CN116543114A - 一种升降式三维可视化地下工程沙盘演示系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种升降式三维可视化地下工程沙盘演示系统，属于演示用具领域，其包括：控制模块、显示模块、三维建模模块、数据采集模块、数据孪生模块、威胁提取模块和威胁计算模块，所述数据采集模块用于采集施工过程中的工作管道、路基、施工位置和施工工作区域的数据，且将数据代入路基威胁值计算策略和管道威胁值计算策略在计算路基威胁值和管道威胁值，采集管道正上方路基和管道内部数据，在构建的地下工程三维建设模型上实时显示，以对地震导致的路基和管道的危害进行直观展示，有效提高了展示的准确性和直观性，对地震导致的各个区域的路基威胁进行直观反应，有利于对威胁进行有序处理。
Description
技术领域
本发明属于演示用具领域，具体的说是一种升降式三维可视化地下工程沙盘演示系统。
背景技术
在发生地震等自然灾害时，地下工程管道和对应的地上路基设施可能会发生损伤情况，在地震等自然灾害的前提下，损伤可能是多点的，现有技术只能使用数据采集设备对损伤数据进行采集，无法对这些损伤的严重程度进行有效计算排序，这样在对损伤进行修复时，导致维修的无序。
如授权公告号为CN112396996B的中国专利公开了一种用于沙盘演示的多功能控制系统，包括采集终端、投影终端和服务器，服务器用于调用预设的会馆模型发送给投影终端，投影终端用于接收会馆模型进行投影获得全局光影沙盘，采集终端用于采集用户信息，将用户信息上传服务器，服务器用于判断用户信息中是否出现多模式唤醒信息，当出现多模式唤醒信息时，生成多模式信号；服务器还用于生成多模式信号后，判断用户信息中是否出现操作信息，根据操作信息生成操作指令，根据操作指令调节全局光影沙盘的展示角度和/或展示比例。采用本方案能够智能化根据参观者的关注行为自动调节沙盘的控制方式。
如申请公布号为CN106920455A的中国专利公开了一种智能沙盘演示系统和演示方法。所述系统包括沙盘基座、传感设备、展示设备以及控制单元。沙盘基座用于放置所述传感设备，并作为所述展示设备的展示载体。传感设备包括传感模块和第一无线通信模块，用于监控所述传感模块的状态信息，并通过无线连接通路向所述控制单元传送所述状态信息。控制单元用于根据智能演示项目信息和所述状态信息中的至少一种信息，确定相应的展示信息，并向所述展示设备发送所述展示信息。展示设备用于解析收到的所述展示信息并执行相应的展示行为。该发明提供的智能沙盘演示系统摆脱复杂的布线，无需物理数据接口，操作简单，交互体验直观，为交互沙盘提供了极大的扩展空间，可满足多样的演示需求。
以上专利均存在本背景技术提出的问题：在发生地震等自然灾害时，地下工程管道和对应的地上路基设施可能会发生损伤情况，在地震等自然灾害的前提下，损伤可能是多点的，现有技术只能使用数据采集设备对损伤数据进行采集，无法对这些损伤的严重程度进行有效计算排序，这样在对损伤进行修复时，导致维修的无序，为了解决这些问题，本申请设计了一种升降式三维可视化地下工程沙盘演示系统。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出了一种升降式三维可视化地下工程沙盘演示系统，能够有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种升降式三维可视化地下工程沙盘演示系统，其包括：控制模块、显示模块、三维建模模块、数据采集模块、数据孪生模块、威胁提取模块和威胁计算模块，所述数据采集模块用于采集施工过程中的工作管道、路基、施工位置和施工工作区域的数据，且将数据代入路基威胁值计算策略和管道威胁值计算策略来计算路基威胁值和管道威胁值，所述数据孪生模块用于将采集的数据导入数字孪生构建软件中构建数字孪生模型，所述威胁提取模块用于提取路基威胁值和管道威胁值中的威胁数据，所述三维建模模块用于通过采集的数据在三维沙盘上构建三维建设模型，所述显示模块用于显示在三维沙盘上构建的三维建设模型，所述威胁计算模块用于将威胁数据代入威胁数据计算策略中计算总体威胁值，并将总体威胁值进行排序以对威胁进行有序处理。
具体的，所述数据采集模块包括工作管道采集单元、路基采集单元、施工位置采集单元和施工工作区域采集单元，所述工作管道采集单元用于采集工作管道的压力、长度、深度、内部人员和渗水数据，所述路基采集单元用于采集路基沉降和裂缝数据，所述施工位置采集单元用于采集施工位置的位置数据，所述施工工作区域采集单元用于采集施工工作区域的内部环境数据，内部环境数据包括温度数据、湿度数据和内部气压数据。
具体的，所述工作管道采集单元包括管道压力采集子单元、管道长度采集子单元、管道深度采集子单元、管道人员采集子单元和管道渗水采集子单元，所述管道压力采集子单元用于采集管道均匀设置在管壁外侧的压力传感器数据，其中/>为第i个压力传感器的管道压力值，/>为压力采集值的总数，所述管道长度采集子单元用于采集管道的长度数据H，所述管道深度采集子单元用于采集管道的埋藏深度数据S，所述管道人员采集子单元用于采集管道内部人员数量和人员性质数据，所述人员性质包括维护人员、管理人员和设备操作人员，维护人员数量设为/>，管理人员和设备操作人员数量总和设为/>，所述管道渗水采集子单元用于采集管道的渗水量/>，其中，/>为第i个压力传感器的位置的渗水量。
具体的，所述路基采集单元包括路基沉降采集子单元和路基裂缝采集子单元，所述路基沉降采集子单元用于采集管道截面上方路基沉降数据，所述路基裂缝采集子单元用于采集管道截面上方路基裂缝数据。
具体的，所述威胁提取模块包括威胁数据确定单元、数据提取单元和数据对比单元，所述数据对比单元用于将路基威胁值与路基威胁阈值对比，且将管道威胁值与管道威胁阈值进行对比，所述数据提取单元用于将大于路基威胁阈值的路基威胁值和大于管道威胁阈值的管道威胁值提取，所述威胁数据确定单元用于将数据提取单元提取的数据设为威胁数据。
一种升降式三维可视化地下工程沙盘演示方法，包括以下具体步骤：
S1、采集地震后的管道和路基数据，并进行区域划分；
S2、将采集的路基数据代入路基威胁值计算策略中进行路基威胁值计算；
S3、将采集的管道数据代入管道威胁值计算策略中进行管道威胁值计算；
S4、将管道威胁值和路基威胁值代入威胁数据计算策略中计算总体威胁值，并将总体威胁值进行排序以对威胁进行有序处理。
具体的，所述路基威胁值计算策略包括以下具体步骤：
S21、将路基长度按照压力传感器位置进行均匀划分，划分为个区域，提取每个区域的路基平整度，在每个区域上设置n个路基高度监测点，区域路基平整度计算公式为：，其中/>为第i个路基高度监测点的监测高度，/>为设定的基准高度；
S22、提取每个区域路基裂缝长度、最大宽度/>和数量/>，计算每个区域的路基裂缝损失值，路基裂缝损失值的计算公式为：/>，其中/>为设定的基准长度，/>为设定的基准宽度，其中/>为第i个区域地基裂缝长度，/>为第i个区域地基裂缝最大宽度；
具体的，所述路基威胁值计算策略还包括：S23、将各个区域的路基平整度和路基裂缝损失值代入路基威胁值计算公式中计算各个区域的路基威胁值，路基威胁值的计算公式为：。
具体的，所述管道威胁值计算策略包括以下具体步骤：
S31、提取压力传感器的压力数据、管道的渗水量数据/>导入管道外因威胁值计算公式中计算管道外因威胁值，第i个压力传感器位置管道外因威胁值计算公式为：/>，其中，/>为第i个压力传感器的压力数据，/>为第i个压力传感器对应位置的管道的渗水量，/>为管道外表面承受压力范围中最接近/>的值，为渗水量安全范围中最接近/>的值；
S32、提取管道内部温度数据、湿度数据/>和内部气压数据/>，其中/>为第i个压力传感器对应位置的管道的内部温度，/>为第i个压力传感器对应位置的管道的内部湿度，/>为第i个压力传感器对应位置的管道的内部气压值，并提取对应管道段维护人员人数/>，管理人员和设备操作人员数量/>，将数据代入管道内因威胁值计算公式中计算获取管道内因威胁值，管道内因威胁值计算公式为：，其中/>为内部温度数据占比系数，/>为内部湿度数据占比系数，/>为内部气压数据占比系数，/>，/>为管道内部温度环境安全范围中最接近/>的值，/>为管道内部湿度环境安全范围中最接近/>的值，/>为管道内部气压环境安全范围中最接近/>的值；
S33、将管道外因威胁值和管道内因威胁值代入管道威胁值计算公式中计算管道威胁值，第i个压力传感器对应区域的管道威胁值计算公式为：。
具体的，所述威胁数据计算策略包括以下具体步骤：
提取各个区域的路基威胁值和管道威胁值中的威胁数据代入总体威胁值计算公式中计算总体威胁值，总体威胁值计算公式为：，其中，/>为路基威胁值占比系数，/>为管道威胁值占比系数，/>。
一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的一种升降式三维可视化地下工程沙盘演示方法。
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质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上述的一种升降式三维可视化地下工程沙盘演示方法。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
采集管道正上方路基和管道内部数据，在构建的地下工程三维建设模型上实时显示，以对地震导致的路基和管道的危害进行直观展示，有效提高了展示的准确性和直观性；
对管道正上方路基数据进行采集，将路基各个区域的路基平整度和路基裂缝损失值代入路基威胁值计算公式中计算各个区域的路基威胁值，对地震导致的各个区域的路基威胁进行直观反应，有利于对威胁进行有序处理；
对管道的数据进行采集，代入管道威胁值计算策略中计算管道威胁值，并将管道威胁值和路基威胁值代入总体威胁值计算公式中计算总体威胁值，将总体威胁值进行排序以对威胁进行有序处理。
附图说明
图1为本发明一种升降式三维可视化地下工程沙盘演示系统组成示意图；
图2为本发明一种升降式三维可视化地下工程沙盘演示系统数据采集模块的示意图；
图3为本发明一种升降式三维可视化地下工程沙盘演示系统工作管道采集单元的示意图；
图4为本发明一种升降式三维可视化地下工程沙盘演示系统的路基采集单元的示意图；
图5为本发明一种升降式三维可视化地下工程沙盘演示系统的威胁提取模块的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1
请参阅图1-图5，本发明提供的一种实施例：一种升降式三维可视化地下工程沙盘演示系统，其包括：控制模块、显示模块、三维建模模块、数据采集模块、数据孪生模块、威胁提取模块和威胁计算模块，数据采集模块用于采集施工过程中的工作管道、路基、施工位置和施工工作区域的数据，且将数据代入路基威胁值计算策略和管道威胁值计算策略来计算路基威胁值和管道威胁值，数据孪生模块用于将采集的数据导入数字孪生构建软件中构建数字孪生模型，威胁提取模块用于提取路基威胁值和管道威胁值中的威胁数据，三维建模模块用于通过采集的数据在三维沙盘上构建的三维建设模型，显示模块用于显示在三维沙盘上构建的三维建设模型，威胁计算模块用于将威胁数据代入威胁数据计算策略中计算总体威胁值，并将总体威胁值进行排序以对威胁进行有序处理；
在本实施例中，数据采集模块包括工作管道采集单元、路基采集单元、施工位置采集单元和施工工作区域采集单元，工作管道采集单元用于采集工作管道的压力、长度、深度、内部人员和渗水数据，路基采集单元用于采集路基沉降和裂缝数据，施工位置采集单元用于采集施工位置的位置数据，施工工作区域采集单元用于采集施工工作区域的内部环境数据，内部环境数据包括温度数据、湿度数据和内部气压数据；
在本实施例中，工作管道采集单元包括管道压力采集子单元、管道长度采集子单元、管道深度采集子单元、管道人员采集子单元和管道渗水采集子单元，管道压力采集子单元用于采集均匀设置在管壁外侧的压力传感器数据，其中/>为第i个压力传感器的管道压力值，/>为压力采集值的总数，管道长度采集子单元用于采集管道的长度数据H，管道深度采集子单元用于采集管道的埋藏深度数据S，管道人员采集子单元用于采集管道内部人员数量和人员性质数据，人员性质包括维护人员、管理人员和设备操作人员，维护人员数量设为/>，管理人员和设备操作人员数量设为/>，管道渗水采集子单元用于采集管道的渗水量/>，其中，/>为第i个压力传感器的位置的渗水量；
在本实施例中，路基采集单元包括路基沉降采集子单元和路基裂缝采集子单元，路基沉降采集子单元用于采集管道截面上方路基沉降数据，路基裂缝采集子单元用于采集管道截面上方路基裂缝数据；
在本实施例中，路基采集单元中包括路基威胁值计算策略，路基威胁值计算策略包括以下具体步骤：
S21、将路基长度按照压力传感器位置进行均匀划分，划分为个区域，提取每个区域的路基平整度，在每个区域上设置n个路基高度监测点，区域路基平整度计算公式为：，其中/>为第i个路基高度监测点的监测高度，/>为设定的基准高度；
S22、提取每个区域路基裂缝长度、最大宽度/>和数量/>，计算每个区域的路基裂缝损失值，路基裂缝损失值的计算公式为：/>，其中/>为设定的基准长度，/>为设定的基准宽度，其中/>为第i个区域地基裂缝长度，/>为第i个区域地基裂缝最大宽度；
S23、将各个区域的路基平整度和路基裂缝损失值代入路基威胁值计算公式中计算各个区域的路基威胁值，路基威胁值的计算公式为：。
在本实施例中，威胁提取模块包括威胁数据确定单元、数据提取单元和数据对比单元，数据对比单元用于将路基威胁值与路基威胁阈值对比，且将管道威胁值与管道威胁阈值进行对比，数据提取单元用于将大于路基威胁阈值的路基威胁值和大于管道威胁阈值的管道威胁值提取，威胁数据确定单元用于将数据提取单元提取的数据设为威胁数据。
通过本实施例能够实现：采集管道正上方路基和管道内部数据，在构建的地下工程三维建设模型上实时显示，以对地震导致的路基和管道的危害进行直观展示，有效提高了展示的准确性和直观性，将管道正上方路基数据采集，将路基各个区域的路基平整度和路基裂缝损失值代入路基威胁值计算公式中计算各个区域的路基威胁值，对地震导致的各个区域的路基威胁进行直观反应，有利于对威胁进行有序处理。
实施例2
请参阅图1-图5，在本申请的第二个实施例中公开了一种升降式三维可视化地下工程沙盘演示系统，其包括：控制模块、显示模块、三维建模模块、数据采集模块、数据孪生模块、威胁提取模块和威胁计算模块，数据采集模块用于采集施工过程中的工作管道、路基、施工位置和施工工作区域的数据，且将数据代入路基威胁值计算策略和管道威胁值计算策略在计算路基威胁值和管道威胁值，数据孪生模块用于将采集的数据导入数字孪生构建软件中构建数字孪生模型，威胁提取模块用于对数据采集模块计算的路基威胁值和管道威胁值数据提取其中的威胁数据，三维建模模块用于通过采集的数据在三维沙盘上构建的三维建设模型，显示模块用于显示在三维沙盘上构建的三维建设模型，威胁计算模块用于将威胁数据代入威胁数据计算策略中计算总体威胁值，并将总体威胁值进行排序以对威胁进行有序处理；
在本实施例中，数据采集模块包括工作管道采集单元、路基采集单元、施工位置采集单元和施工工作区域采集单元，工作管道采集单元用于采集工作管道的压力、长度、深度、内部人员和渗水数据，路基采集单元用于采集路基沉降和裂缝数据，施工位置采集单元用于采集施工位置的位置数据，施工工作区域采集单元用于采集施工工作区域的内部环境数据，内部环境数据包括温度数据、湿度数据和内部气压数据；
在本实施例中，工作管道采集单元包括管道压力采集子单元、管道长度采集子单元、管道深度采集子单元、管道人员采集子单元和管道渗水采集子单元，管道压力采集子单元用于采集管道均匀设置在管壁外侧的压力传感器数据，其中/>为第i个压力传感器的管道压力值，/>为压力采集值的总数，管道长度采集子单元用于采集管道的长度数据H，管道深度采集子单元用于采集管道的埋藏深度数据S，管道人员采集子单元用于采集管道内部人员数量和人员性质数据，人员性质包括维护人员、管理人员和设备操作人员，维护人员数量设为/>，管理人员和设备操作人员数量总和设为/>，管道渗水采集子单元用于采集管道的渗水量/>，其中，/>为第i个压力传感器的位置的渗水量；
在本实施例中，路基采集单元包括路基沉降采集子单元和路基裂缝采集子单元，路基沉降采集子单元用于采集管道截面上方路基沉降数据，路基裂缝采集子单元用于采集管道截面上方路基裂缝数据；
在本实施例中，路基采集单元中包括路基威胁值计算策略，路基威胁值计算策略包括以下具体步骤：
S21、将路基长度按照压力传感器位置进行均匀划分，划分为个区域，提取每个区域的路基平整度，在每个区域上设置n个路基高度监测点，区域路基平整度计算公式为：，其中/>为第i个路基高度监测点的监测高度，/>为设定的基准高度；
S22、提取每个区域路基裂缝长度、最大宽度/>和数量/>，计算每个区域的路基裂缝损失值，路基裂缝损失值的计算公式为：/>，其中/>为设定的基准长度，/>为设定的基准宽度；
S23、将各个区域的路基平整度和路基裂缝损失值代入路基威胁值计算公式中计算各个区域的路基威胁值，路基威胁值的计算公式为：。
在本实施例中，威胁提取模块包括威胁数据确定单元、数据提取单元和数据对比单元，数据对比单元用于将路基威胁值与路基威胁阈值对比，且将管道威胁值与管道威胁阈值进行对比，数据提取单元用于将大于路基威胁阈值的路基威胁值和大于管道威胁阈值的管道威胁值提取，威胁数据确定单元用于将数据提取单元提取的数据设为威胁数据。
在本实施例中，工作管道采集单元中包括管道威胁值计算策略，管道威胁值计算策略包括以下具体步骤：
S31、提取压力传感器的压力数据、管道的渗水量数据/>导入管道外因威胁值计算公式中计算管道外因威胁值，第i个压力传感器位置管道外因威胁值计算公式为：/>，其中，/>为第i个压力传感器的压力数据，/>为第i个压力传感器对应位置的管道的渗水量，/>为管道外表面承受压力范围中最接近/>的值，为渗水量安全范围中最接近/>的值；
S32、提取管道内部温度数据、湿度数据/>和内部气压数据/>，其中/>为第i个压力传感器对应位置的管道的内部温度，/>为第i个压力传感器对应位置的管道的内部湿度，/>为第i个压力传感器对应位置的管道的内部气压值，并提取对应管道段维护人员人数/>，管理人员和设备操作人员数量/>，将数据代入管道内因威胁值计算公式中计算获取管道内因威胁值，管道内因威胁值计算公式为：，其中/>为内部温度数据占比系数，/>为内部湿度数据占比系数，/>为内部气压数据占比系数，/>，/>为管道内部温度环境安全范围中最接近/>的值，/>为管道内部湿度环境安全范围中最接近/>的值，/>为管道内部气压环境安全范围中最接近/>的值；
S33、将管道外因威胁值和管道内因威胁值代入管道威胁值计算公式中计算管道威胁值，第i个压力传感器对应区域的管道威胁值计算公式为：。
在本实施例中，威胁数据计算策略包括以下具体步骤：
提取各个区域的路基威胁值和管道威胁值中的威胁数据代入总体威胁值计算公式中计算总体威胁值，总体威胁值计算公式为：，其中，/>为路基威胁值占比系数，/>为管道威胁值占比系数，/>。
通过本实施例能够实现：采集管道正上方路基和管道内部数据，在构建的地下工程三维建设模型上实时显示，以对地震导致的路基和管道的危害进行直观展示，有效提高了展示的准确性和直观性，将管道正上方路基数据采集，将路基各个区域的路基平整度和路基裂缝损失值代入路基威胁值计算公式中计算各个区域的路基威胁值，对地震导致的各个区域的路基威胁进行直观反应，有利于对威胁进行有序处理，将管道的数据进行进行采集，代入管道威胁值计算策略中计算管道威胁值，并将管道威胁值和路基威胁值代入总体威胁值计算公式中计算总体威胁值，将总体威胁值进行排序以对威胁进行有序处理。
实施例3
一种升降式三维可视化地下工程沙盘演示方法，包括以下具体步骤：
S1、采集地震后的管道和路基数据，并进行区域划分；
S2、将采集的路基数据代入路基威胁值计算策略中进行路基威胁值计算；
S3、将采集的管道数据代入管道威胁值计算策略中进行管道威胁值计算；
S4、将管道威胁值和路基威胁值代入威胁数据计算策略中计算总体威胁值，并将总体威胁值进行排序以对威胁进行有序处理。
具体的，路基威胁值计算策略包括以下具体步骤：
S21、将路基长度按照压力传感器位置进行均匀划分，划分为个区域，提取每个区域的路基平整度，在每个区域上设置n个路基高度监测点，区域路基平整度计算公式为：，其中/>为第i个路基高度监测点的监测高度，/>为设定的基准高度；
S22、提取每个区域路基裂缝长度、最大宽度/>和数量/>，计算每个区域的路基裂缝损失值，路基裂缝损失值的计算公式为：/>，其中/>为设定的基准长度，/>为设定的基准宽度，其中/>为第i个区域地基裂缝长度，/>为第i个区域地基裂缝最大宽度；
在本实施例中，经过S12步骤后，还包括：S23、将各个区域的路基平整度和路基裂缝损失值代入路基威胁值计算公式中计算各个区域的路基威胁值，路基威胁值的计算公式为：。
在本实施例中，管道威胁值计算策略包括以下具体步骤：
S31、提取压力传感器的压力数据、管道的渗水量数据/>导入管道外因威胁值计算公式中计算管道外因威胁值，第i个压力传感器位置管道外因威胁值计算公式为：/>，其中，/>为第i个压力传感器的压力数据，/>为第i个压力传感器对应位置的管道的渗水量，/>为管道外表面承受压力范围中最接近/>的值，为渗水量安全范围中最接近/>的值；
S32、提取管道内部温度数据、湿度数据/>和内部气压数据/>，其中/>为第i个压力传感器对应位置的管道的内部温度，/>为第i个压力传感器对应位置的管道的内部湿度，/>为第i个压力传感器对应位置的管道的内部气压值，并提取对应管道段维护人员人数/>，管理人员和设备操作人员数量/>，将数据代入管道内因威胁值计算公式中计算获取管道内因威胁值，管道内因威胁值计算公式为：，其中/>为内部温度数据占比系数，/>为内部湿度数据占比系数，/>为内部气压数据占比系数，/>，/>为管道内部温度环境安全范围中最接近/>的值，/>为管道内部湿度环境安全范围中最接近/>的值，/>为管道内部气压环境安全范围中最接近/>的值；
S33、将管道外因威胁值和管道内因威胁值代入管道威胁值计算公式中计算管道威胁值，第i个压力传感器对应区域的管道威胁值计算公式为：。
在本实施例中，威胁数据计算策略包括以下具体步骤：
提取各个区域的路基威胁值和管道威胁值中的威胁数据代入总体威胁值计算公式中计算总体威胁值，总体威胁值计算公式为：，其中，/>为路基威胁值占比系数，/>为管道威胁值占比系数，/>。
实施例4
本实施例提供一种电子设备，包括：处理器和存储器，其中，存储器中存储有可供处理器调用的计算机程序；
处理器通过调用存储器中存储的计算机程序，执行上述的一种升降式三维可视化地下工程沙盘演示方法。
该电子设备可因配置或性能不同而产生比较大的差异，能够包括一个或一个以上的处理器（Central Processing Units，CPU）和一个或一个以上的存储器，其中，该存储器中存储有至少一条计算机程序，该计算机程序由该处理器加载并执行以实现上述方法实施例提供的一种基于优选声学参数的构音障碍矫正效果分析方法。该电子设备还能够包括其他用于实现设备功能的部件，例如，该电子设备还能够具有有线或无线网络接口以及输入输出接口等部件，以便进行数据的输入输出。本实施例在此不做赘述。
实施例5
本实施例提出一种计算机可读存储介质，其上存储有可擦写的计算机程序；
当计算机程序在计算机设备上运行时，使得计算机设备执行上述的一种升降式三维可视化地下工程沙盘演示方法。
例如，计算机可读存储介质能够是只读存储器（Read-Only Memory，简称：ROM）、随机存取存储器（Random Access Memory，简称：RAM）、只读光盘（Compact Disc Read-OnlyMemory，简称：CD-ROM）、磁带、软盘和光数据存储设备等。
应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
应理解，根据A确定B并不意味着仅仅根据A确定B，还能够根据A和/或其它信息确定B。
上述实施例，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或其他任意组合来实现。当使用软件实现时，上述实施例可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。计算机程序产品包括一个或多个计算机指令或计算机程序。在计算机上加载或执行计算机指令或计算机程序时，全部或部分地产生按照本发明实施例的流程或功能。计算机可以为通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线网络或/和无线网络方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集合的服务器、数据中心等数据存储设备。可用介质可以是磁性介质（例如，软盘、硬盘、磁带）、光介质（例如，DVD）、或者半导体介质。半导体介质可以是固态硬盘。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本发明中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一 种，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
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单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可做很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
本领域普通技术人员可以理解，以上所述仅为发明的优选实例而已，并不用于限制发明，尽管参照前述实例对发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实例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。凡在发明的精神和原则之内，所做的修改、等同替换等均应包含在发明的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种升降式三维可视化地下工程沙盘演示系统，其特征在于，其包括：控制模块、显示模块、三维建模模块、数据采集模块、数据孪生模块、威胁提取模块和威胁计算模块，所述数据采集模块用于采集施工过程中的工作管道、路基、施工位置和施工工作区域的数据，且将数据代入路基威胁值计算策略和管道威胁值计算策略来计算路基威胁值和管道威胁值，所述数据孪生模块用于将采集的数据导入数字孪生构建软件中构建数字孪生模型，所述威胁提取模块用于提取路基威胁值和管道威胁值中的威胁数据，所述三维建模模块用于通过采集的数据在三维沙盘上构建三维建设模型，所述显示模块用于显示在三维沙盘上构建的三维建设模型，所述威胁计算模块用于将威胁数据代入威胁数据计算策略中计算总体威胁值，并将总体威胁值进行排序以对威胁进行有序处理。
2.如权利要求1所述的一种升降式三维可视化地下工程沙盘演示系统，其特征在于，所述数据采集模块包括工作管道采集单元、路基采集单元、施工位置采集单元和施工工作区域采集单元，所述工作管道采集单元用于采集工作管道的压力、长度、深度、内部人员和渗水数据，所述路基采集单元用于采集路基沉降和裂缝数据，所述施工位置采集单元用于采集施工位置的位置数据，所述施工工作区域采集单元用于采集施工工作区域的内部环境数据，内部环境数据包括温度数据、湿度数据和内部气压数据。
3.如权利要求2所述的一种升降式三维可视化地下工程沙盘演示系统，其特征在于，所述工作管道采集单元包括管道压力采集子单元、管道长度采集子单元、管道深度采集子单元、管道人员采集子单元和管道渗水采集子单元，所述管道压力采集子单元用于采集均匀设置在管壁外侧的压力传感器数据，其中/>为第i个压力传感器的管道压力值，/>为压力采集值的总数，所述管道长度采集子单元用于采集管道的长度数据H，所述管道深度采集子单元用于采集管道的埋藏深度数据S，所述管道人员采集子单元用于采集管道内部人员数量和人员性质数据，所述人员性质包括维护人员、管理人员和设备操作人员，维护人员数量设为/>，管理人员和设备操作人员数量总和设为/>，所述管道渗水采集子单元用于采集管道的渗水量/>，其中，/>为第i个压力传感器的位置的渗水量。
4.如权利要求3所述的一种升降式三维可视化地下工程沙盘演示系统，其特征在于，所述路基采集单元包括路基沉降采集子单元和路基裂缝采集子单元，所述路基沉降采集子单元用于采集管道截面上方路基沉降数据，所述路基裂缝采集子单元用于采集管道截面上方路基裂缝数据。
5.如权利要求4所述的一种升降式三维可视化地下工程沙盘演示系统，其特征在于，所述威胁提取模块包括威胁数据确定单元、数据提取单元和数据对比单元，所述数据对比单元用于将路基威胁值与路基威胁阈值对比，且将管道威胁值与管道威胁阈值进行对比，所述数据提取单元用于将大于路基威胁阈值的路基威胁值和大于管道威胁阈值的管道威胁值提取，所述威胁数据确定单元用于将数据提取单元提取的数据设为威胁数据。
6.一种升降式三维可视化地下工程沙盘演示方法，其基于如权利要求1-5任一项所述的一种升降式三维可视化地下工程沙盘演示系统实现，其特征在于：包括以下具体步骤：
S1、采集地震后的管道和路基数据，并进行区域划分；
S2、将采集的路基数据代入路基威胁值计算策略中进行路基威胁值计算；
S3、将采集的管道数据代入管道威胁值计算策略中进行管道威胁值计算；
S4、将管道威胁值和路基威胁值代入威胁数据计算策略中计算总体威胁值，并将总体威胁值进行排序以对威胁进行有序处理。
7.如权利要求6所述的一种升降式三维可视化地下工程沙盘演示方法，其特征在于，所述路基威胁值计算策略包括以下具体步骤：
S21、将路基长度按照压力传感器位置进行均匀划分，划分为个区域，提取每个区域的路基平整度，在每个区域上设置n个路基高度监测点，区域路基平整度计算公式为：，其中/>为第i个路基高度监测点的监测高度，/>为设定的基准高度；
S22、提取每个区域路基裂缝长度、最大宽度/>和数量/>，计算每个区域的路基裂缝损失值，路基裂缝损失值的计算公式为：/>，其中/>为设定的基准长度，/>为设定的基准宽度，其中/>为第i个区域地基裂缝长度，/>为第i个区域地基裂缝最大宽度。
8.如权利要求7中所述的一种升降式三维可视化地下工程沙盘演示方法，其特征在于，所述路基威胁值计算策略还包括：
S23、将各个区域的路基平整度和路基裂缝损失值代入路基威胁值计算公式中计算各个区域的路基威胁值，路基威胁值的计算公式为：。
9.如权利要求8中所述的一种升降式三维可视化地下工程沙盘演示方法，其特征在于，所述管道威胁值计算策略包括以下具体步骤：
S31、提取压力传感器的压力数据、管道的渗水量数据/>导入管道外因威胁值计算公式中计算管道外因威胁值，第i个压力传感器位置管道外因威胁值计算公式为：/>，其中，/>为第i个压力传感器的压力数据，/>为第i个压力传感器对应位置的管道的渗水量，/>为管道外表面承受压力范围中最接近/>的值，/>为渗水量安全范围中最接近/>的值；
S32、提取管道内部温度数据、湿度数据/>和内部气压数据，其中/>为第i个压力传感器对应位置的管道的内部温度，/>为第i个压力传感器对应位置的管道的内部湿度，/>为第i个压力传感器对应位置的管道的内部气压值，并提取对应管道段维护人员人数/>，管理人员和设备操作人员数量/>，将数据代入管道内因威胁值计算公式中计算获取管道内因威胁值，管道内因威胁值计算公式为：，其中/>为内部温度数据占比系数，/>为内部湿度数据占比系数，/>为内部气压数据占比系数，/>，/>为管道内部温度环境安全范围中最接近/>的值，/>为管道内部湿度环境安全范围中最接近/>的值，/>为管道内部气压环境安全范围中最接近/>的值；
S33、将管道外因威胁值和管道内因威胁值代入管道威胁值计算公式中计算管道威胁值，第i个压力传感器对应区域的管道威胁值计算公式为：。
10.如权利要求9中所述的一种升降式三维可视化地下工程沙盘演示方法，其特征在于，所述威胁数据计算策略包括以下具体步骤：
提取各个区域的路基威胁值和管道威胁值中的威胁数据代入总体威胁值计算公式中计算总体威胁值，总体威胁值计算公式为：，其中，/>为路基威胁值占比系数，/>为管道威胁值占比系数，/>。
11.一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在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计算机程序时实现权利要求6至10任一项的一种升降式三维可视化地下工程沙盘演示方法。
12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质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权利要求6至10任一项的一种升降式三维可视化地下工程沙盘演示方法。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN117541234A (zh) * | 2023-12-04 | 2024-02-09 | 南京新鸿运物业管理股份有限公司 | 一种基于大数据的工程维修诊断系统和方法 |
| CN117689217A (zh) * | 2024-02-04 | 2024-03-12 | 国能大渡河金川水电建设有限公司 | 一种基于bim技术的地下施工监测分析系统 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102853813A (zh) * | 2012-08-31 | 2013-01-02 | 中铁二十一局集团有限公司 | 路基沉降远程智能检测方法与设施 |
| CN106887183A (zh) * | 2017-03-24 | 2017-06-23 | 广西七三科技有限公司 | 一种bim增强现实在建筑沙盘中的互动演示方法及系统 |
| CN106920455A (zh) * | 2017-02-25 | 2017-07-04 | 美科科技（北京）有限公司 | 智能沙盘演示系统和智能沙盘演示方法 |
| CN109931856A (zh) * | 2017-12-15 | 2019-06-25 | 同济大学 | 道路平整度的采集方法/系统，评价系统，介质及服务端 |
| CN112256818A (zh) * | 2020-11-13 | 2021-01-22 | 珠海大横琴科技发展有限公司 | 一种电子沙盘的显示方法及装置、电子设备、存储介质 |
| CN113466239A (zh) * | 2021-05-14 | 2021-10-01 | 安徽优特公路养护科技有限公司 | 一种道路坑槽病害扫描检测仪和检测车 |
| CN115063525A (zh) * | 2022-04-06 | 2022-09-16 | 广州易探科技有限公司 | 一种城市道路路基及管道的三维成图方法及装置 |
-
2023
- 2023-07-05 CN CN202310815632.2A patent/CN116543114B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102853813A (zh) * | 2012-08-31 | 2013-01-02 | 中铁二十一局集团有限公司 | 路基沉降远程智能检测方法与设施 |
| CN106920455A (zh) * | 2017-02-25 | 2017-07-04 | 美科科技（北京）有限公司 | 智能沙盘演示系统和智能沙盘演示方法 |
| CN106887183A (zh) * | 2017-03-24 | 2017-06-23 | 广西七三科技有限公司 | 一种bim增强现实在建筑沙盘中的互动演示方法及系统 |
| CN109931856A (zh) * | 2017-12-15 | 2019-06-25 | 同济大学 | 道路平整度的采集方法/系统，评价系统，介质及服务端 |
| CN112256818A (zh) * | 2020-11-13 | 2021-01-22 | 珠海大横琴科技发展有限公司 | 一种电子沙盘的显示方法及装置、电子设备、存储介质 |
| CN113466239A (zh) * | 2021-05-14 | 2021-10-01 | 安徽优特公路养护科技有限公司 | 一种道路坑槽病害扫描检测仪和检测车 |
| CN115063525A (zh) * | 2022-04-06 | 2022-09-16 | 广州易探科技有限公司 | 一种城市道路路基及管道的三维成图方法及装置 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117541234A (zh) * | 2023-12-04 | 2024-02-09 | 南京新鸿运物业管理股份有限公司 | 一种基于大数据的工程维修诊断系统和方法 |
| CN117541234B (zh) * | 2023-12-04 | 2024-04-26 | 南京新鸿运物业管理股份有限公司 | 一种基于大数据的工程维修诊断系统和方法 |
| CN117689217A (zh) * | 2024-02-04 | 2024-03-12 | 国能大渡河金川水电建设有限公司 | 一种基于bim技术的地下施工监测分析系统 |
| CN117689217B (zh) * | 2024-02-04 | 2024-05-03 | 国能大渡河金川水电建设有限公司 | 一种基于bim技术的地下施工监测分析系统 |
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