一种基于数字孪生技术的海上应急预案推演系统及方法技术方案

本申请公开了一种基于数字孪生技术的海上应急预案推演系统及方法，其中系统包括：构建模块和推演模块；构建模块用于构建目标海域的数字孪生模型；推演模块用于基于数字孪生模型进行海上应急预案推演。本申请通过数字孪生技术，还原目标海域真实场景，通过历史数据模还原事故发生状况；还可以通过手动输入预想数据，来对可能发生的事故进行提前推演，更好地规划应急措施。规划应急措施。规划应急措施。

【技术实现步骤摘要】
一种基于数字孪生技术的海上应急预案推演系统及方法


[0001]本申请涉及海洋应急领域，具体涉及一种基于数字孪生技术的海上应急预案推演系统及方法。

技术介绍

[0002]海洋作为事故频发地带，因其地形、环境等诸多因素，导致救援困难的情况时有发生。沉船、坠机等灾难性事故，如果不能及时做出反应，将导致无法挽回的损失。而在工业4.0、工业互联网的大背景下，随着数字孪生技术日益成熟，可以事先在构建的模型中进行灾难预想，设计救援措施，还可以根据历史数据来模型失败救援场景，优化救援方案，为日后的行动提供参考。

技术实现思路

[0003]本申请采用数字孪生技术，最大程度还原目标海域情况，实时推演可能发生的紧急情况，将事故发生概率降至最低。
[0004]为实现上述目的，本申请公开了一种基于数字孪生技术的海上应急预案推演系统，包括：构建模块和推演模块；
[0005]所述构建模块用于构建目标海域的数字孪生模型；
[0006]所述推演模块用于基于所述数字孪生模型进行海上应急预案推演。
[0007]优选的，所述构建模块包括：数据采集单元、模型构建单元、三维模型动态化单元和数字孪生模型构建单元；
[0008]所述数据采集单元用于采集目标海域的参数数据；
[0009]所述模型构建单元用于基于所述参数数据构建目标海域的静态三维模型；
[0010]所述三维模型动态化单元用于基于所述静态三维模型实现目标海域的动态建模，得到动态三维模型；
[0011]所述数字孪生模型构建单元用于基于所述动态三维模型，构建孪生数字模型。
[0012]优选的，所述数据采集单元包括：环境数据获取装置和海面数据获取装置；
[0013]所述环境数据获取装置用于采集目标海域的环境数据；
[0014]所述海面数据获取装置用于采集目标海域的海面数据。
[0015]优选的，所述模型构建单元包括：绘制装置、构建装置；
[0016]所述绘制装置用于根据所述环境数据和所述海面数据绘制模型图；
[0017]所述构建装置用于基于所述模型图制作所述静态三维模型。
[0018]优选的，所述三维模型动态化单元包括：驱动装置和引擎装置；
[0019]所述驱动装置用于驱动所述静态三维模型；
[0020]所述引擎装置用于对被驱动的所述静态三维模型进行实时渲染，实现动态光源展示、设备部件状态和位置动态显示,得到所述动态三维模型。
[0021]优选的，所述数字孪生模型构建单元包括：接收装置和同步装置；
[0022]所述接收装置用于接收目标海域的实时数据；
[0023]所述同步装置用于将所述实时数据同步至所述动态三维模型，完成所述孪生数字模型的构建。
[0024]优选的，所述推演模块包括：历史数据库和输入单元；
[0025]所述历史数据库用于提供目标海域的历史事件数据；
[0026]所述输入单元用于将所述历史时间数据输入至所述孪生数字模型，进行推演。
[0027]本申请还提供了一种基于数字孪生技术的海上应急预案推演方法，步骤包括：
[0028]构建目标海域的数字孪生模型；
[0029]基于所述数字孪生模型进行海上应急预案推演。
[0030]与现有技术相比，本申请的有益效果如下：
[0031]本申请通过数字孪生技术，还原目标海域真实场景，通过历史数据模还原事故发生状况；还可以通过手动输入预想数据，来对可能发生的事故进行提前推演，更好地规划应急措施。
附图说明
[0032]为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0033]图1为本申请实施例的系统结构示意图；
[0034]图2为本申请实施例的方法流程示意图。
具体实施方式
[0035]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，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
[0036]为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。
[0037]实施例一
[0038]如图1所示，为本申请实施例的系统结构示意图，包括：构建模块和推演模块；构建模块用于构建目标海域的数字孪生模型；推演模块用于基于数字孪生模型进行海上应急预案推演。
[0039]其中，构建模块包括：数据采集单元、模型构建单元、三维模型动态化单元和数字孪生模型构建单元；数据采集单元用于采集目标海域的参数数据；模型构建单元用于基于参数数据构建目标海域的静态三维模型；三维模型动态化单元用于基于静态三维模型实现目标海域的动态建模，得到动态三维模型；数字孪生模型构建单元用于基于动态三维模型，构建孪生数字模型。
[0040]此外，数据采集单元包括：环境数据获取装置和海面数据获取装置；环境数据获取装置用于采集目标海域的环境数据；海面数据获取装置用于采集目标海域的海面数据。模
型构建单元包括：绘制装置、构建装置；绘制装置用于根据环境数据和海面数据绘制模型图；构建装置用于基于模型图制作静态三维模型。三维模型动态化单元包括：驱动装置和引擎装置；驱动装置用于驱动静态三维模型；引擎装置用于对被驱动的静态三维模型进行实时渲染，实现动态光源展示、设备部件状态和位置动态显示,得到动态三维模型。数字孪生模型构建单元包括：接收装置和同步装置；接收装置用于接收目标海域的实时数据；同步装置用于将实时数据同步至动态三维模型，完成孪生数字模型的构建。推演模块包括：历史数据库和输入单元；历史数据库用于提供目标海域的历史事件数据；输入单元用于将历史时间数据输入至孪生数字模型，进行推演。
[0041]实施例二
[0042]下面将结合本实施例详细说明本申请如何解决实际生活中的技术问题。
[0043]在本实施例中，模型构建采用Maya软件，在获取目标海域的环境数据和海面数据后，绘制装置依据上述数据采用CAD制图进行模型图的绘制，之后构建装置利用3D引擎根据模型图进行模型制作，得到实体静态三维模型。
[0044]在本实施例中，还设计了一个模型管理库用于收录制作的各种模型，以方便后续随时可以调取。本实施例以三维可视化方式实现目标海域的动态建模。最后，驱动装置运用UE4引擎单元对静态三维模型实时渲染；并根据物理时间，实现动态光源展示、海面状态和环境动态展示，得到动态三维模型。此外，本实施例还设计了一个感知模块，用于当目标海域的状态发生变化时，通过感知模块实时感知目标海域的状态信息，将状态信息传输至构建好的动态三维模型中，完成数字孪生本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于数字孪生技术的海上应急预案推演系统，其特征在于，包括：构建模块和推演模块；所述构建模块用于构建目标海域的数字孪生模型；所述推演模块用于基于所述数字孪生模型进行海上应急预案推演。2.根据权利要求1所述的基于数字孪生技术的海上应急预案推演系统，其特征在于，所述构建模块包括：数据采集单元、模型构建单元、三维模型动态化单元和数字孪生模型构建单元；所述数据采集单元用于采集目标海域的参数数据；所述模型构建单元用于基于所述参数数据构建目标海域的静态三维模型；所述三维模型动态化单元用于基于所述静态三维模型实现目标海域的动态建模，得到动态三维模型；所述数字孪生模型构建单元用于基于所述动态三维模型，构建孪生数字模型。3.根据权利要求2所述的基于数字孪生技术的海上应急预案推演系统，其特征在于，所述数据采集单元包括：环境数据获取装置和海面数据获取装置；所述环境数据获取装置用于采集目标海域的环境数据；所述海面数据获取装置用于采集目标海域的海面数据。4.根据权利要求3所述的基于数字孪生技术的海上应急预案推演系统，其特征在于，所述模型构建单元包括：绘制装置、构建装置；所述绘制装置用于根据所述环境数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：索永峰，杨神化，陈国权，
申请(专利权)人：集美大学，
类型：发明
国别省市：