[发明专利]一种数字孪生水网四面体模型构建方法

权利要求书

1.一种数字孪生水网四面体模型构建方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：设计数字孪生水网四面体模型；

步骤2：梳理物理水网要素，构建物理水网信息结构，根据水网信息结构建立概念模型；

步骤3：构建水网要素属性项及要素间拓扑关系，构建物理水网数据模型，将物理水网抽象为信息水网；

步骤4：对信息水网进行信息映射和可视化表达，实现物理水网数字化；

步骤5：梳理和优化管理水网规划、设计、建设、运行全过程业务流程；

步骤6：基于物理水网要素及其拓扑关系，对管理水网业务流程进行要素对象化，以及对象-关系解构；

步骤7：构建管理水网时间维驱动的业务流程信息结构和数据模型；

步骤8：基于业务流程信息结构和数据模型进行仿真推演，实现管理水网数字化映射和业务智能化模拟；

步骤9：根据数字孪生水网中模型分析评估和业务模拟推演，指导物理水网建设方案实时动态调整，辅助管理水网决策支持和预案响应。

2.根据权利要求1所述的数字孪生水网四面体模型构建方法，其特征在于，所述步骤1中，设计数字孪生水网四面体模型包括：

以物理水网、管理水网、信息水网和数字孪生水网作为研究对象；

从时间和空间维度分析数字孪生水网与物理水网、数字孪生水网与管理水网、数字孪生水网与信息水网、物理水网与信息水网、管理水网与信息水网、物理水网与管理水网之间的关系。

3.根据权利要求1所述的数字孪生水网四面体模型构建方法，其特征在于，所述步骤2中，梳理物理水网要素包括：

梳理通道、节点和水流三大要素；

其中，所述通道包括自然通道和人工通道，所述自然通道包括天然江河湖水系，所述人工通道包括供水、排水、泄水通道；所述节点包括自然节点和人工节点，所述自然节点包括水系汊点、湖泊、湿地，所述人工节点包括坝、堤、闸、泵、厂/站、井；所述水流包括自然水流和人工控流，所述自然水流包括产流、汇流、泄流，所述人工控流包括引水、输水、排水。

4.根据权利要求1所述的数字孪生水网四面体模型构建方法，其特征在于，所述步骤4包括：

构建物理水网虚拟空间环境；

利用包括点、线、面、体的图形符号对水网信息结构和要素间拓扑关系进行实时映射和可视化表达，实现物理水网到信息水网，以及信息水网到数字孪生水网的数字化映射和构建。

5.根据权利要求1所述的数字孪生水网四面体模型构建方法，其特征在于，所述步骤5包括梳理和优化管理水网规划业务流程，所述管理水网规划业务流程为：

基于水网工程涉及的区域信息、水文、地质、地形、环境信息，在虚拟环境中进行水网布局，以及线路方案、输水方案、水资源配置方案数字化规划和推演；

基于专业模型、规则和知识，对方案进行评估，并辅助进行动态调整，最终确定规划方案。

6.根据权利要求1所述的数字孪生水网四面体模型构建方法，其特征在于，所述步骤5包括梳理和优化管理水网设计业务流程，所述管理水网设计业务流程为：

搭建水网工程结构树；

对工作包实施分解，进行骨架定位设计、建筑物功能设计、专业间协同设计和结构细部设计；

进行三维校审检验、仿真应用和交付归档，在此过程中，通过碰撞检测、多方案仿真比选辅助设计方案动态调整。

7.根据权利要求1所述的数字孪生水网四面体模型构建方法，其特征在于，所述步骤5包括梳理和优化管理水网建设业务流程，所述管理水网建设业务流程为：

以单元工程作为最小单元，将BIM设计模型进行拆分；

将水网工程进度、质量评定、工程计量与单元工程BIM模型进行关联；

基于单元工程BIM模型进行进度、质量、资金管理仿真推演，指导物理水网建设方案实时动态调整。