【技术实现步骤摘要】
本申请涉及沉井施工监控，尤其涉及一种沉井施工状态实时数字孪生的方法、设备及存储介质。
技术介绍
1、近年来，随着经济水平和交通建设的不断发展，我国桥梁规划、建设数量不断增多，桥梁跨度不断刷新世界纪录。沉井基础具有承载力高、整体性好、刚度大、占地面积小等优点，在大型桥梁建设中应用日益广泛。
2、沉井基础是井筒状的结构物，通过从井内挖土并依靠自身重力克服井壁摩阻力后下沉到标高，最后采用混凝土封底并填充井孔，成为桥梁墩台或者其他建筑物的基础。
3、然而目前沉井下沉施工大多仍依靠工程经验，下沉阻力变化规律不明确，下沉过程可控性差，下沉过程中系统性的监测、直观展示、数据之间的相关性较差，控制的方法和手段缺失，沉井下沉过程研究亟待加强。仅依靠工程经验进行大型沉井取土下沉已严重影响沉井施工的安全性和沉井结构的可靠性。
技术实现思路
1、本申请提供了一种沉井施工状态实时数字孪生的方法、设备及存储介质，能够动态分析沉井状态，依据辅助决策系统进行提供决策参考，及时发布各项指令，控制沉井下沉关键参数。本申请提供如下技术方案：
2、第一方面，本申请提供一种沉井施工状态实时数字孪生的方法，所述方法包括：
3、搭建沉井施工环境并构建环境模型；
4、基于勘查结果构建土层模型，并将土层模型与环境模型进行整合；
5、沉井结构可视化操作；
6、基于预设监测点进行力学监测可视化操作；
7、沉井姿态可视化操作并基于沉井的下沉姿
8、在一个具体的可实施方案中，所述基于勘查结果构建土层模型包括：
9、将勘探点的土层分层数据分解成三维点数据，并使用civil3d软件将每一层的三维点数据形成曲面，再由曲面将每一层土质单独生成三维实体，从而完成土层模型的构建以及工程地质的可视化操作。
10、在一个具体的可实施方案中，所述将土层模型与环境模型进行整合包括：
11、首先使用3dmax打开环境模型，并将其转换成dwg格式；
12、随后再使用civil3d打开dwg文件，提取环境模型的边界；
13、将提取出来的边界导入土层模型中，以环境模型的边界对土层模型进行边界切割；
14、然后对切割后的模型逐一生成三维实体；
15、最后将生成的实体导入revit，再由revit生成fbx文件。
16、在一个具体的可实施方案中，所述基于勘查结果构建土层模型，并将土层模型与环境模型进行整合还包括：
17、根据沉井孔的尺寸、位置，将土层模型中的对应位置切割出来，再分别放入沉井结构的环境模型的对应孔中。
18、在一个具体的可实施方案中，所述沉井结构可视化操作包括：
19、使用three.js中的loader方法载入沉井结构的bim模型；
20、沉井当前建造层的内部结构可实时观测，沉井特殊结构可交互后聚焦观测施工状态中沉井的某一层，钢筋搭建与增加模板的过程将根据实时的数据输入来进行更新和展示；
21、对于每一层的钢筋与模板，将在每完成一层沉井建造工作时更新下一层的钢筋模型，对于每一处的模板将进行编号，并使用后台代码进行实时控制其增减；
22、沉井特殊结构可通过前端的交互按钮将摄像机聚焦到设定好的点位对该结构进行观测。
23、在一个具体的可实施方案中，所述基于预设监测点进行力学监测可视化操作包括：
24、获取预设点位置，并从预设点位获取压力传感值，以类似于热度图的形式将压力传感值根据不同阈值标注为不同颜色并在页面中以贴图形式进行实时显示；
25、监测点的位置通过相对坐标索引至结构对应的位置，其读数的绝对和相对大小通过云图或柱状图等形式进行展示。
26、在一个具体的可实施方案中，所述沉井姿态可视化操作包括：
27、根据现场数据设计算法并获取倾斜角度,随后计算沉井在需观测的时间段内的时间跨度和倾斜率，再使用three.js的tween动画库来实现倾斜过程的动画实现，动画结束后的展示同样为实时渲染；
28、采用二维分视图的方式，且考虑放大系数的方法对沉井进行可调节展示。
29、在一个具体的可实施方案中，所述基于沉井的下沉姿态对下沉量进行预测包括：
30、分别基于cnn与3d-cnn建立预测模型，提取沉井下沉过程中结构应力监测数据的空间特征与时空特征，预测沉井下沉快慢类别与沉井下沉速度值。
31、第二方面，本申请提供一种电子设备，所述设备包括处理器和存储器；所述存储器中存储有程序，所述程序由所述处理器加载并执行以实现如权利要求1至8任一项所述的一种沉井施工状态实时数字孪生的方法。
32、第三方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有程序，所述程序被处理器执行时用于实现如权利要求1至8任一项所述的一种沉井施工状态实时数字孪生的方法。
33、综上所述，本申请的有益效果至少包括：
34、(1)根据沉井孔的尺寸、位置，将土层模型中的对应位置切割出来，再分别放入沉井结构的环境模型的对应孔中。由于需要展示每个孔中土层的实时高度，所以每个孔中的土层模型是独立的，并且每个土层模型的每一层也是独立的，这样保证了在后期对土层模型进行调用(显示或透明)时，每个土层模型能够相对独立，每个土层模型的每一层也相对独立，能够更好的展示当前每个孔下沉到哪一种土质。
35、(2)通过gnss系统进行姿态的实时监测，辅以人工精密监测进行定期校核，结合泥面标高的测量结果，初步推算沉井井壁及隔墙底部的支撑状态，根据底部土压力计的数值反馈，定性的评价沉井底部的土体支撑状态，若发现异常情况，可以通过水下三维声呐进行探明。此工况下由于浇筑混凝土的量和接高段沉井自重可以精准获得，沉井的下沉量及土压力变化值也可以全过程监测，是较好的反演计算分析的工况，可以获得此阶段的p-s曲线，对修正土体参数有重要意义并为深部土力学的研究提供依据。
36、通过以沉井基础钢结构井壁及混凝土为载体，针对不同的监测类目布置针对性的监测传感器进行组网，利用通信及网络技术进行传输、存储，结合bim技术把采集的数据的与对应的结构、环境进行关联与映射。基于数字孪生技术，搭建沉井下沉施工场景，通过人工激活或钝化相关结构构件，实现监测数据与施工工况的关联。根据沉井下沉施工过程中智能感知的数据，动态分析沉井状态，依据辅助决策系统进行提供决策参考，及时发布各项指令，控制沉井下沉关键参数。可以解决仅依靠工程经验进行大型沉井取土下沉已严重影响沉井施工的安全性和沉井结构的可靠性的问题。
37、上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本申请的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
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1.一种沉井施工状态实时数字孪生的方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的沉井施工状态实时数字孪生的方法，其特征在于，所述基于勘查结果构建土层模型包括：
3.根据权利要求1所述的沉井施工状态实时数字孪生的方法，其特征在于，所述将土层模型与环境模型进行整合包括：
4.根据权利要求1所述的沉井施工状态实时数字孪生的方法，其特征在于，所述基于勘查结果构建土层模型，并将土层模型与环境模型进行整合还包括：
5.根据权利要求1所述的沉井施工状态实时数字孪生的方法，其特征在于，所述沉井结构可视化操作包括：
6.根据权利要求1所述的沉井施工状态实时数字孪生的方法，其特征在于，所述基于预设监测点进行力学监测可视化操作包括：
7.根据权利要求1所述的沉井施工状态实时数字孪生的方法，其特征在于，所述沉井姿态可视化操作包括：
8.根据权利要求1所述的沉井施工状态实时数字孪生的方法，其特征在于，所述基于沉井的下沉姿态对下沉量进行预测包括：
9.一种电子设备，其特征在于，所述设备包括处理器和存储
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有程序，所述程序被处理器执行时用于实现如权利要求1至8任一项所述的一种沉井施工状态实时数字孪生的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种沉井施工状态实时数字孪生的方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的沉井施工状态实时数字孪生的方法，其特征在于，所述基于勘查结果构建土层模型包括：
3.根据权利要求1所述的沉井施工状态实时数字孪生的方法，其特征在于，所述将土层模型与环境模型进行整合包括：
4.根据权利要求1所述的沉井施工状态实时数字孪生的方法，其特征在于，所述基于勘查结果构建土层模型，并将土层模型与环境模型进行整合还包括：
5.根据权利要求1所述的沉井施工状态实时数字孪生的方法，其特征在于，所述沉井结构可视化操作包括：
6.根据权利要求1所述的沉井施工状态实时数字孪生的方法，其特征在于，所述基...
【专利技术属性】
技术研发人员：欧长阳，王显臣，赵泽苗，李林，王晓林，蒋凡，徐安，林海峰，李琦，彭林林，唐政，谭奎，
申请(专利权)人：中交一公局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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