桥梁检测和监测是保障桥梁安全运营的主要手段,在桥梁检测和监测过程中形成海量的运营信息,使得桥梁管养信息的高效检索和管养知识的发现成为巨大挑战。如何高效组织桥梁管养信息,实现智能化检索与知识推理,是当前桥梁管养领域的研究热点。本文利用BIM(Building Information Model)和语义本体技术,形成从结构信息模型到知识图谱的构建,由此实现“BIM模型→扩展属性(检测监测)→知识图谱→信息智能检索与知识发现”。具体研究内容如下:(1)分析IFC标准的表达模式和扩展机制,结合桥梁结构划分方法,构建基于IFC标准的桥梁结构模型框架。利用预定义属性集扩展方法,扩展桥梁在管养阶段的检测信息属性集、监测信息属性集,集成管养信息。(2)分析EXPRESS语言和OWL语言描述特点,提出IFC到OWL信息的转换机制,实现BIM模型到本体模型的管养信息交互。首先分析IFC到OWL转换的必要性,构建IFC-to-OWL的映射框架,然后定义实体类型和数据信息的转换规则。最后借鉴相关领域的研究成果,实现从IFC信息到本体信息的转换。(3)利用Protégé软件,以领域本体自上而下的本体建模方向,采用“七步法”构建桥梁管养领域本体。首先分析本体模型的构建方法,并结合桥梁管养领域的信息特点,确定领域本体中的核心概念类。然后修正通过映射得到的OWL本体,扩展核心局部本体的子类和关系属性。最后,利用OWL的逻辑公理对桥梁管养领域本体模型进行一致性检测,验证该本体模型的语义和语法一致性。(4)以云南某连续刚构桥为工程背景,实现对桥梁管养领域本体的信息检索和知识推理。在Protégé软件中从三个核心局部本体层面构建该桥管养信息的实例,并进行可视化表达。然后利用SPARQL实现对桥梁管养信息的智能化检索,通过定义管养信息和结构的语义关系,检索出传感器信息和评定等级信息。利用SWRL语言定义推理规则,结合JESS推理机实现对桥梁结构类型、预警等级、病害成因的知识推理,并利用专家知识验证推理结果的正确性,正确的规则纳入桥梁管养领域知识库。本文针对桥梁管养领域信息智能化研究方向,结合BIM模型扩展技术的研究,提出了一种基于语义本体的桥梁管养领域的知识检索与推理技术,实现了在语义本体环境中对桥梁管养信息的智能化检索以及本体知识库的构建,为桥梁管养领域智能化发展提供新思路。