【技术实现步骤摘要】
一种知识引导的铁路桥梁建造过程可视化仿真方法，用于铁路桥梁建造过程可视化仿真，属于铁路桥梁建造领域。
技术介绍
1、铁路桥梁是庞大、复杂、精细的动态系统工程，存在跨度时间长、面临风险因素多、构建过程变化快等特点。铁路桥梁建造过程工况复杂且流动性大，桥梁主体与周围环境之间的关系动态多变，从而带来巨大的安全风险。因此对建造过程的精准把控至关重要，而通过虚拟仿真技术，可以在虚拟环境中通过预演作业过程来预判风险并进行事前控制，以确保建造过程的安全性，同时提高工程管理效率和质量。
2、目前，铁路桥梁建造过程的仿真方法通常依赖于参数化建模软件根据建设需求设计桥梁部件模型，模型再根据实际的作业情况进行移动和装配，以模拟施工过程。由于不同建造过程需要不同的部件模型，不同的作业操作没有统一的标准，导致模型组织调度难、仿真过程适应性差。并且这种方通常孤立地考虑模型的流动性，忽略了建造过程与周围地理环境的时空关联关系，而实际建造过程中场景对象、环境往往是随时间动态变化的，因此需要对这种仿真方法进行改进和优化，实现场景实体行为状态的精准描述，并建立工程主体模型与地理环境的高效映射关系，以支持多种类型的铁路桥梁施工过程快速可视化表示。
3、知识图谱是一种先进的知识管理技术，其核心组成单位是“实体-关系-实体”或“实体-关系-属性”的三元组，这些三元组通过实体的属性和实体间的相关关系相互连接，形成一个综合且互联的知识网络，并为桥梁建造仿真过程提供基础。然而，现有的知识图谱技术在面对复杂的桥梁建设过程中，存在领域对象感知弱、行为状态描
4、综上所述，在进行铁路桥梁建造过程可视化仿真时，存在以下技术问题：
5、1.在铁路桥梁建设过程涉及要素多、关系捕捉难、行为状态描述不清晰，随着建设过程的推进，桥梁结构不断迭代更新、环境变化复杂，难以建立桥梁主体模型与可视化仿真环境二者间的关联关系；
6、2.铁路桥梁建造过程仿真过程构建场景信息量大、组织调度难，并且桥梁建设过程工艺工法复杂多样，缺少适应性灵活的仿真手段。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种知识引导的铁路桥梁建造过程可视化仿真方法，解决现有技术铁路桥梁建设过程涉及要素多、关系捕捉难、行为状态描述不清晰，随着建设过程的推进，桥梁结构不断迭代更新、环境变化复杂，难以建立桥梁主体模型与可视化仿真环境二者间的关联关系的问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
3、一种知识引导的铁路桥梁建造过程可视化仿真方法，包括如下步骤：
4、步骤1、获取铁路桥梁建造数据，包括gis数据、领域数据和施工数据；
5、步骤2、基于获取的铁路桥梁建造数据构建实体-过程-行为三域关联的铁路桥梁建造场景知识图谱；
6、步骤3、基于铁路桥梁建造场景知识图谱进行知识引导的铁路桥梁建造过程动态可视化仿真。
7、进一步，所述步骤2的具体步骤为：
8、步骤2.1、基于施工数据整合不同建造阶段下铁路桥梁建造场景中各构建模型的行为状态，并给定实体-过程-行为三域关联表达模型，其中，施工数据包括桥梁结构与施工工序；
9、步骤2.2、基于获取的数据和给定的实体-过程-行为三域关联表达模型构建铁路桥梁建造场景知识图谱，具体步骤为：
10、步骤2.21、基于给定的实体-过程-行为三域关联表达模型对铁路桥梁建造场景中的领域数据进行三域概念抽取，并抽取出三域概念中各概念的领域本体，即完成知识图谱模式层的构建，其中，领域数据包括设计数据、模型数据和监测数据，三域概念包括实体域、过程域和行为域，领域本体即指模式层，包括实体域、过程域和行为域三个概念节点及其关联关系，关联关系包括上下位关系、语义关联关系和时空耦合关系；
11、实体域的提取步骤为：
12、建立整个铁路桥梁的包围盒，并选择整个铁路桥梁的包围盒中铁路桥梁最底部构件模型作为起始点；
13、建立基于起始点的构件模型的包围盒，并基于构件模型的包围盒的六个面发出射线，获取与射线相交的构件模型间的关系和类别，并将关系为相邻关系纳入同一列，同一类别则纳入同一组别，其中，列和组作为铁路桥梁实体域的存储方式；
14、分别以射线相交的构件模型作为起始点发出射线，继续构建铁路桥梁实体域，直至构建完成；
15、过程域和行为域的提取步骤为：
16、首先，在宏观尺度上，基于获取到的领域数据、施工数据以及提取到的实体域，通过对铁路桥梁的施工计划、设计数据、施工进度表进行人为分析，划分出不同阶段的建造阶段；
17、其次，在中观尺度上，将每个建造阶段拆分为具体的施工任务，将施工任务与实体域中的实体对象进行关联绑定，以确保每个任务可以进一步映射到具体的操作行为；
18、随后，在微观尺度上，将每个任务细化为具体的操作行为步骤后，提取涉及实体域中各实体对象的施工工艺流程和具体操作行为，并针对实体域中所有实体对象将施工工艺流程和具体操作行为通过整理和组合形成流程序列和操作序列；基于流程序列梳理实体域中所有实体对象所对应的施工任务的时间安排与关联关系，建立完整的施工流程架构，体现施工任务的执行顺序，即构建得到过程域；
19、基于操作序列，记录实体域中各实体对象的具体行为与交互过程，形成体现各实体对象动作与交互的行为网络，即构建得到行为域；
20、步骤2.22、知识图谱模式层构建完成后，将领域本体中概念节点和关联关系映射到数据层中的实体节点和关联关系中，实现数据的组织和存储，即实现了数据层的构建；
21、步骤2.23、再采用开源图数据库neo4j对数据层中的三元组信息进行存储和可视化展示，即得到实例化的铁路桥梁建造场景知识图谱。
22、进一步，所述步骤3的具体步骤为：
23、步骤3.1、基于铁路桥梁建造场景知识图谱进行事件驱动的铁路桥梁建造场景随需构建，具体步骤为：
24、步骤3.11、以铁路桥梁建造事件为驱动力，基于施工资料和设计数据对铁路桥梁建造事件关联的构件模型、地理环境以及施工流程进行人为剖析，识别出各铁路桥梁建造事件中所需的特征实体、工艺流程与行为要素，并将其映射到铁路桥梁建造场景知识图谱中，识别出铁路桥梁建造事件中的实体节点及其相互关联的关联关系；
25、步骤3.12、基于gis数据和步骤3.11得到的实体节点及其关联关系，分别对实体节点代表的实体对象进行建模，同时融合多源数据建立地理环境模型，并基于地理环境模型和铁路桥梁建造事件的需求构建得到虚拟的铁路桥梁建造场景，其中，实体对象为实体域中构件模型的类别，包括铁路桥梁主体工程和地理环境，对于铁路桥梁主体工本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种知识引导的铁路桥梁建造过程可视化仿真方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种知识引导的铁路桥梁建造过程可视化仿真方法，其特征在于，所述步骤2的具体步骤为：
3.根据权利要求2所述的一种知识引导的铁路桥梁建造过程可视化仿真方法，其特征在于，所述步骤3的具体步骤为：
【技术特征摘要】
1.一种知识引导的铁路桥梁建造过程可视化仿真方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种知识引导的铁路桥梁建造过程可视化仿真方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱军，韩祖杰，张恒，付雪松，王娇，宁稳新，王华，
申请(专利权)人：中国国家铁路集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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