CN115775092A - 基于数字孪生技术的施工过程安全风险管控系统 - Google Patents

Abstract

本发明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。

Description

基于数字孪生技术的施工过程安全风险管控系统

技术领域

本发明涉及安全风险管控技术领域，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。

背景技术

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。

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。

因此，本发明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。

发明内容

本发明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。

本发明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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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，用于求取所述异常特征的累加和，当所述累加和大于预设和时，重新对对应施工时刻的综合等级进行确定。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例中一种基于数字孪生技术的施工过程安全风险管控系统的结构图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明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，如图1所示，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。

该实施例中，地铁施工计划是预先设置好的，且包括具体的施工项目每个施工项目对应的地铁隧道的挖掘工作以及不同挖掘工作对应的挖掘深度或者挖掘高度等，主要是针对地铁隧道挖掘部分展开的，且可以根据地铁施工计划，来预先确定可行的施工参数，且可行的施工参数包括施工设备（地铁盾构机）的可行的工作参数以及施工设备对隧道挖掘的可行挖掘参数等在内。

该实施例中，仿真施工模型指的是结合数字孪生技术，并按照已存在的可行的施工参数作为对象，来构建得到的模型。

该实施例中，由于在实际施工过程中会对每个实际施工时刻的实际施工参数进行采集，因此，通过采集的实际施工参数来不断的对模型进行优化，比如，实际施工参数中的参数1与可行施工参数中的参数1的数值不同，此时，就需要可以对该参数调整的组件，来对模型进行优化，保证该模型对施工现场的风险事件分析的精准性。

该实施例中，风险监控事件机制是预先设置好的，可以算作以不同的施工子现场（所采集的不同数据信息）为基准，来分析其对应的风险事件。

比如，基于风险监控事件机制对时刻1的子现场所采集到的信息数据进行风险信息的监控，来获取监控到的风险信息对应的风险事件，并进行风险评估。

该实施例中，由于优化的仿真施工模型是存在已施工时刻对应的仿真部分以及未施工时刻对应的仿真部分的，比如：存在时刻1、2、3、4、5，此时，时刻1和2是对应有已采集的数据在内的，时刻3、4和5是还未进行数据采集的时刻，此时，时刻1和时刻2对应的子现场是已采集数据后重新划分的实际子现场，且时刻3、4和5对应的子现场是基于已采集数据对模型优化之后，基于优化的模型，来仿真得到的仿真子现场。

该实施例中，风险事件评估包括：对每个风险事件的风险等级进行评估。

该实施例中，综合等级是计算的同个时刻所有风险事件综合确定等级的一个结果，比如，该时刻包括：风险事件1、2、3，此时，计算风险事件1、2、3的综合等级，且该综合等级可以是按照对应风险事件的风险等级以及事件权重进行相乘，然后对所有风险事件再进行累加得到的。

该实施例中，安全管控模块，可以是安全管控中心，由该中心对对应时刻的风险事件进行安全管理，更多的是对未采集时刻的风险事件的管理，保证施工故过程的安全性。

上述技术方案的有益效果是：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。

本发明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，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。

该实施例中，施工设备的施工信息指的是设备本身的工作运转信息，现场变化信息指的是施工设备对施工现场造成的现场环境的变化，比如是挖掘隧道的深度、高度的变化，温湿度的变化等。

上述技术方案的有益效果是：通过采集设备本身的施工信息以及设备施工之后的现场变化信息，便于得到可靠的已采集的数据，为安全风险管控提供有效基础。

本发明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，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。

该实施例中，施工设备包括若干个施工部件，且不同时刻的施工操作所对应的工作部件是不一样的，但是肯定会存在主要的部件以及次要的部件，因此，来确定不同施工操作下对应的主要部件以及次要部件。

比如，对隧道进行挖掘，此时，主要根据部件1实现的，此时，就会将部件1视为主要施工部件，将涉及到的剩余部件设为次要施工部件。

该实施例中，施工属性包括：隧道高度挖掘属性、隧道深度挖掘属性等。

如果属性与高度挖掘也就是高度伸展幅度有关时，此时，就需要确定采集器件的工作个数，如果高度挖掘的挖掘臂是1m，但是在高度挖掘的过程中对应的实际挖掘高度为0.5m，其中该高度挖掘上的传感器件是均匀布置的，且为多个，此时，就可以计算得到对应需要工作的器件个数。

比如，挖掘臂上有10个采集器件，此时，最后计算得到的采集器件为3个，那么，此时通过从10个采集器件中确定需要工作的3个采集器件，且采集器件，一般主要是对挖掘臂的臂工作参数以及挖掘参数进行获取，比如是，按照实际挖掘高度为0.5m进行均匀划分，得到3段，并获取与划分位置最近的采集器件进行工作，最后确定3个采集器件，可以有效的节省采集数据的占据空间。

该实施例中，第一信息采集结果以及第二信息采集结果都是针对设备本身的。

上述技术方案的有益效果是：通过确定不同施工操作的主要施工部件以及次要施工部件，来控制不同的采集器件对对应部件的工作参数进行采集，不见可以保证采集数据的有效性，还可以有效的降低采集数据的空间占比，为后续进行安全风险管控提供有效基础。

本发明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，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。

该实施例中，内壁图像主要是为了对挖掘隧道的墙壁挖掘情况进行合理分析。

上述技术方案的有益效果是：通过采用不同的单元，对施工现场进行不同参数的采集，进而得到现场变化信息，可以有效的为安全风险管控提供数据基础。

本发明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，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。

该实施例中，时间段拆解，一般是按照计划的施工项目来进行的拆解，进而来获取得到每个施工项目的施工计划参数，比如，挖掘深度、高度等。

该实施例中，每个已采集时刻都对应一个第一数据，且该第一数据与施工设备本身以及施工设备对应的施工环境情况有关。

该实施例中，比如，第一仿真数据对应的渲染组件是1、2、3，且第一数据与第一仿真数据中的不同数据为数据9，此时，从数据库中，调取与数据9相关的渲染组件，并结合参与仿真组件来对模型进行优化。

该实施例中，确定同个施工操作，主要是为了获取得到有效对比的数据。

该实施例中，数据组件数据库中包括不同数据组合以及与组合相关的渲染组件在内的，进而可以将待渲染组件与参与仿真组件的结合，实现对模型的合理优化。

上述技术方案的有益效果是：通过确定第一数据以及与第一数据处于同个施工操作的第一仿真数据，可以有效的确定数据的不同以及有效的调取待渲染组件，且通过与仿真组件的结合，可以实现对模型的合理优化，进而保证后续进行安全风险管控的合理性。

本发明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，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。

该实施例中，优化子现场指的是模型优化后再次划分得到的，初始子现场指的是模型未优化之前进行划分得到的。

且优化子现场比初始子现场更贴近实际。

该实施例中，监控结果指的是采集数据中存在的风险数据所对应的风险事件，比如，风险事件可能为设备挖掘异常等风险事件又或者是挖掘隧道会出现坍塌、漏水等的风险事件。

该实施例中，比如，存在风险事件1、2、3，此时，就需要对事件1、2、3进行评估，来确定综合等级。

该实施例中，操作划分线指的是地铁施工计划确定的每个施工项目的开始施工边界线以及结束施工边界线，并以此边界线来对优化的仿真施工模型进行划分，得到该施工项目中不同时刻下的优化子现场。

也就是同属于一个施工项目中来获取的初始子现场以及优化子现场。

上述技术方案的有益效果是：通过按照地铁施工计划，对模型进行划分，并按照初始子现场的操作划分线，来对优化后的模型进行优化子现场的划分，便于保证对事件分析的可靠性以及精准性，为进行安全风险管控提供精准基础。

本发明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，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。

该实施例中，实际时刻出现的风险事件是由已采集时刻采集到的数据来确定的，仿真时刻出现的风险事件是由未采集时刻且由优化后的模型仿真出的数据来确定的，比如：实际时刻1、2与仿真时刻3、4。

实际时刻1：事件1、2、3；

实际时刻2：事件2、3、8；

仿真时刻3：事件3、5、6；

仿真时刻4：事件1、7、8；

此时，可以对同个风险时间进行定位来得到定位表达，且定位表达主要是为了确定对应同个风险事件的出现时刻，进而可以有效确定出现概率。

该实施例中，比如相邻时刻是仿真时刻3和4，此时，上一时刻就是仿真时刻3，且仿真时刻3包含的事件3、5、6即为第一风险事件集合，且是可以评估到该仿真时刻3的风险评估值的，也就是与风险等级有关。

下一时刻的第二风险事件集合就是事件1、7、8构成的。

该实施例中，由于处理相邻时刻，所以，会存在上一时刻的操作结果对下一时刻的影响，因此确定影响因子，比如对深度的影响、温湿度的影响等。

该实施例中，评估结果指的是对不同风险事件的风险等级的评估，进而可以通过对同属一个级别的风险等级进行划分，得到风险数组，比如[17，8]，其中事件1和7为一个风险等级级别，事件8为另一个风险等级级别。

该实施例中，比如，事件7基于四个时刻的出现概率为：1/4。

该实施例中，施工影响因子指的是基于施工计划确定的，是预先设置好的，在确定出地铁施工计划之后，就会对每个施工步骤的施工时刻可能会存在的事件以及施工影响确定好，以便直接获取该因子，来确定事件权重。

该实施例中，影响因子越大以及出现概率越高，对应的事件权重越大。

该实施例中，风险数组可以确定存在的风险等级级别以及风险等级级别中的事件个数，再与事件权重结合，有效确定初始等级，该初始等级也就是确定的综合等级未优化之前的等级，是确定的一个整体的初步等级。

该实施例中，比如，初始等级为1.2，由风险影响因子进行调整之后，得到的综合等级为1.3，保证综合等级确定的可靠性。

上述技术方案的有益效果是：通过确定存在的风险事件，并对事件进行定位罗列，可以有效确定不同事件的出现概率，且通过获取上一风险评估等级一上一风险事件集合，为下一时刻的进行调整，保证下一时刻获取的可靠性，通过确定事件权重并结合风险数组，便于有效确定对应集合的初始等级，再通过因子对等级进行调整，得到综合等级。

本发明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，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，用于求取所述异常特征的累加和，当所述累加和大于预设和时，重新对对应施工时刻的综合等级进行确定。

该实施例中，同个时刻包括综合等级以及所有风险事件，映射关系也就是：时刻1-事件1、2、3-等级1。

该实施例中，识别数据库是包括不同映射关系中不同组合的风险事件以及对应的识别指令在内的，比如，与时刻1-事件1、2、3-等级1进行匹配之后，得到的事件1、2、3总体对应的识别指令，且对应的识别指令对由事件1、2、3所构成的事件类型列表进行识别，进而得到对应的识别等级。

该实施例中，识别等级与综合等级一致，也就是表明确定出的综合等级是合理的。

该实施例中，若识别等级与综合等级不一致，则表示肯定是有一方出现误差，所以，就需要再次根据识别等级与综合等级的大小关系，来调取不同的方式进行提醒。

该实施例中，提醒数据库中是包含不同的偏离程度以及对应的提醒方式在在内的，且该方式的偏离程度主要是依据等级上的偏离。

该实施例中，综合等级的确定以及识别等级的确定，都存在对应的分析过程中，因此，通过从本质上来比较第一分析过程与第二分析过程中存在的异常特征，通过对异常特征数量的累加，来确定是否需要对等级重新确定。

该实施例中，比如异常对比之后，存在异常特征1、2、3，此时，对应的累加和为3，且设置的预设和为2，此时，3大于2，就需要重新确定综合等级。

上述技术方案的有益效果是：通过确定映射关系，并从数据库中调取相关的识别指令进行事件识别，有效得到识别等级，且通过与综合等级进行比较分析，来有效的提取相应的方式进行提醒，且还通过对异常特征的数量进行统计，有效实现对等级的重新确定，进一步有效的保证在施工过程中的安全管控性。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

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，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。

6.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。

7.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。

8.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，用于求取所述异常特征的累加和，当所述累加和大于预设和时，重新对对应施工时刻的综合等级进行确定。

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