатации и накопленных повреждений. В качестве функционального слоя цифрового двойника реализована VR/AR-среда, обеспечивающая иммерсивную визуализацию геометрии сооружения, результатов мониторинга и расчетных данных. Использование виртуальной и дополненной реальности повышает наглядность анализа распределения напряжений и деформаций, снижает влияние человеческого фактора и способствует повышению эффективности принятия инженерных решений при обследовании и эксплуатации зданий и транспортных сооружений.
Результаты выполненных исследований и апробация на реальных объектах подтверждают перспективность применения цифровых двойников с интегрированным мониторингом НДС и VR/AR-технологиями для управления техническим состоянием и эксплуатационной надежностью строительных сооружений.
##plugins.themes.bootstrap3.article.details##
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
Библиографические ссылки
Pastushkov, V.G., Botyanovsky, A.A., & Kostyukovich, O.V. (2021). Application of advanced technologies in assessing the technical condition of a road overpass in the city of Brest. Avtomobilnye dorogi i mosty, 1(27), 13–19. (In Russ.).
Pastushkov, V.G., Vaitovich, A.N., Kostyukovich, O.V., & Yankovsky, L.V. (2021). Practice of applying an automated monitoring system for structural components of transport facilities. Transport. Transport Facilities. Ecology, (4), 77–90. (In Russ.).
Kostyukovich, O.V., & Pastushkov, V.G. (2021). Study of the stress–strain state of span structures of individual design and production. Transport. Transport Facilities. Ecology, (1), 40–47. (In Russ.).
Vasilyev, A.I. (2021). Monitoring of the technical condition of bridge structures (Study guide). Moscow: Moscow Automobile and Road Construction State Technical University (MADI). (In Russ.).
Drozd, Ya.I., & Pastushkov, G.P. (1984). Prestressed reinforced concrete structures. Minsk, Higher School. (In Russ.).
Medrano-Sánchez, E., & Martos, E. (2025). Strategies for bridge maintenance using BIM: An analysis of methodologies and tools. Frontiers in Built Environment, 11. URL: https://www.frontiersin.org/journals/built-environment/articles/10.3389/fbuil.2025.1693644/full.
Ferdous, M.R., Biswas, M., Jany, M.R., & Rakhsit, S. (2025). Application of Building Information Modeling (BIM) in bridge design and construction management. American Journal of Innovation in Science and Engineering, 4(3), 30–37.
Mohamed, A.G., Khaled, A., & Abotaleb, I.S. (2023). A Bridge Information Modeling (BrIM) framework for inspection and maintenance intervention in reinforced concrete bridges. Buildings, 13(11). URL: https://www.mdpi.com/2075-5309/13/11/2798.
Mohammadi, M., Rashidi, M., Yu, Y., & Samali, B. (2023). Integration of TLS-derived Bridge Information Modeling (BrIM) with a decision support system for digital twinning and asset management of bridge infrastructures. Computers in Industry, 147. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0166361523000313.
Kang, X., Zhu, B., Cai, Y., Xiao, Y., Liu, N., Guo, Z., Wang, Q.-A., & Luo, Y. (2025). A concise review of state-of-the-art sensing technologies for bridge structural health monitoring. Sensors, 25(17). URL: https://www.mdpi.com/1424-8220/25/17/5460.
Savina, E.N., Moiseichik, E.A., & Yakovlev, A.A. (2025). Social and technical aspects of using UAVs and point clouds on the example of a transport facility when creating a BIM model. Avtomobilnye dorogi i mosty [Highways and bridges], 1(35), 48–57 (In Russ.).
Savina, E.N., Moiseichik, E.A., Yakovlev, A.A., & Kulan, A.V. (2025). Experimental study of the application of BIM technologies, augmented and virtual reality technologies for transport facilitiesю Avtomobilnye dorogi i mosty [Highways and bridges], 2(36), 32–41. (In Russ.).
Botyanovsky, A.A., & Pastushkov, V.G. (2015). Application of BIM technologies and the latest equipment in the study of the actual technical condition of a bridge structure. Modernizacia i nauchnye issledovania v transportnom complekse [Modernization and scientific research in the transport complex], 1, 342–345. (In Russ.).
Ginzburg, A.V. (2016). BIM technologies throughout the life cycle of a construction project. Informacionnye resursy Rossii [Information resources of Russia], 5(153), 28–31. (In Russ.).
Demenev, A.V., & Artamonov, A.S. (2015). Information modeling in the operation of buildings and structures. Internet-zhurnal Naukovedenie [Internet journal "Science Studies"], 7(3), 21–29. (In Russ.).
Ye, C., Wang, J., Sun, H., & Li, Z. (2019). Digital twin–based framework for bridge structural health monitoring. In Proceedings of the International Conference on Structural Health Monitoring of Intelligent Infrastructure. URL: https://www.dpi-proceedings.com/index.php/shm2019/article/view/32287.
Jirawattanasomkul, T., Hang, L., Srivaranun, S., Likitlersuang, S., Jongvivatsakul, P., Yodsudjai, W., & Thammarak, P. (2025). Digital twin-based structural health monitoring and measurements of dynamic characteristics in balanced cantilever bridge. Resilient Cities and Structures, 4(3), 48–66. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2772741625000365.
Mehta, K.P. (2023). Digital twins for bridge health monitoring: A review. International Journal of Research in Artificial Intelligence. URL: https://ijrai.org/index.php/ijrai/article/view/39.
Mousavi, V., Rashid,i M., Mohammadi, M., & Samali, B. (2024). Evolution of digital twin frameworks in bridge management: Review and future directions. Remote Sensing, 16(11). URL: https://www.mdpi.com/2072-4292/16/11/1887.
Рекомендуемые статьи автора (авторов)
- Е. А. МОЙСЕЙЧИК, Ш. А. ЭШОНХУЖАЕВА, ТЕПЛООБРАЗОВАНИЕ В ЭНЕРГОПОГЛОЩАЮЩИХ ЭЛЕМЕНТАХ СДВИГОВОГО ТИПА, Вестник Полоцкого государственного университета. Серия F. Строительство. Прикладные науки: № 2 (2025)
- Е. Н. САВИНА, Е. А. МОЙСЕЙЧИК, А. А. ЯКОВЛЕВ, А. В. КУЛАН, ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ ЛАЗЕРНОГО СКАНИРОВАНИЯ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ НАТУРНЫХ ИСПЫТАНИЙ ЖЕЛЕЗОБЕТОННОЙ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ НАД АВТОМОБИЛЬНЫМ ПАРКИНГОМ СОВМЕСТНО С BIM-ТЕХНОЛОГИЯМИ, Вестник Полоцкого государственного университета. Серия F. Строительство. Прикладные науки: № 1 (2026)