数据驱动的绿色数字孪生建造系统及方法技术方案

本发明专利技术属于智能化工程建设技术领域，公开了数据驱动的绿色数字孪生建造系统及方法，包括基于模型的系统工程方法进行封装的：模型平台，具有若干可视化模型和计算分析模型；数据平台，通过网关链接若干数据源，以获取包括生产大数据、施工大数据、运维大数据、传感网大数据、互联网大数据以及APP大数据；数字孪生空间，用于对模型进行融合；以及物理应用空间；并通过数字线程与各部分进行数据交换。本发明专利技术旨在实现数字孪生驱动的绿色智慧建造，大幅提升工程全生命周期的工作效率、节能率及风控能力。力。力。

【技术实现步骤摘要】
数据驱动的绿色数字孪生建造系统及方法


[0001]本专利技术属于智能化工程建设
，具体涉及数据驱动的绿色数字孪生建造系统及方法。

技术介绍

[0002]建筑自动化的发展历程，大致可以总结为四个阶段：单机(单系统)自动化，综合自动化，数字孪生自动化。融合了数字孪生和绿色节能技术的绿色数字孪生建造是未来建筑业转型升级的主流方向。中国建造和中国制造均面临着数字化、绿色化转型的历史命题，将对中国现代经济体系的构建起到关键作用。
[0003]全球第四次工业革命是以智能和绿色为核心特征的一场产业迭代升级，其产生的本质影响是提高生产能力、变革生产组织模式、变革能源利用方式。
[0004]系统思想是关于事物的整体性观念、相互联系的观念、演化发展的观念。即全面而不是片面的、联系的而不是孤立的、发展的而不是静止的看问题。在设计一个系统特别是像绿色智慧建造这样的复杂大系统时，首先需要进行系统分析(SA)。SA是在对系统问题现状及目标充分挖掘的基础上，运用建模及预测、优化、仿真、评价等方法，对系统的有关方面进行定性与定量相结合的分析，为决策者选择满意的系统方案提供决策依据的分析研究过程。复杂系统的建模、仿真、开发、应用、评价还需要建立在科学合理的方法基础上。现有建设工程中并不具备全生命周期的数字孪生系统，缺乏系统性的管理方法。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术存在的问题，本专利技术提供一种数据驱动的绿色数字孪生建造系统及方法，融合建造领域知识和行业特点和机器学习算法，采用数据驱动，提出数据驱动的数字孪生建造概念，是的复杂系统的建模、仿真、开发、应用、评价建立在科学合理的方法基础上。
[0006]本专利技术所采用的技术方案为：
[0007]第一方面，本专利技术提供一种数据驱动的绿色数字孪生建造系统，包括基于模型系统工程方法进行封装的：
[0008]模型平台，具有若干可视化模型和计算分析模型；
[0009]数据平台，通过网关链接若干数据源，以获取包括生产大数据、施工大数据、运维大数据、传感网大数据、互联网大数据以及APP大数据；
[0010]数字孪生空间，用于对模型进行融合；以及
[0011]物理应用空间；并通过数字线程与各部分进行数据交换。
[0012]结合第一方面，本专利技术提供第一方面的第一种实施方式，所述可视化模型包括三维几何模型、电气原理图、电子电路图、软件架构模型、系统架构设计模型；
[0013]并通过数字孪生空间将可视化模型与若干对应的计算分析模型融合，然后通过数据平台接入信息系统中在终端设备中进行展示和交互。
[0014]结合第一方面，本专利技术提供第一方面的第二种实施方式，计算分析模型中包括建造设备预测控制模型，该建造设备预测控制模型基于MAC算法建模。
[0015]结合第一方面，本专利技术提供第一方面的第三种实施方式，模型平台中还集成有深度强化学习算法，所述深度强化学习算法基于DDPG分布式深度强化学习算法。
[0016]结合第一方面，本专利技术提供第一方面的第四种实施方式，计算分析模型中包括集成建筑设备寿命预测模型，建筑设备寿命预测模型基于指数退化模型。
[0017]第二方面，本专利技术还提供一种数据驱动的绿色数字孪生建造系统，包括基于模型的系统工程方法进行封装的：模型平台，具有领域模型、系统模型以及分析模型；数据平台，通过网关链接若干数据源，以获取包括生产大数据、施工大数据、运维大数据、传感网大数据、互联网大数据以及APP大数据；数字孪生空间，用于对模型进行融合；以及物理应用空间；并通过数字线程与各部分进行数据交换。
[0018]结合第二方面，本专利技术提供第一方面的第一种实施方式，其中：
[0019]领域模型包括创建机械、电子、电气、网络、软件领域模型，用以对产品功能进行测试和验证，对产品需求进行确认，对产品性能进行预测和优化；
[0020]系统模型包括逻辑架构模型、功能架构模型、物理架构模型；
[0021]分析模型包括场景计算模型、工作流模型、行为模型。
[0022]第三方面，本专利技术提供一种数据驱动的绿色数字孪生建造方法，搭建上述的系统，搭建以云、网、边为核心组成要素的工程应用架构。
[0023]本专利技术的有益效果为：
[0024]本专利技术与当前建筑工业化的新需求密切相关，可为建筑工业化、绿色化发展提供可落地实施的技术方案，同时兼顾服务与管理，帮助建立优秀商业模式，打造可持续运营的建筑工业生态体系。
[0025]本专利技术提出的绿色数字孪生建造系统模型与技术方案也可纳入到数字孪生城市平台与系统中去，构建以绿色数字孪生建造为核心支柱的数字孪生城市系统，强化建筑工业化对城市发展的作用。
附图说明
[0026]图1是本专利技术的大数据驱动的数字孪生建造系统示意图；
[0027]图2是本专利技术的数据驱动的绿色数字孪生建造系统理论技术场景一体化机理模型；
[0028]图3是本专利技术的绿色数字孪生建造系统中数字平台的逻辑架构图；
[0029]图4是本专利技术的绿色数字孪生建造系统的工程应用架构图；
[0030]图5是本专利技术绿色数字孪生建造系统的预测控制算法模型示意图；
[0031]图6是本专利技术的数字孪生建造系统研发模型示意图；
[0032]图7是本专利技术实施例中基于NTN预测新关系方法示意图；
[0033]图8是本专利技术实施例中的建筑设备剩余寿命预测方法及模拟实验结果图；
[0034]图9是本专利技术实施中的绿色数字孪生建造系统模型在数字孪生城市中的应用示意图；
[0035]图10是本专利技术实施中的绿色数字孪生建造系统模型装配式建筑工程应用示意图。
具体实施方式
[0036]下面结合附图及具体实施例对本专利技术做进一步阐释。
[0037]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0038]因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
[0039]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0040]在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.数据驱动的绿色数字孪生建造系统，其特征在于：包括基于模型的系统工程方法进行封装的：模型平台，具有若干可视化模型和计算分析模型；数据平台，通过网关链接若干数据源，以获取包括生产大数据、施工大数据、运维大数据、传感网大数据、互联网大数据以及APP大数据；数字孪生空间，用于对模型进行融合；以及物理应用空间；并通过数字线程与各部分进行数据交换。2.根据权利要求1所述的数据驱动的绿色数字孪生建造系统，其特征在于：所述可视化模型包括三维几何模型、电气原理图、电子电路图、软件架构模型、系统架构设计模型；并通过数字孪生空间将可视化模型与若干对应的计算分析模型融合，然后通过数据平台接入信息系统中在终端设备中进行展示和交互。3.根据权利要求1所述的数据驱动的绿色数字孪生建造系统，其特征在于：计算分析模型中包括建造设备预测控制模型，该建造设备预测控制模型基于MAC算法建模。4.根据权利要求1所述的数据驱动的绿...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜明芳，张可文，张祥，戴岗岩，刘云佳，梅阳，
申请(专利权)人：杜明芳，
类型：发明
国别省市：