基于数字孪生的工程监控方法

本发明属于施工规划，更具体地说，是涉及基于数字孪生的工程监控方法。

背景技术：

1、数字孪生是一种集成多物理量、多尺度、多学科属性，可以实现物理世界与信息世界的交互与结合的仿真技术。在实际施工进行一定的阶段之后，需要相关的技术人员进行相应的质量检测，并且生成相应的文本进行记录和归档。在这个过程中，需要涉及短暂的停工，并且需要安排人员进行实地的检测，在检测完成之后需要生成相应的检测报告。传统的施工方法中，质检人员需要前往现场才能够完成对质量的检查，并且部分施工现场较为偏僻，这就导致即便人员达到了现场也无法对现场的施工质量进行全面且仔细的检查，往往是在施工完成之后才发现问题，因此如何降低施工现场文件整理等方面的劳动强度，同时实现对施工的远程监控以及控制，是提高施工效率保证施工质量的关键。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供基于数字孪生的工程监控方法，旨在解决施工现场文件整理等方面的劳动强度大，无法实现对施工的远程监控以及控制的问题。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供基于数字孪生的工程监控方法，包括：

3、在施工前，将施工所需的设备、材料和构件均进行建模并添加至系统内；

4、在所述系统内由所构建的模型进行全程的模拟施工，并规划出路线；

5、在实际施工的过程中，实时将各设备、材料和构件的位置以及动作均实时展现在所述系统内，根据所述路线并结合实际情况对各设备进行控制，从而完成指定的施工任务；

6、借助相关的检测器实时确定出施工的质量，并将施工质量对应的数据反馈至所述系统中生成施工的质量报告；将所述系统进行实时上传，通过所述系统对施工进行远程监测以及质检，并通过所述系统对设备进行远程控制。

7、在一种可能的实现方式中，所述将施工所需的设备、材料和构件均进行建模并添加至系统内包括：

8、按照各设备、材料和构件相对于施工场地的位置，将其所构建的模型等比例添加至所述系统内；

9、在所述施工场地的范围内安装监控系统，通过所述监控系统实时确定各设备、材料和构件的位置以及当前的动作，并反馈至所述系统内。

10、在一种可能的实现方式中，所述在所述系统内由所构建的模型进行全程的模拟施工包括：

11、在所述系统内进行施工模拟的过程中，需要结合实际情模拟混凝土材料的逐步固化以及内部应力的逐渐变化，并且确保设备的动作、施工操作流程、材料的结构强度等均与实际相同；

12、在系统内推测出从设备进场至施工完成所需的时间以及相应的注意事项，为实际施工提供数据参考。

13、在一种可能的实现方式中，所述实时将各设备、材料和构件的位置以及动作均实时展现在所述系统内包括：

14、借助所述监控系统对所述施工场地进行全范围的监控；

15、在各设备、材料和构件上通过所安装的摄像头确定出操作环境以及具体的施工步骤，通过检测器实时确定出施工的精度以及质量，所述系统通过执行器对设备进行实时控制。

16、在一种可能的实现方式中，所述根据所述路线并结合实际情况对各设备进行控制，从而完成指定的施工任务包括：

17、在所述系统内规划出各设备的在未来一段时间内的动作，在规划出的动作中设立多个反馈点；

18、在所述系统控制设备施工的过程中，确保设备逐步到达各所述反馈点；否则，对动作进行规划。

19、在一种可能的实现方式中，所述根据所述路线并结合实际情况对各设备进行控制，从而完成指定的施工任务还包括：

20、通过现实增强技术，向各施工人员展现对应的施工范围、施工内容和施工路线，从而完成人员与设备的配合；

21、通过所述监控系统、所述摄像头和所述检测器确定出当前的施工进度并由所述系统进行调整。

22、在一种可能的实现方式中，所述根据所述路线并结合实际情况对各设备进行控制，从而完成指定的施工任务还包括：

23、在所述系统内通过有限元分析，确定出各施工材料的受力情况，并且结合各材料之间的粘性以及支撑力，对可能发生的问题进行提前预警。

24、在一种可能的实现方式中，所述借助相关的检测器实时确定出施工的质量包括：

25、在设备和人施工的过程中，根据所述检测器实时对当前的施工质量进行检查和判定；

26、所述系统根据所反馈的施工数据，对当前的施工质量进行评价，并结合相关的经验数据，提出改进方法和建议。

27、在一种可能的实现方式中，所述并将施工质量对应的数据反馈至所述系统中生成施工的质量报告包括：

28、在施工的过程中，将施工质量对应的数据进行记录和归档；

29、根据相关的评价规则，由所述系统结合当前所反馈的数据对施工质量进行评价并生成所述质量报告；

30、将所述质量报告进行实时上传，方便相关人员的随时监督。

31、在一种可能的实现方式中，所述通过所述系统对施工进行远程监测以及质检，并通过所述系统对设备进行远程控制包括：

32、质检部门和相关的监管人员通过所述系统远程对当前的施工情况进行监督和监管，并且根据出现的问题通过所述系统设定出改进路线；

33、所述系统根据所述改进路线对设备进行的施工路线进行重新规划。

34、本发明提供的基于数字孪生的工程监控方法的有益效果在于：与现有技术相比，本发明基于数字孪生的工程监控方法中在施工前将所需的设备、材料和构件均进行建模并添加至系统内，借助上述所构建的模型在系统内进行全程的模拟施工，并规划出路线。在实际施工的过程中，将各设备、材料和构件的位置以及动作均实时展现在系统内，并且根据规划出的路线并结合实际情况对设备进行控制。而借助相关的检测器能够实时确定出施工质量，并将施工质量对应的数据实时反馈至系统中从而生成施工质量报告。并且通过将系统的实时上传，能够通过系统对施工进行远程监控以及质检，并且能够对设备进行远程控制。

35、本申请中，通过系统以及构建的多个模型能够真实的对施工进行全程模拟，而通过对设备的控制，则降低了总的劳动强度。通过对施工质量的实时检测并反馈，降低了施工文件整理等工作的工作量，并且通过系统实现了远程监测和质检，能够对施工的质量进行有效且及时的监控。

技术特征：

1.基于数字孪生的工程监控方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的基于数字孪生的工程监控方法，其特征在于，所述将施工所需的设备、材料和构件均进行建模并添加至系统内包括：

3.如权利要求2所述的基于数字孪生的工程监控方法，其特征在于，所述在所述系统内由所构建的模型进行全程的模拟施工包括：

4.如权利要求2所述的基于数字孪生的工程监控方法，其特征在于，所述实时将各设备、材料和构件的位置以及动作均实时展现在所述系统内包括：

5.如权利要求4所述的基于数字孪生的工程监控方法，其特征在于，所述根据所述路线并结合实际情况对各设备进行控制，从而完成指定的施工任务包括：

6.如权利要求4所述的基于数字孪生的工程监控方法，其特征在于，所述根据所述路线并结合实际情况对各设备进行控制，从而完成指定的施工任务还包括：

7.如权利要求1所述的基于数字孪生的工程监控方法，其特征在于，所述根据所述路线并结合实际情况对各设备进行控制，从而完成指定的施工任务还包括：

8.如权利要求4所述的基于数字孪生的工程监控方法，其特征在于，所述借助相关的检测器实时确定出施工的质量包括：

9.如权利要求1所述的基于数字孪生的工程监控方法，其特征在于，所述并将施工质量对应的数据反馈至所述系统中生成施工的质量报告包括：

10.如权利要求1所述的基于数字孪生的工程监控方法，其特征在于，所述通过所述系统对施工进行远程监测以及质检，并通过所述系统对设备进行远程控制包括：

技术总结
本发明提供了基于数字孪生的工程监控方法，属于施工规划技术领域，包括：在系统内由所构建的模型进行全程的模拟施工，并规划出路线。在实际施工的过程中，实时将各设备、材料和构件的位置以及动作均实时展现在系统内，根据路线并结合实际情况对各设备进行控制，从而完成指定的施工任务。借助相关的检测器实时确定出施工的质量，并将施工质量对应的数据反馈至系统中生成施工的质量报告；将系统进行实时上传，通过系统对施工进行远程监测以及质检，并通过系统对设备进行远程控制。本发明提供的基于数字孪生的工程监控方法通过对施工质量的实时检测并反馈，降低了施工文件整理等工作的工作量，能够对施工的质量进行有效且及时的监控。

技术研发人员：王群伟,张友良,崔洁,李记如
受保护的技术使用者：海南大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15