天然气压气站与计量站流程数字孪生仿真用计算模型方法技术

本发明专利技术涉及数字孪生仿真技术领域，具体是天然气压气站与计量站流程数字孪生仿真用计算模型方法，包括以下步骤：步骤一：建立计算模型；步骤二：逻辑化构件组合成站场场景孪生体；步骤三：OPC协议接入数据；步骤四：计算天然气即时流通状态；步骤五：即时流动状态的动态模拟，本发明专利技术可以让三维建筑信息模型逻辑化构件组合成站场场景孪生体后，通过现场OPC协议接入SCADA的实时点位数据，在高仿真场景空间中，通过结合结构化虚拟物理模型，实现即时流动状态的动态模拟，满足现场业务人员的真正业务需求。求。

Computational model method for digital twin simulation of natural gas station and metering station process

【技术实现步骤摘要】
天然气压气站与计量站流程数字孪生仿真用计算模型方法


[0001]本专利技术涉及数字孪生仿真
，具体是天然气压气站与计量站流程数字孪生仿真用计算模型方法。

技术介绍

[0002]数字孪生就是计算机、网络通信等数字技术，创造一个数字版的现实世界的“克隆体”，也被称为“数字孪生体”，它被创建在信息化平台上，是虚拟的，数字孪生充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中反映出对应物理世界的实体装备的全生命周期。
[0003]现有市场上常见的天然气站场数字孪生体，通常只是简单的三维建模渲染场景叠加数据可视化面板，缺乏对基础设施内部运行逻辑已经气体及时流通业务具体状态的高仿真孪生逻辑反馈，无法与现场业务人员的具体应用需求匹配。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供天然气压气站与计量站流程数字孪生仿真用计算模型方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]本专利技术的技术方案是：天然气压气站与计量站流程数字孪生仿真用计算模型方法，包括以下步骤：
[0006]步骤一：建立计算模型，对天然气压气站与计量站内主供气系统管道和阀门拓扑进行建模，形成图数据模型；
[0007]步骤二：逻辑化构件组合成站场场景孪生体；
[0008]步骤三：OPC协议接入数据，通过现场OPC协议接入SCADA系统的实时点位数据；
[0009]步骤四：计算天然气即时流通状态，通过图形数据库和分布式PREGEL递归算法，实时动态计算出当前主供气系统中天然气即时流通状态；
[0010]步骤五：即时流动状态的动态模拟，以动态模型构件材质变换方式在数字孪生体中就实现场景化呈现。
[0011]优选的，所述步骤一中的计算模型包括有节点、边、消息和超迭代四个基本要素。
[0012]优选的，所述节点均有全局唯一的ID，所述节点存在Active和Inactive 两种状态，所述节点的状态可以决定算法是否结束。
[0013]优选的，所述边可以被Assign一个属性，这个属性可以是边的权值等信息，所述边是有向的。
[0014]优选的，所述消息是步骤一中计算模型的核心，每个节点在初始状态以及之后的每一个计算步骤当中都被Attach一个消息值作为节点当前的状态，算法的迭代通过节点之间互相发送的消息来完成。
[0015]优选的，所述超迭代是执行算法过程当中进行的一次迭代，一次计算过程可能包括多个超迭代。
[0016]优选的，所述超迭代是执行算法过程当中进行的一次迭代，一次计算过程可能包括多个超迭代。
[0017]优选的，所述超迭代包括有接收消息、合并消息和发送消息三个步骤，所述合并消息是将接收到的消息合并出一个最大值，所述接收消息、合并消息和发送消息的载体均为节点。
[0018]优选的，当所述节点在上一步当中没有接收到消息，或者算法自身决定不再向外发送消息，它可以被转变为Inactive的。
[0019]优选的，当一个在之前已经Inactive的节点又接受到一条新的消息，它会在新的计算中转变为Active的状态。
[0020]本专利技术通过改进在此提供天然气压气站与计量站流程数字孪生仿真用计算模型方法，与现有技术相比，具有如下改进及优点：
[0021]本专利技术可以让三维建筑信息模型逻辑化构件组合成站场场景孪生体后，通过现场OPC协议接入SCADA的实时点位数据，在高仿真场景空间中，通过结合结构化虚拟物理模型，实现即时流动状态的动态模拟，满足现场业务人员的真正业务需求。
具体实施方式
[0022]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0023]下面对本专利技术进行详细说明，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0024]本专利技术通过改进在此提供天然气压气站与计量站流程数字孪生仿真用计算模型方法，本专利技术的技术方案是：
[0025]实施例一：
[0026]天然气压气站与计量站流程数字孪生仿真用计算模型方法，包括以下步骤：
[0027]步骤一：建立计算模型，对天然气压气站与计量站内主供气系统管道和阀门拓扑进行建模，形成图数据模型；
[0028]步骤二：逻辑化构件组合成站场场景孪生体；
[0029]步骤三：OPC协议接入数据，通过现场OPC协议接入SCADA系统的实时点位数据；
[0030]步骤四：计算天然气即时流通状态，通过图形数据库和分布式PREGEL递归算法，实时动态计算出当前主供气系统中天然气即时流通状态；
[0031]步骤五：即时流动状态的动态模拟，以动态模型构件材质变换方式在数字孪生体中就实现场景化呈现。
[0032]进一步的，在上述技术方案中，所述步骤一中的计算模型包括有节点、边、消息和超迭代四个基本要素。
[0033]进一步的，在上述技术方案中，所述节点均有全局唯一的ID，所述节点存在Active和Inactive两种状态，所述节点的状态可以决定算法是否结束。
[0034]进一步的，在上述技术方案中，所述边可以被Assign一个属性，这个属性可以是边的权值等信息，所述边是有向的。
[0035]进一步的，在上述技术方案中，所述消息是步骤一中计算模型的核心，每个节点在初始状态以及之后的每一个计算步骤当中都被Attach一个消息值作为节点当前的状态，算法的迭代通过节点之间互相发送的消息来完成。
[0036]进一步的，在上述技术方案中，所述超迭代是执行算法过程当中进行的一次迭代，一次计算过程可能包括多个超迭代。
[0037]进一步的，在上述技术方案中，所述超迭代是执行算法过程当中进行的一次迭代，一次计算过程可能包括多个超迭代。
[0038]进一步的，在上述技术方案中，所述超迭代包括有接收消息、合并消息和发送消息三个步骤，所述合并消息是将接收到的消息合并出一个最大值，所述接收消息、合并消息和发送消息的载体均为节点。
[0039]进一步的，在上述技术方案中，当所述节点在上一步当中没有接收到消息，或者算法自身决定不再向外发送消息，它可以被转变为Inactive的。
[0040]进一步的，在上述技术方案中，当一个在之前已经Inactive的节点又接受到一条新的消息，它会在新的计算中转变为Active的状态。
[0041]工作原理：首先对天然气压气站与计量站本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.天然气压气站与计量站流程数字孪生仿真用计算模型方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：建立计算模型，对天然气压气站与计量站内主供气系统管道和阀门拓扑进行建模，形成图数据模型；步骤二：逻辑化构件组合成站场场景孪生体；步骤三：OPC协议接入数据，通过现场OPC协议接入SCADA系统的实时点位数据；步骤四：计算天然气即时流通状态，通过图形数据库和分布式PREGEL递归算法，实时动态计算出当前主供气系统中天然气即时流通状态；步骤五：即时流动状态的动态模拟，以动态模型构件材质变换方式在数字孪生体中就实现场景化呈现。2.根据权利要求1所述的天然气压气站与计量站流程数字孪生仿真用计算模型方法，其特征在于：所述步骤一中的计算模型包括有节点、边、消息和超迭代四个基本要素。3.根据权利要求2所述的天然气压气站与计量站流程数字孪生仿真用计算模型方法，其特征在于：所述节点均有全局唯一的ID，所述节点存在Active和Inactive两种状态，所述节点的状态可以决定算法是否结束。4.根据权利要求2所述的天然气压气站与计量站流程数字孪生仿真用计算模型方法，其特征在于：所述边可以被Assign一个属性，这个属性可以是边的权值等信息，所述边是有向的。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆继东，董美蓉，凌晖，岑权军，林子扬，冯东柄，刘畅，郭文杰，黄鑫，林海铭，
申请(专利权)人：广州元能智仿数字科技有限公司，
类型：发明
国别省市：