CN117684950A - 基于数字孪生技术的桩基成孔质量在线管控方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开一种基于数字孪生技术的桩基成孔质量在线管控方法、系统、计算机设备及存储介质，涉及工程施工与管理技术领域，所述方法包括获取施工现场中的施工作业设备对桩基的运行数据和行为数据，将运行数据和行为数据关联到预设虚拟模型中，得到虚拟仿真模型，其中，预设虚拟模型为数字孪生体，预设虚拟模型包括虚拟钻机模型、虚拟桩基模型、虚拟地层模型和施工环境模型，在虚拟场景中加载虚拟仿真模型，并得到桩基的成孔质量数据，对成孔质量数据进行分析和评估，得到成孔分析评估结果，将成孔分析评估结果发送至施工作业设备，即通过数字孪生技术的应用实现了与现场施工数据的双向交互，从而提高了施工现场的管控效率。
Description
技术领域
本申请涉及工程施工与管理技术领域，尤其涉及一种基于数字孪生技术的桩基成孔质量在线管控方法、系统、计算机设备及可读存储介质。
背景技术
随着城市化进程加快，高层和超高层建筑日益增多、地铁工程大规模建设，使得桩基工程的数量、规模急剧增加。由于桩基成孔作业是在地下、水下完成，导致质量管控难度大，复杂的地质条件或施工中的失误都有可能产生严重的质量问题。
针对现有的桩基数字化系统的研究发现，现有系统只能对施工过程进行数据监测，将监测数据可视化，无法根据监测数据对现场作业人员进行实时反馈，这种单向数据监测造成了数据闭塞，影响了决策效率。虽然这些系统能够收集大量监测数据，但由于缺乏实时反馈和控制能力，这些数据往往仅仅是静态的数据展示，并未真正转化为对施工过程的指导和决策支持。此外，在一般的监测场景中现场作业人员了解到的施工状态具有滞后性，不能对问题进行及时处理和调整，从而影响了施工的质量和效率。
发明内容
本申请实施例的目的在于提出一种基于数字孪生技术的桩基成孔质量在线管控方法，以解决相关技术中施工过程的检测数据无法及时反馈导致施工的管控效率低的问题。
为了解决上述技术问题，本申请实施例提供一种基于数字孪生技术的桩基成孔质量在线管控方法，包括如下步骤：
获取施工现场中的施工作业设备对桩基的运行数据和行为数据；
将运行数据和行为数据关联到预设虚拟模型中，得到虚拟仿真模型，其中，预设虚拟模型为数字孪生体，预设虚拟模型包括虚拟钻机模型、虚拟桩基模型、虚拟地层模型和施工环境模型；
在虚拟场景中加载虚拟仿真模型，并得到桩基的成孔质量数据；
对成孔质量数据进行分析和评估，得到成孔分析评估结果；
将成孔分析评估结果发送至施工作业设备。
为了解决上述技术问题，本申请实施例提供一种基于数字孪生技术的桩基成孔质量在线管控系统，桩基成孔质量在线管控系统包括通过无线通信连接的无线传感器、智能终端和云端服务器，无线传感器部署在施工现场的预设位置，云端服务器包括数据处理系统；
无线传感器，用于采集和记录施工现场中的施工作业设备对桩基的运行数据和行为数据；
智能终端，用于通过无线传输将运行数据和行为数据发送至云端服务器；
数据处理系统，用于创建数字孪生体以及将运行数据和行为数据关联到数字孪生体的预设虚拟模型中，得到虚拟仿真模型，其中，预设虚拟模型包括虚拟钻机模型、虚拟桩基模型、虚拟地层模型和施工环境模型；
数据处理系统，用于在虚拟场景中加载虚拟仿真模型，并得到桩基的成孔质量数据，以及对成孔质量数据进行分析和评估，得到成孔分析评估结果；
数据处理系统，用于将成孔分析评估结果发送至施工作业设备。
为了解决上述技术问题，本申请实施例还提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述基于数字孪生技术的桩基成孔质量在线管控方法的步骤。
为了解决上述技术问题，本申请实施例还提供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基于数字孪生技术的桩基成孔质量在线管控方法的步骤。
与相关技术相比，本申请实施例主要有以下有益效果：
通过获取施工现场中的施工作业设备对桩基的运行数据和行为数据，将运行数据和行为数据关联到预设虚拟模型中，得到虚拟仿真模型，其中，预设虚拟模型为数字孪生体，预设虚拟模型包括虚拟钻机模型、虚拟桩基模型、虚拟地层模型和施工环境模型，在虚拟场景中加载虚拟仿真模型，并得到桩基的成孔质量数据，对成孔质量数据进行分析和评估，得到成孔分析评估结果，将成孔分析评估结果发送至施工作业设备，即通过数字孪生技术的应用实现了与现场施工数据的双向交互，不仅可以对施工过程进行实时监测和桩基的成孔质量数据的分析，还可以将成孔分析评估结果反馈到施工作业设备中，使得现场作业人员可以基于施工作业设备接收到的成孔分析评估结果进行指导和钻机控制，大大提高了施工过程的实时性和灵活性，实现了对桩基施工过程全程的质量在线管控，提高了管控效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请中的方案，下面将对本申请实施例描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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是本申请实施例提供的基于数字孪生技术的桩基成孔质量在线管控方法的流程示意图；
图2是本申请实施例提供的桩基成孔质量在线管控的第一场景示意图；
图3是本申请实施例提供的桩基成孔质量在线管控的第二场景示意图；
图4是是本申请实施例提供的桩基成孔质量在线管控的第三场景示意图
图5是本申请实施例提供的桩基成孔质量在线管控的第四场景示意图；
图6是本申请提供的基于数字孪生技术的桩基成孔质量在线管控系统的一个实施例的结构示意图；
图7是本申请提供的计算机设备的一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
在本申请实施例中，如图1所示，图1是本申请实施例提供的基于数字孪生技术的桩基成孔质量在线管控方法的流程示意图，基于数字孪生技术的桩基成孔质量在线管控方法的具体实现包括：
S101：获取施工现场中的施工作业设备对桩基的运行数据和行为数据。
其中，施工作业设备可以包括但不限于桩基成孔作业机械设备(DM)、打桩机、吊车和起重设备、测量设备和挖掘机等。运行数据表示与施工作业设备的运行相关的数据，运行数据包括但不限于施工作业设备的工作状态、操作参数(如速度、压力、功率等)、使用时间、故障记录、维护记录等。行为数据表示与桩基本身在施工过程中的表现相关的数据，行为数据包括但不限于包括转速数据(如桩的沉入速度)、深度数据(如成桩深度)、倾斜度数据(如桩身在地下的倾斜度)、桩顶位移等，行为数据对于评估桩基的质量和性能至关重要。例如，通过监测桩的沉入速度和倾斜度，可以判断桩是否达到了预定的深度和是否垂直。
进一步地，行为数据的收集通常依赖于施工现场的测量设备，如倾斜度传感器、转速传感器、深度传感器和定位传感器等无线传感器。如图2所示，图2是本申请实施例提供的桩基成孔质量在线管控的第一场景示意图。图2中的物理实体为施工作业设备，施工作业设备部署倾斜度传感器、转速传感器、深度传感器和定位传感器。
在一些实施方式中，获取施工现场中的施工作业设备对桩基的运行数据和行为数据，包括：
通过施工现场所部署的无线传感器获取施工作业设备对桩基的运行数据和行为数据，其中，无线传感器表示具有感知功能的设备。
具体地，无线传感器用于感知、记录施工作业设备的运行数据、行为数据，并且实时上传成孔过程中施工作业设备的运行数据和行为数据，以用于同步数字孪生体的行为。
S102：将运行数据和行为数据关联到预设虚拟模型中，得到虚拟仿真模型，其中，预设虚拟模型为数字孪生体，预设虚拟模型包括虚拟钻机模型、虚拟桩基模型、虚拟地层模型和施工环境模型。
在本申请实施例中，通过在现实施工桩基成孔施工场景中部署无线传感器，上传钻机物理本体的行为数据，再通过将接收行为数据实现在设备或系统中创建钻机的数字孪生体。数字孪生体还包括数据驱动模块。虚拟钻机模型、虚拟桩基模型、虚拟地层模型和施工环境模型是运行数据和行为数据的载体，运行数据和行为数据作为属性信息储存在预设虚拟模型中，数据驱动模块通过运行数据和行为数据来控制预设虚拟模型的行为。通过勘测数据、现场影像或施工组织方案等材料，针对现场真实的施工场景进行数字化建模，在设备或系统中搭建虚拟地层模型(Vgl)和施工环境模型(Vsc)。在虚拟场景中加载虚拟钻机模型、虚拟桩基模型、虚拟地层结构模型以及周边环境模型，可实现对施工现场的完整复现。
在本申请实施例中，数字孪生体基于现实场景中的施工钻机创建，由于在利用数字孪生技术进行桩基成孔仿真的过程中，重点考虑对桩孔质量指标产生影响的结构，因此将次要结构统一合并为主体结构，将钻杆、钻头、提升机构、推进机构作为独立结构进行创建，如图2中所示的物理实体。
上述钻机数字孪生体的钻杆、钻头、提升机构、推进机构以及主体结构的行为动作取决于现实场景中传感器实时记录的行为数据。
上述钻机数字孪生体的钻头部分与数字孪生场景的地质部分可以产生数据交互，即通过感知钻头的位置，相应的删减其运动路径上的地质体，以此实现在数字孪生场景中对成孔过程的仿真。
具体地，可以通过数据映射、格式转换和同步处理等方式将运行数据和行为数据关联到预设虚拟模型中，得到虚拟仿真模型，从而在数字孪生体中实现实时的或接近实时的数据反馈。虚拟仿真模型可以用来模拟和预测桩基施工的各种情况，如施工作业设备故障预测和施工进度评估等。
由于预设虚拟模型是对现实施工场景的数字化表达，对于现实中隐蔽性高、不易监测部分可以在虚拟场景中可视化展示。钻机的行为状态、地质层关系、入岩深度等在物理世界中无法直接观察，而在预设虚拟模型中可以通过调整虚拟模型的显隐关系得到虚拟仿真模型。
对于施工中需要监测的关键物理性质也通过属性的方式传递到了虚拟仿真模型中，使其具备物理属性信息。当虚拟钻机钻头接触带有岩质属性的虚拟底层时，可快速判断入岩深度信息。
其中，虚拟仿真模型包括桩基的成孔过程中不同地质层的物理属性信息，虚拟地层模型用于模拟地质层的物理属性信息，在一些实施方式中，将运行数据和行为数据关联到预设虚拟模型中，得到虚拟仿真模型，包括：
将运行数据和行为数据关联到虚拟地层模型中，得到不同地质层的物理属性信息，其中，物理属性信息包括地质密度、孔隙度和硬度等。
上述虚拟地层模型(Vgl)中的地质、地层部分通过添加特征属性数据的方式来模拟现实世界的物理属性。为不同地质分配的物理属性信息还包括地质颜色、土壤类型、岩石类型等，地质层的物理属性信息将决定地质层的性质。
上述施工环境模型(Vsc)中施工区域的位置、高程、范围等特征均基于现实场景中的施工场地创建，其外观与现实世界一致。
上述数字孪生场景除地质部分外，还可以根据需要进一步加载建筑、施工机械(钻机)、临建结构等部分。
如图3所示，图3是本申请实施例提供的桩基成孔质量在线管控的第二场景示意图，包括现场施工场景和桩基成孔质量在线管控系统两部分。部署在现场施工场景的无线传感器将采集到的施工现场中施工作业设备对桩基的运行数据和行为数据传输给桩基成孔质量在线管控系统。桩基成孔质量在线管控系统包括云端服务器(CS)，云端服务器主要由云端数据库(CD)和数据处理系统(DP)两部分构成，云端服务器负责关联现场施工场景与虚拟场景。云端服务器用于将接收的监测数据(例如桩基的运行数据和行为数据)保存在云端数据库后，由数据处理系统将监测数据转化为虚拟孪生场景；再将虚拟孪生场景经过数据处理系统进行数据分析处理后的结果信息以及行动指令反馈到现场的智能终端。
云端数据库负责接收智能终端的监测数据并存储在数据库中，可供数据处理系统读取。这些数据以时间为顺序根据不同传感器数据类型进行分类。如定位传感器的数据应为定位坐标，倾角传感器的数据应为倾斜角等。智能终端用于接收各个传感设备(例如无线传感器)传来的感知数据，将各个传感器数据加以区分、汇总后上传至云端服务器，可以如图2所示智能终端中的传输模块通过4G/5G将各个传感器数据传输到云端服务器中；智能终端用于显示各传感器记录的原始数据，接收并显示云端服务器回传的文字、图像信息，例如预警信息，模拟图像等；智能终端用于接收云端服务器回传的命令，基于回传的名利调整施工作业设备的行为，实现远程控制。其中，云端服务器负责在线数据管控，存储、分析现场传感器记录数据以及虚拟孪生场景数据。
进一步地，数据处理系统读取云端数据库中的行为数据和运行数据，并将行为数据和运行数据分为成孔质量数据(Dqu)、施工进度数据(Dpr)两类进行分析处理。成孔质量数据(Dqu)为桩基成孔过程中的质量指标数据，用于质量预警。施工进度数据(Dpr)用于分析施工进度，进行合理资源分配。
S103：在虚拟场景中加载虚拟仿真模型，并得到桩基的成孔质量数据。
在一实施例中，通过读取云端数据库中定位坐标数据(Q1)、倾角数据(Q2)、钻机转速数据(Q3)、钻进深度数据(Q4)等行为数据加载得到的虚拟仿真模型与数字孪生体中的标准模型进行比对，得到成孔质量数据，其中，成孔质量数据包括异常数据。
在另一实施例中，通过读取云端数据库中施工作业设备的编号数据(C1)等运行数据加载得到的虚拟仿真模型与数字孪生体中的标准模型进行比对，将虚拟桩基模型分为已完工桩基编号(C2)、未施工桩基编号(C3)，并将存在异常数据的桩基标记为异常桩基编号(C4)。
由于匹配施工作业设备的编号数据(C1)与未施工桩基编号(C3)随现场施工进行，会不断有未施工桩基转变为已施工桩基，因此该匹配过程需要实时进行和不断迭代。
S104：对成孔质量数据进行分析和评估，得到成孔分析评估结果。
具体地，分析上述异常数据与标准模型的偏差，得出成孔分析评估结果，其中，成孔分析评估结果包括钻机钻孔参数调整方案，例如调整旋挖钻钻头的转速和进给速度、冲击钻钻头的冲程等参数，以适应不同地质层的特点，确保钻孔的稳定和高效。
示例性的，如图4所示，云端服务器将采集的倾斜度数据、转速数据、深度数据、定位坐标数据定义为仿真数据，后交由数据处理系统，其中的数据驱动模块将仿真数据关联至预设虚拟模型中，形成与物理世界中施工机械行为同步的虚拟钻机模型，即为数字孪生体。数字孪生体的倾斜度数据、转速数据、深度数据、定位坐标数据、入岩深度数据再度交由数据处理系统中的分析评估模块处理，通过分析评估模块处理得到后得到倾斜方位角度、坐标偏差、实时深度、钻进速率、入岩深度等关键质量参数，将该关键质量参数与标准指标进行比对得到成孔分析评估结果。将成孔分析评估结果传输至云端服务器中。
S105：将成孔分析评估结果发送至施工作业设备。
在一些实施方式中，在对成孔质量数据进行分析和评估，得到成孔分析评估结果之后，上述方法还包括：
基于成孔分析评估结果生成与桩基的成孔质量数据对应的风险预警信息。
其中，风险预警信息包括上述的异常数据和预警类型，预警类型可以是声音预警和可视化预警，并将风险预警信息反馈至施工作业设备和现场的智能终端，使得施工人员可以根据智能终端的风险预警信息对桩基的施工过程进行调控，或者基于风险预警信息调整施工作业设备的参数调整数据。
示例性的，如图2所示，将成孔分析评估结果分为参数调整数据与风险预警信息分别发送。参数调整数据发送至智能终端，由指令控制模块接收后，对正在施工钻机的钻速、下钻速率、提钻速率等行为参数进行调整。风险预警信息则直接发送至现场施工人员的移动设备上，对施工中的质量风险进行预警。
通过获取施工现场中的施工作业设备对桩基的运行数据和行为数据，将运行数据和行为数据关联到预设虚拟模型中，得到虚拟仿真模型，其中，预设虚拟模型为数字孪生体，预设虚拟模型包括虚拟钻机模型、虚拟桩基模型、虚拟地层模型和施工环境模型，在虚拟场景中加载虚拟仿真模型，并得到桩基的成孔质量数据，对成孔质量数据进行分析和评估，得到成孔分析评估结果，将成孔分析评估结果发送至施工作业设备，即通过数字孪生技术的应用实现了与现场施工数据的双向交互，不仅可以对施工过程进行实时监测和桩基的成孔质量数据的分析，还可以将成孔分析评估结果反馈到施工作业设备中，使得现场作业人员可以基于施工作业设备接收到的成孔分析评估结果进行指导和钻机控制，大大提高了施工过程的实时性和灵活性，实现了对桩基施工过程全程的质量在线管控，提高了管控效率。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，该计算机程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，前述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)等非易失性存储介质，或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。
应该理解的是，虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
进一步参考图6，作为对上述图1所示方法的实现，本申请提供了一种基于数字孪生技术的桩基成孔质量在线管控系统的一个实施例，该系统实施例与图1所示的方法实施例相对应，该系统具体可以应用于各种电子设备中。
如图6所示，为本申请提供的基于数字孪生技术的桩基成孔质量在线管控系统的一个实施例的结构示意图，桩基成孔质量在线管控系统包括通过无线通信连接的无线传感器61、智能终端62和云端服务器63，无线传感器部署在施工现场的预设位置，云端服务器63包括数据处理系统631；
无线传感器61，用于采集和记录施工现场中的施工作业设备对桩基的运行数据和行为数据；
智能终端62，用于通过无线传输将运行数据和行为数据发送至云端服务器；
数据处理系统631，用于创建数字孪生体以及将运行数据和行为数据关联到数字孪生体的预设虚拟模型中，得到虚拟仿真模型，其中，预设虚拟模型包括虚拟钻机模型、虚拟桩基模型、虚拟地层模型和施工环境模型；
数据处理系统631，用于在虚拟场景中加载虚拟仿真模型，并得到桩基的成孔质量数据，以及对成孔质量数据进行分析和评估，得到成孔分析评估结果；
数据处理系统631，用于将成孔分析评估结果发送至施工作业设备。
在一些实施方式中，数据处理系统631用于基于成孔分析评估结果生成与桩基的成孔质量数据对应的风险预警信息。
综上所述，基于数字孪生技术的桩基成孔质量在线管控系统集成了感知、云端处理、虚拟模拟和智能预警的系统架构，有效地提高了施工的质量控制和监测水平，同时也为施工人员提供了实时的决策支持和风险预警，有助于提高工程的安全性和效率。
在一些实施方式中，虚拟地层模型用于模拟地质层的物理属性信息，数据处理系统631用于将运行数据和行为数据关联到虚拟地层模型中，得到不同地质层的物理属性信息，其中，物理属性信息包括地质密度、孔隙度和硬度等。
在一些实施方式中，虚拟桩基模型作为示意，用于仿真成孔过程中的钻孔的施工状态，成孔施工现场尚未存在该桩基实体。虚拟桩基模型具有数字化的属性信息，包括设计桩长、桩径、桩点坐标等数据。桩基成孔质量在线管控系统利用该属性信息与施工现场的施工数据对比，从而进行成孔质量判断。
关于上述实施例中基于数字孪生技术的桩基成孔质量在线管控系统，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
为解决上述技术问题，本申请实施例还提供计算机设备。具体请参阅图7，图7为本实施例计算机设备基本结构框图。
所述计算机设备7包括通过系统总线相互通信连接存储器71、处理器72、网络接口73。需要指出的是，图中仅示出了具有组件71-73的计算机设备7，但是应理解的是，并不要求实施所有示出的组件，可以替代的实施更多或者更少的组件。其中，本技术领域技术人员可以理解，这里的计算机设备是一种能够按照事先设定或存储的指令，自动进行数值计算和/或信息处理的设备，其硬件包括但不限于微处理器、专用集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuit，ASIC)、可编程门阵列(Field－Programmable GateArray，FPGA)、数字处理器(Digital Signal Processor，DSP)、嵌入式设备等。
所述计算机设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述计算机设备可以与用户通过键盘、鼠标、遥控器、触摸板或声控设备等方式进行人机交互。
所述存储器71至少包括一种类型的可读存储介质，所述可读存储介质包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如，SD或D基于数字孪生技术的桩基成孔质量在线管控存储器等)、随机访问存储器(RAM)、静态随机访问存储器(SRAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可编程只读存储器(PROM)、磁性存储器、磁盘、光盘等。在一些实施例中，所述存储器71可以是所述计算机设备7的内部存储单元，例如该计算机设备7的硬盘或内存。在另一些实施例中，所述存储器71也可以是所述计算机设备7的外部存储设备，例如该计算机设备7上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。当然，所述存储器71还可以既包括所述计算机设备7的内部存储单元也包括其外部存储设备。本实施例中，所述存储器71通常用于存储安装于所述计算机设备7的操作系统和各类应用软件，例如基于数字孪生技术的桩基成孔质量在线管控方法的程序代码等。此外，所述存储器71还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的各类数据。
所述处理器72在一些实施例中可以是中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、控制器、微控制器、微处理器、或其他数据处理芯片。该处理器72通常用于控制所述计算机设备7的总体操作。本实施例中，所述处理器72用于运行所述存储器71中存储的程序代码或者处理数据，例如运行所述基于数字孪生技术的桩基成孔质量在线管控方法的程序代码。
所述网络接口73可包括无线网络接口或有线网络接口，该网络接口73通常用于在所述计算机设备7与其他电子设备之间建立通信连接。
本申请还提供了另一种实施方式，即提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有基于数字孪生技术的桩基成孔质量在线管控程序，所述基于数字孪生技术的桩基成孔质量在线管控程序可被至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行如上述的基于数字孪生技术的桩基成孔质量在线管控方法的步骤。
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上述实施例方法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，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的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，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。
显然，以上所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，附图中给出了本申请的较佳实施例，但并不限制本申请的专利范围。本申请可以以许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式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效替换。凡是利用本申请说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本申请专利保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于数字孪生技术的桩基成孔质量在线管控方法，其特征在于，所述方法包括：
获取施工现场中的施工作业设备对桩基的运行数据和行为数据；
将所述运行数据和所述行为数据关联到预设虚拟模型中，得到虚拟仿真模型，其中，所述预设虚拟模型为数字孪生体，所述预设虚拟模型包括虚拟钻机模型、虚拟桩基模型、虚拟地层模型和施工环境模型；
在虚拟场景中加载所述虚拟仿真模型，并得到所述桩基的成孔质量数据；
对所述成孔质量数据进行分析和评估，得到成孔分析评估结果；
将所述成孔分析评估结果发送至所述施工作业设备。
2.根据权利要求1所述的基于数字孪生技术的桩基成孔质量在线管控方法，其特征在于，所述获取施工现场中的施工作业设备对桩基的运行数据和行为数据，包括：
通过所述施工现场所部署的无线传感器获取所述施工作业设备对所述桩基的运行数据和行为数据，其中，所述无线传感器表示具有感知功能的设备。
3.根据权利要求2所述的基于数字孪生技术的桩基成孔质量在线管控方法，其特征在于，所述无线传感器包括倾斜度传感器、转速传感器、深度传感器和定位传感器。
4.根据权利要求1所述的基于数字孪生技术的桩基成孔质量在线管控方法，其特征在于，在所述对所述成孔质量数据进行分析和评估，得到成孔分析评估结果之后，所述方法还包括：
基于所述成孔分析评估结果生成与所述桩基的成孔质量数据对应的风险预警信息。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的基于数字孪生技术的桩基成孔质量在线管控方法，其特征在于，所述虚拟仿真模型包括所述桩基的成孔过程中不同地质层的物理属性信息，所述虚拟地层模型用于模拟地质层的物理属性信息，所述将所述运行数据和所述行为数据关联到预设虚拟模型中，得到虚拟仿真模型，包括：
将所述运行数据和所述行为数据关联到所述虚拟地层模型中，得到所述不同地质层的物理属性信息，其中，所述物理属性信息包括地质密度、孔隙度和硬度等。
6.一种基于数字孪生技术的桩基成孔质量在线管控系统，其特征在于，所述桩基成孔质量在线管控系统包括通过无线通信连接的无线传感器、智能终端和云端服务器，所述无线传感器部署在施工现场的预设位置，所述云端服务器包括数据处理系统；
所述无线传感器，用于采集和记录所述施工现场中的施工作业设备对桩基的运行数据和行为数据；
所述智能终端，用于通过所述无线传输将所述运行数据和所述行为数据发送至所述云端服务器；
所述数据处理系统，用于创建数字孪生体以及将所述运行数据和所述行为数据关联到所述数字孪生体的预设虚拟模型中，得到虚拟仿真模型，其中，所述预设虚拟模型包括虚拟钻机模型、虚拟桩基模型、虚拟地层模型和施工环境模型；
所述数据处理系统，用于在虚拟场景中加载所述虚拟仿真模型，并得到所述桩基的成孔质量数据，以及对所述成孔质量数据进行分析和评估，得到成孔分析评估结果；
所述数据处理系统，用于将所述成孔分析评估结果发送至所述施工作业设备。
7.根据权利要求6所述的基于数字孪生技术的桩基成孔质量在线管控系统，其特征在于，所述数据处理系统用于基于所述成孔分析评估结果生成与所述桩基的成孔质量数据对应的风险预警信息。
8.根据权利要求6所述的基于数字孪生技术的桩基成孔质量在线管控系统，其特征在于，所述虚拟地层模型用于模拟地质层的物理属性信息，所述数据处理系统用于将所述运行数据和所述行为数据关联到所述虚拟地层模型中，得到所述不同地质层的物理属性信息，其中，所述物理属性信息包括地质密度、孔隙度和硬度等。
9.根据权利要求6所述的基于数字孪生技术的桩基成孔质量在线管控系统，其特征在于，所述虚拟桩基模型用于仿真成孔过程中的钻孔的施工状态，且所述施工现场尚未存在所述桩基实体。
10.根据权利要求6所述的基于数字孪生技术的桩基成孔质量在线管控系统，其特征在于，所述虚拟桩基模型包括数字化的属性信息，所述属性信息包括设计桩长、桩径和桩点坐标，所述桩基成孔质量在线管控系统利用所述属性信息与所述施工现场的施工数据对比，以得到成孔质量的判断结果。
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