数字孪生技术应用
基于数字孪生的智能运维理论体系与实现方法
摘要
在建筑行业转型升级的背景下，针对大型建筑运维过程管理效率低、各类运维事件决策分析精度不足、智能化程度有待提高等问题，提出基于数字孪生的智能运维理论体系与实现方法。总结归纳大型建筑智能运维需要采集的信息，分析智能运维亟待解决的问题，融合智能感知与数字孪生技术，给出智能运维运行机理，建立针对大型建筑的智能运维架构体系与多维多尺度的孪生模型。研究建筑智能运维的实现方法，其中包含智能运维全要素信息的采集与传输、智能运维孪生体的构建与运行、智能运维孪生数据的管理机制及智能运维平台的架构。在智能运维理论体系和实现方法的指导下，搭建了智能运维平台，并应用于某大型建筑工程的运维管理。考虑运维管理过程中的虚实交互与时空演化，初步验证了数字孪生在提高运维管理智能化程度方面的有效性。
关键词
建筑运维;智能运维;数字孪生;智能管理
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基于数字孪生和深度学习的结构损伤识别
摘要
土木工程实际结构损伤状态的时间跨度通常只占总生命周期的一小部分。为解决传统基于数据驱动的结构损伤识别方法缺乏足够多的损伤训练数据的问题，提出结合数字孪生和深度学习的结构损伤识别方法，并应用于实际工程。该方法利用数值仿真模型和在线监测数据构建结构的数字孪生，以获得不同损伤工况下结构动力响应的“大数据”；为了摆脱对外激励信息的依赖，应用经验模态分解法和传递率函数对得到的数据进行预处理；将预处理后的固有模态传递率函数数据作为深度学习的输入进行训练，实现结构的损伤识别。为验证方法的有效性，对实际结构未经训练的监测数据进行分析，结果表明，该方法泛化能力良好，能够有效识别结构损伤状况。通过数字孪生技术解决了传统方法数据匮乏的问题，不需要任何地震信息，利用固有模态传递率函数数据训练的深度神经网络仍能保持较高的损伤识别准确率，二者结合可以使工程结构健康监测更为主动、可靠、高效。
关键词
数字孪生;深度学习;固有模态传递率函数;损伤识别;结构健康监测
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基于数字孪生的装配式钢节点混凝土框架结构建造技术
摘要
与传统现浇框架结构相比，装配式钢节点混凝土框架结构建造速度更快，但框架钢连接节点处存在应力突变，因此，有必要采用基于数字孪生的手段监测该实际工程结构的施工过程，以获得钢节点对结构性能的影响。基于BIM、有限元和传感器等技术搭建了基于数字孪生的新型装配式钢节点混凝土框架结构的智能建造框架，从物理数据收集、虚拟模型建立、模型信息交互3个方面提出基于数字孪生的建筑结构智能建造实现方法。在新型装配式钢节点混凝土框架实际工程建造阶段，采用传感器技术实现工程中关键点数据的实时监测，并将其与BIM和有限元数据进行比较，进一步调整与修正物理模型中的框架结构受力情况，最终实现装配式钢节点混凝土框架数字孪生模型的建立和应用。研究表明，该数字孪生模型能有效对新型装配式钢节点混凝土框架结构进行实时监测，实现基于传感器网络和时空参数分析的危险点预测，有效减少资源消耗，为该结构的应用提供有效数据信息。
关键词
装配式混凝土框架;钢节点;数字孪生;虚拟传感器;智能建造
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土木与环境工程学报
ID ：j_caee
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