CN113487138A - 一种基于数字孪生的机场应急演练方法和*** - Google Patents
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Abstract
本发明适用于计算机技术领域，提供了一种基于数字孪生的机场应急演练方法和***，所述方法包括以下步骤：获取机场运行数据，所述运行数据包括各个设备和建筑的位置、运行数据、信号、耦合关系以及反应设备和建筑运行状态的质量信息；根据机场运行数据，建立应急演练数字孪生模型；将应急演练数据输入至应急演练数字孪生模型中，得到应急演练结果，其根据机场运行数据，建立应急演练数字孪生模型，其中的机场运行数据中，包含有耦合关系，可以表征应急状态下设备和建筑的受损传播关系，最终得到的应急演练结果可以反应事故灾害的传播的空间和时序，可以根据受损传播关系可以制定相应的对策。
Description
技术领域
本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种基于数字孪生的机场应急演练方法和***。
背景技术
基于机场环境复杂的特点，一旦出现紧急事故，需要指挥人员快速做出应急处理措施，避免造成重大损失。
现有的机场应急演练，都是针对应急事故本身，处理方式也并未考虑到应急事故的传播关系，例如某设备起火，可能仅仅考虑的是对该设备本身进行及时处理，而由于人员达到现场或者处理均需要时间，人员达到现场上，可能人力已经满足不了处理该应急事故，也就是说，现有技术中的机场应急演练，未考虑到应急事故的传播关系，不能做出针对性强的处理决策。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种基于数字孪生的机场应急演练方法和***，旨在解决背景技术中确定的现有技术存在的技术问题。
本申请实施例是这样实现的，一种基于数字孪生的机场应急演练方法，包括以下步骤：
获取机场运行数据，所述运行数据包括各个设备和建筑的位置、运行数据、信号、耦合关系以及反应设备和建筑运行状态的质量信息；
根据机场运行数据，建立应急演练数字孪生模型；
将应急演练数据输入至应急演练数字孪生模型中，得到应急演练结果。
作为本发明进一步的方案：所述获取机场运行数据，所述运行数据包括各个设备和建筑的位置、运行数据、信号、耦合关系以及反应设备和建筑运行状态的质量信息的步骤，具体包括：
获取设备和建筑的属性信息，所述属性信息至少包括位置信息、运行数据、信号和质量信息；
对所述设备和建筑的耦合关系进行标定，所述耦合关系用于表征应急状态下，设备和建筑的受损传播关系；
根据所述耦合关系和属性信息，生成机场运行数据。
作为本发明再进一步的方案：所述根据机场运行数据，建立应急演练数字孪生模型的步骤，具体包括：
从模型库中调用标准孪生模型；
对标准孪生模型的结构和参数进行调整；
将机场运行数据导入至标准孪生模型中，对标准孪生模型的映射关系进行调整，得到应急演练数字孪生模型。
作为本发明再进一步的方案：所述从模型库中调用标准孪生模型的步骤，具体包括：
输入关键字信息，所述关键字信息用于表征所期望的标准孪生模型；
根据关键字信息对模型库进行检索，将检索结果按照匹配度进行降序排列；
选择与关键字信息匹配度最高的标准孪生模型。
作为本发明再进一步的方案：所述将应急演练数据输入至应急演练数字孪生模型中，得到应急演练结果的步骤，具体包括：
获取应急演练数据，所述应急演练数据中至少包括有事故发生位置以及空间信息和时间信息；
输入所述应急演练数据至应急演练数字孪生模型中；
得到按时序和位置分布的设备和建筑受损演练结果。
作为本发明再进一步的方案：所述将应急演练数据输入至应急演练数字孪生模型中，得到应急演练结果的步骤之后，还执行：
分析应急演练结果，根据获取按时序和位置分布的设备和建筑受损情况，制定对应的应急方案。
作为本发明再进一步的方案：所述将应急演练数据输入至应急演练数字孪生模型中，得到应急演练结果的步骤之后，还执行：
判定应急演练结果的准确性，当所述应急演练结果被判定为不准确时，对所述应急演练数字孪生模型的结构、参数以及映射关系进行调整，直至所述应急演练结果被判定为准确。
本申请实施例的另一目的在于提供一种基于数字孪生的机场应急演练***，包括：
数据获取模块，用于获取机场运行数据，所述运行数据包括各个设备和建筑的位置、运行数据、信号、耦合关系以及反应设备和建筑运行状态的质量信息；
模型建立模块，用于根据机场运行数据，建立应急演练数字孪生模型；以及
结果输出模块，用于将应急演练数据输入至应急演练数字孪生模型中，得到应急演练结果。
作为本发明进一步的方案：所述数据获取模块包括：
属性获取单元，用于获取设备和建筑的属性信息，所述属性信息至少包括位置信息、运行数据、信号和质量信息；
标定单元，用于对所述设备和建筑的耦合关系进行标定，所述耦合关系用于表征应急状态下，设备和建筑的受损传播关系；以及
运行数据生成单元，用于根据所述耦合关系和属性信息，生成机场运行数据。
作为本发明再进一步的方案：所述模型建立模块包括：
调用单元，用于从模型库中调用标准孪生模型；
粗调单元，用于对标准孪生模型的结构和参数进行调整；
精调单元，用于将机场运行数据导入至标准孪生模型中，对标准孪生模型的映射关系进行调整，得到应急演练数字孪生模型。
本申请实施例提供了一种基于数字孪生的机场应急演练方法和***，其根据机场运行数据，建立应急演练数字孪生模型，其中的机场运行数据中，包含有耦合关系，可以表征应急状态下设备和建筑的受损传播关系，最终得到的应急演练结果可以反应事故灾害的传播的空间和时序，可以根据受损传播关系可以制定相应的对策，后续出现同类型的应急状况时，可根据该对策进行处理，及时切断应急事故发生的传播。
附图说明
图1为本申请实施例一种基于数字孪生的机场应急演练方法的流程图。
图2为本申请实施例获取机场运行数据的流程图。
图3为本申请实施例建立应急演练数字孪生模型的流程图。
图4为本申请实施例从模型库中调用标准孪生模型的流程图。
图5为本申请实施例得到应急演练结果的流程图。
图6为本申请实施例一种基于数字孪生的机场应急演练***的结构示意图。
图7为本申请实施例一种基于数字孪生的机场应急演练***中数据获取模块的结构示意图。
图8为本申请实施例一种基于数字孪生的机场应急演练***中模型建立模块的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。
如图1所示，为本申请一个实施例提供的一种基于数字孪生的机场应急演练方法的流程图，包括以下步骤：
S200，获取机场运行数据，所述运行数据包括各个设备和建筑的位置、运行数据、信号、耦合关系以及反应设备和建筑运行状态的质量信息。
本申请实施例中，设备可以指机场中的电梯、安检设备、传感器设备、摆渡车、供电设备等等，而建筑可以指候机厅、航站楼等等，事实上，设备和建筑是存在相互依存关系的，例如候机厅中本身就具有多个设备，位置指的是设备和建筑的空间信息，而运行数据、信号以及反应设备和建筑运行状态的质量信息可以反应设备或者建筑的运行状态，所述耦合关系用于表征应急状态下设备和建筑的受损传播关系，例如设备与设备之间、设备与建筑之间的受损传播关系，如航站楼某位置发生事故之后，会对该位置的设备造成影响，设备出现问题后，也可能会对建筑的安全性产生影响。
S400，根据机场运行数据，建立应急演练数字孪生模型。
本申请实施例中，应急演练数字孪生模型的目的就是在于对事故发生时，灾害的传播（路径、时序）等进行分析，获取对应的事故传播情况，以方便在实际灾害事故发生时，能根据事故传播情况进行针对性的处理，以掐断事故的传播，减少损失。
S600，将应急演练数据输入至应急演练数字孪生模型中，得到应急演练结果。
本申请实施例在实际应用时，应急演练数据可以为事故的发生位置、波及范围等，以方便应急演练数字孪生模型根据位置、范围等进行仿真模拟演练，得到应急状态下设备和建筑的受损传播关系，进而根据受损传播关系来针对性的制定方案。
如图2所示，作为本申请一个优选的实施例，所述获取机场运行数据，所述运行数据包括各个设备和建筑的位置、运行数据、信号、耦合关系以及反应设备和建筑运行状态的质量信息的步骤，具体包括：
S201，获取设备和建筑的属性信息，所述属性信息至少包括位置信息、运行数据、信号和质量信息。
本申请实施例中，属性信息使用表征设备和建筑的物理信息，如位置信息、运行数据、信号和质量信息，上述属性信息可以作为基础数据。
S203，对所述设备和建筑的耦合关系进行标定，所述耦合关系用于表征应急状态下，设备和建筑的受损传播关系。
本申请实施例中，耦合关系用于表征应急状态下，设备和建筑的受损传播关系，在实际应用时，其可以反映出设备和建筑之间的受损传播，例如建筑某个部分的受损，会导致该位置处的设备受损，具体受损与否也可以通过该设备的运行数据进行判定，而设备受损时，也有可能会导致该处的建筑发生受损，上述耦合关系，实际上也可以理解为设备和建筑之间的受损映射关系。
S205，根据所述耦合关系和属性信息，生成机场运行数据。
本申请实施例中，耦合关系和属性信息可以作为应急演练数字孪生模型中映射关系的设定依据。
如图3所示，作为本申请另一个优选的实施例，所述根据机场运行数据，建立应急演练数字孪生模型的步骤，具体包括：
S401，从模型库中调用标准孪生模型。
本申请实施例中，模型库中是用来存储各种标准孪生模型的，既可以有适应机场的应急演练模型，也可以有其他模型，本实施例在此不进行具体的限定。
S403，对标准孪生模型的结构和参数进行调整。
本申请实施例中，即使标准孪生模型与所期望的模型相似度较高，但是仍然存在着部分结构和参数不同的问题，因此需要对其结构和参数进行调整，以满足使用需求。
S405，将机场运行数据导入至标准孪生模型中，对标准孪生模型的映射关系进行调整，得到应急演练数字孪生模型。
本申请实施例在实际应用时，机场运行数据包括耦合关系和属性信息，特别的，耦合关系用于表征应急状态下，设备和建筑的受损传播关系，在实际应用时，其可以反映出设备和建筑之间的受损传播，机场运行数据可以辅助标准孪生模型的结构和参数进行调整，特别的，其可以对标准孪生模型的映射关系进行调整，得到符合需求的应急演练数字孪生模型。
如图4所示，作为本申请另一个优选的实施例，所述从模型库中调用标准孪生模型的步骤，具体包括：
S4011，输入关键字信息，所述关键字信息用于表征所期望的标准孪生模型。
本申请实施例中，关键字信息是用于表达用户期望的，此处，可以通过文字信息来描述用户所期望的标准孪生模型，进而找寻最接近或者最符合用户期望的标准孪生模型。
S4013，根据关键字信息对模型库进行检索，将检索结果按照匹配度进行降序排列。
本申请实施例中，模型库中是用来存储各种标准孪生模型的，既可以有适应机场的应急演练模型，也可以有其他模型，而根据关键字信息可以检索出最符合用户需求或者与用户需求匹配度较高的标准孪生模型，当然，对应的标准孪生模型需要有对应的描述标签，以便于计算匹配度。
S4015，选择与关键字信息匹配度最高的标准孪生模型。
本申请实施例中，与关键字信息匹配度最高的标准孪生模型，即说明该标准孪生模型与用户所期望的，或者所希望的孪生模型相似或者匹配程度最高，最终在建立应急演练数字孪生模型的速度较快，因为其修改量或者编辑量相对较小。
如图5所示，作为本发明另一个优选的实施例，所述将应急演练数据输入至应急演练数字孪生模型中，得到应急演练结果的步骤，具体包括：
S601，获取应急演练数据，所述应急演练数据中至少包括有事故发生位置以及空间信息和时间信息。
本申请实施例中，应急演练数据中包含有空间信息和时间信息，因为需要获取设备和建筑的受损传播关系，因此空间信息是必须的，而时间信息又可以表征受损传播关系链中的传播时间，因此本申请实施例中的应急演练数据中需要包含有空间信息和时间信息。
S603，输入所述应急演练数据至应急演练数字孪生模型中。
本申请实施例在实际应用时，输入应急演练数据的方式可以是自动导入，也可以在设定的应急演练数据库中随机抽取一至多个，本实施例中所指应急演练数据库实际上就是待输入应急演练数据的集合。
S605，得到按时序和位置分布的设备和建筑受损演练结果。
本申请实施例在实际应用时，由于应急演练数据中至少包括有事故发生位置以及空间信息和时间信息，根据设备和建筑之间的空间位置关系、耦合关系等，可以得到设备和建筑的受损传播关系，受损传播关系必然包含应急事故的起点、时间和位置等，也包括其影响范围和终点等，例如，某个设备起火，随着时间的推移，火势不仅会在一段时间后导致该设备受损，也有可能会导致该设备位置处的建筑以及其他与之存在耦合关系的设备受损，这就是本申请实施例中所期望获取的受损演练结果，受损演练结果获取后，可以根据受损传播关系可以制定相应的对策，后续出现同类型的应急状况时，可以根据该对策进行及时处理，切断应急事故的传播。
作为本申请另一个优选的实施例，所述将应急演练数据输入至应急演练数字孪生模型中，得到应急演练结果的步骤之后，还执行：
分析应急演练结果，根据获取按时序和位置分布的设备和建筑受损情况，制定对应的应急方案。
本申请实施例中，由于应急演练数据中至少包括有事故发生位置以及空间信息和时间信息，根据设备和建筑之间的空间位置关系、耦合关系等，可以得到设备和建筑的受损传播关系，受损传播关系必然包含应急事故的起点、时间和位置等，也包括其影响范围和终点等，那么根据受损传播关系可知，事故在某一时刻会传播至某个位置，那么在制定对应的应急方案时，可以以此作为参考，防止事故的进一步传播。
作为本申请另一个优选的实施例，所述将应急演练数据输入至应急演练数字孪生模型中，得到应急演练结果的步骤之后，还执行：
判定应急演练结果的准确性，当所述应急演练结果被判定为不准确时，对所述应急演练数字孪生模型的结构、参数以及映射关系进行调整，直至所述应急演练结果被判定为准确。
本申请在实际应用时，判定应急演练结果的准确性主要是通过人工来进行，通过人工对设备和建筑的受损传播关系进行验证，当应急演练结果被判定为不准确时，对应急演练数字孪生模型的结构、参数以及映射关系进行调整。当然在实际应用时，也可以通过其他方式来进行准确性的验证，本实施例在此不进行具体的限定。
如图6所示，本申请实施例的还提供了一种基于数字孪生的机场应急演练***，包括数据获取模块100、模型建立模块200和结果输出模块300，所述数据获取模块100用于获取机场运行数据，所述运行数据包括各个设备和建筑的位置、运行数据、信号、耦合关系以及反应设备和建筑运行状态的质量信息；所述模型建立模块200用于根据机场运行数据，建立应急演练数字孪生模型；所述结果输出模块300用于将应急演练数据输入至应急演练数字孪生模型中，得到应急演练结果。
本申请实施例中，本申请实施例中，设备可以指机场中的电梯、安检设备、传感器设备、摆渡车、供电设备等等，而建筑可以指候机厅、航站楼等等，事实上，设备和建筑是存在相互依存关系的，所述耦合关系用于表征应急状态下设备和建筑的受损传播关系，例如设备与设备之间、设备与建筑之间的受损传播关系，如航站楼某位置发生事故之后，会对该位置的设备造成影响，设备出现问题后，也可能会对建筑的安全性产生影响；应急演练数字孪生模型的目的就是在于对事故发生时，灾害的传播（路径、时序）等进行分析，获取对应的事故传播情况，以方便在实际灾害事故发生时，能根据事故传播情况进行针对性的处理，以掐断事故的传播，减少损失，将应急演练数据输入至应急演练数字孪生模型中，以根据位置、范围等进行仿真模拟演练，得到应急状态下设备和建筑的受损传播关系，进而可以根据受损传播关系来针对性的制定方案。
如图7所示，作为本发明另一个优选的实施例，所述数据获取模块100包括属性获取单元101、标定单元102和运行数据生成单元103，所述属性获取单元101用于获取设备和建筑的属性信息，所述属性信息至少包括位置信息、运行数据、信号和质量信息；所述标定单元102用于对所述设备和建筑的耦合关系进行标定，所述耦合关系用于表征应急状态下，设备和建筑的受损传播关系；所述运行数据生成单元103用于根据所述耦合关系和属性信息，生成机场运行数据。
本申请实施例中，属性信息使用表征设备和建筑的物理信息，如位置信息、运行数据、信号和质量信息，上述属性信息可以作为基础数据，耦合关系用于表征应急状态下，设备和建筑的受损传播关系，在实际应用时，其可以反映出设备和建筑之间的受损传播，例如建筑某个部分的受损，会导致该位置处的设备受损，具体受损与否也可以通过该设备的运行数据进行判定，而设备受损时，也有可能会导致该处的建筑发生受损，上述耦合关系，实际上也可以理解为设备和建筑之间的受损映射关系，耦合关系和属性信息可以作为应急演练数字孪生模型中映射关系的设定依据。
如图8所示，作为本发明另一个优选的实施例，所述模型建立模块200包括调用单元201、粗调单元202和精调单元203，所述调用单元201用于从模型库中调用标准孪生模型；所述粗调单元202用于对标准孪生模型的结构和参数进行调整；所述精调单元203用于将机场运行数据导入至标准孪生模型中，对标准孪生模型的映射关系进行调整，得到应急演练数字孪生模型。
本申请实施例中，模型库中是用来存储各种标准孪生模型的，既可以有适应机场的应急演练模型，也可以有其他模型，由于即使标准孪生模型与所期望的模型相似度较高，但是仍然存在着部分结构和参数不同的问题，因此需要对其结构和参数进行调整，以满足使用需求，在实际应用时，机场运行数据包括耦合关系和属性信息，耦合关系可以反映出设备和建筑之间的受损传播，机场运行数据可以辅助标准孪生模型的结构和参数进行调整，特别的，其可以对标准孪生模型的映射关系进行调整，得到符合需求的应急演练数字孪生模型。
本领域技术人员在考虑说明书及实施例处的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由权利要求指出。
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (10)
1.一种基于数字孪生的机场应急演练方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取机场运行数据，所述运行数据包括各个设备和建筑的位置、运行数据、信号、耦合关系以及反应设备和建筑运行状态的质量信息；
根据机场运行数据，建立应急演练数字孪生模型；
将应急演练数据输入至应急演练数字孪生模型中，得到应急演练结果。
2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的机场应急演练方法，其特征在于，所述获取机场运行数据，所述运行数据包括各个设备和建筑的位置、运行数据、信号、耦合关系以及反应设备和建筑运行状态的质量信息的步骤，具体包括：
获取设备和建筑的属性信息，所述属性信息至少包括位置信息、运行数据、信号和质量信息；
对所述设备和建筑的耦合关系进行标定，所述耦合关系用于表征应急状态下，设备和建筑的受损传播关系；
根据所述耦合关系和属性信息，生成机场运行数据。
3.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的机场应急演练方法，其特征在于，所述根据机场运行数据，建立应急演练数字孪生模型的步骤，具体包括：
从模型库中调用标准孪生模型；
对标准孪生模型的结构和参数进行调整；
将机场运行数据导入至标准孪生模型中，对标准孪生模型的映射关系进行调整，得到应急演练数字孪生模型。
4.根据权利要求3所述的一种基于数字孪生的机场应急演练方法，其特征在于，所述从模型库中调用标准孪生模型的步骤，具体包括：
输入关键字信息，所述关键字信息用于表征所期望的标准孪生模型；
根据关键字信息对模型库进行检索，将检索结果按照匹配度进行降序排列；
选择与关键字信息匹配度最高的标准孪生模型。
5.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的机场应急演练方法，其特征在于，所述将应急演练数据输入至应急演练数字孪生模型中，得到应急演练结果的步骤，具体包括：
获取应急演练数据，所述应急演练数据中至少包括有事故发生位置以及空间信息和时间信息；
输入所述应急演练数据至应急演练数字孪生模型中；
得到按时序和位置分布的设备和建筑受损演练结果。
6.根据权利要求5所述的一种基于数字孪生的机场应急演练方法，其特征在于，所述将应急演练数据输入至应急演练数字孪生模型中，得到应急演练结果的步骤之后，还执行：
分析应急演练结果，根据获取按时序和位置分布的设备和建筑受损情况，制定对应的应急方案。
7.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的机场应急演练方法，其特征在于，所述将应急演练数据输入至应急演练数字孪生模型中，得到应急演练结果的步骤之后，还执行：
判定应急演练结果的准确性，当所述应急演练结果被判定为不准确时，对所述应急演练数字孪生模型的结构、参数以及映射关系进行调整，直至所述应急演练结果被判定为准确。
8.一种基于数字孪生的机场应急演练***，其特征在于，包括：
数据获取模块，用于获取机场运行数据，所述运行数据包括各个设备和建筑的位置、运行数据、信号、耦合关系以及反应设备和建筑运行状态的质量信息；
模型建立模块，用于根据机场运行数据，建立应急演练数字孪生模型；以及
结果输出模块，用于将应急演练数据输入至应急演练数字孪生模型中，得到应急演练结果。
9.根据权利要求8所述的一种基于数字孪生的机场应急演练***，其特征在于，所述数据获取模块包括：
属性获取单元，用于获取设备和建筑的属性信息，所述属性信息至少包括位置信息、运行数据、信号和质量信息；
标定单元，用于对所述设备和建筑的耦合关系进行标定，所述耦合关系用于表征应急状态下，设备和建筑的受损传播关系；以及
运行数据生成单元，用于根据所述耦合关系和属性信息，生成机场运行数据。
10.根据权利要求8所述的一种基于数字孪生的机场应急演练***，其特征在于，所述模型建立模块包括：
调用单元，用于从模型库中调用标准孪生模型；
粗调单元，用于对标准孪生模型的结构和参数进行调整；
精调单元，用于将机场运行数据导入至标准孪生模型中，对标准孪生模型的映射关系进行调整，得到应急演练数字孪生模型。
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|---|---|---|---|
| CN202110641767.2A CN113487138A (zh) | 2021-06-09 | 2021-06-09 | 一种基于数字孪生的机场应急演练方法和*** |
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- 2021-06-09 CN CN202110641767.2A patent/CN113487138A/zh active Pending
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