公路养护数字孪生应用系统构建方法及系统

技术领域

本发明涉及公路养护技术领域，尤其涉及一种公路养护数字孪生应用系统构建方法及系统。

背景技术

在公路养护管理工作中，基于建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）、物联网、图像识别和大数据分析等先进信息技术的数字孪生类系统已经广为应用。数字孪生技术的核心是建立能完整表征特定物理实体的状态、动作和逻辑等各类特性的数字化模型，即数字孪生体；其中，物理实体是在对公路进行建造、运维和养护等过程中所涉及的各个具体养护单元，例如，某段路面、某座桥梁和桥梁的某个桥桩等。

现有技术中，绝大部分的数字孪生应用系统没有对物理实体建立真正意义上的数字孪生体，构建的数字孪生应用系统通常为定制型，即不同的公路养护对象需要建立不同的数字孪生应用系统，不同的应用场景需要进行大量定制研发才能实现，导致建立的数字孪生应用系统的功能可扩展性低、复用性低、周期较长和成本较高。

发明内容

本发明提供一种公路养护数字孪生应用系统构建方法及系统，用以解决现有技术中建立的数字孪生应用系统的功能可扩展性低、复用性低、周期较长和成本较高的问题。

本发明提供一种公路养护数字孪生应用系统构建方法，包括：

获取至少一个目标公路养护对象分别对应的目标养护单元的三维模型、感知数据和控制数据；

将各所述目标公路养护对象对应的目标养护单元的三维模型、感知数据和控制数据，输入至公路养护数字孪生场景构建模型中，得到所述公路养护数字孪生场景构建模型输出的公路养护数字孪生应用系统；

其中，所述公路养护数字孪生场景构建模型用于构建公路养护数字孪生应用系统，所述公路养护数字孪生应用系统用于对各所述目标公路养护对象分别对应的目标养护单元进行养护管理。

根据本发明提供的一种公路养护数字孪生应用系统构建方法，所述公路养护数字孪生场景构建模型是基于以下步骤构建：

构建数字孪生体模型库和数据分析模型库；所述数字孪生体模型库包括多个公路养护对象经过拆分之后的每一类养护单元分别对应的数字孪生体；所述数据分析模型库包括多个数据分析模型；所述数据分析模型用于对各所述公路养护对象分别对应的养护单元的感知数据和控制数据进行分析；

基于所述数字孪生体模型库和所述数据分析模型库，构建所述公路养护数字孪生场景构建模型；所述公路养护数字孪生场景构建模型包括所述数字孪生体模型库和所述数据分析模型库；所述养护单元与所述数字孪生体之间存在第一关联关系；所述数据分析模型与所述数字孪生体之间存在第二关联关系。

根据本发明提供的一种公路养护数字孪生应用系统构建方法，所述基于所述数字孪生体模型库和所述数据分析模型库，构建所述公路养护数字孪生场景构建模型，包括：

将各所述养护单元分别与各所述数字孪生体进行关联，得到所述养护单元与所述数字孪生体之间的第一关联关系；

将各所述数据分析模型分别与各所述数字孪生体进行关联，得到所述数据分析模型与所述数字孪生体之间的第二关联关系；

基于所述第一关联关系和所述第二关联关系，构建所述公路养护数字孪生场景构建模型。

根据本发明提供的一种公路养护数字孪生应用系统构建方法，所述将各所述目标公路养护对象对应的目标养护单元的三维模型、感知数据和控制数据，输入至公路养护数字孪生场景构建模型中，得到所述公路养护数字孪生场景构建模型输出的公路养护数字孪生应用系统，包括：

基于各所述目标公路养护对象对应的目标养护单元的三维模型、感知数据和控制数据，以及所述第一关联关系和所述第二关联关系，确定各所述目标公路养护对象分别对应的目标孪生体和目标数据分析模型；

基于所述目标孪生体和目标数据分析模型，确定所述公路养护数字孪生应用系统。

根据本发明提供的一种公路养护数字孪生应用系统构建方法，所述基于各所述目标公路养护对象对应的目标养护单元的三维模型、感知数据和控制数据，以及所述第一关联关系和所述第二关联关系，确定各所述目标公路养护对象分别对应的目标孪生体和目标数据分析模型，包括：

基于所述第一关联关系，将各所述目标公路养护对象对应的目标养护单元的三维模型、感知数据和控制数据，分别与所述数字孪生体模型库中的各所述数字孪生体进行关联，确定各所述目标养护单元分别对应的目标孪生体；

基于各所述目标孪生体和所述第二关联关系，确定各所述目标养护单元分别对应的目标数据分析模型。

根据本发明提供的一种公路养护数字孪生应用系统构建方法，所述基于所述目标孪生体和目标数据分析模型，确定所述公路养护数字孪生应用系统，包括：

采用各所述目标数据分析模型分别对各所述目标养护单元对应的所述感知数据和所述控制数据进行分析，得到各所述目标养护单元对应的分析结果；

基于各所述分析结果，确定所述公路养护数字孪生应用系统。

根据本发明提供的一种公路养护数字孪生应用系统构建方法，所述方法还包括：

对所述公路养护数字孪生应用系统进行预览，得到预览结果；

在所述预览结果为准确无误的情况下，将所述公路养护数字孪生应用系统进行发布。

根据本发明提供的一种公路养护数字孪生应用系统构建方法，所述获取至少一个目标公路养护对象分别对应的目标养护单元的三维模型、感知数据和控制数据，包括：

基于预先构建的物联数据接入管理模块，获取各所述目标公路养护对象分别对应的目标养护单元的所述感知数据和所述控制数据；所述物联数据接入管理模块用于对各所述目标公路养护对象分别对应的目标养护单元的所述感知数据和所述控制数据进行管理；

基于建筑信息模型BIM，获取各所述目标公路养护对象分别对应的目标养护单元的所述三维模型。

本发明还提供一种公路养护数字孪生应用系统构建系统，包括：

获取模块，用于获取至少一个目标公路养护对象分别对应的目标养护单元的三维模型、感知数据和控制数据；

构建模块，用于将各所述目标公路养护对象对应的目标养护单元的三维模型、感知数据和控制数据，输入至公路养护数字孪生场景构建模型中，得到所述公路养护数字孪生场景构建模型输出的公路养护数字孪生应用系统；

其中，所述公路养护数字孪生场景构建模型用于构建公路养护数字孪生应用系统，所述公路养护数字孪生应用系统用于对各所述目标公路养护对象分别对应的目标养护单元进行养护管理。

本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述公路养护数字孪生应用系统构建方法。

本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述公路养护数字孪生应用系统构建方法。

本发明提供的公路养护数字孪生应用系统构建方法及系统，通过获取至少一个目标公路养护对象分别对应的目标养护单元的三维模型、感知数据和控制数据；将各目标公路养护对象对应的目标养护单元的三维模型、感知数据和控制数据，输入至公路养护数字孪生场景构建模型中，得到公路养护数字孪生场景构建模型输出的公路养护数字孪生应用系统；其中，公路养护数字孪生场景构建模型用于构建公路养护数字孪生应用系统，公路养护数字孪生应用系统用于对各目标公路养护对象分别对应的目标养护单元进行养护管理。上述技术方案，对于多个公路养护对象，在获取这些公路养护对象分别对应的目标养护单元的三维模型、实际采集的感知数据和控制数据的情况下，可以使用公路养护数字孪生场景构建模型构建出适用于这些公路养护对象的公路养护数字孪生应用系统，与现有技术中不同的公路养护对象需要建立不同的数字孪生应用系统相比，本发明对不同的公路养护对象无需建立不同的数字孪生应用系统，提高了数字孪生应用系统的可扩展性和复用性，而且数字孪生应用系统的建立周期短以及成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的公路养护数字孪生应用系统构建方法的流程示意图之一；

图2是本发明提供的公路养护数字孪生应用系统构建方法的流程示意图之二；

图3是本发明提供的公路养护数字孪生应用系统构建方法的流程示意图之三；

图4是本发明提供的公路养护数字孪生应用系统构建系统的结构示意图；

图5是本发明提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合图1-图3描述本发明的公路养护数字孪生应用系统构建方法。

图1是本发明提供的公路养护数字孪生应用系统构建方法的流程示意图之一，如图1所示，方法包括步骤101-步骤102；其中，

步骤101，获取至少一个目标公路养护对象分别对应的目标养护单元的三维模型、感知数据和控制数据。

需要说明的是，本发明提供的公路养护数字孪生应用系统构建方法适用于公路养护数字孪生应用系统的构建场景中，该方法的执行主体可以为公路养护数字孪生应用系统构建系统，例如电子设备、或者该公路养护数字孪生应用系统构建系统中的用于执行公路养护数字孪生应用系统构建方法的控制模块。

具体地，目标公路养护对象可以为路面、桥梁和隧道等，将目标公路养护对象按照专业结构或者养护业务需求拆分为若干类养护单元，例如，将目标公路养护对象桥梁按照专业结构拆分为桥台、桥墩、基础和支座等四类养护单元，在对桥梁进行养护的过程中，可以分别针对每一类养护单元进行制定相应的养护计划，实现对每一类养护单元的养护管理。目标养护单元的三维模型表示与目标养护单元的物理物体实体相同的模型，感知数据和控制数据均表示实际采集的目标公路养护对象对应的目标养护单元的相关数据，其中，感知数据包括目标养护单元的温度、压力、位移、形变等数据，控制数据表示可调节设定的数据属性，例如，手动打开或者关闭开关时触发的感知数据（即开关打开或者开关关闭）、位移数据。目标养护单元的数量可以为一个或者多个。

步骤102，将各所述目标公路养护对象对应的目标养护单元的三维模型、感知数据和控制数据，输入至公路养护数字孪生场景构建模型中，得到所述公路养护数字孪生场景构建模型输出的公路养护数字孪生应用系统；其中，所述公路养护数字孪生场景构建模型用于构建公路养护数字孪生应用系统，所述公路养护数字孪生应用系统用于对各所述目标公路养护对象分别对应的目标养护单元进行养护管理。

具体地，公路养护数字孪生场景构建模型为预先构建的，由于公路养护数字孪生场景构建模型具备GIS基础数据导入，以及公路养护对象的三维模型导入及编辑等功能，因此，可以将每个目标公路养护对象的三维模型、感知数据和控制数据导入公路养护数字孪生场景构建模型，进而使得公路养护数字孪生场景构建模型对目标公路养护对象对应的目标养护单元的数字孪生体进行关联。使用该公路养护数字孪生场景构建模型就可以实现对任意目标公路养护对象对应的公路养护数字孪生应用系统进行构建。公路养护数字孪生应用系统用于对各目标公路养护对象分别对应的目标养护单元进行养护管理。

实际中，将获取的各目标公路养护对象对应的目标养护单元的三维模型、感知数据和控制数据，输入至公路养护数字孪生场景构建模型中，可以得到公路养护数字孪生场景构建模型输出的公路养护数字孪生应用系统，实现目标公路养护对象对应的目标养护单元的在实际公路养护过程中的应用场景的构建。

本发明提供的公路养护数字孪生应用系统构建方法及系统，通过获取至少一个目标公路养护对象分别对应的目标养护单元的三维模型、感知数据和控制数据；将各目标公路养护对象对应的目标养护单元的三维模型、感知数据和控制数据，输入至公路养护数字孪生场景构建模型中，得到公路养护数字孪生场景构建模型输出的公路养护数字孪生应用系统；其中，公路养护数字孪生场景构建模型用于构建公路养护数字孪生应用系统，公路养护数字孪生应用系统用于对各目标公路养护对象分别对应的目标养护单元进行养护管理。上述技术方案，对于多个公路养护对象，在获取这些公路养护对象分别对应的目标养护单元的三维模型、实际采集的感知数据和控制数据的情况下，可以使用公路养护数字孪生场景构建模型构建出适用于这些公路养护对象的公路养护数字孪生应用系统，与现有技术中不同的公路养护对象需要建立不同的数字孪生应用系统相比，本发明对不同的公路养护对象无需建立不同的数字孪生应用系统，提高了数字孪生应用系统的可扩展性和复用性，而且数字孪生应用系统的建立周期短以及成本低。

可选地，上述步骤101的具体实现方式包括：

（1）基于预先构建的物联数据接入管理模块，获取各所述目标公路养护对象分别对应的目标养护单元的所述感知数据和所述控制数据；所述物联数据接入管理模块用于对各所述目标公路养护对象分别对应的目标养护单元的所述感知数据和所述控制数据进行管理。

具体地，预先构建一个物联数据接入管理模块，其中，物联数据接入管理模块用于对各目标公路养护对象分别对应的目标养护单元的感知数据和控制数据进行管理。目标公路养护对象分别对应的目标养护单元的感知数据和控制数据可以通过物联数据接入管理模块获取，物联数据接入管理模块通过无线或者有线网络获取公路养护中的物联监测监控设备各自监测的目标公路养护对象分别对应的目标养护单元的感知数据和控制数据，物联监测监控设备包括但不限于：摄像头、振动传感器、位移传感器、温度传感器和湿度传感器。物联数据接入管理模块对物联监测监控设备监测的感知数据和控制数据进行实时分析和历史记录保存，进而可以使得感知数据和控制数据与数字孪生体进行关联。

实际中，根据物联数据接入管理模块获取的目标公路养护对象的感知数据和控制数据，为数字孪生体模型库中与目标公路养护单元对应的数字孪生体配置该目标公路养护单元的感知数据和控制数据，使得目标公路养护单元对应的数字孪生体关联该目标公路养护单元的感知数据和控制数据，进而在获取到感知数据和控制数据的情况下，能够及时呈现在目标公路养护单元对应的数字孪生体上，并且在目标公路养护单元的感知数据和控制数据发生较大变化时，能够及时发现问题，并及时到达目标公路养护单元所在位置进行处理。

需要说明的是，根据实际需求，为数字孪生体模型库中与目标公路养护单元对应的数字孪生体配置该目标公路养护单元的感知数据和控制数据，需要针对每个目标公路养护对象对应的养护单元，当目标公路养护对象对应的养护单元的数量较多时，可以通过表格导入的方式批量进行配置，提升了感知数据和控制数据的导入效率。

可选地，物联数据接入管理模块可以包括在公路养护数字孪生场景构建模型之内，也可以在公路养护数字孪生场景构建模型之外单独作为一个数据管理平台。

（2）基于建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM），获取各所述目标公路养护对象分别对应的目标养护单元的所述三维模型。

具体地，目标公路养护对象的三维模型可以通过导入既有的BIM模型，自动创建三维模型，从而获取各目标公路养护对象分别对应的目标养护单元的三维模型。

需要说明的是，上述步骤（1）和步骤（2）的执行过程不区分先后顺序，可以先执行步骤（1），再执行步骤（2），也可以先执行步骤（2），再执行步骤（1）。

可选地，所述公路养护数字孪生场景构建模型是基于以下步骤构建：

（1）构建数字孪生体模型库和数据分析模型库；所述数字孪生体模型库包括多个公路养护对象经过拆分之后的每一类养护单元分别对应的数字孪生体；所述数据分析模型库包括多个数据分析模型；所述数据分析模型用于对各所述公路养护对象分别对应的养护单元的感知数据和控制数据进行分析。

具体地，数字孪生体模型库包括多个公路养护对象经过拆分之后的每一类养护单元分别对应的数字孪生体。将每一个公路养护对象按照结构或者养护需求进行拆分得到的若干类养护单元，针对每一类养护单元，构建具备几何模型、数据模型、规则模型、业务模型和机理模型等多种属性的数字孪生体，从而建立数字实体与物理实体的完整映射，可满足各类养护业务需求，且具有良好的普适性和可扩展性。

以公路养护对象桥梁为例，将桥梁拆分得到的若干类养护单元，对每一类养护单元构建数字孪生体，具体如表1和表2所示，表1和表2均为数字孪生体的属性设计。

需要说明的是，路面和隧道等养护对象可以参照桥梁的设计方式进行设计对应的数字孪生体。

表1.数字孪生体的属性设计

表2. 数字孪生体的属性设计

针对上述定义的数字孪生体中的规则模型，本申请实施例构建数据分析模型库，其中，数据分析模型库包括多个数据分析模型，数据分析模型用于对各公路养护对象分别对应的养护单元的感知数据和控制数据进行分析；其中，数据分析模型包括但不限于：阈值报警分析模型、波动报警分析模型和图像识别分析模型。例如，数据分析模型对某一个桥梁的振动值进行分析，该振动值超过预设的某个阈值时，该数据分析模型触发报警信息；数据分析模型对某一路面图像进行识别时，识别出该路面出现裂缝时，数据分析模型可以生成路面病害数据等。

（2）基于所述数字孪生体模型库和所述数据分析模型库，构建所述公路养护数字孪生场景构建模型；所述公路养护数字孪生场景构建模型包括所述数字孪生体模型库和所述数据分析模型库；所述养护单元与所述数字孪生体之间存在第一关联关系；所述数据分析模型与所述数字孪生体之间存在第二关联关系。

具体地，第一关联关系表示养护单元与数字孪生体之间的对应关系，例如，养护单元桥桩构件和数字孪生体模型库中对应的桥桩数字孪生体对应，可以理解为养护单元桥桩构件和桥桩数字孪生体关联。第二关联关系表示数据分析模型与数字孪生体之间的对应关系，例如，阈值报警分析模型与数字孪生体模型库中对应的桥桩数字孪生体对应，可以理解为阈值报警分析模型与桥桩数字孪生体关联进行关联，在桥桩数字孪生体的振动值发生变化时，阈值报警分析模型对桥桩数字孪生体的振动值进行分析，该振动值超过预设的某个阈值时，触发报警信息。

实际中，根据构建的数字孪生体模型库和数据分析模型库，可以进一步构建公路养护数字孪生场景构建模型，其中，公路养护数字孪生场景构建模型包括数字孪生体模型库和数据分析模型库；养护单元与数字孪生体之间存在第一关联关系；数据分析模型与数字孪生体之间存在第二关联关系。

需要说明的是，公路养护数字孪生场景构建模型是一种二三维一体化的可视交互界面模型，具备以下主要能力：GIS基础数据导入；公路养护对象的三维模型导入及编辑，其中，支持BIM和3dsMax等主流格式，依据BIM属性或模型构件名称将公路养护对象拆分为养护单元对象；二维图表编辑，其中，散点图、柱状图、曲线图、表格、图片和视频等二维展示要素支持，图表数据与数字孪生体关联；三维模型与数字孪生体关联，其中，通过解析、提取和分析BIM模型中的编码、属性以及尺寸位置等信息，实现公路养护数字孪生体信息的自动获取和填充。

本发明提供的公路养护数字孪生应用系统构建方法，通过构建数字孪生体模型库和数据分析模型库，由于数字孪生体模型库包括多个公路养护对象经过拆分之后的每一类养护单元分别对应的数字孪生体，数据分析模型库包括多个数据分析模型，数据分析模型用于对各公路养护对象分别对应的养护单元的感知数据和控制数据进行分析，因此，通过数字孪生体模型库和数据分析模型库可以构建公路养护数字孪生场景构建模型，公路养护数字孪生场景构建模型包括数字孪生体模型库和数据分析模型库，养护单元与数字孪生体之间存在第一关联关系，数据分析模型与所述数字孪生体之间存在第二关联关系，进而对于多个公路养护对象，在获取这些公路养护对象分别对应的目标养护单元的三维模型、实际采集的感知数据和控制数据的情况下，可以使用公路养护数字孪生场景构建模型构建出适用于这些公路养护对象的公路养护数字孪生应用系统，针对不同的公路养护对象，不需要建立不同的数字孪生应用系统，不同的应用场景也不需要进行大量定制研发不同的数字孪生应用系统，提高了数字孪生应用系统的可扩展性和复用性，而且数字孪生应用系统的建立周期短以及成本低，具有更好的普适性。

可选地，所述基于所述数字孪生体模型库和所述数据分析模型库，构建所述公路养护数字孪生场景构建模型，包括：

（a）将各所述养护单元分别与各所述数字孪生体进行关联，得到所述养护单元与所述数字孪生体之间的第一关联关系。

具体地，通过自动或手动将公路养护对象分别对应的养护单元，分别与各数字孪生体进行关联，得到养护单元与数字孪生体之间的第一关联关系。例如，针对公路养护对象桥梁的某个养护单元桥桩构件的三维模型，将该三维模型与数字孪生体模型库中对应的桥桩数字孪生体进行关联，使得该桥桩构件的养护处理过程由关联的桥桩孪生体进行驱动，可以进行状态查看、异常监测和巡检记录等养护业务操作。

实际中，选择某个公路养护对象对应的一个养护单元，弹出一个选择数字孪生体的对话框，该对话框中包括多个数字孪生体，从该对话框中选择与该养护单元对应的数字孪生体，从而实现该养护单元与数字孪生体的关联。

（2）将各所述数据分析模型分别与各所述数字孪生体进行关联，得到所述数据分析模型与所述数字孪生体之间的第二关联关系。

具体地，通过自动或手动将数据分析模型库中的各数据分析模型分别与各数字孪生体进行关联，得到数据分析模型与数字孪生体之间的第二关联关系。例如，将数据分析模型库中的阈值报警分析模型与数字孪生体模型库中对应的桥桩数字孪生体进行关联，使得阈值报警分析模型对桥桩数字孪生体的振动值进行分析，该振动值超过预设的某个阈值时，触发报警信息。

实际中，选择数据分析模型库中包括的一个数据分析模型，弹出一个选择数字孪生体的对话框，该对话框中包括多个数字孪生体，从该对话框中选择与该数据分析模型对应的数字孪生体，从而实现该数据分析模型与对应的数字孪生体的关联。多个不同的数据分析模型对应一个数字孪生体，或者多个不同的据分析模型对应不同的数字孪生体。

（3）基于所述第一关联关系和所述第二关联关系，构建所述公路养护数字孪生场景构建模型。

具体地，根据养护单元与所述数字孪生体之间存在第一关联关系、数据分析模型与数字孪生体之间存在第二关联关系，可以构建公路养护数字孪生场景构建模型。

本发明提供的公路养护数字孪生应用系统构建方法，通过将各养护单元分别与各数字孪生体进行关联，得到养护单元与数字孪生体之间的第一关联关系；将各数据分析模型分别与各数字孪生体进行关联，得到数据分析模型与数字孪生体之间的第二关联关系；基于第一关联关系和第二关联关系，构建公路养护数字孪生场景构建模型，实现了包括数字孪生体模型库和数据分析模型库，以及第一关联关系和第二关联关系的公路养护数字孪生场景构建模型，对于多个公路养护对象，在获取这些公路养护对象分别对应的目标养护单元的三维模型、实际采集的感知数据和控制数据的情况下，可以使用公路养护数字孪生场景构建模型构建出适用于这些公路养护对象的公路养护数字孪生应用系统，对不同的公路养护对象无需建立不同的数字孪生应用系统，提高了数字孪生应用系统的可扩展性和复用性，而且数字孪生应用系统的建立周期短以及成本低。

可选地，上述步骤102的具体实现方式包括：

（a）基于各所述目标公路养护对象对应的目标养护单元的三维模型、感知数据和控制数据，以及所述第一关联关系和所述第二关联关系，确定各所述目标公路养护对象分别对应的目标孪生体和目标数据分析模型。

具体地，根据各目标公路养护对象对应的目标养护单元的三维模型、感知数据和控制数据，以及第一关联关系和第二关联关系，可以从数字孪生体模型库中确定各目标公路养护对象分别对应的目标孪生体，以及数据分析模型库中确定各目标公路养护对象分别对应的目标数据分析模型。

（b）基于所述目标孪生体和目标数据分析模型，确定所述公路养护数字孪生应用系统。

具体地，根据确定的各目标公路养护对象分别对应的目标孪生体和目标数据分析模型，可以进一步确定公路养护数字孪生应用系统。

可选地，上述步骤（a）的具体实现方式包括：

基于所述第一关联关系，将各所述目标公路养护对象对应的目标养护单元的三维模型、感知数据和控制数据，分别与所述数字孪生体模型库中的各所述数字孪生体进行关联，确定各所述目标养护单元分别对应的目标孪生体；基于各所述目标孪生体和所述第二关联关系，确定各所述目标养护单元分别对应的目标数据分析模型。

具体地，根据养护单元与数字孪生体之间存在第一关联关系，可以确定各目标公路养护对象对应的目标养护单元对应的目标数字孪生体，实现将各目标公路养护对象对应的目标养护单元的三维模型、感知数据和控制数据，分别与数字孪生体模型库中的各数字孪生体进行关联，从而确定各目标养护单元分别关联的目标孪生体。再根据数据分析模型与数字孪生体之间存在第二关联关系和目标孪生体，可以确定每一个目标养护单元对应的目标数据分析模型，从而确定各目标养护单元分别对应的目标数据分析模型。

可选地，上述步骤（b）的具体实现方式包括：

采用各所述目标数据分析模型分别对各所述目标养护单元对应的所述感知数据和所述控制数据进行分析，得到各所述目标养护单元对应的分析结果；基于各所述分析结果，确定所述公路养护数字孪生应用系统。

具体地，采用目标数据分析模型可以对目标养护单元对应的感知数据和控制数据进行实时分析，得到各养护单元对应的分析结果。例如，阈值报警分析模型对某一目标养护单元对应的振动值进行分析，将该目标养护单元对应的振动值与预设的阈值进行比较，判断振动值大于或不大于预设的阈值，从而得到分析结果。

根据分析结果可以生成对应的指示信息；其中，指示信息包括告警信息、病害数据信息或者颜色指示信息。例如，阈值报警分析模型对某一目标养护单元对应的振动值进行分析，将该目标养护单元对应的振动值与预设的阈值进行比较，当判断振动值大于预设的阈值时，阈值报警分析模型生成对应的告警信息，以提醒对该目标养护单元进行及时养护，避免不安全事故的发生。

可选地，在构建各目标养护对象对应的公路养护数字孪生应用系统之后，对所述公路养护数字孪生应用系统进行预览，得到预览结果；在所述预览结果为准确无误的情况下，将所述公路养护数字孪生应用系统进行发布。

具体地，在构建各目标养护对象对应的公路养护数字孪生应用系统之后，还可以对公路养护数字孪生应用系统进行预览，检查公路养护数字孪生应用系统的错误疏漏并加以改进；在预览结果为准确无误的情况下，可以将公路养护数字孪生应用系统进行发布，从而得到一个完整的公路养护数字孪生应用系统，实现公路养护数字孪生应用系统的预览和发布，在对公路养护数字孪生应用系统的使用过程中，无论目标公路养护对象具体是哪一个公路养护对象以及数量是多少，均可以对目标公路养护对象对应的公路养护数字孪生应用系统进行展示，更加直观的进行状态查看、异常监测和巡检记录等养护业务操作，有利于对目标公路养护对象的及时养护和处理，提升了养护效率。

图2是本发明提供的公路养护数字孪生应用系统构建方法的流程示意图之二，如图2所示，构建数字孪生体模型库和数据分析模型库，数字孪生体模型库包括多个公路养护对象经过拆分之后的每一类养护单元分别对应的数字孪生体，数据分析模型库包括多个数据分析模型，数据分析模型用于对各公路养护对象分别对应的目标养护单元的感知数据和控制数据进行分析；基于数字孪生体模型库和数据分析模型库，构建公路养护数字孪生场景构建模型。基于预先构建的物联数据接入管理模块，可以获取各目标公路养护对象分别对应的目标养护单元的感知数据和控制数据。将各目标公路养护对象分别对应的目标养护单元的三维模型、感知数据和控制数据导入公路养护数字孪生场景构建模型，可以得到公路养护数字孪生场景构建模型输出的公路养护数字孪生应用系统；对公路养护数字孪生应用系统进行预览，得到预览结果；在预览结果为准确无误的情况下，将公路养护数字孪生应用系统进行发布。

图3是本发明提供的公路养护数字孪生应用系统构建方法的流程示意图之三，如图3所示，包括工具构建、场景创建以及数字孪生应用系统预览和发布；其中，工具构建包括：创建数字孪生体模型库、数据分析模型库、物联数据接入管理模块和公路养护数字孪生场景构建模型；其中，公路养护数字孪生场景构建模型包括数字孪生体模型库和数据分析模型库，基于创建的数字孪生体模型库、数据分析模型库和物联数据接入管理模块，构建公路养护数字孪生场景构建模型。

场景创建包括：导入三维模型和物联数据、三维模型与数字孪生体关联、物联数据与数字孪生体关联；其中，导入三维模型和物联数据是将目标公路养护对象对应的目标养护单元的三维模型、感知数据和控制数据导入公路养护数字孪生场景构建模型，三维模型与数字孪生体关联是将各目标公路养护对象对应的目标养护单元的三维模型与数字孪生体模型库中包括的数字孪生体进行关联，物联数据与数字孪生体关联是将获取的各目标公路养护对象对应的目标养护单元的感知数据和控制数据与数字孪生体模型库中包括的数字孪生体进行关联，进而构建公路养护数字孪生应用系统。

数字孪生应用系统预览和发布：对公路养护数字孪生应用系统进行预览，得到预览结果；在预览结果为准确无误的情况下，将公路养护数字孪生应用系统进行发布。

下面对本发明提供的公路养护数字孪生应用系统构建系统进行描述，下文描述的公路养护数字孪生应用系统构建系统与上文描述的公路养护数字孪生应用系统构建方法可相互对应参照。

图4是本发明提供的公路养护数字孪生应用系统构建系统的结构示意图，如图4所示，公路养护数字孪生应用系统构建系统400包括获取模块401和构建模块402；其中，

获取模块401，用于获取至少一个目标公路养护对象分别对应的目标养护单元的三维模型、感知数据和控制数据；

构建模块402，用于将各所述目标公路养护对象对应的目标养护单元的三维模型、感知数据和控制数据，输入至公路养护数字孪生场景构建模型中，得到所述公路养护数字孪生场景构建模型输出的公路养护数字孪生应用系统；其中，所述公路养护数字孪生场景构建模型用于构建公路养护数字孪生应用系统，所述公路养护数字孪生应用系统用于对各所述目标公路养护对象分别对应的目标养护单元进行养护管理。

本发明提供的公路养护数字孪生应用系统构建系统，通过获取至少一个目标公路养护对象分别对应的目标养护单元的三维模型、感知数据和控制数据；将各目标公路养护对象对应的目标养护单元的三维模型、感知数据和控制数据，输入至公路养护数字孪生场景构建模型中，得到公路养护数字孪生场景构建模型输出的公路养护数字孪生应用系统；其中，公路养护数字孪生场景构建模型用于构建公路养护数字孪生应用系统，公路养护数字孪生应用系统用于对各目标公路养护对象分别对应的目标养护单元进行养护管理。上述技术方案，对于多个公路养护对象，在获取这些公路养护对象分别对应的目标养护单元的三维模型、实际采集的感知数据和控制数据的情况下，可以使用公路养护数字孪生场景构建模型构建出适用于这些公路养护对象的公路养护数字孪生应用系统，与现有技术中不同的公路养护对象需要建立不同的数字孪生应用系统相比，本发明对不同的公路养护对象无需建立不同的数字孪生应用系统，提高了数字孪生应用系统的可扩展性和复用性，而且数字孪生应用系统的建立周期短以及成本低。

可选地，所述公路养护数字孪生场景构建模型是基于以下步骤构建：

构建数字孪生体模型库和数据分析模型库；所述数字孪生体模型库包括多个公路养护对象经过拆分之后的每一类养护单元分别对应的数字孪生体；所述数据分析模型库包括多个数据分析模型；所述数据分析模型用于对各所述公路养护对象分别对应的养护单元的感知数据和控制数据进行分析；

基于所述数字孪生体模型库和所述数据分析模型库，构建所述公路养护数字孪生场景构建模型；所述公路养护数字孪生场景构建模型包括所述数字孪生体模型库和所述数据分析模型库；所述养护单元与所述数字孪生体之间存在第一关联关系；所述数据分析模型与所述数字孪生体之间存在第二关联关系。

可选地，所述基于所述数字孪生体模型库和所述数据分析模型库，构建所述公路养护数字孪生场景构建模型，包括：

将各所述养护单元分别与各所述数字孪生体进行关联，得到所述养护单元与所述数字孪生体之间的第一关联关系；

将各所述数据分析模型分别与各所述数字孪生体进行关联，得到所述数据分析模型与所述数字孪生体之间的第二关联关系；

基于所述第一关联关系和所述第二关联关系，构建所述公路养护数字孪生场景构建模型。

可选地，所述将各所述目标公路养护对象对应的目标养护单元的三维模型、感知数据和控制数据，输入至公路养护数字孪生场景构建模型中，得到所述公路养护数字孪生场景构建模型输出的公路养护数字孪生应用系统，包括：

基于各所述目标公路养护对象对应的目标养护单元的三维模型、感知数据和控制数据，以及所述第一关联关系和所述第二关联关系，确定各所述目标公路养护对象分别对应的目标孪生体和目标数据分析模型；

基于所述目标孪生体和目标数据分析模型，确定所述公路养护数字孪生应用系统。

可选地，所述构建模块402，具体用于：

基于所述第一关联关系，将各所述目标公路养护对象对应的目标养护单元的三维模型、感知数据和控制数据，分别与所述数字孪生体模型库中的各所述数字孪生体进行关联，确定各所述目标养护单元分别对应的目标孪生体；

基于各所述目标孪生体和所述第二关联关系，确定各所述目标养护单元分别对应的目标数据分析模型。

可选地，所述构建模块402，具体用于：

采用各所述目标数据分析模型分别对各所述目标养护单元对应的所述感知数据和所述控制数据进行分析，得到各所述目标养护单元对应的分析结果；

基于各所述分析结果，确定所述公路养护数字孪生应用系统。

可选地，所述公路养护数字孪生应用系统构建系统400，还包括：

预览模块，用于对所述公路养护数字孪生应用系统进行预览，得到预览结果；

发布模块，用于在所述预览结果为准确无误的情况下，将所述公路养护数字孪生应用系统进行发布。

可选地，所述获取模块401，具体用于：

基于预先构建的物联数据接入管理模块，获取各所述目标公路养护对象分别对应的目标养护单元的所述感知数据和所述控制数据；所述物联数据接入管理模块用于对各所述目标公路养护对象分别对应的目标养护单元的所述感知数据和所述控制数据进行管理；

基于建筑信息模型BIM，获取各所述目标公路养护对象分别对应的目标养护单元的所述三维模型。

图5是本发明提供的一种电子设备的实体结构示意图，如图5所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)510、通信接口(Communications Interface)520、存储器(memory)530和通信总线540，其中，处理器510，通信接口520，存储器530通过通信总线540完成相互间的通信。处理器510可以调用存储器530中的逻辑指令，以执行公路养护数字孪生应用系统构建方法，该方法包括：获取至少一个目标公路养护对象分别对应的目标养护单元的三维模型、感知数据和控制数据；将各所述目标公路养护对象对应的目标养护单元的三维模型、感知数据和控制数据，输入至公路养护数字孪生场景构建模型中，得到所述公路养护数字孪生场景构建模型输出的公路养护数字孪生应用系统；其中，所述公路养护数字孪生场景构建模型用于构建公路养护数字孪生应用系统，所述公路养护数字孪生应用系统用于对各所述目标公路养护对象分别对应的目标养护单元进行养护管理。

此外，上述的存储器530中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法提供的公路养护数字孪生应用系统构建方法，该方法包括：获取至少一个目标公路养护对象分别对应的目标养护单元的三维模型、感知数据和控制数据；将各所述目标公路养护对象对应的目标养护单元的三维模型、感知数据和控制数据，输入至公路养护数字孪生场景构建模型中，得到所述公路养护数字孪生场景构建模型输出的公路养护数字孪生应用系统；其中，所述公路养护数字孪生场景构建模型用于构建公路养护数字孪生应用系统，所述公路养护数字孪生应用系统用于对各所述目标公路养护对象分别对应的目标养护单元进行养护管理。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。