本发明专利技术提供的多模型融合的隧道施工风险预测方法、系统、装置及介质，该方法主要包括以下步骤：获取目标隧道的勘察信息以及基础信息，根据勘察信息以及基础信息构建目标隧道的设计模型；获取目标隧道的施工数据，根据施工数据构建目标隧道的实际施工模型；将设计模型的模型数据进行融合得到第一融合数据，将实际施工模型进行融合得到第二融合数据，根据第一融合数据以及第二融合数据进行叠加分析，得到隧道变形偏差值；根据变形偏差值进行风险预测，并将风险预测结果进行可视化显示；方法可以将数据统一进行分析处理，节省人力物力，并且显著提高隧道工程管理效率，保障隧道施工安全，可广泛应用于隧道工程技术领域。可广泛应用于隧道工程技术领域。可广泛应用于隧道工程技术领域。
【技术实现步骤摘要】
多模型融合的隧道施工风险预测方法、系统、装置及介质
[0001]本专利技术涉及隧道工程
，尤其是多模型融合的隧道施工风险预测方法、系统、装置及介质。
技术介绍
[0002]针对隧道工程施工难度大、风险因素多，传统的隧道监控及风险预警手段已无法满足当前综合管理和综合分析的需要。近年来，基于多种建模手段的三维模型及其带来的信息化管理手段已广泛应用于工程建设的各个细分领域。且建设行业内围绕人工智能、多技术融合等关键技术不断探索迭代，如3D激光扫描测量技术已在隧道建设中广泛使用，这些新技术可获取比较广的范围，比较高的精度及分辨率的测量和监测数据，实现了快速识别风险、及时预测风险、图像显示风险、有效控制风险的目标，提高了施工效率和工程质量。
[0003]在黑暗、封闭、潮湿等工作条件比较差的隧道施工环境中，采用传统的隧道监测方法如倒挂尺、收敛计、全站仪等进行隧道施工监测时，存在工作时间长、成本高、环境适应性差、效率低、精度低等缺点；传统的单点监测不能满足隧道工程，特别是软岩、深厚软土等不良地质隧道的整体变形监测，不能满足当前隧道工程建设的要求；且传统的安全风险监控手段也已无法满足当前综合管理和综合分析的需要。
[0004]三维建模及其带来的信息化、平台化管理手段，以及3D激光扫描测量技术等已应用于工程建设的多个方面，有效地促进了建设行业由粗放型管理向精细化管理的转变，从整体上提高了隧道工程的作业和管理效率，提升经济效益的同时也创造了更大的社会效益。但相关技术方案中隧道建设流程是这样的：规划、勘察、设计、施工、检测、竣工验收再到管养。各个阶段的数据信息资料主要在各个部门内部，如勘察单位具有工程地质模型资料，设计单位具有隧道设计资料及BIM模型，施工单位具有隧道施工监测数据等，各部门形成信息孤岛，没有将各种数据信息整合起来。
技术实现思路
[0005]有鉴于此，为至少部分解决上述技术问题或者缺陷之一，本专利技术实施例的目的在于提供一种基于多模型融合的隧道施工风险预测方法，以实现隧道施工信息化监测及安全风险管理；实施例还提供了能够实现这一方法的系统、装置以及存储介质。
[0006]一方面，本申请技术方案提供了多模型融合的隧道施工风险预测方法，包括以下步骤：
[0007]获取目标隧道的勘察信息以及基础信息，根据所述勘察信息以及所述基础信息构建所述目标隧道的设计模型，所述设计模型包括隧道三维模型、三维实景模型、形地质三维模型以及有限元三维分析模型；
[0008]获取所述目标隧道的施工数据，根据所述施工数据构建所述目标隧道的实际施工模型，所述实际施工模型包括点云数据三维模型以及BIM三维隧道实际模型；
[0009]将所述设计模型的模型数据进行融合得到第一融合数据，将所述实际施工模型进
行融合得到第二融合数据，根据所述第一融合数据以及所述第二融合数据进行叠加分析，得到隧道变形偏差值；
[0010]根据所述变形偏差值进行风险预测，并将风险预测结果进行可视化显示。
[0011]在本申请方案的一种可行的实施例中，所述将所述设计模型的模型数据进行融合得到第一融合数据，将所述实际施工模型进行融合得到第二融合数据，根据所述第一融合数据以及所述第二融合数据进行叠加分析，得到隧道变形偏差值这一步骤，包括一下步骤至少之一：
[0012]确定所述目标隧道超欠挖偏差；
[0013]确定所述目标隧道的变形几何偏差。
[0014]在本申请方案的一种可行的实施例中，所述确定所述目标隧道超欠挖偏差这一步骤，包括：
[0015]根据所述第一融合数据提取得到隧道设计断面，将所述隧道设计断面划分为第一多边形区域和第一圆弧区域；
[0016]根据所述第一多边形区域的面积以及所述第一圆弧区域的面积，确定隧道设计断面面积；
[0017]根据所述第二融合数据提取得到隧道实际断面，将所述隧道实际断面划分为第二多边形区域和第二圆弧区域；
[0018]根据所述第二多边形区域的面积以及所述第二圆弧区域的面积，确定隧道实际断面面积；
[0019]根据所述隧道设计断面面积与所述隧道实际断面面积的差值确定所述目标隧道超欠挖偏差。
[0020]在本申请方案的一种可行的实施例中，所述确定所述目标隧道的变形几何偏差这一步骤，包括：
[0021]根据所述第二融合数据构建实测点云曲面，并确定所述实测点云曲面中的第一坐标点；
[0022]根据所述第一融合数据构建设计模型曲面，并确定所述设计模型曲面中至少三个第二坐标点；
[0023]根据所述第二坐标点确定第一目标平面，确定所述第一坐标点在所述第一目标平面中对应的第三坐标点；
[0024]根据所述第一坐标点与第三坐标点的距离，确定所述变形几何偏差。
[0025]在本申请方案的一种可行的实施例中，所述根据所述变形偏差值进行风险预测，并将风险预测结果进行可视化显示这一步骤，包括以下步骤至少之一：
[0026]根据所述目标隧道超欠挖偏差确定所述目标隧道存在超挖，进行隧道补浆回填；
[0027]根据所述目标隧道超欠挖偏差确定所述目标隧道存在欠挖，进行隧道凿除处理。
[0028]在本申请方案的一种可行的实施例中，所述根据所述变形偏差值进行风险预测，并将风险预测结果进行可视化显示这一步骤，还包括：
[0029]根据所述变形几何偏差与预设变形阈值确定风险预警等级，根据所述风险预警等级得到所述风险预测结果。。
[0030]在本申请方案的一种可行的实施例中，所述获取所述目标隧道的施工数据，根据
所述施工数据构建所述目标隧道的实际施工模型这一步骤，包括：
[0031]通过3D激光扫描仪和/或全站仪获取测量数据，将所述测量数据进行坐标转换得到第一中间数据；
[0032]将所述第一中间数据进行点云数据处理得到所述点云数据三维模型。
[0033]另一方面，本申请技术方案还提供了多模型融合的隧道施工风险预测系统，该系统包括：
[0034]设计模型生成单元，用于获取目标隧道的勘察信息以及基础信息，根据所述勘察信息以及所述基础信息构建所述目标隧道的设计模型，所述设计模型包括隧道三维模型、三维实景模型、形地质三维模型以及有限元三维分析模型；
[0035]实际施工模型生成单元，用于获取所述目标隧道的施工数据，根据所述施工数据构建所述目标隧道的实际施工模型，所述实际施工模型包括点云数据三维模型以及BIM三维隧道实际模型；
[0036]偏差值计算单元，用于将所述设计模型的模型数据进行融合得到第一融合数据，将所述实际施工模型进行融合得到第二融合数据，根据所述第一融合数据以及所述第二融合数据进行叠加分析，得到隧道变形偏差值；
[0037]风险预测单元，用于根据所述变形偏差值进行风险预测，并将风险预测结果进行可视化显示。
[0038]另一方面，本申请技术方案还提供多模型融合的隧道施工风险预测装置，该设备包括：
[0039]至少一本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.多模型融合的隧道施工风险预测方法，其特征在于，包括以下步骤：获取目标隧道的勘察信息以及基础信息，根据所述勘察信息以及所述基础信息构建所述目标隧道的设计模型，所述设计模型包括隧道三维模型、三维实景模型、形地质三维模型以及有限元三维分析模型；获取所述目标隧道的施工数据，根据所述施工数据构建所述目标隧道的实际施工模型，所述实际施工模型包括点云数据三维模型以及BIM三维隧道实际模型；将所述设计模型的模型数据进行融合得到第一融合数据，将所述实际施工模型进行融合得到第二融合数据，根据所述第一融合数据以及所述第二融合数据进行叠加分析，得到隧道变形偏差值；根据所述变形偏差值进行风险预测，并将风险预测结果进行可视化显示。2.根据权利要求1所述的多模型融合的隧道施工风险预测方法，其特征在于，所述将所述设计模型的模型数据进行融合得到第一融合数据，将所述实际施工模型进行融合得到第二融合数据，根据所述第一融合数据以及所述第二融合数据进行叠加分析，得到隧道变形偏差值这一步骤，包括一下步骤至少之一：确定所述目标隧道超欠挖偏差；确定所述目标隧道的变形几何偏差。3.根据权利要求2所述的多模型融合的隧道施工风险预测方法，其特征在于，所述确定所述目标隧道超欠挖偏差这一步骤，包括：根据所述第一融合数据提取得到隧道设计断面，将所述隧道设计断面划分为第一多边形区域和第一圆弧区域；根据所述第一多边形区域的面积以及所述第一圆弧区域的面积，确定隧道设计断面面积；根据所述第二融合数据提取得到隧道实际断面，将所述隧道实际断面划分为第二多边形区域和第二圆弧区域；根据所述第二多边形区域的面积以及所述第二圆弧区域的面积，确定隧道实际断面面积；根据所述隧道设计断面面积与所述隧道实际断面面积的差值确定所述目标隧道超欠挖偏差。4.根据权利要求2所述的多模型融合的隧道施工风险预测方法，其特征在于，所述确定所述目标隧道的变形几何偏差这一步骤，包括：根据所述第二融合数据构建实测点云曲面，并确定所述实测点云曲面中的第一坐标点；根据所述第一融合数据构建设计模型曲面，并确定所述设计模型曲面中至少三个第二坐标点；根据所述第二坐标点确定第一目标平面，确定所述第一坐标点在所述第一目标平面中对应的第三坐标点；根据所述第一坐标点与第三坐标点的距离，确定所述变形几何偏差。5.根据权利要求3所示的多模型融合的隧道施工风险预测方法，其特征在于，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋英礼，
申请(专利权)人：广东交通职业技术学院，
类型：发明
国别省市：
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