(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210703105.8 (22)申请日 2022.06.21 (71)申请人 中山大学 地址 510275 广东省广州市海珠区新港西 路135号 (72)发明人 张邦楚　饶水涛　朱威禹　魏泽东　 (74)专利代理 机构 武汉菲翔 知识产权代理有限 公司 42284 专利代理师 梁燕飞 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06T 17/05(2011.01) G06Q 50/26(2012.01) G09B 9/00(2006.01) (54)发明名称 一种基于数字孪生技术的洪灾应急救援方 法及虚拟指挥系统 (57)摘要 本发明公开了一种基于数字孪生技术的洪 灾应急救援方法及虚拟指挥系统， 具体包括以下 步骤： S1、 采集每条河道和河道周边的相关数据， 包括河床高度， 河道 类型， 河道宽度， 河道截面形 状； 本发明涉及航空器仿真推演平台支持技术领 域。 该基于数字孪生技术的洪灾应急救援方法及 虚拟指挥系统， 通过结合洪流灾害的具体特点， 包括突发性强、 可救援时间短等， 构建了一种虚 拟指挥系统框架， 该框架主要由物理模块、 理论 模块、 任务编辑器、 模型编辑器、 驱动引 擎、 航空 器性能评估模块、 强化学习模块七大模块组成， 七大模块科学合理安排， 从而使得指挥决策人员 不需要专业的洪灾知识就可以高效地进行应急 救援决策， 并实时掌握救援情况。 权利要求书2页 说明书6页 附图1页 CN 114943155 A 2022.08.26 CN 114943155 A 1.一种基于数字 孪生技术的洪灾应急救援方法， 其特 征在于： 具体包括以下步骤： S1、 采集每条河道和 河道周边的相关数据， 包括河床高度， 河道类型， 河道宽度， 河道截 面形状； S2、 搭建洪灾发生 地的三维真实地形； S3、 采集洪灾仿真场景的基本信息， 包括洪灾发生地， 洪灾等级， 洪流演进过程， 淹没范 围， 演进时间， 流速， 泥深等洪灾信息的时空分布； S4、 构建洪灾场景模型； 所述模型包括洪灾范围线， 洪灾动态演进， 尚存监测设备分布； S5、 根据洪灾场景模型， 并将洪灾区域划分四个区域， 其中， 第一区域为重度洪灾区， 第 二区为中度洪灾区， 第三区为潜在洪灾区， 是洪灾演变过程中容易转变为重度洪灾区和中 度洪灾区的区域， 第四区为轻度洪灾区， 适 合进行救援的区域； S6、 根据不同区域的受灾人员分布构建精细化分布模型； S7、 将洪灾场景模型与受灾人员精细化分布模型进行结合， 得到人员分布 ‑洪灾分区划 分区； S8、 按照洪灾分区及受灾人员分布特点， 添加次生灾害效果， 完成多航空器组合洪灾应 急救援仿真场景的构建。 2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生技术的洪灾应急救援方法， 其特征在于： 所 述S2包括以下步骤： S201、 通过数据库下载洪灾发生地区的河道及河道周边卫星地 图信息， 并获取真实洪 灾发生地的DEM信息； S202、 对DEM信息进行处理， 在三维仿真环境下进行重构， 生成具有高逼真度的河道及 周边地形； S203、 获取的卫星地图信息和S202生成的地形信息进行叠加处理， 得到洪灾发生地的 真实地形信息 。 3.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生技术的洪灾应急救援方法， 其特征在于： 所 述S3包括以下步骤： S301、 利用已安装 且未被破坏的监测点设备获取部分信息； S302、 利用遥感卫星， 气象卫星等 卫星获取洪灾发生区的信息 。 4.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生技术的洪灾应急救援方法， 其特征在于： 所 述S4中， 利用所述S301和S302的数据， 在三维仿 真环境下进行建模， 得到洪灾发生地的洪灾 淹没线图， 洪灾演进图。 5.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生技术的洪灾应急救援方法， 其特征在于： 所 述S5包括以下步骤： S501、 第一区域为重度洪灾区， 根据无人机探测信息， 确定受灾人员分布， 是优先实施 救援的区域； S502、 第二区域为中度洪灾区， 是能够利用救援信息和投放救援物资， 较大幅度提高救 援生存率的区域， 是次优先实施救援区域； S503、 第三区域为潜在洪灾区， 是根据洪灾演进趋势确定的潜在的可能发生洪灾影响 的区域， 需要 进行较大规模人员转移； S504、 第四区域 为轻度洪灾区， 是能够停放救援航空器的区域。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114943155 A 26.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生技术的洪灾应急救援方法， 其特征在于： 所 述S6包括以下步骤： S601、 利用救援无人机进行实时观测， 获取洪灾区的人员分布数据， 观测要求为： 救援 无人机能够清晰观测到受灾人员的个 体画像， 以及受灾人员的活动轨 迹； S602、 根据S6 01的数据， 构建受灾人员分布图。 7.一种基于数字孪生技术的洪灾应急救援虚拟指挥系统， 包括物理场景模块和仿真推 演平台， 其特征在于： 所述物理场景模块的输出端与数据采集模块的输入端连接， 所述仿真 推演平台包括物理模型模块和理论模型模块， 所述物理场景模块的输出端与 物理模型模块 的输入端连接， 并且物理模型模块和理论模型模块的输出端与计算引擎模块的输入端连 接， 所述计算引擎模块的输出端与虚拟场景模块的输入端连接， 所述物理场景模块的输入 端与指令模块的输出端 连接， 并且指 令模块的输入端与指挥/调 度平台模块的输出端连接， 所述指挥/调度平台模块的输出端与信息交互/可视化平台模块的输入端连接， 并且指挥/ 调度平台模块的输入端与仿真推演平台的输出端连接， 所述信息交互/可视化平台模块的 输出端与数据更新模块的输入端连接， 并且数据更新模块的输出端与仿真推演平台的输入 端连接， 所述物理场景模块的输出端与信息交 互/可视化平台模块的输入端连接 。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114943155 A 3