[发明专利]基于降阶仿真模型和实时校准算法的数字孪生管廊系统

权利要求书

1.一种基于降阶仿真模型和实时校准算法的数字孪生管廊系统，其特征在于，包括：大数据汇聚单元和实时仿真推演单元，

所述大数据汇聚单元，配置为采集综合管廊的实时动态数据；所述实时动态数据包括：固定监测数据和移动监测数据，所述固定监测数据由所述综合管廊的燃气舱内固定安装的燃气传感器采集，所述移动监测数据由所述综合管廊的燃气舱内设置的移动传感器采集，所述移动传感器能够在所述综合管廊内进行移动；

所述实时仿真推演单元，包括：正向预测模块和反演校准模块，

所述正向预测模块配置为基于物理机制的降阶仿真模型，按照：

；

对所述综合管廊内的三维扩散物理场进行降维简化和快速预测；其中，为所述综合管廊的燃气舱内的气体密度；为所述综合管廊内的浓度场；为持续时间；为动力粘度；为所述综合管廊沿管廊长度方向的坐标；为气体扩散系数；为所述综合管廊中的气体扩散源；

所述反演校准模块，配置为基于实时校准算法，根据所述实时动态数据，对预测的所述扩散物理场进行实时校准，且基于预先构建的耦合数据同化模型，根据所述实时动态数据，对所述扩散物理场进行矫正，并反演所述综合管廊的危险源；

其中，所述耦合数据同化模型为：

；

式中，为时刻所述综合管廊的浓度场；为增益矩阵；为算法权重算子；为阻尼系数；为时刻所采集到的实时动态数据；为投影算子，为的伴随算子，为所述正向预测模块在时刻计算所得的预测结果；为时刻集合卡尔曼滤波状态矩阵的协方差矩阵；为观测协方差矩阵；为观测误差。

2.根据权利要求1所述的基于降阶仿真模型和实时校准算法的数字孪生管廊系统，其特征在于，在所述综合管廊内采用无线网络接入点设备并联合定向天线对所述综合管廊进行网络覆盖，且所述无线网络接入点设备与环网交换机连接；其中，每个所述无线网络接入点设备分别与2个所述定向天线连接，2个所述定向天线安装于所述综合管廊内的防火分区中间顶棚位置，并向所述综合管廊延伸的两个方向对射。

3.根据权利要求1所述的基于降阶仿真模型和实时校准算法的数字孪生管廊系统，其特征在于，所述大数据汇聚单元基于MySQL数据库建立，同时，采用Redis数据库对所述综合管廊的采集数据中的热点数据进行存储；其中，所述综合管廊的采集数据包括：所述综合管廊的实时动态数据和静态属性数据。