一种基于市政工程的工程施工仿真方法及系统与流程

本发明涉及市政工程，尤其涉及一种基于市政工程的工程施工仿真方法及系统。

背景技术：

1、市政工程是指城市建设中的道路、桥梁、隧道、水利、排水、供水、供气、供热、供电、通信、环境保护等公共设施工程。市政工程的设计和施工涉及多个专业和领域，需要进行综合的规划和协调，同时也要考虑工程的安全、质量、效率、成本和环境影响等因素。市政工程的施工过程中，往往会遇到各种不确定性和风险，如地质条件、气候变化、施工设备、人力资源、材料供应、施工方案、工程变更，这些因素会影响工程的进度、质量和成本，甚至导致工程事故和纠纷。但是在市政工程的工程施工仿真时往往存在不同工序之间动态关系复杂，工序依赖性和调度强耦合难以建模的问题。

技术实现思路

1、基于此，本发明有必要提供一种基于市政工程的工程施工仿真方法及系统，以解决至少一个上述技术问题。

2、为实现上述目的，一种基于市政工程的工程施工仿真方法，包括以下步骤：

3、步骤s1：利用遥感设备对施工场地进行高精度的三维扫描，从而生成场地三维点云数据，其中场地三维点云数据包括场地的三维模型数据以及稠密点云数据；

4、步骤s2：获取施工方案数据；对场地三维点云数据进行重建清晰度优化处理，并进行场地的特征参数提取，从而得到场地特征向量数据；根据场地特征向量数据对施工方案数据进行多目标优化处理，从而得到施工优化方案数据；

5、步骤s3：对施工优化方案数据进行工序分解处理，从而得到工程施工工序数据；对工程施工工序数据进行功能抽象处理，从而得到施工功能模块数据；对工程施工工序数据进行共享资源提取，从而得到共享资源数据；

6、步骤s4：根据施工功能模块数据对工序之间的依赖关系及调度要求进行捕捉，从而得到功能模块关系数据；根据功能模块关系数据对共享资源数据进行资源约束排序，从而得到共享资源的优先权限列表；根据优先权限列表对工程施工工序数据进行调度优化处理，从而得到施工步骤顺序列表；

7、步骤s5：根据施工步骤顺序列表以及三维模型数据对工程施工进行数字化过程模拟，以实现市政工程的工程施工仿真。

8、本发明通过遥感设备对施工场地进行高精度的三维扫描，可以获取场地的准确三维模型数据和稠密点云数据。这有助于建立精确的场地模型，提供施工规划和优化的基础数据。通过对场地三维点云数据进行清晰度优化处理和特征参数提取，可以得到场地的特征向量数据。利用这些特征向量数据，结合施工方案数据，可以进行多目标优化处理，得到施工的优化方案数据。这有助于提高施工的效率和质量。通过对施工优化方案数据进行工序分解处理，可以得到具体的工程施工工序数据。同时，对工程施工工序数据进行功能抽象处理，可以得到施工功能模块数据。此外，提取共享资源数据，有助于合理规划和管理施工所需的资源。这些处理有助于对施工流程进行细化和优化。通过捕捉功能模块之间的依赖关系和调度要求，得到功能模块关系数据。根据这些数据，对共享资源进行约束排序，得到共享资源的优先权限列表。通过对工程施工工序数据进行调度优化处理，可以得到施工步骤顺序列表。该发明通过梳理工序的依赖关系与共享资源进行约束排序，解决了工序依赖性和调度强耦合难以建模的问题。这有助于合理安排施工步骤，提高施工效率和资源利用率。通过根据施工步骤顺序列表和三维模型数据进行数字化过程模拟，可以实现对市政工程的工程施工的仿真。这有助于预测施工过程中可能遇到的问题和冲突，并提前进行调整和优化。通过仿真，可以减少施工风险，提高施工质量和效率，节约成本。

9、本发明还提供一种基于市政工程的工程施工仿真系统，用于执行上述的基于市政工程的工程施工仿真方法，所述基于市政工程的工程施工仿真系统包括：

10、三维扫描模块，用于利用遥感设备对施工场地进行高精度的三维扫描，从而生成场地三维点云数据，其中场地三维数据包括场地的三维模型数据以及稠密点云数据；

11、特征分析模块，用于获取施工方案数据；对场地三维点云数据进行重建清晰度优化处理，并进行场地的特征参数提取，从而得到场地特征向量数据；根据场地特征向量数据对施工方案数据进行多目标优化处理，从而得到施工优化方案数据；

12、工序规划模块，用于对施工优化方案数据进行工序分解处理，从而得到工程施工工序数据；对工程施工工序数据进行功能抽象处理，从而得到施工功能模块数据；对工程施工工序数据进行共享资源提取，从而得到共享资源数据；

13、资源管理模块，用于根据施工功能模块数据对工序之间的依赖关系及调度要求进行捕捉，从而得到功能模块关系数据；根据功能模块关系数据对共享资源数据进行资源约束排序，从而得到共享资源的优先权限列表；根据优先权限列表对工程施工工序数据进行调度优化处理，从而得到施工步骤顺序列表；

14、数字模拟模块，用于根据施工步骤顺序列表以及三维模型数据对工程施工进行数字化过程模拟，以实现市政工程的工程施工仿真。

15、本发明通过三维扫描模块获取场地的高精度三维点云数据，可以准确地捕捉施工场地的形状、结构和地形信息。这有助于建立真实且精确的场地模型，为后续的施工规划、分析和优化提供可靠的基础数据。特征分析模块利用场地三维点云数据，通过重建清晰度优化和特征参数提取，可以提取出场地的关键特征信息。这些特征信息可以用于优化施工方案，使得施工过程更加高效和可靠。多目标优化处理可以平衡不同目标之间的权衡，以得到综合考虑多个因素的最佳施工优化方案。工序规划模块将施工优化方案数据进行工序分解，将复杂的施工过程分解为可管理和实施的工序。通过功能抽象处理，可以将工序简化为更高层次的施工功能模块，提高施工的可理解性和可管理性。共享资源的提取有助于识别和管理多个工序之间可能共享的资源，提高资源利用效率和施工效率。资源管理模块帮助捕捉施工功能模块之间的依赖关系和调度要求，确保施工过程中的资源合理分配和协调。通过资源约束排序和调度优化处理，可以确定共享资源的优先级和顺序，以最大程度地优化资源利用和施工进度，提高施工效率和质量。数字模拟模块利用施工步骤顺序列表和三维模型数据进行数字化过程模拟，可以在虚拟环境中模拟和预测实际施工过程。这有助于发现和解决施工中的潜在问题，优化施工顺序，预测资源需求和冲突，提前规划和调整施工计划。通过工程施工仿真，可以减少施工中的错误和风险，提高施工质量和效率，降低成本和延误风险。综上所述，以上步骤包括：提供高精度的场地数据，为施工规划和优化提供可靠基础。实现施工方案的多目标优化，提高施工效率和质量。将复杂的施工过程分解为可管理和实施的工序，提高施工可理解性和可管理性。确保资源合理分配和协调，提高资源利用效率和施工进度。数字化过程模拟可以提前发现和解决问题，优化施工计划，降低风险和成本。这些效果的综合作用可以提高市政工程的施工质量、效率和可持续性。

技术特征：

1.一种基于市政工程的工程施工仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于市政工程的工程施工仿真方法，其特征在于，步骤s1包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的基于市政工程的工程施工仿真方法，其特征在于，步骤s2包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的基于市政工程的工程施工仿真方法，其特征在于，步骤s3包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的基于市政工程的工程施工仿真方法，其特征在于，步骤s33包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的基于市政工程的工程施工仿真方法，其特征在于，步骤s4包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的基于市政工程的工程施工仿真方法，其特征在于，步骤s47包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的基于市政工程的工程施工仿真方法，其特征在于，步骤s473中的资源评分采用如下公式：

9.根据权利要求8所述的基于市政工程的工程施工仿真方法，其特征在于，步骤s5包括以下步骤：

10.一种基于市政工程的工程施工仿真系统，其特征在于，用于执行如权利要求1所述的基于市政工程的工程施工仿真方法，所述基于市政工程的工程施工仿真系统包括：

技术总结
本发明涉及市政工程技术领域，尤其涉及一种基于市政工程的工程施工仿真方法及系统。该方法包括以下步骤：利用遥感设备对施工场地进行高精度的三维扫描，从而生成场地三维点云数据，其中场地三维点云数据包括场地的三维模型数据以及稠密点云数据；获取施工方案数据；对场地三维点云数据进行重建清晰度优化处理，并进行场地的特征参数提取，从而得到场地特征向量数据；根据场地特征向量数据对施工方案数据进行多目标优化处理，从而得到施工优化方案数据；对施工优化方案数据进行工序分解处理，从而得到工程施工工序数据。本发明通过资源约束排序算法对市政工程进行资源调度协调，提高了资源利用率。

技术研发人员：吴海锋,薛新鹏,徐华龙,焦福东,马昕,王庆宝,梁宏瑞
受保护的技术使用者：青岛瑞源工程集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21