一种基于元胞自动机及LUCC的桥梁施工评测方法及存储介质与流程

本发明涉及建筑工程，特别涉及一种基于元胞自动机及lucc的桥梁施工评测方法及存储介质。

背景技术：

1、建筑桥梁的施工是一个复杂的过程，需要考虑多种因素，包括施工资源的分配、施工环境的变化、交通影响等，因为这些因素直接影响着桥梁施工的效率、安全性和质量。

2、施工资源包括例如人力、物力、机械设备等，是完成桥梁施工工作所必需的资源。合理地分配施工资源可以提高施工效率，保证工期的完成，同时还能降低施工成本。施工资源的不合理分配可能导致某些施工环节出现瓶颈，从而延长施工周期，增加施工风险。

3、施工环境的变化可能对施工进度和施工质量产生直接影响。例如，恶劣天气条件可能导致施工工序无法进行，地质条件可能需要调整施工方法，水位的变化可能影响施工场地的稳定性。

4、建筑桥梁通常会涉及到交通线路的设置和调整。在施工过程中，交通影响主要包括对周边交通流量的影响，封闭道路对交通流的重定向，以及交通事故风险等。合理的交通管理措施可以减少交通影响，保障交通安全。

5、传统技术中仅采用人工经验评算的模式实施上述变量的评估与测定，发明人经长期工作研究发现了其相关缺陷及其产生机制：

6、(1)主观性和局限性：人工经验评算往往基于个人经验和观察，容易受到主观因素影响。评算者可能会忽略某些重要因素，或者过于依赖已有的经验，忽略了新的挑战和变化。

7、(2)缺乏准确性和一致性：由于人工经验评算缺乏科学的定量分析，评算结果可能缺乏准确性，并且不同评算者的结果可能存在较大差异，缺乏一致性。

8、(3)难以处理复杂情况：施工过程中涉及到多种因素的交互作用，人工经验评算难以处理这种复杂性。特别是在大型桥梁项目中，各种因素之间的复杂关系会导致评算的困难。

9、(4)不能实时更新：传统的人工经验评算是一次性的，难以实时更新评算结果，因此无法及时应对施工过程中的变化和突发情况。

10、为此，提出一种基于元胞自动机及lucc的桥梁施工评测方法及存储介质。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明实施例希望提供一种基于元胞自动机及lucc的桥梁施工评测方法及存储介质，以解决或缓解现有技术中存在的技术问题，即主观性和局限性、缺乏准确性和一致性、难以处理复杂情况和不能实时更新，并对此至少提供一种有益的选择；

2、本发明的技术方案是这样实现的：

3、第一方面

4、一种基于元胞自动机及lucc的桥梁施工评测方法：结合了元胞自动机和土地利用与土地覆盖变化(land use and land cover change，lucc)的数据，考虑了多种因素，包括施工资源的分配、施工环境的变化和交通影响等：

5、p1、元胞自动机(cellular automaton，ca)：元胞自动机是一种离散的计算模型，它将空间划分为规则的单元格(元胞)，每个元胞可以有不同的状态。在这里，本发明将每个桥梁施工段对应的土地视为一个元胞，用来模拟桥梁施工过程中的状态变化。

6、p2、lucc数据：lucc数据提供了关于土地利用和土地覆盖的信息，包括施工段周围的环境、土地类型、交通状况等。这些数据可以用来初始化元胞自动机的状态，以及模拟施工环境的变化和交通影响。

7、p3、施工资源的分配：本发明通过引入施工资源矩阵r来表示每个施工段中的每个元胞的施工资源分配情况。通过元胞自动机转换过程，可以更新施工资源的分配，使得施工资源能够在施工段中进行合理的分配和调整。

8、p4、施工环境的变化：施工环境矩阵e用于表示每个施工段中的每个元胞的施工环境变化情况。通过引入邻居元胞的信息，并利用lucc数据，可以预测施工环境的变化，并在元胞自动机转换过程中更新施工环境矩阵。

9、p5、交通影响：交通影响矩阵t用于表示每个施工段中的每个元胞的交通影响情况。通过考虑邻居元胞的交通情况和lucc数据，可以预测交通影响，并在元胞自动机转换过程中更新交通影响矩阵。

10、p6、d-s证据理论预测：本发明使用d-s证据理论来处理不确定性和冲突信息，根据lucc数据中不同来源的证据，预测当前元胞转换的可能性。这个过程中，本发明可以合成多个来源的证据，得到元胞转换的可能性。

11、p7、判定阈值：本发明设定一个判定阈值threshold，用来决定元胞是否进行转换。如果元胞转换的可能性大于阈值，本发明认为当前元胞为可转换状态。

12、p8、施工资源、施工环境和交通影响的更新：对于需要转换的元胞，根据周围元胞的情况，利用更新速率α、β和γ，通过数学公式更新施工资源、施工环境和交通影响矩阵。这个过程通过元胞自动机转换规则实现。

13、p9、输出反馈信息：最后，本发明根据更新后的施工资源和施工环境，以及交通影响情况，输出当前元胞转换的施工资源重新分配或施工环境变化的反馈信息，用于记录模拟结果和后续决策。

14、其中在实施时，履行如下步骤：

15、(1)数据的初始化：l(i，j)：lucc数据矩阵，表示第i个施工段中第j个元胞的土地利用类型。r(i，j)：施工资源矩阵，表示第i个施工段中第j个元胞的施工资源分配情况。e(i，j)：施工环境矩阵，表示第i个施工段中第j个元胞的施工环境变化情况。t(i，j)：交通影响矩阵，表示第i个施工段中第j个元胞的交通影响情况。d(i，j)：d-s证据理论预测矩阵，表示第i个施工段中第j个元胞转换的可能性。

16、(2)threshold：阈值，用于判断元胞是否进行转换的阈值。初始化参数：初始化lucc数据矩阵l，施工资源矩阵r，施工环境矩阵e，交通影响矩阵t。设置迭代次数和迭代终止条件。

17、(3)元胞自动机转换过程：

18、a.对于每个施工段中的每个元胞(i，j)，计算其邻居的平均施工资源、施工环境和交通影响；

19、b.利用d-s证据理论预测当前元胞转换的可能性，得到d(i，j)值；

20、c.比较d(i，j)值和设定的判定阈值threshold，如果d(i，j)值大于阈值，则认为当前元胞为可转换状态；

21、d.如果元胞转换，根据周围元胞的情况更新当前元胞的施工资源、施工环境和交通影响；

22、e.输出当前元胞转换的施工资源重新分配或施工环境变化反馈信息。

23、其中使用了lucc数据和d-s证据理论来预测元胞转换的可能性，并设置了阈值来决定是否进行元胞转换。

24、第二方面

25、一种存储介质，所述存储介质内存储有用于执行如上述所述的桥梁施工评测方法的程序指令。

26、在上述描述的基于元胞自动机及lucc的桥梁施工评测方法中，所涉及的程序指令需要在某种存储介质中进行存储，以便能够在计算机系统中执行该方法。这种存储介质可以是计算机内部的硬盘、固态硬盘(ssd)、闪存存储等，也可以是外部的可移动存储设备，如usb闪存驱动器、光盘、云存储等。存储介质内存储的程序指令用于实现桥梁施工评测方法的各个步骤，包括初始化lucc数据矩阵、施工资源矩阵、施工环境矩阵和交通影响矩阵，进行元胞自动机的转换、基于d-s证据理论进行预测、设置判定阈值、更新施工资源、施工环境和交通影响等。

27、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

28、一、综合考虑多因素：本发明的技术可以综合考虑施工资源分配、施工环境变化和交通影响等多种因素，从而更全面地评估桥梁施工过程。这有助于准确地捕捉不同因素之间的相互影响，避免了传统人工经验评估的片面性和主观性。

29、二、科学决策支持：基于数学模型和模拟方法，该桥梁施工评测方法可以为决策者提供科学的决策支持。通过模拟不同情况和方案，决策者可以更好地了解不同决策的可能影响，从而做出更明智的决策。

30、三、降低风险：本发明的技术可以预测施工环境变化和交通影响，有助于提前识别潜在的风险和问题。通过对可能风险的模拟和分析，可以采取相应的措施来降低风险，保障施工安全。

31、四、精细化管理：通过元胞自动机模拟，可以对每个施工段中的每个元胞进行细致的状态跟踪和管理。这有助于发现细微的变化和问题，从而及时做出调整，提高施工质量和工程管理水平。

32、五、数据驱动决策：本发明的技术依赖于实际的土地利用与土地覆盖变化数据，以及其他相关数据，使决策更加实时、准确。这有助于减少主观偏差，更加客观地制定决策和计划。