本发明涉及核电工程建设领域,尤其涉及一种核电建设智慧建造施工的分析系统。
背景技术:
1、传统工程建设施工中存在的一系列问题,如施工管理方法往往依赖于人工监控、纸质记录和定期的进度报告,这些方法不仅效率低下,而且难以准确反映施工现场的实时动态,施工进度难以实时跟踪、施工质量难以有效保障、设备利用率低、材料管理混乱等。
2、随着信息技术的快速发展,尤其是物联网、大数据、人工智能和机器学习等技术的不断成熟,核电建设的施工管理正迎来革命性的变革,通过实时监测和分析施工现场的各种数据为管理人员提供准确、及时的施工信息,帮助他们做出更加科学合理的决策,优化施工方案,提高施工效率,然而在实际施工时,实施上述技术仍然存在一定的困难。
技术实现思路
1、本发明要解决的技术问题是:提供一种核电建设智慧建造施工的分析系统,提供准确、及时的施工信息,有利于优化施工方案,提高施工效率。
2、本发明提供了一种核电建设智慧建造施工的分析系统,包括:
3、数据采集模块,使用传感器网络,获取核电施工现场的环境条件数据,获取实时关键结构部位的状态数据,以及定位和跟踪施工设备和人员的位置信息数据,得到传感器数据;
4、大数据分析模块,对得到的传感器数据进行清洗、存储和管理,随后利用机器学习算法进行分析,预测进度、识别风险、优化施工方案,得到分析结果,基于分析结果,提供科学的决策建议;
5、数字孪生模块,整合设计、施工、运维信息,形成统一的三维模型,支持协同管理,使用数字孪生技术,构建虚拟施工现场,实现虚拟与现实的联动,优化施工过程;
6、应急响应模块,基于分析结果,快速响应突发事件,实现全天候安全监控和风险预警,确保施工人员和设备的安全;
7、物流管理模块,通过数据分析优化材料、设备的供应链管理,确保及时交付和合理库存,实时监控施工资源的使用情况,优化调度方案,提高资源利用效率;
8、信息共享模块,通过三维可视化技术展示施工进度,便于管理人员实时了解施工情况,构建一个统一的信息共享平台,确保各参与方及时获取最新的施工信息,促进协同工作。
9、在本发明一具体实施方式中,其特征在于,所述传感器网络包括环境监测传感器、结构健康监测传感器和位置跟踪传感器。
10、在本发明一具体实施方式中,所述环境监测传感器监测环境的温度,表示为:
11、
12、其中t表示温度;
13、vout表示传感器输出电压;
14、v0表示基准电压;
15、k表示传感器灵敏度,
16、通过表示传感器采集到的数据,计算出施工现场的温度,确保施工环境适宜;
17、结构健康监测传感器监测应力,表示为:
18、
19、其中σ表示应力;f表示作用力;a表示受力面积;
20、实时监测结构部件的应力情况,预防结构损坏。
21、4.根据权利要求1所述的核电建设智慧建造施工的分析系统,其特征在于,所述机器学习算法对于采用线性回归模型,利用施工历史数据,预测施工进度和风险,预测进度表示为:
22、y=β0+β1x1+...+βnxn
23、其中y表示预测结果;
24、β0表示截距;
25、β1,β2,…,βn表示回归系数;
26、x1,x2,…,xn表示输入变量;
27、识别风险表示为:
28、
29、其中p(y=1|x)表示事件发生的概率;
30、β0,β1,β2,…,βn表示回归系数;
31、x1,x2,…,xn表示输入变量;
32、通过分析现场数据,识别施工过程中出现的风险。
33、在本发明一具体实施方式中,所述数字孪生技术将实时数据同步到数字孪生模型中,保持虚拟模型与实际施工状态一致,其状态更新公式表示为:
34、x(t+1)=f(x(t),u(t))
35、其中x(t)表示当前状态;
36、x(t+1)表示下一时刻状态;
37、u(t)表示控制输入;
38、f表示状态转移函数。
39、在本发明一具体实施方式中,所述风险预警通过历史数据和实时监测,计算施工过程中各种风险的概率,进行预警,表示为:
40、
41、其中p(a∣b)表示在事件b发生后事件a发生的概率;
42、p(b∣a)表示在事件a发生后事件b发生的概率;
43、p(a)p表示事件a发生的先验概率;
44、p(b)表示事件b发生的先验概率。
45、在本发明一具体实施方式中,所述供应链管理使用线性规划,表示为:
46、minchd
47、subject to md≤b
48、其中,c表示成本系数矩阵;
49、d表示决策变量;
50、m表示约束系数矩阵;
51、b表示约束向量;
52、h表示矩阵的转置。
53、在本发明一具体实施方式中,所述可视化技术采用甘特图进度方程来表示进度可视化,表示为:
54、
55、p i(t)表示任务i在时间t的进度;
56、a i j表示任务i与资源j的工作量比例;
57、uj(t)表示资源j在时间t的使用量。
58、与现有技术相比,本发明的核电建设智慧建造施工的分析系统,提高了工作效率,准确地反映了施工现场的实时动态,使施工质量得到了有效的保障。
1.一种核电建设智慧建造施工的分析系统,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的核电建设智慧建造施工的分析系统,其特征在于,所述传感器网络包括环境监测传感器、结构健康监测传感器和位置跟踪传感器。
3.根据权利要求2所述的核电建设智慧建造施工的分析系统,其特征在于,所述环境监测传感器监测环境的温度,表示为:
4.根据权利要求1所述的核电建设智慧建造施工的分析系统,其特征在于,所述机器学习算法对于采用线性回归模型,利用施工历史数据,预测施工进度和风险,预测进度表示为:
5.根据权利要求1所述的核电建设智慧建造施工的分析系统,其特征在于,所述数字孪生技术将实时数据同步到数字孪生模型中,保持虚拟模型与实际施工状态一致,其状态更新公式表示为:
6.根据权利要求1所述的核电建设智慧建造施工的分析系统,其特征在于,所述风险预警通过历史数据和实时监测,计算施工过程中各种风险的概率,进行预警,表示为:
7.根据权利要求1所述的核电建设智慧建造施工的分析系统,其特征在于,所述供应链管理使用线性规划,表示为:
8.根据权利要求1所述的核电建设智慧建造施工的分析系统,其特征在于,所述可视化技术采用甘特图进度方程来表示进度可视化,表示为:
