[发明专利]一种隧道数字孪生建模方法、电子设备及存储介质

说明书

一种隧道数字孪生建模方法、电子设备及存储介质，属于交通信息化技术领域领域。为解决考虑隧道运行业务结合隧道相关设施对隧道数字孪生建模的影响的问题。本发明将隧道以及设施设置为动态建模设施和静态建模设施；根据设置的动态建模设施和静态建模设施，基于层次分析法构建隧道数字孪生建模的分析模型；根据构建的隧道数字孪生建模的分析模型，构建影响隧道数字孪生建模的决策矩阵，包括影响隧道数字孪生建模实施的因素决策矩阵、影响隧道数字孪生建模实施方案的准则决策矩阵；对构建的影响隧道数字孪生建模的分析判断矩阵进行一致性检验和层次排序。本发明通过最终实现隧道数字孪生建模实施方案的决策，过程具备科学性、创新性和合理性。

技术领域

本发明属于交通信息化技术领域，具体涉及一种隧道数字孪生建模方法、电子设备及存储介质。

背景技术

隧道作为城市关键交通设施，作为连接不同区域的关键节点，承担着跨区域交通运输的重要功能。隧道当中运行过程中存在多种类型的危化品车辆、大型货运车辆以及其他危及隧道安全运行的交通车辆。世界各地由于隧道发生交通事故、火灾等引起的重大安全事故给人民经济财产和生命安全带来巨大的损失。隧道由于地理环境复杂，空间密闭使得通信信号衰减、视线局限，导致事故发生后很难立即察觉并实施有效的处置策略，并且在狭窄空间下极易发生二次事故。因此，隧道安全运营面临巨大的挑战。

近年来，隧道管理方通过引入先进的传感器技术、先进通信技术、先进软件实现对隧道运行的实时监测，通过感知隧道内的各项运行参数，结合业务的分析流程和手段，对隧道中的风险因素进行预警和管控。其中，隧道数字孪生是近些年来比较前沿的技术之一。数字孪生是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。数字孪生可以被视为一个或多个重要的、彼此依赖的装备系统的数字映射系统。数字孪生通过高精度的模型对真实对象进行建模，借助传感器以及其他手段获取的数据，完成真实对象行为的复刻和还原。目前市面上存在的三维模型建模软件、三维场景渲染引擎种类很多，能够支持不同精度、不同要求和不同对象的建模需求。比如场景的3DMAX、UNITY 3D、UNREAL ENGINE 45、BLENDER等。不同的项目需求以及对象功能具有差异性，不同对象的建模需求有很大的差异性，不同场景下的同一个对象的建模需求也有可能不同，需要考虑不同的建模精度对系统硬件的要求、以及建模人员的投入及项目的预算。因此，需要对数字孪生项目中的不同对象的建模需求进行明确。

专利名称为一种隧道数字孪生系统、公开号为CN114357579A的专利，介绍了系统的几个部分，但是对于所提到的数字孪生系统的建立的基础和合理性没有提供足够的解释和支撑，缺乏与隧道运行业务结合部分的分析。因此该方案没有对项目功能需求和系统性能进行综合考量，方案拓展性不足，实际应用当中存在性能匹配的问题。

专利名称为基于BIM技术的隧道快速建模方法，公告号为CN112270024B的专利针对隧道本身建模技术和过程进行论述，所涉及的设施主要是隧道主体结构，但是没有考虑隧道相关设施的建模方案。缺乏与隧道运行业务结合部分的分析。

发明内容

本发明要解决的问题是考虑隧道运行业务结合隧道相关设施对隧道数字孪生建模的影响，提出一种隧道数字孪生建模方法、电子设备及存储介质。

本发明通过以下技术方案实现：

一种隧道数字孪生建模方法，包括如下步骤：

S1、将隧道以及设施设置为动态建模设施和静态建模设施；

S2、根据步骤S1设置的动态建模设施和静态建模设施，基于层次分析法构建隧道数字孪生建模的分析模型；

S3、根据步骤S2构建的隧道数字孪生建模的分析模型，构建影响隧道数字孪生建模的决策矩阵，包括影响隧道数字孪生建模实施的因素决策矩阵、影响隧道数字孪生建模实施方案的准则决策矩阵；