【技术实现步骤摘要】
土木工程结构数字孪生建模方法
[0001]本专利技术属于土木工程领域，具体涉及一种土木工程结构数字孪生建模方法。
技术介绍
[0002]土木工程结构服役期间需承受复杂多样的外荷载作用和环境影响，各受力构件易发生性能劣化，存在安全隐患。为此，可以在重要结构上布设包含不同类型传感器的健康监测系统，结合传感器数据和结构模型来准确、实时地反馈结构的当前状态，此时一个精确且能实时更新的仿真模型具有重要意义。然而土木结构具有几何尺寸大、构件种类繁多、材料离散性大及边界条件模糊等特点，同时不确定性因素的广泛存在使得基于优化反演的模型更新方式（比如有限元模型修正）难以用于实际工程，存在计算量大、优化难收敛和实时性差等缺点，亟需探索新的模型建立方式，便于实现结构实体和仿真模型间的精确实时反馈。
[0003]数字孪生通过新一代信息技术对物理结构的组成、特征、功能和性能进行数字化定义和建模，从而实现结构在实际物理空间与虚拟数字空间的交互映射，并完成对真实结构的实时监控。数字孪生技术早期被定义为“信息镜像模型”，意为对结构物理实体的精确映射...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种土木工程结构数字孪生建模方法，其特征在于，基于结构信息化、信息模型化及信息数据化的原则构建包含物理孪生层、数字孪生层和信息沟通媒介的土木工程结构数字孪生体；在物理孪生层，在结构物理实体上布设传感设备，以实时获取并传输供数字孪生层使用的感知信息；在数字孪生层构建与结构物理实体相对应且实时更新的虚拟仿真模型；所述信息沟通媒介为实现结构物理实体与虚拟仿真模型之间信息传递的智能算法，以通过物理孪生层中获取的感知信息更新数字孪生层中虚拟仿真模型的模型参数；通过物理孪生层、数字孪生层和信息沟通媒介共同构成数字孪生体，以数字化的方式实现结构物理实体全生命周期多要素仿真；所述结构信息化为获取结构物理实体在设计、施工、维养过程中的相关信息以及所布设的传感设备获得的感知信息；所述信息模型化为基于获取的数据信息建立结构物理实体的虚拟仿真模型，通过模型的不断更新，作为对感知信息变化的反馈；所述信息数据化为将获取的所有结构信息数据化，基于数据化的结构信息，挖掘感知数据与结构参数之间的映射关系，反映结构特征，并通过挖掘出的结构特征以及得到的结构参数，使虚拟仿真模型朝着结构物理实体真实的服役状况去更新演化。2.根据权利要求1所述的土木工程结构数字孪生建模方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：在物理孪生层收集目标结构物理实体包括设计、施工图纸及维养记录的相关信息，结合传感设备现场获取的感知信息，作为建立虚拟仿真模型的信息来源；步骤2：根据物理孪生层中获取到的设计、施工数据信息建立结构物理实体的虚拟仿真模型，作为数字孪生层中虚拟仿真模型的初状态；步骤3：通过智能算法作为信息沟通媒介，实现物理孪生层与数字孪生层之间的即时...
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