城市更新工程智能建造一体化协同平台

本发明涉及工业协同，尤其涉及城市更新工程智能建造一体化协同平台。

背景技术：

1、在城市更新工程中，施工区域往往面临极为复杂的周边环境与地质条件，且通常包含多个空间交织的子施工区，各区域在结构受力和位移上高度耦合。随着施工进度的推进，大型机械作业及土体开挖极易引发区域性的地基动态沉降与局部应力剧烈变化，极具安全隐患。传统的施工调度系统通常依赖静态的经验预案或人工定期评估来分配资源，无法高频采集局部状态数据并进行全局演化推演，难以在保障安全底线的前提下实现资源的高效调度与施工工法的动态适配。

2、目前，公开号为cn115375146b的中国发明专利申请公开了一种数字建造一体化平台，包括智慧云中心、业务管理系统、智慧工地系统，集成了若干建筑施工相关功能模块和系统平台，通过智慧工地系统采集前端硬件设备数据，通过智慧云中心对各项数据进行集合，在所有模块和系统平台中互通互联，形成数据对接、业务对接的工作机制，信息化集成度高，便于实现对工程项目的全生命周期统一管理。但是相关技术不能根据状态偏差和空间干涉调整施工动作，缺乏多区域协同的安全防范性和智能自适应性。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题是：相关技术难以实时统筹各子施工区的动态沉降和局部应力变化值，不能实时预测敏感节点状态并自适应地调整施工动作，缺乏安全防范性和自适应性。

2、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

3、城市更新工程智能建造一体化协同平台，包括：

4、拓扑构建模块，用于为目标施工区域内的每个子施工区配置对应的施工协同智能体，实时采集每个子施工区的局部状态数据，并计算得到变化数据，为每个子施工区建立对应的影响拓扑图；

5、所述变化数据包括动态沉降变化率和局部应力变化值；

6、动作生成模块，用于施工协同智能体按照探索概率阈值执行第一操作或第二操作生成候选施工动作向量；

7、其中，所述第一操作为将局部状态数据输入至局部策略生成网络，所述第二操作为在影响拓扑图内进行局部策略迁移操作；

8、安全过滤模块，用于对候选施工动作向量和预设安全阈值进行判断，输出目标施工动作向量；

9、参数更新模块，用于通过目标施工动作向量执行后的子施工区对应的物理状态偏差，计算安全适配成本并输入全局价值评估网络，生成目标价值梯度，更新局部策略生成网络和所述全局价值评估网络的节点参数。

10、优选的，所述局部状态数据包括沉降实测值和应力实测值；

11、对局部状态数据进行预处理，在预设时间窗口内，对预处理后的沉降实测值进行一阶差分计算，得到动态沉降变化率，提取预处理后的当前时刻应力实测值，并计算与初始基准时刻应力实测值之间的差值，得到局部应力变化值。

12、优选的，为每个子施工区建立对应的影响拓扑图的处理逻辑为：

13、获取第i个子施工区与第j个关联节点之间的空间距离和第j个关联节点对应的结构敏感系数，结合动态沉降变化率和局部应力变化值计算拓扑关联权重值；

14、仅当所述拓扑关联权重值大于拓扑连接阈值时，将第j个关联节点划入第i个子施工区对应的影响拓扑图中。

15、优选的，按照探索概率阈值执行第一操作或第二操作的处理逻辑为：

16、通过伪随机数生成算法生成随机浮点数；

17、若所述随机浮点数大于或等于探索概率阈值，则执行第一操作，将所述局部状态数据输入至局部策略生成网络，输出候选施工动作向量；

18、若所述随机浮点数小于探索概率阈值，则执行第二操作，在所述影响拓扑图内进行局部策略迁移操作，得到候选施工动作向量。

19、优选的，局部策略迁移操作的处理逻辑包括：

20、从协同平台的云端历史数据库中获取所述影响拓扑图内所有相邻子施工区的历史施工进度值、历史物理状态偏差和状态日志记录；

21、遍历所有相邻子施工区，计算施工协同智能体的局部状态数据与各相邻节点状态日志记录之间的状态相似度；

22、在状态相似度大于预设匹配阈值，且在所述历史物理状态偏差小于偏差容忍阈值的相邻子施工区集合中，筛选出所述历史施工进度值最大的目标相邻子施工区及对应的历史时刻；

23、提取所述目标相邻子施工区在对应历史时刻执行的目标施工动作向量，将该历史时刻执行的目标施工动作向量作为施工协同智能体当前时刻的候选施工动作向量。

24、优选的，所述安全过滤模块具体包括：

25、提取子施工区对应的影响拓扑图内已建立连接的关联节点，作为候选监测节点集合；

26、获取每个候选监测节点对应的结构敏感系数和拓扑关联权重值，将所述结构敏感系数大于等于高危敏感阈值，或者所述拓扑关联权重值大于重点威胁权重阈值的候选监测节点，作为敏感节点；

27、基于所述候选施工动作向量计算敏感节点的预测状态值；

28、当所述预测状态值超出对应的预设安全阈值时，对所述候选施工动作向量进行动作屏蔽操作并返回动作生成模块重新生成候选施工动作向量；

29、当所述预测状态值未超出对应的预设安全阈值时，将所述候选施工动作向量作为目标施工动作向量输出，并下发至所述子施工区对应的边缘控制终端。

30、优选的，动作屏蔽操作的处理逻辑包括：

31、初始化与所述候选施工动作向量维度一致的零值向量，并作为屏蔽掩码向量，将所述屏蔽掩码向量与所述候选施工动作向量进行逐元素相乘，将相乘后的结果写入所述施工协同智能体的动作缓冲池，并将预设惩罚数值写入全局价值评估网络的目标函数中。

32、优选的，所述参数更新模块包括：

33、获取所述目标施工动作向量执行后的子施工区对应的物理状态偏差和空间交叉干涉度，根据所述物理状态偏差和所述空间交叉干涉度计算安全适配成本；

34、所述物理状态偏差包括沉降逼近偏差和应力突变偏差；

35、将所述安全适配成本输入至全局价值评估网络进行计算，得到目标价值梯度，基于所述目标价值梯度更新所述局部策略生成网络和所述全局价值评估网络的节点参数。

36、优选的，计算安全适配成本的处理逻辑包括：

37、通过局部状态数据计算沉降逼近偏差和应力突变偏差；

38、获取所述子施工区与相邻子施工区的空间边界坐标数据，计算预设时间窗口内的空间交叉干涉度，根据沉降逼近偏差、应力突变偏差和空间交叉干涉度计算安全适配成本，其计算表达式为：

39、；

40、其中，为安全适配成本，为沉降逼近偏差，为应力突变偏差，为空间交叉干涉度，、、分别为对应的偏差权重系数。

41、优选的，通过局部状态数据计算沉降逼近偏差和应力突变偏差的处理逻辑为：

42、提取所述局部状态数据中的沉降实测值和应力实测值，计算所述沉降实测值与沉降容忍阈值之间的沉降逼近偏差和对应时间窗口内的应力突变偏差。

43、本发明的有益效果：本发明为每个子施工区配置施工协同智能体，并基于动态沉降变化率和局部应力变化值建立影响拓扑图，通过局部策略生成网络与全局价值评估网络实现施工动作的智能生成与迭代优化。在生成包含离散施工工法和资源配置参数的候选施工动作向量时，支持基于影响拓扑图内的相邻节点进行局部策略迁移操作，高效利用了历史施工进度值和历史物理状态偏差数据；针对结构敏感系数和拓扑关联权重值较高的敏感节点进行预测状态值评估，在超出预设安全阈值时严密触发具有屏蔽掩码向量的动作屏蔽操作与全局惩罚机制；并精准整合沉降逼近偏差、应力突变偏差和空间交叉干涉度计算安全适配成本，生成目标价值梯度以更新网络节点参数。整体方案在确保复杂工况物理状态安全的前提下，大幅提升了多区域协同施工的动态决策效率与资源配置精确度。