基于数字孪生技术的施工过程安全风险管控系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于数字孪生技术的施工过程安全风险管控系统，包括：模型构建模块，用于基于数字孪生技术并结合地铁施工计划，构建仿真施工模型，并基于地铁施工过程中已采集的数据对仿真施工模型进行优化；风险评估模块，用于根据优化的仿真施工模型将施工现场划分为不同时刻下的子现场，并基于风险监控事件机制，对对应子现场进行风险事件评估；风险划分模块，用于基于评估结果确定同个时刻出现的的所有风险事件的综合等级，并将综合等级以及对应所有风险事件发到安全管控模块。便于对施工过程进行有效的安全风险管控。工过程进行有效的安全风险管控。工过程进行有效的安全风险管控。

【技术实现步骤摘要】
基于数字孪生技术的施工过程安全风险管控系统


[0001]本专利技术涉及安全风险管控
，特别涉及一种基于数字孪生技术的施工过程安全风险管控系统。

技术介绍

[0002]数据孪生以数字化方式拷贝一个物理对象，模拟对象在现实环境中的行为，对产品、制造过程乃至整个工厂进行虚拟仿真，目的是了解资产的状态、响应变化、改善业务运营和增加价值。
[0003]在地铁施工过程中，由于施工环境的不确定性，会导致在施工过程中出现各种不同的风险因素，导致施工过程中出现危险，因此，急需要可以对施工过程进行事先的安全管控，有效的缓解施工过程中带来的风险。
[0004]因此，本专利技术提出一种基于数字孪生技术的施工过程安全风险管控系统。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种基于数字孪生技术的施工过程安全风险管控系统，用以通过构建仿真施工模型，并进行优化，保证后续安全风险管控的可靠性，且通过对施工现场进行划分，并分别对每个子现场的数据信息进行风险事件评估，来确定风险等级，便于对施工过程进行有效的安全风险管控。
[0006]本专利技术提供一种基于数字孪生技术的施工过程安全风险管控系统，包括：模型构建模块，用于基于数字孪生技术并结合地铁施工计划，构建仿真施工模型，并基于地铁施工过程中已采集的数据对所述仿真施工模型进行优化；风险评估模块，用于根据优化的仿真施工模型将施工现场划分为不同时刻下的子现场，并基于风险监控事件机制，对对应子现场进行风险事件评估；风险划分模块，用于基于评估结果确定同个时刻出现的的所有风险事件的综合等级，并将综合等级以及对应所有风险事件发到安全管控模块。
[0007]优选的，还包括：第一采集模块，用于采集所述地铁施工过程中施工设备在已施工时刻的施工信息；第二采集模块，用于采集所述施工设备在已施工时刻进行施工之后的现场变化信息；信息组合模块，用于将同个已施工时刻的施工信息以及现场变化信息进行组合，得到已采集的数据。
[0008]优选的，所述第一采集模块，包括：施工部件确定单元，用于确定所述施工设备在对应需要施工时刻所执行的施工操作，并确定所述施工操作中的主要施工部件以及次要施工部件；主要部件采集单元，用于确定所述主要施工部件的施工属性，当所述施工属性与
施工伸展幅度关联时，控制设置在对应主要施工部件上的数个第一采集器件进行工作，来对所述主要施工部件的工作情况进行第一信息采集；其中，表示对应施工部件上第一采集器件的工作个数；表示对应主要施工部件的在需要施工时刻的施工伸展幅度；表示对应主要施工部件的总施工伸展幅度；表示对应主要施工部件实现总施工幅度时对应全开启第一采集器件的总个数；表示对的调整系数，且取值范围为[0.8，1.6]；次要部件采集单元，用于根据所述次要施工部件的施工属性，控制设置在所述次要施工部件的第二采集器件进行第二信息采集；施工信息获取单元，用于基于第一信息采集结果以及第二信息采集结果，得到对应需要施工时刻的施工信息。
[0009]优选的，第二采集模块，包括：图像采集单元，用于当所述施工设备在已施工时刻进行施工之后，采集所述地铁施工现场的内壁图像；温湿度采集单元，用于当所述施工设备在已施工时刻进行施工之后，采集所述地铁施工现场的温湿度信息；高度深度测量单元，用于当所述施工设备在已施工时刻进行施工之后，测量对应已施工时刻的地铁施工现场内壁上每个位置点的高度变化量以及深度变化量；信息组合单元，用于基于图像采集单元的采集结果、温湿度采集单元的采集结果、高度深度测量单元的测量结果，组合得到现场变化信息。
[0010]优选的，所述模型构建模块，包括：计划拆解单元，用于获取地铁施工计划，并对所述地铁施工计划进行时间段拆解，并结合每个时间段拆解计划中的施工计划参数；模型构建单元，用于基于数字孪生技术，构建得到仿真施工模型；数据提取单元，用于获取所述已采集的数据对应的已采集时刻，并分别提取每个已采集时刻的第一数据；组件确定单元，用于从所述仿真施工模型匹配与所述第一数据处于同个施工操作上的已采集的第一仿真数据，并确定所述第一仿真数据的参与仿真组件；组件调取单元，用于获取所述第一数据与第一仿真数据的不同数据，并从数据组件数据库中，调取与所述不同数据匹配的待渲染组件；优化单元，用于基于所述待渲染组件并结合所述参与仿真组件，对所述仿真施工模型进行优化。
[0011]优选的，所述风险评估模块，包括：子现场划分单元，用于按照所述地铁施工计划，将未优化的仿真施工模型划分为不同时刻下的初始子现场，并按照所述初始子现场的操作划分线，将优化的仿真施工模型划分为不同时刻下的优化子现场；
数据风险监控单元，用于获取优化子现场的采集数据，并基于风险监控事件机制，对所述采集数据进行数据风险监控；事件评估单元，用于根据监控结果，确定存在的风险事件，并进行评估。
[0012]优选的，所述风险划分模块，包括：事件定位单元，用于获取同个时刻出现的所有风险事件，并对实际时刻出现的风险事件以及仿真时刻出现的风险事件进行罗列，且在罗列结果中对对应同个时刻出现的每个风险事件的一致事件进行定位；结果确定单元，用于根据事件定位结果，确定同个时刻对应每个风险事件的定位表达；集合确定单元，用于获取相邻时刻中上一时刻的第一风险事件集合以及上一风险评估等级、下一时刻的第二风险事件集合；风险影响单元，用于基于所述上一时刻的风险事件集合以及上一风险评估等级，确定对下一时刻的风险影响因子；数组确定单元，用于基于评估结果确定所述下一时刻的第二风险事件集合中每个第二风险事件的风险等级，并对同属一个级别的风险等级进行划分，得到第二风险事件集合的风险数组；事件权重确定单元，用于基于所述定位表达，确定所述下一时刻中每个第二风险事件的出现概率以及基于地铁施工计划确定的每个第二风险事件的施工影响因子，并确定对应第二风险事件的事件权重；初始等级确定单元，用于按照所述风险数组以及每个第二风险事件的事件权重，确定所述第二风险事件集合的初始等级；等级调整单元，用于基于所述风险影响因子，对所述初始等级进行调整，得到综合等级；信息传输单元，用于将对应综合等级以及对应的所有风险事件传输到安全管控模块。
[0013]优选的，所述安全管控模块，包括：关系建立单元，用于建立同个时刻的综合等级以及对应所有风险事件的映射关系；事件识别单元，用于从识别数据库中调取与所述映射关系所匹配的所有风险事件的事件类型列表所匹配的识别指令对对应所有风险事件进行识别；第一提醒单元，用于基于识别结果确定识别等级，如果所述识别等级与综合等级一致，则按照与所述识别等级一致的管控指令下达到对应的施工现场端进行第一风险提醒；第二提醒单元，用于若所述识别等级低于综合等级，则根据所述识别等级与综合等级的第一偏离程度，从提醒数据库中调取提醒方式，并下发到施工现场端进行第二风险提醒；过程调取单元，用于若所述识别等级高于综合等级，则调取基于综合等级的第一分析过程以及基于识别等级的第二分析过程；特征获取单元，用于将所述第一分析过程与第二分析过程进行过程异常对比，获
取异常特征；重新确定单元，用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于数字孪生技术的施工过程安全风险管控系统，其特征在于，包括：模型构建模块，用于基于数字孪生技术并结合地铁施工计划，构建仿真施工模型，并基于地铁施工过程中已采集的数据对所述仿真施工模型进行优化；风险评估模块，用于根据优化的仿真施工模型将施工现场划分为不同时刻下的子现场，并基于风险监控事件机制，对对应子现场进行风险事件评估；风险划分模块，用于基于评估结果确定同个时刻出现的的所有风险事件的综合等级，并将综合等级以及对应所有风险事件发到安全管控模块。2.如权利要求1所述的基于数字孪生技术的施工过程安全风险管控系统，其特征在于，还包括：第一采集模块，用于采集所述地铁施工过程中施工设备在已施工时刻的施工信息；第二采集模块，用于采集所述施工设备在已施工时刻进行施工之后的现场变化信息；信息组合模块，用于将同个已施工时刻的施工信息以及现场变化信息进行组合，得到已采集的数据。3.如权利要求2所述的基于数字孪生技术的施工过程安全风险管控系统，其特征在于，所述第一采集模块，包括：施工部件确定单元，用于确定所述施工设备在对应需要施工时刻所执行的施工操作，并确定所述施工操作中的主要施工部件以及次要施工部件；主要部件采集单元，用于确定所述主要施工部件的施工属性，当所述施工属性与施工伸展幅度关联时，控制设置在对应主要施工部件上的数个第一采集器件进行工作，来对所述主要施工部件的工作情况进行第一信息采集；其中，表示对应施工部件上第一采集器件的工作个数；表示对应主要施工部件的在需要施工时刻的施工伸展幅度；表示对应主要施工部件的总施工伸展幅度；表示对应主要施工部件实现总施工幅度时对应全开启第一采集器件的总个数；表示对的调整系数，且取值范围为[0.8，1.6]；次要部件采集单元，用于根据所述次要施工部件的施工属性，控制设置在所述次要施工部件的第二采集器件进行第二信息采集；施工信息获取单元，用于基于第一信息采集结果以及第二信息采集结果，得到对应需要施工时刻的施工信息。4.如权利要求2所述的基于数字孪生技术的施工过程安全风险管控系统，其特征在于，第二采集模块，包括：图像采集单元，用于当所述施工设备在已施工时刻进行施工之后，采集所述地铁施工现场的内壁图像；温湿度采集单元，用于当所述施工设备在已施工时刻进行施工之后，采集所述地铁施工现场的温湿度信息；高度深度测量单元，用于当所述施工设备在已施工时刻进行施工之后，测量对应已施
工时刻的地铁施工现场内壁上每个位置点的高度变化量以及深度变化量；信息组合单元，用于基于图像采集单元的采集结果、温湿度采集单元的采集结果、高度深度测量单元的测量结果，组合得到现场变化信息。5.如权利要求1所述的基于数字孪生技术的施工过程安全风险管控系统，其特征在于，所述模型构建模块，包括：计划拆解单元，用于获取地铁施工计划，并对所述地铁施工计划进行时间段拆解，并结合每个时间段拆解计划中的施工计划参数；模型构建单元，用于基于数字孪生技术，构建得到仿真施工模型；数据提取单元，用于获取所述已采集的数据对应的已采集时刻，并分别提取每个已采集时刻的第一数据；组件确定单元，用于从所述仿真施工模型匹配与所述第一数据处于同个施工操作上的已采集的第一仿真数据，并确定所述第一仿真数据的参与仿真组件；组件调取单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹玉新，王晓明，李金武，何佳，刘学生，孙宏江，乔志华，程李，赵凌露，张龙，
申请(专利权)人：中电建铁路建设投资集团有限公司，
类型：发明
国别省市：