CN113345095A - 一种基于数字孪生的革命文物残损监测与预警方法及系统 - Google Patents

一种基于数字孪生的革命文物残损监测与预警方法及系统 Download PDF

Info

Publication number
CN113345095A
CN113345095A CN202110600691.9A CN202110600691A CN113345095A CN 113345095 A CN113345095 A CN 113345095A CN 202110600691 A CN202110600691 A CN 202110600691A CN 113345095 A CN113345095 A CN 113345095A
Authority
CN
China
Prior art keywords
revolutionary
data
cultural
physical
monitoring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202110600691.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113345095B (zh
Inventor
卢世主
郭雨晴
申敏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhan University of Technology WUT
Original Assignee
Wuhan University of Technology WUT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuhan University of Technology WUT filed Critical Wuhan University of Technology WUT
Priority to CN202110600691.9A priority Critical patent/CN113345095B/zh
Publication of CN113345095A publication Critical patent/CN113345095A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113345095B publication Critical patent/CN113345095B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T17/00—Three dimensional [3D] modelling, e.g. data description of 3D objects
    • G06T17/20—Finite element generation, e.g. wire-frame surface description, tesselation
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/10—Geometric CAD
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
    • G06F30/23—Design optimisation, verification or simulation using finite element methods [FEM] or finite difference methods [FDM]
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/20—Administration of product repair or maintenance
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T19/00—Manipulating 3D models or images for computer graphics
    • G06T19/006—Mixed reality
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00—Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/18—Status alarms
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
    • Y02A90/10—Information and communication technologies [ICT] supporting adaptation to climate change, e.g. for weather forecasting or climate simulation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Computer Graphics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Entrepreneurship & Innovation (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

本申请实施例中提供了一种基于数字孪生的革命文物残损监测与预警方法及系统，所述系统包括：虚拟革命文物模块、测控模块、系统服务器和应用服务模块，所述系统服务器接收测控模块实时捕捉的物理革命文物不同层次化的变化数据；将变化数据进行更新，实时根据更新的变化数据更新所述虚拟革命文物，并将变化数据发送至应用服务模块的状态监测服务和残损预警服务；接收应用服务模块上传的监测与预警调整数据，与所述虚拟革命文物进行交互反馈，重置所述测控模块参数数据改进对所述物理革命文物的监测与预警。实现了革命文物全状态实时化和可视化监测，相关工作人员在系统中能全面、准确获取革命文物的残损状态，降低革命文物的维护和修复成本。

Description

一种基于数字孪生的革命文物残损监测与预警方法及系统
技术领域
本申请涉及革命文物残损监测与预警领域，尤其涉及一种基于数字孪生的 革命文物残损监测与预警方法及系统。
背景技术
由于自然和人为因素的影响，革命文物及其周围环境的变化无时无刻都在 发生，如何实现革命文物全面、高效、实时、智能化的监测是革命文物保护的 关键问题。
陕西圆周率文教科技有限公司闫梦若等人的发明利用数字化的方式对不 可移动文物的裂缝进行监测(CN 109579709 A)，通过控制平台、数据采集模 块和服务端模块将监测到的裂缝信息进行对比分析，并将分析结果发送至预警 信息判断模块，完成文物监测预警。。嘉应学院冯亚芬等人发明的一种无人值 守文物监测方法及装置(CN111695512A)，通过纹理特征、仿射变换和实例分 割等综合方法来提高文物监测的稳定性。
革命文物保护是一个系统性的工程，发明人在研究过程中发现，现有的技 术解决方案在一定程度上保障了革命文物重要承载机构的稳定性，但是无法对 突发状况进行实时观测。对于文物空间格局监测，现有的技术解决方案缺乏动 态变化过程的全状态实时化和可视化，维护人员只能获取预警信息，对于具体 的残损状况需要到达现场进行实际勘测，增加了文物维护成本和革命文物修护 的难度。现有文物残损监测的解决方案过于单向性，缺乏从全局角度对革命文 物各模型、数据进行有效的融合，缺乏处理结果与数据获取对象之间的实时交 互反馈。
发明内容
有鉴于此，本申请的目的是解决现有文物监测方式监测类型单一、缺乏全 状态实时化和可视化观测、维护和维修成本高、监测信息不全面、直观、监测 数据与监测对象缺乏交互反馈等问题，本申请实施例提供一种基于数字孪生的 革命文物残损监测与预警方法、装置及电子设备，至少部分解决现有技术中存 在的问题。
第一方面，本申请实施例提供了一种基于数字孪生的革命文物残损监测与 预警方法，所述方法包括：
根据物理革命文物构建革命文物虚拟实体，形成虚拟革命文物；
接收测控模块实时捕捉的物理革命文物不同层次化的变化数据；
将变化数据进行更新，实时根据更新的变化数据更新所述虚拟革命文物， 并将变化数据发送至应用服务模块的状态监测服务和残损预警服务；
接收应用服务模块上传的监测与预警调整数据，与所述虚拟革命文物进行 交互反馈，重置所述测控模块参数数据改进对所述物理革命文物的监测与预 警。
根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述虚拟革命文物包括几何模 型、物理模型、行为模型以及规则模型。
根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述构建革命文物虚拟实体，形 成虚拟革命文物的方法包括：
通过三维建模、三维激光扫描、航空摄影测量、GIS手段获得多源数据构 建革命文物的几何模型；
通过ANSYS对结构、材质、流体、天气、电场建模仿真分析，从宏观及微 观尺度进行动态的数学近似模拟与刻画，构建物理模型；
利用有限状态机、马尔可夫链、神经网络、复杂网络、基于本体的建模方 法进行行为模型的创建；
利用机器学习算法不断挖掘产生新规则构建规则模型。
根据本申请实施例的一种具体实现方式，该方法还包括对所述虚拟革命文 物的几何模型、物理模型、行为模型以及规则模型进行仿真，并存储处理仿真 数据。
根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述测控模块分别从单元级物理 实体、系统级物理实体和复杂系统级物理实体进行资源整合监测物理革命文 物。
根据本申请实施例的一种具体实现方式，采用调查研究法、类比法、归纳 法将物理革命文物进行层次级划分；
将革命文物各物件划分为所述单元级物理实体，组成红色革命文物的最小 单元；
将各物体组成的规划为革命文物区域划分为所述系统级物理实体；
将革命文物及周边环境、人群活动划分为复杂系统级物理实体。
根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述测控模块采集物理革命文物 的客观数据和深度数据；
所述客观数据为物理要素属性数据和动态过程数据；所述物理要素属性数 据包括规格、功能、性能和关系；所述动态过程数据为反映物理实体运行状况、 实时性能、环境参数、突发扰动的数据；
所述深度数据为人为因素的实时监测数据。
第二方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述 至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行前述第一方面或第一 方面的任一实现方式中的基于数字孪生的革命文物残损监测与预警方法。
第三方面，一种非暂态计算机可读存储介质，该非暂态计算机可读存储介 质存储计算机指令，该计算机指令用于使该计算机执行前述第一方面或第一方 面的任一实现方式中的基于数字孪生的革命文物残损监测与预警方法。
第四方面，本申请实施例还提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产 品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算程序，该计算机程序包括程 序指令，当该程序指令被计算机执行时，使该计算机执行前述第一方面或第一 方面的任一实现方式中的基于数字孪生的革命文物残损监测与预警方法。
第五方面，本申请实施例提供了一种基于数字孪生的革命文物残损监测与 预警系统，所述系统包括：
虚拟革命文物模块，所述虚拟革命文物模块根据物理革命文物构建革命文 物虚拟实体，形成虚拟革命文物；
测控模块，所述测控模块实时捕捉物理革命文物不同层次的变化数据，并 上传至系统服务器；
系统服务器，所述系统服务器，接收测控模块实时捕捉的物理革命文物不 同层次化的变化数据；将变化数据进行更新，实时根据更新的变化数据更新所 述虚拟革命文物，并将变化数据发送至应用服务模块的状态监测服务和残损预 警服务；接收应用服务模块上传的监测与预警调整数据，与所述虚拟革命文物 进行交互反馈，重置所述测控模块参数数据改进对所述物理革命文物的监测与 预警；以及
应用服务模块，所述应用服务器接收所述虚拟革命文物模块数据和系统服 务器数据，进行状态监测服务和残损预警服务，并将结果反馈至所述虚拟革命 文物模块和系统服务器，重置所述测控模块参数数据改进对所述物理革命文物 的监测与预警。
根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述系统服务器的数据中心存储 并处理物理实体数据、虚拟实体数据、服务数据、知识数据和融合衍生数据。
本申请实施例中的一种基于数字孪生的革命文物残损监测与预警方法及 系统，该系统包括虚拟革命文物模块，所述虚拟革命文物模块根据物理革命文 物构建革命文物虚拟实体，形成虚拟革命文物；测控模块，所述测控模块实时 捕捉物理革命文物不同层次的变化数据，并上传至系统服务器；系统服务器， 所述系统服务器，接收测控模块实时捕捉的物理革命文物不同层次化的变化数 据；将变化数据进行更新，实时根据更新的变化数据更新所述虚拟革命文物， 并将变化数据发送至应用服务模块的状态监测服务和残损预警服务；接收应用 服务模块上传的监测与预警调整数据，与所述虚拟革命文物进行交互反馈，重 置所述测控模块参数数据改进对所述物理革命文物的监测与预警；以及应用服 务模块，所述应用服务器接收所述虚拟革命文物模块数据和系统服务器数据， 进行状态监测服务和残损预警服务，并将结果反馈至所述虚拟革命文物模块和 系统服务器，重置所述测控模块参数数据改进对所述物理革命文物的监测与预 警。通过本申请的处理方案，实现了革命文物全状态实时化和可视化监测，相 关工作人员在系统中能全面、准确获取革命文物的残损状态，降低革命文物的 维护和修复成本。应用服务模块的开放性，为不同领域专家的构建了一条交流 的新通道，为革命文物残损预警应急方案的完善提供平台。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将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的前提下，还可 以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本申请实施例的一种基于数字孪生的革命文物残损监测与预警方 法的流程图；
图2为本申请实施例的基于数字孪生的革命文物残损监测与预警系统构 建方法框图；
图3为本申请实施例的虚拟革命文物构建方法流程图；
图4为本申请实施例的系统服务器数据中心构建流程图；
图5为本申请实施例的基于数字孪生的革命文物残损监测与预警系统数 据连接图；并且
图6为本申请实施例的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。
以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本 说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。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。本申请还可以通过另 外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不 同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是， 在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本申请 中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。 应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述 的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本申请，所属领域的技术人员 应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种 方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任 何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的 方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的 基本构想，图式中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数 目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意 的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所 属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。
数字孪生是实现物理对象在虚拟空间中真实数字镜像的一种手段，通过建 立物理空间与虚拟空间的双向映射，能够从虚拟空间中对物理实体的行为进行 同步的感知、监控、分析和预测,实现革命文物全要素数字化和虚拟化、全状 态实时化和可视化，形成物理维度上的实体世界和信息维度上的虚拟世界同生 共存、虚实交融的革命文物保护新模式。
接下来，参考附图，具体描述本申请实施例的基于数字孪生的革命文物残 损监测与预警方法及系统。
参见图1，本申请实施例提供的一种基于数字孪生的革命文物残损监测与 预警方法，包括：
S100：根据物理革命文物构建革命文物虚拟实体，形成虚拟革命文物；
S200：接收测控模块实时捕捉的物理革命文物不同层次化的变化数据；
S300：将变化数据进行更新，实时根据更新的变化数据更新所述虚拟革命 文物，并将变化数据发送至应用服务模块的状态监测服务和残损预警服务；
S400：接收应用服务模块上传的监测与预警调整数据，与所述虚拟革命文 物进行交互反馈，重置所述测控模块参数数据改进对所述物理革命文物的监测 与预警。
参见图2，本申请实施例提供的一种基于数字孪生的革命文物残损监测与 预警系统，包括：
虚拟革命文物模块，所述虚拟革命文物模块根据物理革命文物构建革命文 物虚拟实体，形成虚拟革命文物；
测控模块，所述测控模块实时捕捉物理革命文物不同层次的变化数据，并 上传至系统服务器；
系统服务器，所述系统服务器，接收测控模块实时捕捉的物理革命文物不 同层次化的变化数据；将变化数据进行更新，实时根据更新的变化数据更新所 述虚拟革命文物，并将变化数据发送至应用服务模块的状态监测服务和残损预 警服务；接收应用服务模块上传的监测与预警调整数据，与所述虚拟革命文物 进行交互反馈，重置所述测控模块参数数据改进对所述物理革命文物的监测与 预警；以及
应用服务模块，所述应用服务器接收所述虚拟革命文物模块数据和系统服 务器数据，进行状态监测服务和残损预警服务，并将结果反馈至所述虚拟革命 文物模块和系统服务器，重置所述测控模块参数数据改进对所述物理革命文物 的监测与预警。
在本申请实施例中，如图2所示，当物理革命文物1的数据发生变化，测 控模块3中的传感器设备将捕捉实时变化数据，把变化后的数据通过通信模块 协发送到系统服务器4，系统服务器4接收到变化数据，对数据进行更新，并 实时传输至虚拟革命文物2，虚拟革命文物2根据变化的数据更新矫正各类数 字模型。同时系统服务器4将动态数据组发送至应用服务模块5的状态监测服 务和残损预警服务，便于工作人员对物理革命文物的实时观测和残损预警服务 将对数据进行比对分析，若出现故障数据，残损预警服务将产生警报服务，生 成紧急预案。同时，应用服务模块5对系统做出的调整又将返回至系统服务器 4，并直接与虚拟革命文物2进行交互反馈，重置测控模块3参数数据，图5 是数据连接构建方法。
物理革命文物1是系统监测对象，对象的监测需根据功能进行层次化归 纳，从单元级物理实体、系统级物理实体和复杂系统级物理实体进行资源整合。 将革命文物各物件划分为单元级物理实体，组成红色革命文物的最小单元，将 各物体组成的规划为革命文物区域划分为系统级物理实体，将革命文物及周边 环境、人群活动可视为一个复杂系统级物理实体，是一个包括了信息流的综合 复杂系统。在实际构建过程中通过调查研究法、类比法、归纳法将收集特定对 象的第一手资料进行层次级划分，给革命文物一定的标签，为构建虚拟革命旧 址提供基础数据。
虚拟革命文物2包含了几何模型、物理模型、行为模型以及规则模型。几 何模型描述革命文物的几何参数与关系的三维模型，与革命文物实体具备良好 的时空一致性。物理模型是在几何模型的基础上增加了物理实体的物理属性、 约束及特征信息。行为模型描述了不同空间尺度下的物理实体的外部环境与干 扰以及内部运行机制作用下产生的实时响应及行为。规则模型包括基于历史关 联数据的规律规则，基于隐形知识总结的经验，以及相关领域的标准与规则等。 图3是虚拟革命文物实际构建方法，在实际的构建过程中，通过利用三维建模 软件、三维激光扫描、航空摄影测量、GIS手段获得多源数据构建红色文化革命遗址的几何模型。通过ANSYS对结构、材质、流体、天气、电场建模仿真分 析，从宏观及微观尺度进行动态的数学近似模拟与刻画。行为模型利用有限状 态机、马尔可夫链、神经网络、复杂网络、基于本体的建模方法进行行为模型 的创建，涉及问题模型、评估模型和决策模型。规则模型利用机器学习算法不 断挖掘产生新规则。
测控模块3分为两个部分：一个部分是革命文物实体客观数据采集，利用 温度传感、倾斜仪、应变计、位移计、X光探伤等传感器对包括环境温度、裂 缝宽度变化、墙体和柱子的倾斜角度、梁柱的变形、人群载荷对木结构的影响、 环境湿度、空气质量指标等反映物理实体运行状况、实时性能、环境参数、突 发扰动等的动态过程数据。第二个部分主要是通过深度采集传感器，采集人群 姿态信息、位置信息、状态信息，用作人为因素的实时监测。
系统服务器4主要用作数据存储与处理，主要包括革命文物实体数据、虚 拟革命文物数据、服务数据、历史数据、人群活动数据、知识数据等。图4 是系统服务器数据中心图，物理实体数据主要包括规格、功能、性能、关系等 的物理要素属性数据与反映物理实体运行状况、实时性能、环境参数、突发扰 动等的动态过程数据；虚拟实体数据主要包含几何尺寸、空间关系、位置等几 何模型相关数据，材料属性、载荷、特征等物理模型相关数据，驱动因素、环 境扰动、运行机制等行为模型相关数据，约束、规则、关联关系等规则模型相 关数据，以及基于上述模型开展的过程仿真、行为仿真、过程验证、评估、分 析、预测等的仿真数据；服务数据主要包括功能性服务相关数据(如算法、模 型、数据处理方法等)与服务性相关数据(如生产管理数据，产品管理数据、市 场分析数据等)；知识数据主要包括专家知识、行业标准、规则约束、推理推 论、常用算法库与模型库等；融合衍生数据是对以上数据进行数据转换、预处 理、分类、关联、集成、融合等相关处理后得到的衍生数据，通过融合物理实 况数据与多时空关联数据、历史统计数据、专家知识等信息数据得到信息物理 融合数据，从而反映更加全面与准确的信息，并实现信息的共享与增值。
应用服务模块5主要从服务维度将数字孪生应用过程中所需各类数据、模 型、算法、仿真、结果进行服务化封装，以工具组件、中间件、模块引擎等形 式支撑数字孪生内部功能运行与实现的功能行服务以及应用软件等形式生成 状态监测服务以及残损预警服务。
在本实施例中，通过构建虚拟革命文物，实现革命文物全状态实时化和可 视化监测。通过连接应用服务模块、测控模块与物理革命文物的数据传递，实 现残损预警预案的快速执行。通过构建基于数字孪生的应用服务模块，可实现 革命文物监测的可拓展平台。通过构建系统服务器数据中心，实现革命文物残 损的智能化监测。
参见图6，本申请实施例还提供了一种电子设备600，该电子设备包括：
至少一个处理器；以及，
与该至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
该存储器存储有可被该至少一个处理器执行的指令，该指令被该至少一个 处理器执行，以使该至少一个处理器能够执行前述方法实施例中的基于数字孪 生的革命文物残损监测与预警方法。
本申请实施例还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，该非暂态计算机 可读存储介质存储计算机指令，该计算机指令用于使该计算机执行前述方法实 施例中的基于数字孪生的革命文物残损监测与预警方法。
本申请实施例还提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括存储 在非暂态计算机可读存储介质上的计算程序，该计算机程序包括程序指令，当 该程序指令被计算机执行时，使该计算机执行前述方法实施例中的的基于数字 孪生的革命文物残损监测与预警方法。
下面参考图6，其示出了适于用来实现本申请实施例的电子设备600的结 构示意图。本申请实施例中的电子设备600可以包括但不限于诸如移动电话、 笔记本电脑、数字广播接收器、PDA(个人数字助理)、PAD(平板电脑)、 PMP(便携式多媒体播放器)、车载终端(例如车载导航终端)等等的移动终 端以及诸如数字TV、台式计算机等等的固定终端。图6示出的电子设备700 仅仅是一个示例，不应对本申请实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图6所示，电子设备60可以包括处理装置(例如中央处理器、图形处 理器等)601，其可以根据存储在只读存储器(ROM)602中的程序或者从存 储装置608加载到随机访问存储器(RAM)603中的程序而执行各种适当的动 作和处理。在RAM 603中，还存储有电子设备600操作所需的各种程序和数 据。处理装置601、ROM 602以及RAM603通过总线604彼此相连。输入/输 出(I/O)接口605也连接至总线604。
通常，以下装置可以连接至I/O接口605：包括例如触摸屏、触摸板、键 盘、鼠标、图像传感器、麦克风、加速度计、陀螺仪等的输入装置606；包括 例如液晶显示器(LCD)、扬声器、振动器等的输出装置607；包括例如磁带、 硬盘等的存储装置608；以及通信装置609。通信装置609可以允许电子设备 600与其他设备进行无线或有线通信以交换数据。虽然图中示出了具有各种装 置的电子设备600，但是应理解的是，并不要求实施或具备所有示出的装置。 可以替代地实施或具备更多或更少的装置。
特别地，根据本公开的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为 计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承 载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示 的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信装置609 从网络上被下载和安装，或者从存储装置608被安装，或者从ROM 602被安 装。在该计算机程序被处理装置601执行时，执行本申请实施例的方法中限定 的上述功能。
需要说明的是，本公开上述的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质 或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例 如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装 置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包 括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机 访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM 或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁 存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开中，计算机可读存储介质可 以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者 器件使用或者与其结合使用。而在本公开中，计算机可读信号介质可以包括在 基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代 码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号 或上述的任意合适的组合。计算机可读信号介质还可以是计算机可读存储介质 以外的任何计算机可读介质，该计算机可读信号介质可以发送、传播或者传输 用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可 读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：电线、 光缆、RF(射频)等等，或者上述的任意合适的组合。
上述计算机可读介质可以是上述电子设备中所包含的；也可以是单独存 在，而未装配入该电子设备中。
上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序 被该电子设备执行时，使得该电子设备：获取至少两个网际协议地址；向节点 评价设备发送包括所述至少两个网际协议地址的节点评价请求，其中，所述节 点评价设备从所述至少两个网际协议地址中，选取网际协议地址并返回；接收 所述节点评价设备返回的网际协议地址；其中，所获取的网际协议地址指示内 容分发网络中的边缘节点。
或者，上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多 个程序被该电子设备执行时，使得该电子设备：接收包括至少两个网际协议地 址的节点评价请求；从所述至少两个网际协议地址中，选取网际协议地址；返 回选取出的网际协议地址；其中，接收到的网际协议地址指示内容分发网络中 的边缘节点。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本公开的操作 的计算机程序代码，上述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如 Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或 类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用 户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远 程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机 的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域 网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计 算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图 中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、 或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应 当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图 中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执 行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的 是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合， 可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专 用硬件与计算机指令的组合来实现。
描述于本申请实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以 通过硬件的方式来实现。其中，单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本 身的限定，例如，第一获取单元还可以被描述为“获取至少两个网际协议地址 的单元”。
应当理解，本公开的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。
以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于 此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到 的变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围 应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于数字孪生的革命文物残损监测与预警方法，其特征在于，所述方法包括：
根据物理革命文物构建革命文物虚拟实体，形成虚拟革命文物；
接收测控模块实时捕捉的物理革命文物不同层次化的变化数据；
将变化数据进行更新，实时根据更新的变化数据更新所述虚拟革命文物，并将变化数据发送至应用服务模块的状态监测服务和残损预警服务；
接收应用服务模块上传的监测与预警调整数据，与所述虚拟革命文物进行交互反馈，重置所述测控模块参数数据改进对所述物理革命文物的监测与预警。
2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的革命文物残损监测与预警方法，其特征在于，所述虚拟革命文物包括几何模型、物理模型、行为模型以及规则模型；
所述构建革命文物虚拟实体，形成虚拟革命文物的方法包括：
通过三维建模、三维激光扫描、航空摄影测量、GIS手段获得多源数据构建革命文物的几何模型；
通过ANSYS对结构、材质、流体、天气、电场建模仿真分析，从宏观及微观尺度进行动态的数学近似模拟与刻画，构建物理模型；
利用有限状态机、马尔可夫链、神经网络、复杂网络、基于本体的建模方法进行行为模型的创建；
利用机器学习算法不断挖掘产生新规则构建规则模型。
3.根据权利要求2所述的一种基于数字孪生的革命文物残损监测与预警方法，其特征在于，该方法还包括对所述虚拟革命文物的几何模型、物理模型、行为模型以及规则模型进行仿真，并存储处理仿真数据。
4.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的革命文物残损监测与预警方法，其特征在于，所述测控模块分别从单元级物理实体、系统级物理实体和复杂系统级物理实体进行资源整合监测物理革命文物。
5.根据权利要求4所述的一种基于数字孪生的革命文物残损监测与预警方法，其特征在于，采用调查研究法、类比法、归纳法将物理革命文物进行层次级划分；
将革命文物各物件划分为所述单元级物理实体，组成红色革命文物的最小单元；
将各物体组成的规划为革命文物区域划分为所述系统级物理实体；
将革命文物及周边环境、人群活动划分为复杂系统级物理实体。
6.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的革命文物残损监测与预警方法，其特征在于，所述测控模块采集物理革命文物的客观数据和深度数据；
所述客观数据为物理要素属性数据和动态过程数据；所述物理要素属性数据包括规格、功能、性能和关系；所述动态过程数据为反映物理实体运行状况、实时性能、环境参数、突发扰动的数据；
所述深度数据为人为因素的实时监测数据。
7.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行前述权利要求1-6中任一项所述的基于数字孪生的革命文物残损监测与预警方法。
8.一种非暂态计算机可读存储介质，该非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，该计算机指令用于使该计算机执行前述权利要求1-6中任一项所述的基于数字孪生的革命文物残损监测与预警方法。
9.一种基于数字孪生的革命文物残损监测与预警系统，该系统基于前述权利要求1-6中任一项所述的基于数字孪生的革命文物残损监测与预警方法，所述系统包括：
虚拟革命文物模块，所述虚拟革命文物模块根据物理革命文物构建革命文物虚拟实体，形成虚拟革命文物；
测控模块，所述测控模块实时捕捉物理革命文物不同层次的变化数据，并上传至系统服务器；
系统服务器，所述系统服务器，接收测控模块实时捕捉的物理革命文物不同层次化的变化数据；将变化数据进行更新，实时根据更新的变化数据更新所述虚拟革命文物，并将变化数据发送至应用服务模块的状态监测服务和残损预警服务；接收应用服务模块上传的监测与预警调整数据，与所述虚拟革命文物进行交互反馈，重置所述测控模块参数数据改进对所述物理革命文物的监测与预警；以及
应用服务模块，所述应用服务器接收所述虚拟革命文物模块数据和系统服务器数据，进行状态监测服务和残损预警服务，并将结果反馈至所述虚拟革命文物模块和系统服务器，重置所述测控模块参数数据改进对所述物理革命文物的监测与预警。
10.根据权利要求9所述的一种基于数字孪生的革命文物残损监测与预警系统，其特征在于，所述系统服务器的数据中心存储并处理物理实体数据、虚拟实体数据、服务数据、知识数据和融合衍生数据。
CN202110600691.9A 2021-05-31 2021-05-31 一种基于数字孪生的革命文物残损监测与预警方法的系统 Active CN113345095B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110600691.9A CN113345095B (zh) 2021-05-31 2021-05-31 一种基于数字孪生的革命文物残损监测与预警方法的系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110600691.9A CN113345095B (zh) 2021-05-31 2021-05-31 一种基于数字孪生的革命文物残损监测与预警方法的系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113345095A true CN113345095A (zh) 2021-09-03
CN113345095B CN113345095B (zh) 2023-06-16

Family

ID=77472667

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110600691.9A Active CN113345095B (zh) 2021-05-31 2021-05-31 一种基于数字孪生的革命文物残损监测与预警方法的系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113345095B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114792404A (zh) * 2022-04-26 2022-07-26 北京大学 一种ar增强辅助修复控制平台、方法、介质和设备

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190102494A1 (en) * 2017-10-03 2019-04-04 Endurica, LLC System for tracking incremental damage accumulation
CN112530002A (zh) * 2020-12-10 2021-03-19 雷磊 一种文物虚拟仿真智慧修复方法及装置
CN112731887A (zh) * 2020-12-31 2021-04-30 南京理工大学 石化无人值守装卸线数字孪生智能监控系统及方法
CN112804484A (zh) * 2020-12-30 2021-05-14 航天恒星科技有限公司 一种基于时空信息的不可移动文物监测系统及方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190102494A1 (en) * 2017-10-03 2019-04-04 Endurica, LLC System for tracking incremental damage accumulation
CN112530002A (zh) * 2020-12-10 2021-03-19 雷磊 一种文物虚拟仿真智慧修复方法及装置
CN112804484A (zh) * 2020-12-30 2021-05-14 航天恒星科技有限公司 一种基于时空信息的不可移动文物监测系统及方法
CN112731887A (zh) * 2020-12-31 2021-04-30 南京理工大学 石化无人值守装卸线数字孪生智能监控系统及方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
P.JOUAN: "DIGITAL TWIN: A HBIM-BASED METHODOLOGY TO SUPPORT PREVENTIVE CONSERVATION OF HISTORIC ASSETS THROUGH HERITAGE SIGNIFICANCE AWARENESS", 《THE INTERNATIONAL ARCHIVES OF THE PHOTOGRAMMETRY, REMOTE SENSING AND SPATIAL INFORMATION SCIENCES》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114792404A (zh) * 2022-04-26 2022-07-26 北京大学 一种ar增强辅助修复控制平台、方法、介质和设备
CN114792404B (zh) * 2022-04-26 2022-11-15 北京大学 一种ar增强辅助修复控制平台、方法、介质和设备

Also Published As

Publication number Publication date
CN113345095B (zh) 2023-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Li et al. Geospatial big data handling theory and methods: A review and research challenges
Boddupalli et al. Improved visualization of infrastructure monitoring data using building information modeling
Sadhu et al. A review of data management and visualization techniques for structural health monitoring using BIM and virtual or augmented reality
Han et al. A BIM-IoT and intelligent compaction integrated framework for advanced road compaction quality monitoring and management
CN113806978A (zh) 基于bim-fem的桥梁结构数字孪生体及方法
CN113792453A (zh) 基于数字孪生的局部放电监测系统、方法和装置
CN117171842A (zh) 一种城市慢行桥梁健康监测与数字孪生系统
CN108363886A (zh) 基于深度学习的变形预测方法及系统
CN109543907B (zh) 一种复杂地形风资源评估方法及其装置
CN111259840A (zh) 土地占用预警方法、装置、设备和存储介质
CN116596321B (zh) 基于神经网络的建筑风险监测与评估方法和系统
Zhou et al. OutDet: an algorithm for extracting the outer surfaces of building information models for integration with geographic information systems
Lorusso et al. IoT system for structural monitoring
CN116738867B (zh) 一种基于机器学习的无人机防御仿真方法及其系统
CN113345095B (zh) 一种基于数字孪生的革命文物残损监测与预警方法的系统
Rathje et al. Enhancing research in natural hazards engineering through the DesignSafe cyberinfrastructure
Li et al. Development of a mixed reality method for underground pipelines in digital mechanics experiments
Tariq et al. Structural health monitoring installation scheme using utility computing model
Ali et al. Enabling spatial digital twins: Technologies, challenges, and future research directions
Nepal et al. Towards an integrated approach to infrastructure damage assessment in the aftermath of natural hazards
Salazar Miranda et al. Favelas 4D: Scalable methods for morphology analysis of informal settlements using terrestrial laser scanning data
Barik et al. Investigation into the efficacy of geospatial big data visualization tools
Chacón et al. Digital twinning during load tests of railway bridges-case study: the high-speed railway network, Extremadura, Spain
Bouattou et al. Animated chorem-based summaries of geographic data streams from sensors in real time
Savini et al. A complex Virtual Reality system for the management and visualization of bridge data

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant