CN115809856A - 一种基于数字孪生和知识图谱的工程进度推演方法 - Google Patents

Abstract

一种基于数字孪生和知识图谱的工程进度推演方法，它涉及将数字孪生技术应用于建筑工程施工进度管理推演的方法，具体涉及一种基于数字孪生和知识图谱的工程进度推演方法。它通过以下技术方案来实现：根据实际的工程进度预案，建立工程耗材、设备、任务、人、环境、天气逻辑数据的知识图谱；建立工程总进度孪生数字模型；将工程总进度孪生数字模型设定每个时间节点知识图谱参数输入量；将工程总进度孪生数字模型与实际工程施工进度相映射，将实际施工进程的时间进度输入工程总进度孪生数字模型对应的时间节点输入量，设置工程进度监督；输入工期滞后时间段、输入工程进度中的异常因素A；工程总进度孪生数字模型根据施工进度计算实际施工进度，当实际工程出现进度偏差时，工程总进度孪生数字模型根据当前的滞后时间结自身算法，自动调整数字模型，调整整体工程进度，将施工进度重新调整，并计算出新的施工日程安排。

Description

一种基于数字孪生和知识图谱的工程进度推演方法

技术领域

本发明涉及将数字孪生技术应用于建筑工程施工进度管理推演的方法，具体涉及一种基于数字孪生和知识图谱的工程进度推演方法。

背景技术

数字孪生近期得到了广泛和高度关注。全球最具权威的IT研究与顾术的发展。其目问咨询公司Gartner连续两年(2016年和2017年)将数字孪生列为当年十大战略科技发展趋势之一。世界最大的武器生产商洛克希德马丁公司2017年11月将数字孪生列为未来国防和航天工业6大顶尖技术之首；2017年12月8日中国科协智能制造学术联合体在世界智能制造大会上将数字孪生列为世界智能制造十大科技进展之一。

数字孪生技术的发展为智能建筑提供了坚实基础，是建筑可视化、数字化的基石。通过映射建筑的几何、尺寸、形状、环境、力学等物理特性，贯穿建筑全生命周期，在建筑前期设计、施工建造、后期运维阶段都发挥了重要作用。在设计阶段，如模型设计、碰撞检测、管线综合、精装设计，借助数字孪生技术能够事半功倍；在施工阶段，可用于成本预算、质量管理、施工协同、进度管理；在运维阶段，可用于设备资产管理、安全防范管理、建筑空间管理、建筑环境管理等。数字孪生能够解决传统建筑运维复杂空间难以映射、信息冗杂、不够直观、查找困难的缺陷，以三维可视化的优势降低运维难度。

由于当前建筑高层越来越多，建筑物智能化程度越来越高、复杂程度越来越高，协调处理、并行施工、错峰施工均得到了高效的发展。对于业主来说及时、高效、高质量的完成施工是最大的期望；而对于施工方来说按时、高效会收到多方面的影响，例如当前疫情、环保、天气等情况都会影响工程的施工进度，而一旦工程进度受到影响，后面的所有计划和进度都会收到影响，而且中间如果通过赶工期和其它的赶工方式和手段都难以保证工程如期完成和工程的施工质量。

虽然施工方有着施工进度计划和施工进度预算，但是由于建筑物智能化、复杂程度的提高，且存在中不可预料的情况，当前简单的预算已经难以满足整个施工进程中的复杂程度，对于异常情况更是难以调整，不能满足整个施工进程的监督、监管，不能满足在异常情况下对工程进度的调整以保证最终按时完成。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种基于数字孪生和知识图谱的工程进度推演方法，它利用数字孪生技术与现代工程建设进度先匹配，根据工程进度的实际情况，匹配对应孪生技术，通过自身工程进度的调节以保证最终工程的按时完成，并在工程孪生技术匹配中匹配对应的各种异常情况；实现建筑工程进度和数字模型的双向映射，在工程建筑的全生命周期实现工程进度的全程跟踪和进度调整。

本发明通过以下技术方案来实现：

1、根据实际的工程进度预案，建立工程总进度孪生数字模型，孪生数字模型包含总时间节点T、多个时间分节点t1、t2、t3……tn；

将工程总进度孪生数字模型设立多个异常因素A，异常因素包括节假日A1、极端天气情况A2、环保问题停工障碍A3、误差时间预留补偿A4等；

将工程总进度孪生数字模型设立多个工期滞后时间段分为B1、B2、B3……Bn，工期滞后2-3天为B1、工期滞后3-7天为B2、工期滞后7-14天为B3、工期滞后14-30天为B4、工期滞后30天以上为B5；

2、将工程总进度孪生数字模型设定每个时间节点输入量；

3、将工程总进度孪生数字模型与实际工程施工进度相映射，将实际施工进程的时间进度输入工程总进度孪生数字模型对应的时间节点输入量，设置工程进度监督；

4、输入工期滞后时间段B1、B2、B3……Bn；

5、输入工程进度中的异常因素A；

6、工程总进度孪生数字模型根据施工进度计算实际施工进度，当实际工程出现进度偏差时，工程总进度孪生数字模型根据当前的滞后时间结自身算法，自动调整数字模型，调整整体工程进度，将施工进度重新调整，并计算出新的施工日程安排。

所述的总时间节点T为工程总进度交付时间节点；所述的时间分节点t1、t2、t3……tn为：土地获取平整t1、规划建筑方案完成t2、景观方案设计确认t3、地下工程施工t4、主体施工t5、墙体施工t6、电力工程施工7、外墙面施工t8、景观施工t9。

所述的工程进度监督包括多个工程进程、质量监督传感器，传感器包括状态传感器、定位传感器、环境传感器、天气传感器、气温传感器等；多个工程进程、质量监督传感器将实时数据上传至工程总进度孪生数字模型，工程进程、质量监督传感器用于监督和验证实际工程进度。

本发明具有以下有益效果：针对工程建筑的所有进度节点与工程总进度孪生数字模型的进度节点做作一一映射，将工程实体进度映射至数字模型虚拟空间，为数字孪生系统奠定模型基础；利用孪生数字模型，将控制算法嵌入其中，实时动态地映射实体物理进度，同时可监控和验证实体进度；在孪生系统中完成相应的服务应用，用于自动调整进度、并自动记录调整实际进度。最终实现工程进度与孪生数字模型的一一对应，根据实际情况自动计算调整工程进度，以确保最终的工程按时交付。

具体实施方式

本具体实施方式采用的技术方案是：1、根据实际的工程进度预案，建立工程总进度孪生数字模型，孪生数字模型包含总时间节点T、多个时间分节点t1、t2、t3……tn；

将工程总进度孪生数字模型设立多个异常因素A，异常因素包括节假日A1、极端天气情况A2、环保问题停工障碍A3、误差时间预留补偿A4等；

将工程总进度孪生数字模型设立多个工期滞后时间段分为B1、B2、B3……Bn，工期滞后2-3天为B1、工期滞后3-7天为B2、工期滞后7-14天为B3、工期滞后14-30天为B4、工期滞后30天以上为B5；

2、将工程总进度孪生数字模型设定每个时间节点输入量；

3、将工程总进度孪生数字模型与实际工程施工进度相映射，将实际施工进程的时间进度输入工程总进度孪生数字模型对应的时间节点输入量，设置工程进度监督；

4、输入工期滞后时间段B1、B2、B3……Bn；

5、输入工程进度中的异常因素A；

6、工程总进度孪生数字模型根据施工进度计算实际施工进度，当实际工程出现进度偏差时，工程总进度孪生数字模型根据当前的滞后时间结自身算法，自动调整数字模型，调整整体工程进度，将施工进度重新调整，并计算出新的施工日程安排。

所述的总时间节点T为工程总进度交付时间节点；所述的时间分节点t1、t2、t3……tn为：土地获取平整t1、规划建筑方案完成t2、景观方案设计确认t3、地下工程施工t4、主体施工t5、墙体施工t6、电力工程施工7、外墙面施工t8、景观施工t9。

所述的工程进度监督包括多个工程进程、质量监督传感器，传感器包括状态传感器、定位传感器、环境传感器、天气传感器、气温传感器等；多个工程进程、质量监督传感器将实时数据上传至工程总进度孪生数字模型，工程进程、质量监督传感器用于监督和验证实际工程进度。

本发明具有以下有益效果：针对工程建筑的所有进度节点与工程总进度孪生数字模型的进度节点做作一一映射，将工程实体进度映射至数字模型虚拟空间，为数字孪生系统奠定模型基础；利用孪生数字模型，将控制算法嵌入其中，实时动态地映射实体物理进度，同时可监控和验证实体进度；在孪生系统中完成相应的服务应用，用于自动调整进度、并自动记录调整实际进度。最终实现工程进度与孪生数字模型的一一对应，根据实际情况自动计算调整工程进度，以确保最终的工程按时交付。

以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种基于数字孪生和知识图谱的工程进度推演方法，其特征在于：通过以下技术方案来实现：1、根据实际的工程进度预案，建立工程耗材、设备、任务、人、环境、天气、环境逻辑数据的知识图谱，耗材逻辑数据有用量、到货时间、施工等待周期，设备逻辑数据有到场时间、使用周期，任务逻辑数据有起始时间、结束时间、耗材名目以及使用量、投入设备名目以及使用周期、投入人员以及在岗周期，人员逻辑数据有人员岗位、技能要求，天气逻辑数据有晴、雨、雪、冻，环境逻辑数据有政策、电力供应、照明环境，

2、建立工程总进度孪生数字模型，孪生数字模型包含总时间节点T、多个时间分节点t1、t2、t3……tn；将工程总进度孪生数字模型设立多个异常因素A，异常因素包括节假日A1、极端天气情况A2、环保问题停工障碍A3、误差时间预留补偿A4等；将工程总进度孪生数字模型设立多个工期滞后时间段分为B1、B2、B3……Bn，工期滞后2-3天为B1、工期滞后3-7天为B2、工期滞后7-14天为B3、工期滞后14-30天为B4、工期滞后30天以上为B5；

3、将工程总进度孪生数字模型设定每个时间节点输入量；

4、将工程总进度孪生数字模型与实际工程施工进度相映射，将实际施工进程的时间进度输入工程总进度孪生数字模型对应的时间节点输入量，设置工程进度监督；

5、输入工期滞后时间段B1、B2、B3……Bn；

6、输入工程进度中的异常因素A；

7、工程总进度孪生数字模型根据施工进度计算实际施工进度，当实际工程出现进度偏差时，工程总进度孪生数字模型根据当前的滞后时间结自身算法，自动调整数字模型，调整整体工程进度，将施工进度重新调整，并计算出新的施工日程安排。

2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生和知识图谱的工程进度推演方法，其特征在于：所述的总时间节点T为工程总进度交付时间节点；所述的时间分节点t1、t2、t3……tn为：土地获取平整t1、规划建筑方案完成t2、景观方案设计确认t3、地下工程施工t4、主体施工t5、墙体施工t6、电力工程施工7、外墙面施工t8、景观施工t9。

3.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生和知识图谱的工程进度推演方法，其特征在于：所述的工程进度监督包括多个工程进程、质量监督传感器，传感器包括状态传感器、定位传感器、环境传感器、天气传感器、气温传感器等；多个工程进程、质量监督传感器将实时数据上传至工程总进度孪生数字模型，工程进程、质量监督传感器用于监督和验证实际工程进度。