[发明专利]一种基于动态模拟的施工风险预警系统及方法

说明书

本发明涉及一种基于动态模拟的施工风险预警系统及方法。预警系统至少包括数据采集平台、数字孪生平台和中央管控平台。数据采集平台通过设置在施工现场和/或远程的信息收集设备实时采集施工现场中的特征数据，并传输至数字孪生平台和中央管控平台。数字孪生平台基于施工现场的原始数据建立对应的三维模型，并利用特征数据对三维模型进行更新，并通过配置的显示单元对建立的三维模型进行展示。中央管控平台对特征数据进行分析，在分析结果为存在风险时，并将分析结果传输至数字孪生平台。数字孪生平台生成对应分析结果的危险提示模型，并将危险提示模型传输至显示单元对即将出现的危险进行可视化展示。

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，尤其涉及一种基于动态模拟的施工风险预警系统及方法。

背景技术

目前，城市化建设进入新时期，即，在进行新的土建施工时，施工现场周围大多存在不可拆除的既有建筑，在施工时既要确保新建工程的安全进行，也要保证新建工程不能影响既有建筑的结构安全。例如在进行地下管道铺设，或修建地铁车站时，需要避免对地表的高楼，道路或者地下的既有市政管道(污水管道，天然气管道)照成破坏。

现有技术在实际施工前，通过BIM技术的应用可以将二维的施工设计图纸转化为三维立体图像，以进行更加直观的展示，有助于施工现场开展施工教育。现有的BIM模型虽然可以对可能出现风险的区域进行标记，但缺少施工过程中风险区域的预测。在地下施工过程中，对施工安全的影响主要是土层的性质，而现有技术对施工过程风险评估方法主要是在正式施工前，通过有限元数值模拟进行分析，而用于模拟的土层参数主要是试验数据，无法真实反映施工现场的复杂条件以地下施工过程土层参数的实际变化。

公开号为CN105416343A的中国专利公开了一种轨道施工综合预警方法及系统，所述方法包括：分别采集施工监控管理系统中每一单项业务子系统的基本数据；采用工程可视化技术和地理信息系统GIS对所述基本数据进行数据融合，生成不同业务子系统的预警信息并将所述预警信息在电子地图上分别进行动态显示；对所述不同业务子系统的预警信息进行监控，获取不同业务子系统对应的预警值；将所述不同业务子系统对应的预警值分别与对应的预设阈值进行比较，若所述不同业务子系统对应的预警值大于对应的预设阈值时，则发出相应的预警信号。

现有技术通过将预警值与预设阈值进行比较以进行风险预警的方式至少存在以下不足：

现有技术对土体参数的监测常常包括振动监测，即预警值包括土体的振动值，但由于现有地下工程常常需要穿越高楼，道路等建筑下方的土体，以道路为例，当道路下方在土体在进行施工时，道路仍需保持正常的通畅，导致监测到的土体的振动值因为车辆行驶时带来的振动超过预设阈值从而引发误判。

针对现有技术之不足，本发明提供一种基于动态模拟的施工风险预警及方法。本发明的通过设置在施工现场和/或远程的信息收集设备实时采集施工现场中各实体的特征数据，并将特征数据分别传输至数字孪生平台和中央管控平台。数字孪生平台基于采集施工现场各实体的原始数据建立对应的三维模型，并根据特征数据对三维模型进行更新，从而实现对施工过程的动态模拟。中央管控平台利用大数据分析模型对特征数据进行分析，在分析结果为存在风险时，向处置部门发送风险预警以对风险进行处置，并且将分析结果传输至数字孪生平台以对即将出现的危险进行可视化展示。中央管控平台至少设置有第一风险分析模式和第二风险分析模式，其中，第一风险分析模式可以是指中央管控平台将特征数据与预设阈值进行比较，第二风险分析模式可以是指中央管控平台确定超过预设阈值的特征数据对应之实体是否存在风险。

此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于申请人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。

发明内容