本发明提供了一种基于BIM云端渲染的锅炉管道应力监测系统，包括建模数据获取模块、预处理模块、BIM云端渲染模块、监测模块和至少两个传感检测模块；建模数据获取模块用于获取目标锅炉管道整体的建模数据；BIM云端渲染模块用于根据建模数据建立BIM模型；传感检测模块用于检测分区内各管道的应力情况生成分区管道应力信息；目标锅炉管道整体由监测员划分成至少两个分区；预处理模块用于对分区管道应力信息进行等级评定预处理；BIM云端渲染模块用于根据预处理后的分区管道应力信息更新BIM模型；监测模块用于对BIM模型进行监测，生成监测信息。本发明具有提高监测系统的准确性和及时性的效果。
1.一种基于BIM云端渲染的锅炉管道应力监测系统，其特征在于，包括建模数据获取模块、预处理模块、BIM云端渲染模块、监测模块和至少两个传感检测模块；所述建模数据获取模块用于获取目标锅炉管道整体的建模数据；所述BIM云端渲染模块用于根据建模数据建立目标锅炉管道整体的BIM模型；所述传感检测模块用于与锅炉管道对应的分区连接，用于检测对应分区内各管道的应力情况，若对应分区内各管道的应力情况出现异常时生成分区管道应力信息；所述目标锅炉管道整体由监测员预选划分成至少两个分区；所述预处理模块用于对各个分区管道应力信息进行等级评定预处理；所述BIM云端渲染模块用于根据预处理后的各个分区管道应力信息更新目标锅炉管道整体的BIM模型；所述监测模块用于对更新后的目标锅炉管道整体的BIM模型进行监测，生成监测信息；
所述建模数据获取模块包括外形数据获取子模块、介质数据获取子模块和尺寸数据获取子模块；所述外形数据获取子模块用于获取目标锅炉管道整体的颜色数据和形状数据；
所述介质数据获取子模块用于获取锅炉管道中的介质数据；所述尺寸数据获取子模块用于获取目标锅炉管道整体的尺寸数据；
所述BIM云端渲染模块包括建模渲染子模块和更新子模块；所述建模渲染子模块用于根据建模数据构建目标锅炉管道整体的BIM模型；所述更新子模块用于根据预处理后的各个分区管道应力信息更新目标锅炉管道整体的BIM模型；
所述预处理模块包括等级评分计算子模块和等级选取子模块；所述等级评分计算子模块用于根据分区管道应力信息计算出对应的等级评分；所述等级选取子模块用于根据等级评分为对应的分区管道应力信息选取对应的等级；所述更新子模块用于按照预处理后的各个分区管道应力信息的等级大小顺序更新目标锅炉管道整体的BIM模型。
2.如权利要求1所述的一种基于BIM云端渲染的锅炉管道应力监测系统，其特征在于，当所述等级评分计算子模块计算时，满足以下式子：其中， 表示对应的分区管道应力信息的等级评分； 表示时间区间转换函数；
表示时间权重系数； 表示工作状态选值函数； 表示分区管道应力信息中第 根管道的半径； 表示分区管道应力信息中相关管道的总数； 表示管道半径权重系数； 表示介质等级转换函数； 表示分区管道应力信息中第根管道的长度；
表示管道长度权重系数； 、 和 均由监测员根据经验设定；
其中， 表示分区管道应力信息当天的生成时间； 表示时间转换基数，由监测员根据实际情况设定； 表示分区管道应力信息中第 根管道的工作状态； 表示处于非工作状态； 表示处于工作状态； 表示工作状态转换基数，由监测员根据实际情况设定； 表示分区管道应力信息中第 根管道的介质等级； 表示第根管道的介质等级为一级； 表示第 根管道的介质等级为二级；
表示第 根管道的介质等级为三级；介质等级由监测员根据介质的种类预先评定； 表示介质等级转换基数，由监测员根据实际情况设定。
3.如权利要求2所述的一种基于BIM云端渲染的锅炉管道应力监测系统，其特征在于，所述等级选取子模块选择等级时，满足以下式子：其中， 表示对应分区管道应力信息的等级； 表示等级评分选
其中， 表示等级评分的调整函数； 表示分级阈值，均由
监测员根据实际情况设定； 表示等级评分的最小值； 表示目标锅炉管道的管道总数。
4.如权利要求3所述的一种基于BIM云端渲染的锅炉管道应力监测系统，其特征在于，所述传感检测模块包括模式切换单元、检测时间间隔计算单元和检测单元，所述模式切换单元用于对检测单元切换成连续检测模式或断续检测模式，所述检测时间间隔计算单元用于计算断续检测模块时各分区的检测时间间隔；所述检测单元用于根据模式信息和检测时间间隔对各分区进行检测；
当所述检测时间间隔计算单元进行计算时，满足以下式子：
其中， 表示对应分区的检测时间间隔，即对应分区每隔 秒进行一次检测； 表示断续检测模式的基本时间间隔，由监测员根据实际情况设定； 表示同一分区的上一个分区管道应力信息产生时第m根管道的温度； 表示同一分区的上一个分区管道应力信息产生时第m根管道的标准温度； 表示同一分区的上一个分区管道应力信息中管道的总数； 表示第一时间转换系数； 表示第二时间转换系数； 和 均由监测员根据经验或实际情况进行设定； 表示同一分区的上一个分区管道应力信息产生时第m根管道的实际压强。
5.一种基于BIM云端渲染的锅炉管道应力监测方法，应用于如权利要求4所述的一种基于BIM云端渲染的锅炉管道应力监测系统，其特征在于，所述监测方法包括：S1，获取目标锅炉管道整体的建模数据；
S2，根据建模数据建立目标锅炉管道整体的BIM模型；
S3，检测对应分区内各管道的应力情况，若对应分区内各管道的应力情况出现异常时生成分区管道应力信息；
S5，根据预处理后的各个分区管道应力信息更新目标锅炉管道整体的BIM模型；
S6，对更新后的目标锅炉管道整体的BIM模型进行监测，生成监测信息。
一种基于BIM云端渲染的锅炉管道应力监测系统
技术领域
[0001] 本发明涉及管道应力监测的技术领域，具体涉及一种基于BIM云端渲染的锅炉管道应力监测系统。
背景技术
[0002] BIM（Building Information Modeling）技术是可以帮助实现建筑信息的集成，从建筑的设计、施工、运行直至建筑全寿命周期的终结，各种信息始终整合于一个三维模型信息数据库中，设计团队、施工单位、设施运营部门和业主等各方人员可以基于BIM进行协同工作，有效提高工作效率、节省资源、降低成本、以实现可持续发展。BIM的核心是通过建立虚拟的建筑工程三维模型，利用数字化技术，为这个模型提供完整的、与实际情况一致的建筑工程信息库。锅炉是一种能量转换设备，向锅炉输入的能量有燃料中的化学能、电能，锅炉输出具有一定热能的蒸汽、高温水或有机热载体。管道应力监测是对管道在内压、自重和其他外载作用下所产生的一次应力和在热膨胀、冷缩、位移受约束时所产生的二次应力，以及管道对设备的推力和力矩进行的验算和监测。
[0003] 现在已经开发出了很多管道应力监测系统，经过我们大量的检索与参考，发现现有技术的管道应力监测系统有如公开号为CN110031134A、CN112924080A、CN113340490A、EP0105358A1、US20160356665A1、JP2015087052A 所公开的管道应力监测系统，这些管道应力监测系统一般包括：终端、磁感应装置和控制部件，磁感应装置设置于待测管道的表面，控制部件与磁感应装置连接，控制部件与终端之间通信连接。磁感应装置用于采集当前时刻待测管道周围的磁场，输出模拟电信号，并将模拟电信号发送到控制部件。控制部件用于接收模拟电信号，并将模拟电信号转换为数字信号，还用于根据数字信号，计算出待测管道的应力数据，并将应力数据发送到终端。若将上述管道应力监测系统应用于锅炉领域，由于上述管道应力监测系统的检测方式单一，数据单一，而且不易于直观地得出异常情况，数据可视化程度较低，造成了监测系统的准确性和及时性下降的缺陷。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于，针对上述管道应力监测系统存在的不足，提出一种基于BIM云端渲染的锅炉管道应力监测系统。
[0005] 本发明采用如下技术方案：
[0006] 一种基于BIM云端渲染的锅炉管道应力监测系统，包括建模数据获取模块、预处理模块、BIM云端渲染模块、监测模块和至少两个传感检测模块；所述建模数据获取模块用于获取目标锅炉管道整体的建模数据；所述BIM云端渲染模块用于根据建模数据建立目标锅炉管道整体的BIM模型；所述传感检测模块用于与锅炉管道对应的分区连接，用于检测对应分区内各管道的应力情况，若对应分区内各管道的应力情况出现异常时生成分区管道应力信息；所述目标锅炉管道整体由监测员预选划分成至少两个分区；所述预处理模块用于对各个分区管道应力信息进行等级评定预处理；所述BIM云端渲染模块用于根据预处理后的各个分区管道应力信息更新目标锅炉管道整体的BIM模型；所述监测模块用于对更新后的目标锅炉管道整体的BIM模型进行监测，生成监测信息；
[0007] 所述建模数据获取模块包括外形数据获取子模块、介质数据获取子模块和尺寸数据获取子模块；所述外形数据获取子模块用于获取目标锅炉管道整体的颜色数据和形状数据；所述介质数据获取子模块用于获取锅炉管道中的介质数据；所述尺寸数据获取子模块用于获取目标锅炉管道整体的尺寸数据；
[0008] 所述BIM云端渲染模块包括建模渲染子模块和更新子模块；所述建模渲染子模块用于根据建模数据构建目标锅炉管道整体的BIM模型；所述更新子模块用于根据预处理后的各个分区管道应力信息更新目标锅炉管道整体的BIM模型；
[0009] 所述预处理模块包括等级评分计算子模块和等级选取子模块；所述等级评分计算子模块用于根据分区管道应力信息计算出对应的等级评分；所述等级选取子模块用于根据等级评分为对应的分区管道应力信息选取对应的等级；所述更新子模块用于按照预处理后的各个分区管道应力信息的等级大小顺序更新目标锅炉管道整体的BIM模型。
[0010] 可选的，当所述等级评分计算子模块计算时，满足以下式子：
[0011]
[0012] 其中， 表示对应的分区管道应力信息的等级评分； 表示时间区间转换函数； 表示时间权重系数； 表示工作状态选值函数； 表示分区管道应力信息中第 根管道的半径； 表示分区管道应力信息中相关管道的总数； 表示管道半径权重系数； 表示介质等级转换函数； 表示分区管道应力信息中第根管道的长度；表示管道长度权重系数； 、 和 均由监测员根据经验设定；
[0013]
[0014]
[0015]
[0016] 其中， 表示分区管道应力信息当天的生成时间； 表示时间转换基数，由监测员根据实际情况设定； 表示分区管道应力信息中第 根管道的工作状态； 表示处于非工作状态； 表示处于工作状态； 表示工作状态转换基数，由监测员根据实际情况设定； 表示分区管道应力信息中第 根管道的介质等级； 表示第 根管道的介质等级为一级； 表示第 根管道的介质等级为二级； 表示第 根管道的介质等级为三级；介质等级由监测员根据介质的种类预先评定； 表示介质等级转换基数，由监测员根据实际情况设定。
[0017] 可选的，所述等级选取子模块选择等级时，满足以下式子：
[0018]
[0019] 其中， 表示对应分区管道应力信息的等级； 表示等级评分选级函数；
[0020]
[0021]
[0022]
[0023] 其中， 表示等级评分的调整函数； 表示分级阈值，均由监测员根据实际情况设定； 表示等级评分的最小值； 表示目标锅炉管道的管道总数。
[0024] 可选的，所述传感检测模块包括模式切换单元、检测时间间隔计算单元和检测单元，所述模式切换单元用于对检测单元切换成连续检测模式或断续检测模式，所述检测时间间隔计算单元用于计算断续检测模块时各分区的检测时间间隔；所述检测单元用于根据模式信息和检测时间间隔对各分区进行检测；
[0025] 当所述检测时间间隔计算单元进行计算时，满足以下式子：
[0026]
[0027] 其中， 表示对应分区的检测时间间隔，即对应分区每隔 秒进行一次检测；表示断续检测模式的基本时间间隔，由监测员根据实际情况设定； 表示同一分区的上一个分区管道应力信息产生时第m根管道的温度； 表示同一分区的上一个分区管道应力信息产生时第m根管道的标准温度； 表示同一分区的上一个分区管道应力信息中管道的总数； 表示第一时间转换系数； 表示第二时间转换系数； 和 均由监测员根据经验或实际情况进行设定； 表示同一分区的上一个分区管道应力信息产生时第m根管道的实际压强。
[0028] 一种基于BIM云端渲染的锅炉管道应力监测方法，应用于如上述的一种基于BIM云端渲染的锅炉管道应力监测系统，所述监测方法包括：
[0029] S1，获取目标锅炉管道整体的建模数据；
[0030] S2，根据建模数据建立目标锅炉管道整体的BIM模型；
[0031] S3，检测对应分区内各管道的应力情况，若对应分区内各管道的应力情况出现异常时生成分区管道应力信息；
[0032] S4，对各个分区管道应力信息进行等级评定预处理；
[0033] S5，根据预处理后的各个分区管道应力信息更新目标锅炉管道整体的BIM模型；
[0034] S6，对更新后的目标锅炉管道整体的BIM模型进行监测，生成监测信息。
[0035] 本发明所取得的有益效果是：
[0036] 1、建模数据获取模块、预处理模块、BIM云端渲染模块、监测模块和至少两个传感检测模块的设置有利于对工厂内的目标锅炉管道整体基于BIM云端渲染进行建模、实时更新并实时监测，而且分区更新BIM模型的方式有利于提高BIM模型的准确性和实时性，出现异常时，使得监测员能被更高效、更准确、更及时地通知，从而提高了监测系统的准确性和及时性；
[0037] 2、等级评分计算子模块和等级选取子模块的设置配合等级评分算法，有利于预先对各个分区管道应力信息进行评级，进而使得更新子模块更快速、更准确地按等级顺序对BIM模型进行更新，从而有利于优先更新等级更高的分区管道应力信息，从而使得监测反馈更加及时；
[0038] 3、模式切换单元、检测时间间隔计算单元和检测单元的设置配合检测时间间隔算法，有利于对锅炉管道实现多模式的高效监测，根据实际情况选择模式以便于节约电能、节省成本，而且检测时间间隔契合锅炉管道的具体情况，以便于实现及时准确的断续监测；
[0039] 4、工厂和预处理模块包围BIM云端渲染模块的设置有利于形成递进数据处理和分层监测，提高了监测的效率和准确性以及及时性，通过工厂处管理员的监测和BIM云端渲染模块处监测员的监测，进一步提高了监测系统的准确性和稳定性；
[0040] 5、更新子模块包括分配单元和至少两个更新单元的设置配合分配值算法，有利于更好地、更及时地为对应的更新单元分配对应的分区管道应力信息，从而进一步优化了BIM模型的更新方式，更易于反馈更加紧急的异常情况，从而提高了监测系统的及时性。
[0041] 为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
[0042] 图1为本发明的整体结构示意图；
[0043] 图2为本发明中目标锅炉管道整体的分区效果示意图；
[0044] 图3为本发明中预处理模块和BIM云端渲染模块的位置关系应用示意图；
[0045] 图4为本发明中一种基于BIM云端渲染的锅炉管道应力监测方法的方法流程示意图。
具体实施方式
[0046] 以下是通过特定的具体实施例来说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸描绘，事先声明。以下实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。
[0047] 实施例一。
[0048] 本实施例提供了一种基于BIM云端渲染的锅炉管道应力监测系统。结合图1和图2所示，一种基于BIM云端渲染的锅炉管道应力监测系统，包括建模数据获取模块、预处理模块、BIM云端渲染模块、监测模块和至少两个传感检测模块；所述建模数据获取模块用于获取目标锅炉管道整体的建模数据；所述BIM云端渲染模块用于根据建模数据建立目标锅炉管道整体的BIM模型；所述传感检测模块用于与锅炉管道对应的分区连接，用于检测对应分区内各管道的应力情况，若对应分区内各管道的应力情况出现异常时生成分区管道应力信息；所述目标锅炉管道整体由监测员预选划分成至少两个分区；所述预处理模块用于对各个分区管道应力信息进行等级评定预处理；所述BIM云端渲染模块用于根据预处理后的各个分区管道应力信息更新目标锅炉管道整体的BIM模型；所述监测模块用于对更新后的目标锅炉管道整体的BIM模型进行监测，生成监测信息；
[0049] 所述建模数据获取模块包括外形数据获取子模块、介质数据获取子模块和尺寸数据获取子模块；所述外形数据获取子模块用于获取目标锅炉管道整体的颜色数据和形状数据；所述介质数据获取子模块用于获取锅炉管道中的介质数据；所述尺寸数据获取子模块用于获取目标锅炉管道整体的尺寸数据；
[0050] 所述BIM云端渲染模块包括建模渲染子模块和更新子模块；所述建模渲染子模块用于根据建模数据构建目标锅炉管道整体的BIM模型；所述更新子模块用于根据预处理后的各个分区管道应力信息更新目标锅炉管道整体的BIM模型；
[0051] 所述预处理模块包括等级评分计算子模块和等级选取子模块；所述等级评分计算子模块用于根据分区管道应力信息计算出对应的等级评分；所述等级选取子模块用于根据等级评分为对应的分区管道应力信息选取对应的等级；所述更新子模块用于按照预处理后的各个分区管道应力信息的等级大小顺序更新目标锅炉管道整体的BIM模型。
[0052] 结合图3所示，当本申请用于对至少两个工厂的锅炉管道进行监测时，预处理模块的数量为至少两个且分别设于至少两个工厂内，BIM云端渲染模块设于各个工厂之间，即各个工厂呈包围BIM云端渲染模块设置。在此应用场景下，BIM云端渲染模块接收来自各个工厂的锅炉管道的分区管道应力信息，BIM云端渲染模块以工厂为单位进行建模渲染和更新BIM模型。本申请的监测系统还包括读取模块，读取模块用于安装于各个工厂内，用于读取来自BIM云端渲染模块的对应工厂的BIM模型和监测信息等，以便于工厂内的管理员进行管理和监测。BIM云端渲染模块的安装处也配备监测员，起到全局监测的作用，以便于及时发现异常并通知对应的工厂。
[0053] 可选的，当所述等级评分计算子模块计算时，满足以下式子：
[0054]
[0055] 其中， 表示对应的分区管道应力信息的等级评分； 表示时间区间转换函数； 表示时间权重系数； 表示工作状态选值函数； 表示分区管道应力信息中第 根管道的半径； 表示分区管道应力信息中相关管道的总数； 表示管道半径权重系数； 表示介质等级转换函数； 表示分区管道应力信息中第根管道的长度； 表示管道长度权重系数； 、 和 均由监测员根据经验设定；
[0056]
[0057]
[0058]
[0059] 其中， 表示分区管道应力信息当天的生成时间； 表示时间转换基数，由监测员根据实际情况设定； 表示分区管道应力信息中第 根管道的工作状态； 表示处于非工作状态； 表示处于工作状态； 表示工作状态转换基数，由监测员根据实际情况设定； 表示分区管道应力信息中第 根管道的介质等级； 表示第 根管道的介质等级为一级； 表示第 根管道的介质等级为二级； 表示第 根管道的介质等级为三级；介质等级由监测员根据介质的种类预先评定； 表示介质等级转换基数，由监测员根据实际情况设定。
[0060] 可选的，所述等级选取子模块选择等级时，满足以下式子：
[0061]
[0062] 其中， 表示对应分区管道应力信息的等级； 表示等级评分选级函数；
[0063]
[0064]
[0065]
[0066] 其中， 表示等级评分的调整函数； 表示分级阈值，均由监测员根据实际情况设定； 表示等级评分的最小值； 表示目标锅炉管道的管道总数。
[0067] 可选的，所述传感检测模块包括模式切换单元、检测时间间隔计算单元和检测单元，所述模式切换单元用于对检测单元切换成连续检测模式或断续检测模式，所述检测时间间隔计算单元用于计算断续检测模块时各分区的检测时间间隔；所述检测单元用于根据模式信息和检测时间间隔对各分区进行检测；
[0068] 当所述检测时间间隔计算单元进行计算时，满足以下式子：
[0069]
[0070] 其中， 表示对应分区的检测时间间隔，即对应分区每隔 秒进行一次检测；表示断续检测模式的基本时间间隔，由监测员根据实际情况设定； 表示同一分区的上一个分区管道应力信息产生时第m根管道的温度； 表示同一分区的上一个分区管道应力信息产生时第m根管道的标准温度； 表示同一分区的上一个分区管道应力信息中管道的总数； 表示第一时间转换系数； 表示第二时间转换系数； 和 均由监测员根据经验或实际情况进行设定； 表示同一分区的上一个分区管道应力信息产生时第m根管道的实际压强。
[0071] 当锅炉管道整体的工作负荷较小时，监测员可通过模式切换单元将检测模式切换为断续检测模式，以便于节约用电进行减少监测成本。
[0072] 一种基于BIM云端渲染的锅炉管道应力监测方法，应用于如上述的一种基于BIM云端渲染的锅炉管道应力监测系统，结合图4所示，所述监测方法包括：
[0073] S1，获取目标锅炉管道整体的建模数据；
[0074] S2，根据建模数据建立目标锅炉管道整体的BIM模型；
[0075] S3，检测对应分区内各管道的应力情况，若对应分区内各管道的应力情况出现异常时生成分区管道应力信息；
[0076] S4，对各个分区管道应力信息进行等级评定预处理；
[0077] S5，根据预处理后的各个分区管道应力信息更新目标锅炉管道整体的BIM模型；
[0078] S6，对更新后的目标锅炉管道整体的BIM模型进行监测，生成监测信息。
[0079] 实施例二。
[0080] 本实施例包含了实施例一的全部内容，提供了一种基于BIM云端渲染的锅炉管道应力监测系统，所述更新子模块包括分配单元和至少两个更新单元；所述分配单元用于根据对应分区管道应力信息的等级大小顺序将分区管道应力信息分配至对应的更新单元；所述更新单元用于根据对应的分区管道应力信息对BIM模型中对应的分区进行更新。
[0081] 所述分区管道应力信息可以包括但不限于对应分区中的管道出现异常时管道内的压强信息、温度信息、位移信息和振动信息。管道出现异常是指管道的各项指标的实时检测值超出管道的各项指标的使用标准区间。
[0082] 当所述分配单元工作时，计算每个更新单元的分配值，然后根据分配值的大小顺序进行分配分区管道应力信息，满足以下式子：
[0083]
[0084] 其中， 表示分配值， 表示对应的更新单元的实时算力数值； 表示对应的更新单元对该分区的历史更新次数中第 次更新时对应分区管道应力信息中包含的管道总数； 表示对应的更新单元对该分区的历史更新的总次数。
[0085] 根据各个更新单元的分配值，分配单元按分区管道应力信息的等级大小和更新单元的分配值大小进行分配，等级越高的分区管道应力信息分配至分配值越高的更新单元。
[0086] 以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的保护范围，所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的保护范围内，此外，随着技术发展其中的元素是可以更新的。
