CN117314264A - 结合web的功能模块化建筑结构运维监管系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了结合web的功能模块化建筑结构运维监管系统及方法，属于数字孪生领域，其中系统包括：感知建立单元，用于配置传感器系统，感知物理建筑数据，并通过数字孪生平台建立虚拟建筑模型；仿真单元，用于对虚拟建筑模型进行模拟仿真，并生成健康状态诊断结果和维护方案；可视化单元，用于发送状态诊断结果和维护方案，将信息可视化呈现至用户端；响应单元，用于接收web前段界面的决策操作指令，并响应决策操作指令；维护更新单元，用于完成物理建筑的质量维护和虚拟建筑模型更新。本申请解决了现有技术中无法对建筑进行实时、精确的结构健康监测和运维管理的技术问题，达到了实现建筑全生命周期智能化结构健康监测与运维管理的技术效果。

Description

结合web的功能模块化建筑结构运维监管系统及方法

技术领域

本发明涉及数字孪生领域，具体涉及结合web的功能模块化建筑结构运维监管系统及方法。

背景技术

随着城市化进程的加速，模块化建筑作为一种建筑方式逐渐兴起，其采用工厂预制方式，再进行现场组装，相比传统建造方式具有明显的效率优势。但是，模块化建筑的部件质量仍然存在控制水平较低的问题。目前，模块化建筑运维管理主要采用电子表单记录方式，这种方式重复劳动量大、信息共享不便、管理效率低下，无法对建筑进行实时、精确的结构健康监测和运维管理。

发明内容

本申请通过提供了结合web的功能模块化建筑结构运维监管系统及方法，旨在解决现有技术中无法对建筑进行实时、精确的结构健康监测和运维管理的技术问题。

鉴于上述问题，本申请提供了结合web的功能模块化建筑结构运维监管系统及方法。

本申请公开的第一个方面，提供了结合web的功能模块化建筑结构运维监管系统，该系统包括：感知建立单元，用于配置传感器系统，感知物理建筑数据，并基于所述物理建筑数据通过数字孪生平台建立虚拟建筑模型；仿真单元，用于通过数字孪生平台对所述虚拟建筑模型进行模拟仿真，并生成健康状态诊断结果和维护方案；可视化单元，用于将所述健康状态诊断结果和所述维护方案通过运维应用层向基于web的前端界面发送，将所述数字孪生平台的信息可视化呈现至用户端；响应单元，用于通过运维应用层接收web前段界面的决策操作指令，并响应所述决策操作指令；维护更新单元，用于根据响应结果完成物理建筑的质量维护和虚拟建筑模型更新。

本申请公开的另一个方面，提供了结合web的功能模块化建筑结构运维监管方法，该方法包括：配置传感器系统，感知物理建筑数据，并基于所述物理建筑数据通过数字孪生平台建立虚拟建筑模型；通过数字孪生平台对所述虚拟建筑模型进行模拟仿真，并生成健康状态诊断结果和维护方案；将所述健康状态诊断结果和所述维护方案通过运维应用层向基于web的前端界面发送，将所述数字孪生平台的信息可视化呈现至用户端；通过运维应用层接收web前段界面的决策操作指令，并响应所述决策操作指令；根据响应结果完成物理建筑的质量维护和虚拟建筑模型更新。

本申请中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

由于采用了设置传感设备，获取物理建筑数据，为构建虚拟建筑模型提供基础信息；基于物理建筑数据通过数字孪生平台建立虚拟建筑模型，实现数字世界和物理世界的映射对应；通过数字孪生平台对虚拟建筑模型进行模拟仿真，实现数字孪生的动态同步；生成健康状态诊断结果和维护方案，为建筑的质量维护提供支持；将健康状态诊断结果和维护方案发送至基于web的前端界面，并可视化呈现至用户端，接收web前段界面的决策操作指令，并响应决策操作指令，为实现建筑的质量维护提供依据；根据响应结果完成物理建筑的质量维护和虚拟建筑模型更新，实现通过数字建筑指导建筑部件质量控制，且实现数字孪生模型的持续优化的技术方案，解决了现有技术中无法对建筑进行实时、精确的结构健康监测和运维管理的技术问题，达到了实现建筑全生命周期智能化结构健康监测与运维管理的技术效果。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

附图说明

图1为本申请实施例提供了结合web的功能模块化建筑结构运维监管系统的一种结构示意图；

图2为本申请实施例提供了结合web的功能模块化建筑结构运维监管系统中仿真单元的一种结构示意图；

图3为本申请实施例提供了结合web的功能模块化建筑结构运维监管方法的一种流程示意图。

附图标记说明：感知建立单元11，仿真单元12，可视化单元13，响应单元14，维护更新单元15。

具体实施方式

本申请提供的技术方案总体思路如下：

本申请实施例提供了结合web的功能模块化建筑结构运维监管系统及方法。首先，设置各类传感设备，采集模块化建筑的实时状态数据，获取建筑的运行参数，从而构建出建筑物的虚拟建筑模型。然后，建立虚拟建筑模型与物理建筑之间的动态对应关系，将采集的实时数据不断加载到虚拟模型中，驱动数字孪生模型的运行，并预测建筑在不同条件下的运行状态，分析虚拟建筑模型的输出，生成健康状态诊断结果和维护方案。随后，将健康状态诊断结果和维护方案传达给运维人员，并进行可视化的展示表示，接收决策操作指令，并响应决策操作指令，以完成物理建筑的质量维护和虚拟建筑模型更新，实现建筑全生命周期智能化结构健康监测与运维管理，提升运维的效率与建筑部件的质量管控。

在介绍了本申请基本原理后，下面将结合说明书附图来具体介绍本申请的各种非限制性的实施方式。

实施例一

如图1所示，本申请实施例提供了结合web的功能模块化建筑结构运维监管系统，建筑部件质量控制系统设置有数字孪生平台、基于web的前端界面和运维应用层。

本申请实施例为结合web的功能模块化建筑结构运维监管系统，以实现对建筑部件的智能预警和预测性的主动式运维管理，该系统设置有数字孪生平台、基于web的前端界面和运维应用层。其中，数字孪生平台是包含建筑信息和数字孪生功能的集成软件平台，通过获取的建筑实体数据建立其数字孪生，并进行各类分析与仿真；基于web的前端界面是人机交互界面，以提供交互式操作和数据可视化功能；运维应用层，接收基于web的前端界面的操作指令并响应指令，实现数字孪生平台和基于web的前端界面之间的数据交换与集成。通过结合web的功能模块化建筑结构运维监管系统，可以实现对建筑部件质量的数字化管理，提高质量控制水平，降低维护成本。

建筑部件质量控制系统包括：

感知建立单元11，用于配置传感器系统，感知物理建筑数据，并基于所述物理建筑数据通过数字孪生平台建立虚拟建筑模型；

在本申请实施例中，感知建立单元用于配置传感器系统，获取物理建筑的实时数据，并基于这些数据建立对应的虚拟建筑模型。

首先，根据建筑部件类型，预埋传感器和安装表面传感器，形成传感器系统，其中传感器的类型包括但不限于温度传感器、振动传感器、位移传感器等。然后，通过传感器系统实时采集建筑数据，实现物理建筑数据的感知，再通过有线或无线方式，将所感知的物理建筑数据进行必要的滤波或去噪处理。随后，将物理建筑数据导入数字孪生平台中，数字孪生平台基于物理建筑数据建立建筑实体的三维数字孪生模型，即为虚拟建筑模型。

通过感知建立单元，实现基于传感器的数字孪生建模，为建筑部件的质量预测控制及评估提供了基础，以实现建筑部件质量运维的实时性和预测性。

仿真单元12，用于通过数字孪生平台对所述虚拟建筑模型进行模拟仿真，并生成健康状态诊断结果和维护方案；

在本申请实施例中，仿真单元基于所建立的虚拟建筑模型，进行各类仿真分析，以评估建筑部件的健康状态，得到健康状态诊断结果，并生成相应的维护方案。

首先，基于数字孪生平台对虚拟建筑模型所代表的建筑结构进行力学性能测试，分析判断建筑部件的内力、变形等参数，评估其结构健康状态。同时，进行光照、热工等多域联合仿真，评估建筑的使用性能。再者，分析建筑的结构性能参数、使用性能参数以及传感器数据，判断各建筑部件的健康状态，如损伤、疲劳等，得到健康状态诊断结果。然后，根据健康状态诊断结果，自动生成相应的维护方案，如增材强化、打补丁、更换部件等。

通过仿真单元，实现基于数字孪生的建筑状态评估和维护方案生成，以提供精确、快速的质量控制诊断和维护方案，降低维护成本，提高质量控制水平。

可视化单元13，用于将所述健康状态诊断结果和所述维护方案通过运维应用层向基于web的前端界面发送，将所述数字孪生平台的信息可视化呈现至用户端；

在本申请实施例中，可视化单元用于将仿真单元生成的建筑部件的健康状态诊断结果和维护方案，通过运维应用层发送到基于web的前端界面，实现结果的可视化显示。

首先，系统将仿真单元生成的建筑部件健康状态诊断结果和维护方案，传输到运维应用层，运维应用层作为系统的中间件，实现了数字孪生平台和基于web的前端界面之间的数据交换与集成，将健康状态诊断结果和维护方案进行数据格式转换，以适配基于web的前端界面展示的需求。然后，转换后的数据通过网络传输到前端界面服务器，并进行可视化处理，其中处理方式包括用颜色区分部件健康状态、用动画显示维护方案等直观手段。可视化后的结果通过前端界面展示给终端用户，使用户可以清楚了解建筑部件的健康状况及维护建议。

通过可视化单元进行信息集成与呈现，实现了对复杂诊断结果的直观展示和人机交互，提升建筑部件质量控制系统的易用性。

响应单元14，用于通过运维应用层接收web前段界面的决策操作指令，并响应所述决策操作指令；

在本申请实施例中，响应单元用于接收基于web的前端界面收集的用户的决策操作指令，并对这些指令做出响应，完成维护工作的计划。

首先，基于web的前端界面收集用户对维护方案的决策操作指令，指令内容包括确认、修改或补充提出的维护建议。随后，这些决策操作指令会通过运维应用层传送到响应单元，响应单元解析决策操作指令内容，转换为可供系统执行的维护工作计划，以完成用户决策指令指定的维护工作。

通过响应单元，系统实现了从前端用户决策到后端执行的无缝连接，完成了对用户维护决策的响应，实现从用户指令到实际维护工作的计划管理与执行控制。

维护更新单元15，用于根据响应结果完成物理建筑的质量维护和虚拟建筑模型更新。

在本申请实施例中，维护更新单元用于根据决策操作指令的响应结果，完成对实体建筑部件的质量维护工作，并同步更新虚拟建筑模型。

首先，将响应单元响应决策操作指令生成的维护执行指令，即响应结果，下发至维护更新单元，以完成相应的实体建筑维护工作，如部件替换、构件增强等。随后，运维人员根据响应结果对物理建筑进行质量维护。维护执行后，通过传感器网络全面检测物理建筑的最新状态，获取部件的实时数据，并将这些新检测的数据同步到数字孪生平台中的虚拟建筑模型中，更新虚拟建筑模型以反映建筑的最新质量状态。

通过维护更新单元，实现了对物理建筑维护结果的数字闭环控制，使质量控制系统可持续基于数字孪生对建筑的状态进行监控和质量管理。

进一步的，本申请实施例还包括：

基于web的前端界面包括门户网站、结构健康状态显示功能、质量问题原因解析功能、运维历史显示功能、运维趋势显示功能、结构健康监测报告功能，其中，结构健康状态显示功能为动态显示，且显示方式为几何模型可视化显示，所述质量问题原因解析功能显示方式为文本显示；所述运维历史显示功能为质量问题统计功能，显示方式为图标显示；运维趋势显示功能为质量问题数量变化统计功能，显示方式为折线显示。

在一种优选的实施方式中，基于web的前端界面包括门户网站、结构健康状态显示功能、质量问题原因解析功能、运维历史显示功能、运维趋势显示功能、结构健康监测报告功能。

其中，门户网站为建筑部件质量控制系统的主页面，包含登录、注册等功能。结构健康状态显示功能将几何模型的进行颜色标识等方式动态显示建筑结构的健康状态，直观反映问题部位。质量问题原因解析功能以文本形式详细显示质量问题的成因分析报告，以反映健康状态诊断结果。运维历史显示功能统计历史质量问题类别、系统等信息，以图标的形式展示。运维趋势显示功能通过统计质量问题数量随时间的变化情况，以折线图形式可视化显示问题数量发展趋势。结构健康监测报告功能用于生成结构健康监测的综合分析报告。

基于web的前端界通过各功能模块直观显示健康状态诊断结果和维护方案，提高可视化效果，增强用户体验，有利于用户快速掌握建筑结构的健康状态及变化趋势，并制定维护决策。

进一步的，建筑部件质量控制系统还包括：

注册控制单元，用于接收注册指令，基于所述注册指令控制所述运维应用层收集新用户注册信息，并将注册内容保存至数字孪生平台；

索引生成单元，用于根据注册内容生成唯一ID，并将所述唯一ID作为数据分析和数据库管理的索引，其中，所述唯一ID对应N个字段，N个字段包括登录名、登录密码、联系方式、所属部门、所属工种、工作职责、排班时间；

记录生成单元，用于将所述唯一ID和所述注册内容在静态数据库中保存为一条存储记录。

在一种优选的实施方式中，建筑部件质量控制系统还包括注册控制单元、索引生成单元、记录生成单元，以扩展了系统的用户管理功能，使系统成为面向多用户协同的数字平台，提高系统可用性与可扩展性。

首先，注册控制单元实时接收基于web的前端界面的新用户注册指令。当接收到新用户的注册指令时，注册控制单元控制运维应用层打开对应的用户注册界面窗体，以收集新用户的注册信息。用户在前端界面中输入完成注册信息后，得到用户的注册内容，运维应用层收集这些注册内容，并在注册控制单元的控制下，将注册内容传送到数字孪生平台。

然后，索引生成单元根据用户的注册内容通过随机数生成算法、哈希计算等方式生成唯一的用户ID，该ID将作为数据分析和数据库管理的索引时的索引标识，实现对多用户信息的隔离管理和访问控制，提升系统安全性和扩展性。其中，注册内容包括登录名、登录密码、联系方式、所属部门、所属工种、工作职责、排班时间等多个字段信息。接着，记录生成单元预先建立在静态数据库，库中包括注册内容对应的多个字段信息，以及一个唯一ID字段作为主键索引。当接收到新用户注册流程完成后，记录生成单元将此生成并关联的唯一ID和注册内容写入到静态数据库中，形成一行新的记录，完成注册信息的持久化存储，为后续的身份标识与权限管理奠定基础。

进一步的，本申请实施例还包括：

所述数字孪生平台的数据库包括静态数据库、中间数据库和动态数据库，所述建筑部件质量控制系统还包括：

间隔配置单元，用于配置间隔时间阈值；

数据获取单元，用于建立与传感器系统的通信连接，并在所述间隔时间阈值接收所述传感器系统的采集数据，并将所述采集数据更新至所述中间数据库，其中，所述传感器系统包括固定布置的振动传感器、位移传感器、加速度传感器、应力应变监测器、温度传感器、高清摄像机、激光测距仪。

在一种优选的实施方式中，数字孪生平台集成了静态数据库、中间数据库和动态数据库三个数据存储库。其中，静态数据库用于存储不频繁变动的静态数据，如规章制度、设计信息、建设信息、施工信息、生产信息、监理记录；中间数据库存储从各类传感器实时采集而来的数据；动态数据库存储获取的在不同时间段的结构健康状态数据，主动检测获取的检测数据、虚拟建筑模型生成的模拟仿真数据以及结构健康状态分析结论等。

首先，通过间隔配置单元配置和设置数据采集的间隔时间阈值，如设置为10分钟，作为系统进行周期性数据采集的时间阈值。配置完成后，间隔配置单元会将设置的间隔时间阈值发送到数据获取单元。随后，数据获取单元先与传感器系统建立通信连接，该传感器系统包括振动传感器、位移传感器、加速度传感器、应力应变监测器、温度传感器、高清摄像机、激光测距仪，均固定布置于建筑结构上。在与传感器系统的连接建立后，数据获取单元定期地在预设的间隔时间阈值内启动数据采集，从各类传感器收集其监测到的最新状态数据。然后，将收集到的这些采集数据实时传输到数字孪生平台中的中间数据库进行存储与更新，中间数据库因此可持续地获取建筑结构的实时状态数据，实现对目标建筑的实时动态监测，为仿真分析提供实时可靠的数据源。

进一步的，建筑部件质量控制系统还包括：

模块划分单元，用于对虚拟建筑模型进行模块分级划分，分级划分标识包括楼层分级、位置分级、预制构件类型；

定位单元，用于根据分级划分标识定位问题位置，并同步生成质量问题类型，基于所述问题位置和所述质量问题类型生成健康状态诊断结果。

在一种优选的实施方式中，建筑部件质量控制系统还包括模块划分单元和定位单元，用于快速锁定质量问题的确切位置，并根据问题位置和质量问题类型进行有针对性的健康状况评估，实现对建筑部件质量问题的精确定位与诊断。

首先，模块划分单元对构建的虚拟建筑模型进行模块化的分级划分。先按照楼层对建筑进行分区划分，标识出建筑的各个楼层区域，实现楼层分级；再在每个楼层内部，根据房间、结构区段等继续进行位置级划分，精确标识各个局部位置模块，实现位置分级；对于楼层和位置已经划分好的区域，依照预制构件的类型进行区分和标识，如墙体、楼梯、柱子等类型的预制构件。通过对建筑的分级划分并进行标识，可以根据模块的楼层、位置和预制构件类型的标识，精确地定位质量问题与部位的对应关系，为精确诊断与处理奠定基础。

随后，定位单元可根据模块划分单元实现的分级标识，准确定位质量问题的位置。具体的，根据问题特征，依次定位到问题发生的楼层标识、房间标识、构件类型标识，从而确定问题的定位问题位置。与此同时，定位单元通过对问题的表征行为分析，初步判断出现的是什么类型的质量问题，如开裂、脱落等，生成质量问题类型。随后，定位单元将定位问题位置和质量问题类型，作为该建筑部件的健康状态诊断结果。

进一步的，如图2所示，仿真单元还包括：

模型搭建单元，用于搭建几何模型、物理模型、行为模型和健康度规则模型；

仿真模拟单元，用于读取虚拟建筑模型数据，通过搭建的几何模型、物理模型、行为模型和健康度规则模型进行仿真模拟，生成健康状态诊断结果。

在一种优选的实施方式中，仿真单元还包括模型搭建单元和模型搭建单元。

首先，通过模型搭建单元，会针对不同的仿真需求，搭建各类专用模型，包括几何模型、物理模型、行为模型和健康度规则模型。其中，几何模型是指对预制构件、模块、楼层、建筑物的外观、尺寸等几何信息的建模，是进行仿真模拟的基础模型；物理模型是通过有限元分析软件对建筑结构的力学性能、材料参数建模，以实现结构健康力学性能状态的实时评估；行为模型是指建筑结构的材料状态、力学性能的时序演变模型；健康度规则模型是指按照模块化建筑运维规章制度和运维企业的内部制度对结构健康状态的性能量化限制，是进行结构健康状态诊断的标准。

然后，仿真模拟单元先从数字孪生平台读取对应的虚拟建筑模型的数据，将这些虚拟建筑模型数据加载到模型搭建单元中预先搭建好的几何模型、物理模型、行为模型和健康度规则模型中。随后，加载数据后的各仿真模型在仿真模拟单元的控制下启动联合仿真过程，几何模型分析建筑结构形状，物理模型分析建筑的力学性能，行为模型判断工作状态，健康度模型评估健康水平。综合这些仿真模型的仿真结果，对建筑部件生成全面的健康状态诊断报告。

进一步的，建筑部件质量控制系统还包括：

数据挖掘单元，用于基于健康状态诊断结果进行维护方案挖掘，生成M种维护方案；

构建单元，用于将M中维护方案按照需求进行优先级筛选，基于筛选排序结果构建所述维护方案。

在一种优选的实施方式中，建筑部件质量控制系统还包括数据挖掘单元和构建单元，以得到更为准确的健康状态诊断结果和维护方案，实现不同利益相关者用户对建筑结构健康状态的查询、管理和自动运维。

首先，数据挖掘单元依据仿真单元生成的健康状态诊断结果，分析诊断结果判断出的结构问题点和预测的未来趋势，结合静态数据库、中间数据库和动态数据库中保存的数据，如历史案例和规范知识等，挖掘出M种不同的维护方案，包括增材、打补丁、局部加固等多种结构维修措施，以及管线更新、防腐等非结构措施，实现维护方案的探索性生成，最大程度地为用户提供维护的参考方案。

然后，构建单元对数据挖掘单元产生的M种维护方案进行进一步处理，例如，按照技术可行性、经济成本、采购周期等多方面需求对这些方案进行优先级筛选排序。经过筛选后，确定出优先级最高的几种维护方案作为优选维护方案，并按照优先级进行排序，得到维护方案，提供给用户参考。

综上所述，本申请实施例所提供的结合web的功能模块化建筑结构运维监管系统具有如下技术效果：

感知建立单元，用于配置传感器系统，感知物理建筑数据，并基于物理建筑数据通过数字孪生平台建立虚拟建筑模型，获取建筑运行状态信息。仿真单元，用于通过数字孪生平台对虚拟建筑模型进行模拟仿真，并生成健康状态诊断结果和维护方案，使数字孪生模型动态反映实际状态，以预测建筑物的健康状况和相应的结构维护策略。可视化单元，用于将健康状态诊断结果和维护方案通过运维应用层向基于web的前端界面发送，将数字孪生平台的信息可视化呈现至用户端，以指导运维人员进行实际操作。响应单元，用于通过运维应用层接收web前段界面的决策操作指令，并响应决策操作指令，实现对建筑部件质量的控制。维护更新单元，用于根据响应结果完成物理建筑的质量维护和虚拟建筑模型更新，实现建筑全生命周期智能化结构健康监测与运维管理，提高建筑运维管理的效率和质量。

实施例二

基于与前述实施例中结合web的功能模块化建筑结构运维监管系统相同的发明构思，如图3所示，本申请实施例提供了结合web的功能模块化建筑结构运维监管方法，该方法包括：

配置传感器系统，感知物理建筑数据，并基于所述物理建筑数据通过数字孪生平台建立虚拟建筑模型；

通过数字孪生平台对所述虚拟建筑模型进行模拟仿真，并生成健康状态诊断结果和维护方案；

将所述健康状态诊断结果和所述维护方案通过运维应用层向基于web的前端界面发送，将所述数字孪生平台的信息可视化呈现至用户端；

通过运维应用层接收web前段界面的决策操作指令，并响应所述决策操作指令；

根据响应结果完成物理建筑的质量维护和虚拟建筑模型更新。

进一步的，本申请实施例还包括：

基于web的前端界面包括门户网站、结构健康状态显示功能、质量问题原因解析功能、运维历史显示功能、运维趋势显示功能、结构健康监测报告功能，其中，结构健康状态显示功能为动态显示，且显示方式为几何模型可视化显示，所述质量问题原因解析功能显示方式为文本显示；所述运维历史显示功能为质量问题统计功能，显示方式为图标显示；运维趋势显示功能为质量问题数量变化统计功能，显示方式为折线显示。

进一步的，本申请实施例还包括：

接收注册指令，基于所述注册指令控制所述运维应用层收集新用户注册信息，并将注册内容保存至数字孪生平台；

根据注册内容生成唯一ID，并将所述唯一ID作为数据分析和数据库管理的索引，其中，所述唯一ID对应N个字段，N个字段包括登录名、登录密码、联系方式、所属部门、所属工种、工作职责、排班时间；

将所述唯一ID和所述注册内容在静态数据库中保存为一条存储记录。

进一步的，本申请实施例还包括：

配置间隔时间阈值；

建立与传感器系统的通信连接，并在所述间隔时间阈值接收所述传感器系统的采集数据，并将所述采集数据更新至所述中间数据库，其中，所述传感器系统包括固定布置的振动传感器、位移传感器、加速度传感器、应力应变监测器、温度传感器、高清摄像机、激光测距仪。

进一步的，本申请实施例还包括：

对虚拟建筑模型进行模块分级划分，分级划分标识包括楼层分级、位置分级、预制构件类型；

根据分级划分标识定位问题位置，并同步生成质量问题类型，基于所述问题位置和所述质量问题类型生成健康状态诊断结果。

进一步的，本申请实施例还包括：

搭建几何模型、物理模型、行为模型和健康度规则模型；

读取虚拟建筑模型数据，通过搭建的几何模型、物理模型、行为模型和健康度规则模型进行仿真模拟，生成健康状态诊断结果。

进一步的，本申请实施例还包括：

基于健康状态诊断结果进行维护方案挖掘，生成M种维护方案；

将M中维护方案按照需求进行优先级筛选，基于筛选排序结果构建所述维护方案。

综上所述的方法的任意步骤都可作为计算机指令或者程序存储在不设限制的计算机存储器中，并可以被不设限制的计算机处理器调用识别用以实现本申请实施例中的任一项方法，在此不做多余限制。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请及其等同技术的范围之内，则本申请意图包括这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.结合web的功能模块化建筑结构运维监管系统，其特征在于，建筑部件质量控制系统设置有数字孪生平台、基于web的前端界面和运维应用层，所述建筑部件质量控制系统包括：

感知建立单元，用于配置传感器系统，感知物理建筑数据，并基于所述物理建筑数据通过数字孪生平台建立虚拟建筑模型；

仿真单元，用于通过数字孪生平台对所述虚拟建筑模型进行模拟仿真，并生成健康状态诊断结果和维护方案；

可视化单元，用于将所述健康状态诊断结果和所述维护方案通过运维应用层向基于web的前端界面发送，将所述数字孪生平台的信息可视化呈现至用户端；

响应单元，用于通过运维应用层接收web前段界面的决策操作指令，并响应所述决策操作指令；

维护更新单元，用于根据响应结果完成物理建筑的质量维护和虚拟建筑模型更新。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，基于web的前端界面包括门户网站、结构健康状态显示功能、质量问题原因解析功能、运维历史显示功能、运维趋势显示功能、结构健康监测报告功能，其中，结构健康状态显示功能为动态显示，且显示方式为几何模型可视化显示，所述质量问题原因解析功能显示方式为文本显示；所述运维历史显示功能为质量问题统计功能，显示方式为图标显示；运维趋势显示功能为质量问题数量变化统计功能，显示方式为折线显示。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述建筑部件质量控制系统还包括：

注册控制单元，用于接收注册指令，基于所述注册指令控制所述运维应用层收集新用户注册信息，并将注册内容保存至数字孪生平台；

索引生成单元，用于根据注册内容生成唯一ID，并将所述唯一ID作为数据分析和数据库管理的索引，其中，所述唯一ID对应N个字段，N个字段包括登录名、登录密码、联系方式、所属部门、所属工种、工作职责、排班时间；

记录生成单元，用于将所述唯一ID和所述注册内容在静态数据库中保存为一条存储记录。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数字孪生平台的数据库包括静态数据库、中间数据库和动态数据库，所述建筑部件质量控制系统还包括：

间隔配置单元，用于配置间隔时间阈值；

数据获取单元，用于建立与传感器系统的通信连接，并在所述间隔时间阈值接收所述传感器系统的采集数据，并将所述采集数据更新至所述中间数据库，其中，所述传感器系统包括固定布置的振动传感器、位移传感器、加速度传感器、应力应变监测器、温度传感器、高清摄像机、激光测距仪。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述建筑部件质量控制系统还包括：

模块划分单元，用于对虚拟建筑模型进行模块分级划分，分级划分标识包括楼层分级、位置分级、预制构件类型；

定位单元，用于根据分级划分标识定位问题位置，并同步生成质量问题类型，基于所述问题位置和所述质量问题类型生成健康状态诊断结果。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述仿真单元还包括：

模型搭建单元，用于搭建几何模型、物理模型、行为模型和健康度规则模型；

仿真模拟单元，用于读取虚拟建筑模型数据，通过搭建的几何模型、物理模型、行为模型和健康度规则模型进行仿真模拟，生成健康状态诊断结果。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述建筑部件质量控制系统还包括：

数据挖掘单元，用于基于健康状态诊断结果进行维护方案挖掘，生成M种维护方案；

构建单元，用于将M中维护方案按照需求进行优先级筛选，基于筛选排序结果构建所述维护方案。

8.结合web的功能模块化建筑结构运维监管方法，其特征在于，所述方法包括：

配置传感器系统，感知物理建筑数据，并基于所述物理建筑数据通过数字孪生平台建立虚拟建筑模型；

通过数字孪生平台对所述虚拟建筑模型进行模拟仿真，并生成健康状态诊断结果和维护方案；

将所述健康状态诊断结果和所述维护方案通过运维应用层向基于web的前端界面发送，将所述数字孪生平台的信息可视化呈现至用户端；

通过运维应用层接收web前段界面的决策操作指令，并响应所述决策操作指令；

根据响应结果完成物理建筑的质量维护和虚拟建筑模型更新。