(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 202210585723.7 (22)申请日 2022.05.27 (71)申请人 江苏大学 地址 212013 江苏省镇江市学府路3 01号 (72)发明人 袁寿其　彭文杰　裴吉　王文杰　 龚小波　李彦军　 (74)专利代理 机构 北京东方盛凡知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11562 专利代理师 李彬 (51)Int.Cl. F04B 49/06(2006.01) F04B 49/20(2006.01) F04B 49/22(2006.01) F04B 49/02(2006.01) G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 一种基于数字孪生的泵站机组运行状态分 析系统 (57)摘要 本发明提供了一种基于数字孪生的泵站机 组运行状态分析系统， 包括： 泵站机组物理实体 子系统、 数字孪生引擎子系统、 泵站机组虚拟实 体子系统和数字孪生服务平台； 所述数字孪生服 务平台用于实现对泵站机组的可视化； 所述数字 孪生引擎子系统用于实现所述泵站机组物理实 体子系统与所述泵站机组虚拟实体子系统的双 向交互； 所述泵站机组物理实体子系统用于确定 泵站机组的实体对象； 所述泵站机组虚拟实体子 系统为根据所述实体对象构建的数字化镜像虚 拟模型。 本发 明通过数字孪生技术实现泵站机组 运行状态分析， 有助于更好的了解泵的运行情 况， 辅助故障检测与个性化维修指导， 使得泵站 处于高效的运行状态。 权利要求书2页 说明书8页 附图2页 CN 114992106 A 2022.09.02 CN 114992106 A 1.一种基于数字孪生的泵站机组运行状态分析系统， 其特征在于， 包括： 泵站机组物 理 实体子系统、 数字 孪生引擎子系统、 泵站机组虚拟实体子系统和数字 孪生服务平台； 所述数字孪生服务平台与 所述数字孪生引擎子系统连接， 用于实现对泵站机组 的可视 化； 所述数字孪生引擎子系统分别与所述泵站机组物理实体子系统和所述泵站机组虚拟 实体子系统连接， 用于实现所述泵站机组物理实体子系统与所述泵站机组虚拟实体子系统 的双向交 互； 所述泵站机组物理实体子系统与所述泵站机组虚拟实体子系统连接； 所述泵站机组物理实体子系统用于确定泵站机组的实体对象； 所述泵站机组虚拟实体子系统为 根据所述实体对象构建的数字化镜像虚拟模型。 2.根据权利要求1所述的基于数字孪生的泵站机组运行状态分析系统， 其特征在于， 所 述泵站机组物理实体子系统包括： 泵站机组、 数据采集模块和控制调节模块； 所述泵站机组包括： 水泵、 电机、 传动设备、 电动阀门和止回阀； 所述数据采集模块包括： 传感器和接口， 用于采集所述泵站机组的运行参数； 所述控制调节模块包括： 阀门开启度控制装置、 电机转速的控制装置和水泵机组的控 制装置， 用于调节所述泵站机组的进出 口流量、 所述泵站机组的电极转速与所述泵站机组 的启闭。 3.根据权利要求1所述的基于数字孪生的泵站机组运行状态分析系统， 其特征在于， 所 述泵站机组虚拟实体子系统包括几何模型、 机理模型、 过程模型、 仿真模型和数据模型； 所述几何模型为所述泵站机组的几何结构、 外观属性和运行参数的虚拟仿真； 所述机理模型为所述泵站机组的运行约束、 运行规 律和知识图谱的虚拟仿真； 所述过程模型为所述泵站机组运行 过程的虚拟仿真； 所述数据模型为所述泵站机组的运行参数的虚拟仿真； 所述仿真模型为所述泵站机组的虚拟仿真。 4.根据权利要求3所述的基于数字孪生的泵站机组运行状态分析系统， 其特征在于， 所 述泵站机组的运行约束包括： 所述泵站机组运行过程中物质守恒； 所述运行规律包括： 所述 泵站机组运行过程中的液体运行方向； 所述知识图谱包括： 所述泵站机组运行所需要的学 科知识。 5.根据权利要求1所述的基于数字孪生的泵站机组运行状态分析系统， 其特征在于， 所 述数字孪生引擎子系统包括知识模块、 人机交 互模块和存 储模块； 所述知识模块用于提供泵站机组知识、 智能算法和智能引擎； 所述人机交 互模块用于提供 可视化的人机交 互界面； 所述存储模块用于存储所述泵站机组的运行参数和所述泵站机组虚拟实体子系统的 仿真数据。 6.根据权利要求5所述的基于数字孪生的泵站机组运行状态分析系统， 其特征在于， 所 述泵站机组知识包括： 知识图谱、 历史场景、 运行规则和专 家经验； 所述智能算法包括： 图像识别与分类、 回归和推荐搜索； 所述智能引擎包括优化 算法模块和机器学习模块。 7.根据权利要求5所述的基于数字孪生的泵站机组运行状态分析系统， 其特征在于， 所权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114992106 A 2述人机交 互模块还 包括： 监测预警单 元， 仿真预演单 元和知识库； 所述监测预警单 元用于监测所述泵站机组虚拟实体子系统的性能参数； 所述仿真预演单元用于基于所述泵站机组虚拟 实体子系统， 对所述泵站机组进行超前 模拟； 所述知识库用于记录所述泵站机组 的历史运行参数和所述仿真预演的数据， 并传输至 所述存储模块。 8.根据权利要求1所述的基于数字孪生的泵站机组运行状态分析系统， 其特征在于， 所 述数字孪生服务平台包括： 故障模块、 监测模块、 仿真模块和决策模块； 所述监测模块用于设置所述泵站机组 的性能参数的阈值， 并与 所述泵站机组虚拟 实体 子系统的模拟数据进行对比； 所述故障模块用于对所述泵站机组进行故障诊断； 所述仿真模块用于模拟当前与未来所述泵站机组的运行状况； 所述决策模块用于根据故障诊断结果 生成解决方案， 并进行筛 选决策。 9.根据权利要求2所述的基于数字孪生的泵站机组运行状态分析系统， 其特征在于， 所 述数据采集模块包括压力传感器、 位移传感器和温度传感器； 所述压力传感器用于测量所述泵站机组进出口两端的液体压力； 所述位移传感器用于测量所述泵站机组的轴承是否发生偏移； 所述温度传感器用于测量液体温度。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114992106 A 3