一种数字孪生城市道路的构建系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及道路构建领域，且公开了一种数字孪生城市道路的构建系统及方法，所述系统包括：中控模块，用于作为管理指令的总控端，生成运行日志，编辑并输出调度指令；数据采集模块，用于对接图像拍摄设备，接收设备所提交的道路采集图像；数据处理模块，用于对道路采集图像进行预处理和清洗，获取地貌特征

【技术实现步骤摘要】
一种数字孪生城市道路的构建系统及方法


[0001]本专利技术涉及道路构建
，具体为一种数字孪生城市道路的构建系统及方法
。

技术介绍

[0002]数字孪生技术是以数字化方式创建物理实体的虚拟实体，借助历史数据
、
实时数据以及算法模型等，模拟
、
验证
、
预测
、
控制物理实体全生命周期过程的技术手段，在道路建设方面，数字孪生技术可以迅速搭建交通出行三维场景，实时呈现海量动态性交通信息；但是现有的数字孪生城市道路的构建系统及方法在应用过程中，还存在问题：
1、
对仿真模型的构建完成度不足，难以将规划数据与现实数据进行关联，以同类异常事件作为参考训练值，具有一定局限性，在三维虚拟空间中难以实现对交通管理控制的有效仿真模拟，准确性不足，难以有效实现在虚拟空间中对现实道路规划的预测分析；
2、
难以自适应的调整模型的运行参数，用户难以及时掌握当前运行参数的最佳状态，难以自动推进道路构建的进度，实施过程较不灵活
。

技术实现思路

[0003]针对现有技术所存在的上述缺点，本专利技术提供了一种数字孪生城市道路的构建系统及方法，能够有效地解决现有技术对仿真模型的构建完成度不足，难以将规划数据与现实数据进行关联，以同类异常事件作为参考训练值，具有一定局限性，在三维虚拟空间中难以实现对交通管理控制的有效仿真模拟，准确性不足，难以有效实现在虚拟空间中对现实道路规划的预测分析，难以自适应的调整模型的运行参数，用户难以及时掌握当前运行参数的最佳状态，难以自动推进道路构建的进度，实施过程较不灵活的问题
。
[0004]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现，本专利技术公开了一种数字孪生城市道路的构建系统，包括：中控模块，用于作为管理指令的总控端，生成运行日志，编辑并输出调度指令；数据采集模块，用于对接图像拍摄设备，接收设备所提交的道路采集图像；数据处理模块，用于对道路采集图像进行预处理和清洗，获取地貌特征
、
交通流量特征和建筑分布特征；模型构建模块，用于通过数字孪生技术将所获取的特征数据转化为三维模型；道路规划模块，用于根据所转化三维模型进行待建设道路的规划，输出道路布局参数，输入三维模型；模拟运行模块，用于接收定义数据，作为影响参数介入三维模型内进行模拟运行；索引模块，用于分析现有模型参数的特定特征，对接物联网端的道路数据库内，抓取该特定特征群下的关联通行事件及其参数，作为影响参数导入模拟运行模块；导入模块，用于人工自定义通行事件及其参数，作为影响参数导入模拟运行模块；评估模块，用于对模拟运行模块的运行状态进行评估，依据评估表现，选择上调或
者下调影响参数的核心指标，直至到达最佳评估指标
。
[0005]更进一步地，所述道路规划模块在规划过程中，建立已建设道路的交通模型，以此交通模型为基础进行城市交通运营分析及评估，输出城市交通网络体系的可优化参数，对道路上车辆与行人的动态状况进行监测，根据监测数据对道路情况进行分析和判断，作为规划参照值
。
[0006]更进一步地，所述评估模块评估结果的计算分析通过平均绝对百分比误差算法体现模型拟合程度，直至输出结果，其评价指标的计算公式为：；式中，
M
代表评价指标参数，
n
代表数据个数，
K
代表真实值，
Y
代表预测值
。
[0007]更进一步地，所述评估模块的评估指标包括：交通拥堵情况
、
道路承载能力
、
交通污染情况
、
资源消耗情况和建设周期
。
[0008]更进一步地，所述道路规划模块通过无线网络交互连接有核验模块，所述核验模块用于获取道路规划模块已经确定路段方案，进行验证后，将通过验证的数据的访问权限开放
。
[0009]更进一步地，所述核验模块通过无线网络交互连接有公示模块，所述公示模块用于将核验模块所开放的数据方案进行集中展示，展示内容包括：道路建设周期
、
道路分布位置和交通标志设置
。
[0010]更进一步地，所述公示模块通过无线网络交互连接有汇总模块，所述汇总模块用于提供公众意见上传接口，获取意见数据特征后将所获取参数进行归类汇总，提交至管理端
。
[0011]更进一步地，所述中控模块与数据采集模块通过无线网络交互连接，所述数据采集模块与数据处理模块通过无线网络交互连接，所述数据处理模块与模型构建模块通过无线网络交互连接，所述模型构建模块与道路规划模块通过无线网络交互连接，所述模拟运行模块与索引模块
、
导入模块和评估模块通过无线网络交互连接
。
[0012]一种数字孪生城市道路的构建方法，包括以下步骤：步骤1：获取待建设区域中的已建设道路和待建设道路区域的图像数据，进行图像处理后，转化为机器可读数据；步骤2：依据转化数据生成基础三维模型，输出规划意见，对道路进行规划，并在模型上实时展示；步骤3：获取已经规划路段的可关联现实路段信息，获取其异常事件参数或者自定义导入异常事件参数，作为模拟运行期间的影响干扰值，并且运行模型，获取模拟结果；步骤4：评估模型模拟结果，并调整影响干扰值，重新运行模型；步骤5：获取最终模型参数，输出数据方案并公示
。
[0013]采用本专利技术提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果，本专利技术通过利用数字孪生技术构建三维模型，将规划数据所关联的现实道路数据进行索引，分析其运行过程中实际出现的异常事件，作为训练值，进而提升最终运行数据的准确性，使得规划数据的合理性上升，并且也可人工导入参数进行调整，降低使用局限性
。
[0014]本专利技术通过自适应调整运行参数的措施，自动使模型的运行到达最佳状态，使得
用户可快速分析当前规划方案的可实施性，帮助用户进行修正，并且可提供公示措施，将道路规划方案展示给公众，征求公众意见和建议，增加公众参与度的同时，获取规划意见，扩展参考池
。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图
。
[0016]图1为一种数字孪生城市道路的构建系统的框架示意图；图中的标号分别代表，
1、
中控模块；
2、
数据采集模块；
3、
数据处理模块；
4、
模型构建模块；
5、
道路规划模块；
6、
模拟运行模块；
7、
索引模块；
8、
导入模块；
9、
评本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种数字孪生城市道路的构建系统，其特征在于，包括：中控模块（1），用于作为管理指令的总控端，生成运行日志，编辑并输出调度指令；数据采集模块（2），用于对接图像拍摄设备，接收设备所提交的道路采集图像；数据处理模块（3），用于对道路采集图像进行预处理和清洗，获取地貌特征
、
交通流量特征和建筑分布特征；模型构建模块（4），用于通过数字孪生技术将所获取的特征数据转化为三维模型；道路规划模块（5），用于根据所转化三维模型进行待建设道路的规划，输出道路布局参数，输入三维模型；模拟运行模块（6），用于接收定义数据，作为影响参数介入三维模型内进行模拟运行；索引模块（7），用于分析现有模型参数的特定特征，对接物联网端的道路数据库内，抓取该特定特征群下的关联通行事件及其参数，作为影响参数导入模拟运行模块（6）；导入模块（8），用于人工自定义通行事件及其参数，作为影响参数导入模拟运行模块（6）；评估模块（9），用于对模拟运行模块（6）的运行状态进行评估，依据评估表现，选择上调或者下调影响参数的核心指标，直至到达最佳评估指标
。2.
根据权利要求1所述的一种数字孪生城市道路的构建系统，其特征在于，所述道路规划模块（5）在规划过程中，建立已建设道路的交通模型，以此交通模型为基础进行城市交通运营分析及评估，输出城市交通网络体系的可优化参数，对道路上车辆与行人的动态状况进行监测，根据监测数据对道路情况进行分析和判断，作为规划参照值
。3.
根据权利要求1所述的一种数字孪生城市道路的构建系统，其特征在于，所述评估模块（9）评估结果的计算分析通过平均绝对百分比误差算法体现模型拟合程度，直至输出结果，其评价指标的计算公式为：；式中，
M
代表评价指标参数，
n
代表数据个数，
K
代表真实值，
Y
代表预测值
。4.
根据权利要求1所述的一种数字孪生城市道路的构建系统，其特征在于，所述评估模块（9）的评估指标包括：交通拥堵情况
、
道路承载能力
、
交通污染情况
、
资源消耗情况和建设周期
。5.
根据权利要求1所述的一种数字孪生城市道路的构建系统，其特征在于，所述道路规划模块（5）通过无...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘会军，罗玲玲，
申请(专利权)人：乘木科技珠海有限公司，
类型：发明
国别省市：