CN116305420B - 一种公路养护数字孪生体构建方法、系统、设备及介质 - Google Patents

一种公路养护数字孪生体构建方法、系统、设备及介质 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种公路养护数字孪生体构建方法、系统、设备及介质，方法包括：获取预设的基础数字孪生体，基础数字孪生体包括：一个或多个孪生体单元，每个孪生体单元分别具有对应的定义信息，定义信息包括类型编码和属性定义；获取目标公路养护对象的BIM模型，BIM模型包括：至少一个模型构件，模型构件具有一一对应的构件编码，构件编码与类型编码具有映射关系；基于映射关系和属性定义，获取模型构件对应的属性表；将模型构件的属性信息填充至属性表，完成公路养护数字孪生体的构建；本发明提供的公路养护数字孪生体构建方法，较好地实现了公路养护数字孪生体的自动构建，自动化程度较高，构建成本较低，公路养护数字孪生体的精确度较高。

Description

一种公路养护数字孪生体构建方法、系统、设备及介质
技术领域
本发明涉及公路养护技术领域，尤其涉及一种公路养护数字孪生体构建方法、系统、设备及介质。
背景技术
近年来，数字孪生技术在智慧城市、数字智造、智慧建造、智慧运维等领域广泛应用。其主要是通过BIM(Building Information Modeling，建筑信息模型)、CAD(ComputerAided Design，计算机辅助设计)等建立目标物的三维数字化模型，如城市、生产线等。之后通过物联感知和管控，建立物理实体与数字化虚拟体之间的映射，从而可以实现各类设备设施的状态感知、辅助决策和智能操控。
数字孪生技术也逐渐应用于公路养护领域。然而，现有的公路养护数字孪生系统或公路养护数字孪生体的建立，主要采用手动编辑设置的方式，导致公路养护数字孪生体构建效率较低，自动化程度较低，成本较高，精确度较低。
发明内容
本发明提供一种公路养护数字孪生体构建方法、系统、设备及介质，用以解决现有技术中采用手动编辑设置的方式构建公路养护数字孪生体，导致公路养护数字孪生体构建效率较低，自动化程度较低，成本较高，以及精确度较低的问题。
本发明提供一种公路养护数字孪生体构建方法，包括：
获取预设的基础数字孪生体，所述基础数字孪生体包括：一个或多个孪生体单元，每个所述孪生体单元分别具有对应的定义信息，所述定义信息包括类型编码和属性定义；
获取目标公路养护对象的BIM模型，所述BIM模型包括：至少一个模型构件，所述模型构件具有一一对应的构件编码，所述构件编码与所述类型编码具有映射关系；
基于所述映射关系和所述属性定义，获取模型构件对应的属性表；
将所述模型构件的属性信息填充至所述属性表，完成公路养护数字孪生体的构建；
将所述模型构件的属性信息填充至所述属性表的步骤包括：
将所述属性信息中的相邻关系信息填充至对应属性表，其中，所述相邻关系信息的获取步骤包括：根据预设的外接框架获取规则、所述属性信息中的构件位置和构件尺寸，获取多个所述模型构件的外接框架，并获取所述外接框架的关联顶点的坐标信息，所述关联顶点包括：远距离顶点和近距离顶点，所述远距离顶点为所述外接框架远离预设的基准点的顶点，所述近距离顶点为所述外接框架靠近所述基准点的顶点；基于预设的相邻判断规则和所述关联顶点的坐标信息，获取多个模型构件之间的相邻关系信息；
基于预设的相邻判断规则和所述关联顶点的坐标信息，获取多个模型构件之间的相邻关系信息的步骤包括：
获取第一模型构件的关联顶点的第一坐标信息、以及第二模型构件的关联顶点的第二坐标信息，所述第一模型构件和第二模型构件均为多个所述模型构件中的任一一个模型构件；
根据所述相邻判断规则、所述第一坐标信息和所述第二坐标信息，对所述第一模型构件和第二模型构件进行相邻关系判断，获取所述相邻关系信息；
根据所述相邻判断规则、所述第一坐标信息和所述第二坐标信息，对所述第一模型构件和第二模型构件进行相邻关系判断，获取所述相邻关系信息的步骤包括：
基于所述第一坐标信息和所述第二坐标信息，判断所述第一模型构件、所述第二模型构件之间的位置关系是否满足预设的横轴相邻条件、纵轴相邻条件和竖轴相邻条件中的至少一个；
若所述位置关系满足所述横轴相邻条件，则判定所述第一模型构件和所述第二模型构件横轴方向相邻；
若所述位置关系满足所述纵轴相邻条件，则判定所述第一模型构件和所述第二模型构件纵轴方向相邻；
若所述位置关系满足所述竖轴相邻条件，则判定所述第一模型构件和所述第二模型构件竖轴方向相邻，完成所述相邻关系信息获取。
可选的，基于所述映射关系和所述属性定义，获取模型构件对应的属性表的步骤包括：
根据所述类型编码、所述构件编码和所述映射关系，确定所述模型构件对应的孪生体单元；
获取所述模型构件对应的孪生体单元的属性表，所述属性表通过对孪生体单元的属性定义进行划分得到，所述属性表、所述孪生体单元和所述模型构件三者之间具有关联关系。
可选的，所述横轴相邻条件的数学表达为：
Max【ABS(x2max-x1min),ABS(x2min-x1max)】<K；
所述纵轴相邻条件的数学表达为：
Max【ABS(y2max-x1min),ABS(y2min-y1max)】<K；
所述竖轴相邻条件的数学表达为：
Max【ABS(z2max-x1min),ABS(z2min-z1max)】<K；
其中，K为预设的邻近判别阈值，x1max、y1max和z1max分别为第一坐标信息中远距离顶点的横坐标、纵坐标和竖坐标，x1min、y1min、z1min分别为第一坐标信息中近距离顶点的横坐标、纵坐标和竖坐标，x2max、y2max和z2max分别为第二坐标信息中远距离顶点的横坐标、纵坐标和竖坐标，x2min、y2min、z2min分别为第二坐标信息中近距离顶点的横坐标、纵坐标和竖坐标，Max表示求取最大值，ABS表示求取绝对值。
可选的，将所述模型构件的属性信息填充至所述属性表的步骤包括：
将所述属性信息中的基础信息填充至所述属性表，所述基础信息至少包括以下之一：构件名称、构件编码、构件位置、构件尺寸、构件几何信息和构件关联信息，所述构件关联信息包括：构件规格和构件型号。
本发明还提供一种公路养护数字孪生体构建系统，包括：
孪生体定义模块，用于获取预设的基础数字孪生体，所述基础数字孪生体包括：一个或多个孪生体单元，每个所述孪生体单元分别具有对应的定义信息，所述定义信息包括类型编码和属性定义；
BIM模型获取模块，用于获取目标公路养护对象的BIM模型，所述BIM模型包括：至少一个模型构件，所述模型构件具有一一对应的构件编码，所述构件编码与所述类型编码具有映射关系；
属性表获取模块，用于基于所述映射关系和所述属性定义，获取模型构件对应的属性表；
孪生体构建模块，用于将所述模型构件的属性信息填充至所述属性表，完成公路养护数字孪生体的构建；
孪生体构建模块将所述模型构件的属性信息填充至所述属性表的步骤包括：
将所述属性信息中的相邻关系信息填充至对应属性表，其中，所述相邻关系信息的获取步骤包括：
根据预设的外接框架获取规则、所述属性信息中的构件位置和构件尺寸，获取多个所述模型构件的外接框架，并获取所述外接框架的关联顶点的坐标信息，所述关联顶点包括：远距离顶点和近距离顶点，所述远距离顶点为所述外接框架远离预设的基准点的顶点，所述近距离顶点为所述外接框架靠近所述基准点的顶点；基于预设的相邻判断规则和所述关联顶点的坐标信息，获取多个模型构件之间的相邻关系信息；
基于预设的相邻判断规则和所述关联顶点的坐标信息，获取多个模型构件之间的相邻关系信息的步骤包括：
获取第一模型构件的关联顶点的第一坐标信息、以及第二模型构件的关联顶点的第二坐标信息，所述第一模型构件和第二模型构件均为多个所述模型构件中的任一一个模型构件；
根据所述相邻判断规则、所述第一坐标信息和所述第二坐标信息，对所述第一模型构件和第二模型构件进行相邻关系判断，获取所述相邻关系信息；
根据所述相邻判断规则、所述第一坐标信息和所述第二坐标信息，对所述第一模型构件和第二模型构件进行相邻关系判断，获取所述相邻关系信息的步骤包括：
基于所述第一坐标信息和所述第二坐标信息，判断所述第一模型构件、所述第二模型构件之间的位置关系是否满足预设的横轴相邻条件、纵轴相邻条件和竖轴相邻条件中的至少一个；
若所述位置关系满足所述横轴相邻条件，则判定所述第一模型构件和所述第二模型构件横轴方向相邻；
若所述位置关系满足所述纵轴相邻条件，则判定所述第一模型构件和所述第二模型构件纵轴方向相邻；
若所述位置关系满足所述竖轴相邻条件，则判定所述第一模型构件和所述第二模型构件竖轴方向相邻，完成所述相邻关系信息获取。
本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一项所述的公路养护数字孪生体构建方法。
本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一项所述的公路养护数字孪生体构建方法。
本发明的有益效果：本发明提供的一种公路养护数字孪生体构建方法、系统、设备及介质，通过获取预先定义好的基础数字孪生体，然后，获取目标公路养护对象的BIM模型，所述BIM模型中的模型构件具有一一对应的构件编码，所述构件编码与基础数字孪生体的孪生体单元的类型编码具有映射关系；再基于所述映射关系和基础数字孪生体的属性定义，获取模型构件对应的属性表；最后将所述模型构件的属性信息填充至所述属性表，完成公路养护数字孪生体的构建。较好地实现了公路养护数字孪生体的自动构建，自动化程度较高，构建成本较低，公路养护数字孪生体的精确度较高。
应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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。
图1是本发明提供的公路养护数字孪生体构建方法的流程示意图；
图2是本发明提供的公路养护数字孪生体构建方法中获取模型构件对应的属性表的流程示意图；
图3是本发明提供的公路养护数字孪生体构建方法中获取相邻关系信息的流程示意图；
图4是本发明提供的公路养护数字孪生体构建方法中模型构件外接框架的结构示意图；
图5是本发明提供的公路养护数字孪生体构建方法的实施例一、二的流程示意图；
图6是本发明提供的公路养护数字孪生体构建系统的结构示意图；
图7是本发明提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
随着信息化时代的潮流，数字孪生技术在各个领域都受到了较广泛的应用。数字孪生技术的核心是建立能完整表征特定物理实体状态、动作、逻辑等各类特性的数字化模型，即数字孪生体。这里的物理实体针对建造、运维、养护等过程中所涉及的各个具体单元。对于公路养护领域，现有的基于BIM的公路养护管理系统大部分并未从数字孪生角度进行设计和应用，从而现有的大部分基于BIIM的公路养护系统均缺乏数字孪生系统所具备的物理实体与数字实体完整映射的特点。而现有的少量公路养护数字孪生系统的建立，则主要采用手动编辑设置的方式，导致公路养护数字孪生体或公路养护数字孪生系统的构建效率较低，自动化程度较低，不能较好地满足精准公路养护的实际需要。因此，本发明提出一种公路养护数字孪生体构建方法、系统、设备及介质，通过获取预先定义好的基础数字孪生体，之后获取目标公路养护对象的BIM模型，所述BIM模型中的模型构件具有一一对应的构件编码，所述构件编码与基础数字孪生体的孪生体单元的类型编码具有映射关系；再基于所述映射关系和基础数字孪生体的属性定义，获取模型构件对应的属性表；最后，将所述模型构件的属性信息填充至所述属性表，完成公路养护数字孪生体的构建。较好地实现了公路养护数字孪生体的自动构建，将BIM模型和数字孪生技术进行有机结合，巧妙地运用到公路养护领域，自动化程度较高，构建成本较低，精确度较高，可实施性较强。
为了便于理解，在此对本发明涉及的技术术语进行解释。
数字孪生体：充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程的主体。
构件：工程主体中独立或与其他部分结合，满足工程主体至少一项主要功能的部分，构件按功能特征定义。
BIM模型：即建筑信息模型，指在建设工程及设施全生命周期内，对其物理和功能特性进行数字化表达，并依此设计、施工、运营的过程和结果的总称。在一定程度上，附着了数据信息的三维模型都可以视为BIM这一类。
下面以实施例的方式，结合图1至图7，对本发明提供的公路养护数字孪生体构建方法、系统、设备及介质进行说明。
请参考图1，本实施例提供的公路养护数字孪生体构建方法，包括：
S101：获取预设的基础数字孪生体，所述基础数字孪生体包括：一个或多个孪生体单元，每个所述孪生体单元分别具有对应的定义信息，所述定义信息包括类型编码和属性定义。
具体的，获取预先定义好的基础数字孪生体作为公路养护数字孪生体的构建基础，该基础数字孪生体中的各孪生体单元分别具有相应的属性定义。且各孪生体单元的编码分类规则与后续获取的BIM模型中各模型构件的编码分类规则相同，各孪生体单元分别对应不同的构件类型，例如：孪生体单元1对应桥梁、孪生体单元2对应桥墩等。所述类型编码指孪生体单元的类型的编码，如桥墩对应的类型编码为aa-bb-cc等。所述基础数字孪生体可以通过信息输入或文件导入的方式获取。上述步骤通过获取预先定义好的基础数字孪生体，能够便于后续将BIM模型中的属性信息的填充，为自动构建公路养护数字孪生体打下基础框架。
S102：获取目标公路养护对象的BIM模型，所述BIM模型包括：至少一个模型构件，所述模型构件具有一一对应的构件编码，所述构件编码与所述类型编码具有映射关系。
需要说明的是，所述目标公路养护对象为高速公路、桥梁等。所述模型构件采用的编码分类规则与孪生体单元的编码分类规则一致。上述步骤通过获取编码分类规则与孪生体单元的编码分类规则一致的BIM模型，能够便于后续利用模型构件的构件编码，匹配对应类型的孪生体单元。
S103：基于所述映射关系和所述属性定义，获取模型构件对应的属性表。即根据模型构件的构件编码与孪生体单元的类型编码之间的映射关系，确定与模型构件对应的孪生体单元，进而获取所述孪生体单元的属性表。通过获取模型构件对应的属性表，能够便于后续将模型构件的属性信息填充至对应属性表中的相应位置。
S104：将所述模型构件的属性信息填充至所述属性表，完成公路养护数字孪生体的构建。可以理解的，通过将所述模型构件的属性信息填充至相应的属性表，实现了对基础数字孪生体的信息填充，完成了对公路养护数字孪生体的自动构建，自动化程度较高，精确度较高，成本较低。
在一些实施例中，所述属性信息包括：构件名称、构件编码、构件位置、构件尺寸、构件关联信息和相邻关系信息等，所述构件关联信息包括：构件规格和构件型号；所述属性定义包括：孪生体名称、孪生体关联的三维模型、位置信息、尺寸信息和孪生体关联信息等。
在实际应用场景中，目标公路养护对象的BIM模型中可能未完全包含公路养护数字孪生体所必需的全部属性信息，如感知数据、巡检业务数据等。针对这种情况，本发明提出，在将所述模型构件的属性信息填充至所述属性表的步骤之后，还包括：
获取待补充信息，所述待补充信息包括：信息编码和信息内容，所述信息编码与模型构件的构件编码一致；通过将信息编码与孪生体单元所对应的构件编码进行匹配，确定所述待补充信息对应的孪生体单元，将所述信息内容填充至对应的孪生体单元的属性表，完成公路养护数字孪生体的构建。可以理解的，所述待补充信息可以通过Excel表格或其他格式化数据表单样式进行配置与创建。基于上述步骤，能够较好地将BIM模型未能涵盖的属性信息填充至相应的孪生体单元，从而获取完整的公路养护数字孪生体。
请参考图2，在一些实施例中，基于所述映射关系和所述属性定义，获取模型构件对应的属性表的步骤包括：
S201：根据所述类型编码、所述构件编码和所述映射关系，确定所述模型构件对应的孪生体单元。即根据所述类型编码、所述构件编码和所述映射关系，确定与所述构件编码相对应的类型编码，进而确定该类型编码对应的孪生体单元，作为该模型构件对应的孪生体单元。例如：某桥梁承台构件，其构件编码为03-01-05-XXXX，其中，03-01-05为编码分类规则中桥梁承台的分类编码，XXXX为某具体桥梁的某具体承台构件的编号，那么，映射关系中，该桥梁承台构件对应的类型编码则为03-01-05，从而确定该桥梁承台构件对应的孪生体单元。
S202：获取所述模型构件对应的孪生体单元的属性表，所述属性表通过对孪生体单元的属性定义进行划分得到，所述属性表、所述孪生体单元和所述模型构件三者之间具有关联关系。
需要说明的是，所述属性表包括：关系属性、孪生体名称、三维属性模型编码、位置属性、几何模型信息、尺寸信息和孪生体关联信息等，所述孪生体关联信息包括：规格信息和型号信息等，请参考表1：
表1孪生体单元属性表示例
如表1所示，所述属性表基于孪生体单元的属性定义进行划分与分类，分类项包括：属性类别、小类、细类和属性内容定义，所述属性类别、小类、细类和属性内容定义均用于限定需要关联的内容类型或信息类型，便于后续模型构件的属性信息的填充。上述表1中的内容仅做示例，实际实施过程中，可根据实际情况对属性表中的内容进行适应性改动，此处对属性表中的具体内容不做限定。
在一些实施例中，将所述模型构件的属性信息填充至所述属性表的步骤包括：
a.将所述属性信息中的相邻关系信息填充至对应属性表；具体的，将所述属性信息中的相邻关系信息填充至对应属性表中的关系属性处。
b.将所述属性信息中的基础信息填充至所述属性表，所述基础信息至少包括以下之一：构件名称、构件编码、构件位置、构件尺寸、构件几何信息和构件关联信息，所述构件关联信息包括：构件规格和构件型号。具体的，将属性信息中的构件名称填充至对应属性表中的孪生体名称处；将属性信息中的构件编码填充至对应属性表中的三维属性模型编码处；将属性信息中的构件位置填充至对应属性表中的位置属性处；将属性信息中的几何信息填充至属性表中的几何模型信息处；将属性信息中的构件尺寸填充至对应属性表中的尺寸信息处；将属性信息中的构件关联信息填充至对应属性表中的孪生体关联信息处。
BIM模型中通常包含多个模型构件，多个模型构件之间的相邻关系，对于公路养护数字孪生体的构件起着至关重要的作用，因此，本发明提出获取模型构件之间的相邻关系。请参考图3，在一些实施例中，所述相邻关系信息的获取步骤包括：
S301：根据预设的外接框架获取规则、所述属性信息中的构件位置和构件尺寸，获取多个所述模型构件的外接框架，并获取所述外接框架的关联顶点的坐标信息，所述关联顶点包括：远距离顶点和近距离顶点，所述远距离顶点为所述外接框架远离预设的基准点的顶点，所述近距离顶点为所述外接框架靠近所述基准点的顶点。所述外接框架获取规则可以根据实际情况进行设置，所述基准点可为坐标原点。坐标系的设置可以根据实际情况进行相应设置，此处不再赘述。通过对模型构件的外接框架进行计算，能够便于确定模型构件之间的相邻关系。
S302：基于预设的相邻判断规则和所述关联顶点的坐标信息，获取多个模型构件之间的相邻关系信息。
进一步地，在一些实施例中，基于预设的相邻判断规则和所述关联顶点的坐标信息，获取多个模型构件之间的相邻关系信息的步骤包括：
S3021：获取第一模型构件的关联顶点的第一坐标信息、以及第二模型构件的关联顶点的第二坐标信息，所述第一模型构件和第二模型构件均为多个所述模型构件中的任一一个模型构件。
S3022：根据所述相邻判断规则、所述第一坐标信息和所述第二坐标信息，对所述第一模型构件和第二模型构件进行相邻关系判断，获取所述相邻关系信息。
在一些实施例中，上述根据所述相邻判断规则、所述第一坐标信息和所述第二坐标信息，对所述第一模型构件和第二模型构件进行相邻关系判断，获取所述相邻关系信息的步骤包括：
S30221：基于所述第一坐标信息和所述第二坐标信息，判断所述第一模型构件、所述第二模型构件之间的位置关系是否满足预设的横轴相邻条件、纵轴相邻条件和竖轴相邻条件中的至少一个；若所述位置关系满足所述横轴相邻条件，则判定所述第一模型构件和所述第二模型构件横轴方向相邻；若所述位置关系满足所述纵轴相邻条件，则判定所述第一模型构件和所述第二模型构件纵轴方向相邻；若所述位置关系满足所述竖轴相邻条件，则判定所述第一模型构件和所述第二模型构件竖轴方向相邻；
S30222：基于上述判断，完成所述相邻关系信息获取。
具体的，所述横轴相邻条件的数学表达为：
Max【ABS(x2max-x1min),ABS(x2min-x1max)】<K；
所述纵轴相邻条件的数学表达为：
Max【ABS(y2max-x1min),ABS(y2min-y1max)】<K；
所述竖轴相邻条件的数学表达为：
Max【ABS(z2max-x1min),ABS(z2min-z1max)】<K；
其中，K为预设的邻近判别阈值，x1max、y1max和z1max分别为第一坐标信息中远距离顶点的横坐标、纵坐标和竖坐标，x1min、y1min、z1min分别为第一坐标信息中近距离顶点的横坐标、纵坐标和竖坐标，x2max、y2max和z2max分别为第二坐标信息中远距离顶点的横坐标、纵坐标和竖坐标，x2min、y2min、z2min分别为第二坐标信息中近距离顶点的横坐标、纵坐标和竖坐标，Max表示求取最大值，ABS表示求取绝对值。所述邻近判定阈值可以根据建模精度许可进行设置。
请参考图4，图4示出了本实施例中模型构件外接框架的结构示意图，即根据预设的外接框架获取规则，在模型构件外部生成外接框架，该外接框架通常为长方体，在具体实施过程中，可以根据实际情况对外接框架的形状进行相应设置或改变，如正方体等，本领域技术人员应该理解，此处对此不再赘述。图4中的顶点A为远距离顶点，坐标为(xmax，ymax，zmax)，顶点B为近距离顶点，坐标为(坐标为(xmin，ymin，zmin))。基于所述相邻判断规则、至少两个模型构件的顶点A、B的坐标信息，能够确定模型构件之间的相邻关系，获取相邻关系信息。
实施例一：
公路养护数字孪生体对应一个完整的公路养护对象，如：一条高速公路或一座桥梁等。由于每个公路养护对象均包括一个或多个构件，因此，公路养护数字孪生体也通常包括一个(级)或多个(级)孪生体单元，该孪生体单元与公路养护对象的构件通常为一一对应的关系。
请参考图5，当需要进行公路养护数字孪生体构建时，采用以下步骤：
首先，预先定义好基础数字孪生体，所述基础数字孪生体包括：一个或多个孪生体单元，多个所述孪生体单元分别具有对应的定义信息，所述定义信息包括类型编码和属性定义，所述类型编码为多个孪生体单元以预设的编码分类规则进行分类与编码获得的编码。并且，获取目标公路养护对象的BIM模型，所述BIM模型包括：至少一个模型构件，所述模型构件具有一一对应的构件编码，所述构件编码与所述类型编码具有映射关系；即采用与孪生体单元相同的编码分类规则对模型构件进行编码与分类。
然后，根据所述类型编码、所述构件编码和所述映射关系，确定所述模型构件对应的孪生体单元，并获取所述模型构件对应的孪生体单元的属性表；
最后，将所述模型构件的属性信息填充至所述属性表，获取公路养护数字孪生体/公路养护数字孪生应用模型。即进行构件名称、构件编码填充、几何信息填充、构件关联信息填充、相邻关系信息填充。所述构件关联信息包括：构件规格和构件型号等。
其中，相邻关系信息填充的步骤包括：1、获取远距离顶点和近距离顶点的坐标信息。即根据预设的外接框架获取规则、所述属性信息中的构件位置和构件尺寸，获取多个所述模型构件的外接框架，并获取所述外接框架的关联顶点的坐标信息，所述关联顶点包括：远距离顶点和近距离顶点，所述远距离顶点为所述外接框架远离预设的基准点的顶点，所述近距离顶点为所述外接框架靠近所述基准点的顶点；2、设置邻近判别阈值，所述邻近判别阈值依据建模精度许可进行设置，如1cm等。实际操作过程中，可以视情况对邻近判别阈值进行相应调整，此处不再赘述；3、判断相邻关系，即基于预设的相邻判断规则和所述关联顶点的坐标信息，获取多个模型构件之间的相邻关系信息，所述相邻判断规则基于所述邻近判别阈值设置；4、填充相邻关系信息。
实施例二：
如图5所示，由于目标公路养护对象的BIM模型中可能未完全包含公路养护数字孪生体所必需的全部属性信息，因此，在实际操作过程中，在将所述模型构件的属性信息填充至所述属性表的步骤之后，还包括：基于模型构件的构件编码，进行待补充信息填充，即半自动设置。
具体地，获取待补充信息，所述待补充信息包括：信息编码和信息内容，所述信息编码与模型构件的构件编码一致；通过将信息编码与孪生体单元所对应的构件编码进行匹配，确定所述待补充信息对应的孪生体单元，将所述信息内容填充至对应的孪生体单元的属性表，完成公路养护数字孪生体的构建。可以理解的，所述待补充信息可以通过Excel表格或其他格式化数据表单样式进行配置与创建。从而实现对BIM未包含的属性信息的补充，获取完整的公路养护数字孪生体/公路养护数字孪生应用模型。
请参考图6，本实施例还提供一种公路养护数字孪生体构建系统，包括：
孪生体定义模块601，用于获取预设的基础数字孪生体，所述基础数字孪生体包括：一个或多个孪生体单元，每个所述孪生体单元分别具有对应的定义信息，所述定义信息包括类型编码和属性定义；
BIM模型获取模块602，用于获取目标公路养护对象的BIM模型，所述BIM模型包括：至少一个模型构件，所述模型构件具有一一对应的构件编码，所述构件编码与所述类型编码具有映射关系；
属性表获取模块603，用于基于所述映射关系和所述属性定义，获取模型构件对应的属性表；
孪生体构建模块604，用于将所述模型构件的属性信息填充至所述属性表，完成公路养护数字孪生体的构建。所述孪生体定义模块601、BIM模型获取模块602、属性表获取模块603和孪生体构建模块604连接。本实施例中的公路养护数字孪生体构建系统，通过获取预先定义好的基础数字孪生体，然后，获取目标公路养护对象的BIM模型，所述BIM模型中的模型构件具有一一对应的构件编码，所述构件编码与基础数字孪生体的孪生体单元的类型编码具有映射关系；再基于所述映射关系和基础数字孪生体的属性定义，获取模型构件对应的属性表；最后将所述模型构件的属性信息填充至所述属性表，完成公路养护数字孪生体的构建。较好地实现了公路养护数字孪生体的自动构建，自动化程度较高，成本较低，精确度较高，稳定性较强。
在一些实施例中，属性表获取模块603基于所述映射关系和所述属性定义，获取模型构件对应的属性表的步骤包括：
根据所述类型编码、所述构件编码和所述映射关系，确定所述模型构件对应的孪生体单元；
获取所述模型构件对应的孪生体单元的属性表，所述属性表通过对孪生体单元的属性定义进行划分得到，所述属性表、所述孪生体单元和所述模型构件三者之间具有关联关系。
在一些实施例中，孪生体构建模块604将所述模型构件的属性信息填充至所述属性表的步骤包括：
将所述属性信息中的相邻关系信息填充至对应属性表，其中，所述相邻关系信息的获取步骤包括：
根据预设的外接框架获取规则、所述属性信息中的构件位置和构件尺寸，获取多个所述模型构件的外接框架，并获取所述外接框架的关联顶点的坐标信息，所述关联顶点包括：远距离顶点和近距离顶点，所述远距离顶点为所述外接框架远离预设的基准点的顶点，所述近距离顶点为所述外接框架靠近所述基准点的顶点；基于预设的相邻判断规则和所述关联顶点的坐标信息，获取多个模型构件之间的相邻关系信息。
在一些实施例中，基于预设的相邻判断规则和所述关联顶点的坐标信息，获取多个模型构件之间的相邻关系信息的步骤包括：
获取第一模型构件的关联顶点的第一坐标信息、以及第二模型构件的关联顶点的第二坐标信息，所述第一模型构件和第二模型构件均为多个所述模型构件中的任一一个模型构件；
根据所述相邻判断规则、所述第一坐标信息和所述第二坐标信息，对所述第一模型构件和第二模型构件进行相邻关系判断，获取所述相邻关系信息。
在一些实施例中，根据所述相邻判断规则、所述第一坐标信息和所述第二坐标信息，对所述第一模型构件和第二模型构件进行相邻关系判断，获取所述相邻关系信息的步骤包括：
基于所述第一坐标信息和所述第二坐标信息，判断所述第一模型构件、所述第二模型构件之间的位置关系是否满足预设的横轴相邻条件、纵轴相邻条件和竖轴相邻条件中的至少一个；
若所述位置关系满足所述横轴相邻条件，则判定所述第一模型构件和所述第二模型构件横轴方向相邻；
若所述位置关系满足所述纵轴相邻条件，则判定所述第一模型构件和所述第二模型构件纵轴方向相邻；
若所述位置关系满足所述竖轴相邻条件，则判定所述第一模型构件和所述第二模型构件竖轴方向相邻，完成所述相邻关系信息获取。
在一些实施例中，所述横轴相邻条件的数学表达为：
Max【ABS(x2max-x1min),ABS(x2min-x1max)】<K；
所述纵轴相邻条件的数学表达为：
Max【ABS(y2max-x1min),ABS(y2min-y1max)】<K；
所述竖轴相邻条件的数学表达为：
Max【ABS(z2max-x1min),ABS(z2min-z1max)】<K；
其中，K为预设的邻近判别阈值，x1max、y1max和z1max分别为第一坐标信息中远距离顶点的横坐标、纵坐标和竖坐标，x1min、y1min、z1min分别为第一坐标信息中近距离顶点的横坐标、纵坐标和竖坐标，x2max、y2max和z2max分别为第二坐标信息中远距离顶点的横坐标、纵坐标和竖坐标，x2min、y2min、z2min分别为第二坐标信息中近距离顶点的横坐标、纵坐标和竖坐标，Max表示求取最大值，ABS表示求取绝对值。
在一些实施例中，孪生体构建模块604将所述模型构件的属性信息填充至所述属性表的步骤包括：
将所述属性信息中的基础信息填充至所述属性表，所述基础信息至少包括以下之一：构件名称、构件编码、构件位置、构件尺寸、构件几何信息和构件关联信息，所述构件关联信息包括：构件规格和构件型号。
图7示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图7所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)710、通信接口(Communications Interface)720、存储器(memory)730和通信总线740，其中，处理器710，通信接口720，存储器730通过通信总线740完成相互间的通信。处理器710可以调用存储器730中的逻辑指令，以执行公路养护数字孪生体构建方法，该方法包括：获取预设的基础数字孪生体，所述基础数字孪生体包括：一个或多个孪生体单元，多个所述孪生体单元分别具有对应的定义信息，所述定义信息包括单元类型和属性定义；获取目标公路养护对象的BIM模型，所述BIM模型包括：至少一个模型构件，所述模型构件具有一一对应的构件编码，所述构件编码与所述单元类型具有映射关系；基于所述映射关系和所述属性定义，获取模型构件对应的属性表；将所述模型构件的属性信息填充至所述属性表，完成公路养护数字孪生体的构建。
此外，上述的存储器730中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上，所述计算机程序被处理器执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的公路养护数字孪生体构建方法，该方法包括：获取预设的基础数字孪生体，所述基础数字孪生体包括：一个或多个孪生体单元，每个所述孪生体单元分别具有对应的定义信息，所述定义信息包括单元类型和属性定义；获取目标公路养护对象的BIM模型，所述BIM模型包括：至少一个模型构件，所述模型构件具有一一对应的构件编码，所述构件编码与所述单元类型具有映射关系；基于所述映射关系和所述属性定义，获取模型构件对应的属性表；将所述模型构件的属性信息填充至所述属性表，完成公路养护数字孪生体的构建。
又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法提供的公路养护数字孪生体构建方法，该方法包括：获取预设的基础数字孪生体，所述基础数字孪生体包括：一个或多个孪生体单元，每个所述孪生体单元分别具有对应的定义信息，所述定义信息包括单元类型和属性定义；获取目标公路养护对象的BIM模型，所述BIM模型包括：至少一个模型构件，所述模型构件具有一一对应的构件编码，所述构件编码与所述单元类型具有映射关系；基于所述映射关系和所述属性定义，获取模型构件对应的属性表；将所述模型构件的属性信息填充至所述属性表，完成公路养护数字孪生体的构建。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种公路养护数字孪生体构建方法，其特征在于，包括：
获取预设的基础数字孪生体，所述基础数字孪生体包括：一个或多个孪生体单元，每个所述孪生体单元分别具有对应的定义信息，所述定义信息包括类型编码和属性定义；
获取目标公路养护对象的BIM模型，所述BIM模型包括：至少一个模型构件，所述模型构件具有一一对应的构件编码，所述构件编码与所述类型编码具有映射关系；
基于所述映射关系和所述属性定义，获取模型构件对应的属性表；
将所述模型构件的属性信息填充至所述属性表，完成公路养护数字孪生体的构建；
将所述模型构件的属性信息填充至所述属性表的步骤包括：
将所述属性信息中的相邻关系信息填充至对应属性表，其中，所述相邻关系信息的获取步骤包括：根据预设的外接框架获取规则、所述属性信息中的构件位置和构件尺寸，获取多个所述模型构件的外接框架，并获取所述外接框架的关联顶点的坐标信息，所述关联顶点包括：远距离顶点和近距离顶点，所述远距离顶点为所述外接框架远离预设的基准点的顶点，所述近距离顶点为所述外接框架靠近所述基准点的顶点；基于预设的相邻判断规则和所述关联顶点的坐标信息，获取多个模型构件之间的相邻关系信息；
基于预设的相邻判断规则和所述关联顶点的坐标信息，获取多个模型构件之间的相邻关系信息的步骤包括：
获取第一模型构件的关联顶点的第一坐标信息、以及第二模型构件的关联顶点的第二坐标信息，所述第一模型构件和第二模型构件均为多个所述模型构件中的任一一个模型构件；
根据所述相邻判断规则、所述第一坐标信息和所述第二坐标信息，对所述第一模型构件和第二模型构件进行相邻关系判断，获取所述相邻关系信息；
根据所述相邻判断规则、所述第一坐标信息和所述第二坐标信息，对所述第一模型构件和第二模型构件进行相邻关系判断，获取所述相邻关系信息的步骤包括：
基于所述第一坐标信息和所述第二坐标信息，判断所述第一模型构件、所述第二模型构件之间的位置关系是否满足预设的横轴相邻条件、纵轴相邻条件和竖轴相邻条件中的至少一个；
若所述位置关系满足所述横轴相邻条件，则判定所述第一模型构件和所述第二模型构件横轴方向相邻；
若所述位置关系满足所述纵轴相邻条件，则判定所述第一模型构件和所述第二模型构件纵轴方向相邻；
若所述位置关系满足所述竖轴相邻条件，则判定所述第一模型构件和所述第二模型构件竖轴方向相邻，完成所述相邻关系信息获取。
2.根据权利要求1所述的公路养护数字孪生体构建方法，其特征在于，基于所述映射关系和所述属性定义，获取模型构件对应的属性表的步骤包括：
根据所述类型编码、所述构件编码和所述映射关系，确定所述模型构件对应的孪生体单元；
获取所述模型构件对应的孪生体单元的属性表，所述属性表通过对孪生体单元的属性定义进行划分得到，所述属性表、所述孪生体单元和所述模型构件三者之间具有关联关系。
3.根据权利要求1所述的公路养护数字孪生体构建方法，其特征在于，所述横轴相邻条件的数学表达为：
Max【ABS(x2max-x1min),ABS(x2min-x1max)】<K；
所述纵轴相邻条件的数学表达为：
Max【ABS(y2max-x1min),ABS(y2min-y1max)】<K；
所述竖轴相邻条件的数学表达为：
Max【ABS(z2max-x1min),ABS(z2min-z1max)】<K；
其中，K为预设的邻近判别阈值，x1max、y1max和z1max分别为第一坐标信息中远距离顶点的横坐标、纵坐标和竖坐标，x1min、y1min、z1min分别为第一坐标信息中近距离顶点的横坐标、纵坐标和竖坐标，x2max、y2max和z2max分别为第二坐标信息中远距离顶点的横坐标、纵坐标和竖坐标，x2min、y2min、z2min分别为第二坐标信息中近距离顶点的横坐标、纵坐标和竖坐标，Max表示求取最大值，ABS表示求取绝对值。
4.根据权利要求1所述的公路养护数字孪生体构建方法，其特征在于，将所述模型构件的属性信息填充至所述属性表的步骤包括：
将所述属性信息中的基础信息填充至所述属性表，所述基础信息至少包括以下之一：构件名称、构件编码、构件位置、构件尺寸、构件几何信息和构件关联信息，所述构件关联信息包括：构件规格和构件型号。
5.一种公路养护数字孪生体构建系统，其特征在于，包括：
孪生体定义模块，用于获取预设的基础数字孪生体，所述基础数字孪生体包括：一个或多个孪生体单元，每个所述孪生体单元分别具有对应的定义信息，所述定义信息包括类型编码和属性定义；
BIM模型获取模块，用于获取目标公路养护对象的BIM模型，所述BIM模型包括：至少一个模型构件，所述模型构件具有一一对应的构件编码，所述构件编码与所述类型编码具有映射关系；
属性表获取模块，用于基于所述映射关系和所述属性定义，获取模型构件对应的属性表；
孪生体构建模块，用于将所述模型构件的属性信息填充至所述属性表，完成公路养护数字孪生体的构建；
孪生体构建模块将所述模型构件的属性信息填充至所述属性表的步骤包括：
将所述属性信息中的相邻关系信息填充至对应属性表，其中，所述相邻关系信息的获取步骤包括：
根据预设的外接框架获取规则、所述属性信息中的构件位置和构件尺寸，获取多个所述模型构件的外接框架，并获取所述外接框架的关联顶点的坐标信息，所述关联顶点包括：远距离顶点和近距离顶点，所述远距离顶点为所述外接框架远离预设的基准点的顶点，所述近距离顶点为所述外接框架靠近所述基准点的顶点；基于预设的相邻判断规则和所述关联顶点的坐标信息，获取多个模型构件之间的相邻关系信息；
基于预设的相邻判断规则和所述关联顶点的坐标信息，获取多个模型构件之间的相邻关系信息的步骤包括：
获取第一模型构件的关联顶点的第一坐标信息、以及第二模型构件的关联顶点的第二坐标信息，所述第一模型构件和第二模型构件均为多个所述模型构件中的任一一个模型构件；
根据所述相邻判断规则、所述第一坐标信息和所述第二坐标信息，对所述第一模型构件和第二模型构件进行相邻关系判断，获取所述相邻关系信息；
根据所述相邻判断规则、所述第一坐标信息和所述第二坐标信息，对所述第一模型构件和第二模型构件进行相邻关系判断，获取所述相邻关系信息的步骤包括：
基于所述第一坐标信息和所述第二坐标信息，判断所述第一模型构件、所述第二模型构件之间的位置关系是否满足预设的横轴相邻条件、纵轴相邻条件和竖轴相邻条件中的至少一个；
若所述位置关系满足所述横轴相邻条件，则判定所述第一模型构件和所述第二模型构件横轴方向相邻；
若所述位置关系满足所述纵轴相邻条件，则判定所述第一模型构件和所述第二模型构件纵轴方向相邻；
若所述位置关系满足所述竖轴相邻条件，则判定所述第一模型构件和所述第二模型构件竖轴方向相邻，完成所述相邻关系信息获取。
6.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至4中任一项所述的公路养护数字孪生体构建方法。
7.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4中任一项所述的公路养护数字孪生体构建方法。
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