一种基于BIM的智慧工地管理平台的制作方法

一种基于bim的智慧工地管理平台
技术领域
1.本发明涉及智慧建筑技术领域，具体涉及一种基于bim的智慧工地管理平台。


背景技术：

2.形象进度是基础设施工程项目控制和管理进度的核心指标，而沿用了几十年的形象进度挂图也是形象进度最普及和常用的工具。形象进度挂图通常通过将桥梁、隧道、涵洞等单位工程的构件按照二维方式进行绘图和展现，然后根据实际进度通过涂颜色的方式标识每一个构件的进度完成状态。通过形象进度挂图，可以一目了然地查看和了解整个项目的总体进度情况，也可以用于介绍或汇报项目的进度完成情况。形象进度挂图一般挂置于项目经理办公室、项目其他领导办公室、项目会议室等其他需要的室内墙上。
3.由于施工隧道的特殊性和复杂性，在建设过程中必然存在诸多不确定和不安全因素，隧道施工危险性较大，而且隧道事故的发生往往具有突发性和不可预见性，一旦发生事故，造成的后果通常也是比较严重，为了降低隧道风险事件发生概率，提高项目施工效率，保障人员的生命财产安全，实现隧道施工安全信息化管理是非常有必要的。现有的形象进度直观性不强，局限大用处小，对每一个施工项目的核心关键点-安全不能带来有效帮助。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种基于bim的智慧工地管理平台，能够解决现有的形象进度直观性不强，局限大用处小，且无法为施工项目的核心关键点-安全能带来有效帮助的问题。
5.为了达到上述目的，提供了一种基于bim的智慧工地管理平台，包括服务器，所述服务器包括以下模块：
6.模型构建管理模块：用于构建目标建筑的bim模型，以及构建目标建筑周围环境的gis模型；还用于将bim模型与gis模型相结合，得到智慧工地模型；
7.进度状态展示模块：用于获取目标建筑的进度完成情况数据，并根据进度完成情况数据在智慧工地模型上进行标注，得到便于全方位展示目标建筑实际进度的bim形象进度模型；所述进度完成情况数据包括开挖台车、二衬台车加装的传感器所实时测量的掌子面位置、二衬作业里程，以及计算的开挖进尺及二衬里程；
8.安全步距监测模块：用于根据传感器所实时测量的掌子面位置、二衬作业里程，以及计算的开挖进尺及二衬里程，实时监测各个施工班组的安全步距数值，并根据进度完成情况数据在智慧工地模型上进行标注，得到安全步距监测图；
9.人员安全管理模块：用于获取各个施工班组所包含人员的数据终端所发送的检测数据，所述检测数据包括身份数据、电量数据、实时定位数据和进场时间数据，还用于将检测数据在智慧工地模型上进行标注，得到人员安全管理图；
10.可视化管理模块：用于获取展示需求，并根据展示需求调取bim模型、gis模型、智慧工地模型、bim形象进度模型、安全步距监测图和人员安全管理图，并展示在指定区域的
显示屏上。
11.进一步，所述服务器还包括以下模块：
12.图纸审查优化模块：用于根据目标建筑的设计图纸获取目标建筑的重点、复杂部位的深化和精细化局部bim建模，并利用bim模型对图纸进行审图和检查，以及根据审图和检查的结论数据获取目标建筑的设计图纸的优化建议。
13.进一步，所述目标建筑包括桥梁和隧道，所述隧道内设置有若干气体检测传感器，所述服务器还包括以下模块：
14.气体检测管理模块：用于获取若干气体检测传感器检测到的气体检测数据，并将气体检测数据以时间、浓度为参数生成图表数据，再通过可视化管理模块将图表数据展示在指定区域的显示屏上；还用于对气体检测数据进行预警，若超过风险数值，生成提醒人员及时撤离并处理的报警信息。
15.进一步，所述隧道内设置有通讯广播系统，所述服务器还包括以下模块：
16.语音播放模块：用于获取语音播放信息，并控制广播系统播放语音播放信息，所述语音播放信息包括提醒人员及时撤离并处理的报警信息、提醒施工人员注意安全和守规操作的安全提示信息和出现异常时的异常提示信息。
17.进一步，所述隧道内设置有若干摄像头搭建的视频监控系统，所述服务器还包括以下模块：
18.视频监控模块：用于根据数据终端的实时定位、通讯广播系统的语音播放信息，控制摄像头对隧道内的作业情况和语音播放信中的播报提示地点进行动态实时监控；还用于获取紧急情况下的回看需求，并根据回看需求回放监控视频。
19.进一步，所述人员安全管理模块还用于通过视频监控系统的ai智能视频监控，分析识别施工现场出现的人的不安全行为以及物的不安全状态，并将人的不安全行为以及物的不安全状态及时通知现场管理人员。
20.进一步，所述人员安全管理模块还用于设置危险区域，通过视频监控系统的ai智能视频监控，分析识别是否有人员闯入，若有则生成预警信息，若人员发生危险，则发出报警救援信息。
21.进一步，所述隧道入口处设置有门禁系统，所述门禁系统包括金属探测门、人脸识别装置和测温装置，所述门禁系统与服务器通信连接，所述服务器包括以下模块：
22.门禁管理模块：用于在人员均通过金属探测门、人脸识别装置和测温装置的检测时，生成放行信息。
23.进一步，还包括物料管理系统，所述物料管理系统包括工控机、过磅秤、抓拍车辆过磅秤重的过磅影像记录的摄像头、用于拍摄原始小票、磅单的票据摄像头；所述服务器包括以下模块：
24.智能物料管理模块：用于将每一次车辆进场与出场的过磅影像记录、过磅秤的称重数据、原始票据、系统磅单一一匹配，并记录存储。
25.原理及优点：
26.1.本方案通过bim模型形象化展示隧道各工序实际进度；通过在开挖台车、二衬台车加装传感器，实时测量掌子面位置、二衬作业里程，自动计算开挖进尺及二衬里程。项目管理人员可方便通过比对二者数据，分析现场人员进度跟踪是否及时，提升对进度管理的
时效性和准确性，同时日、周、月的工程量也可以通过现有的一键导出表格的形式，提取数据，大大地减少了项目上工作人员的工作负担，提高了工作效率，解放了劳动力，可以有更多的精力投入到工程建设的其他工作中。最终通过形象进度系统的应用，替代了原有的线下日、周、月报的工作，使bim形象进度图取代了原有的上墙一张图，真正地达到最初提升业务水平的目的。
27.2.在本项目组中，管理人员一致认为要控制安全步距，超挖不光带来事故的可能性，也让项目充满更多不确定性，与其追求一点进度，还不如让每一步走得更踏实。在隧道施工中，通过现场建立的安全步距自动监测系统，实时监测安全步距的数值，后台在收集到数据后，可方便同步在控制中心的大屏及云端平台上进行展示，使得现场人员和集团管理人员都可以实时了解安全步距是否合规。
28.3.在隧道中，采用了基于数据终端的定位系统，系统对隧道全线进行覆盖，可结合建立的bim模块，精度高，确保人员一进洞，就能了解施工人员的精确位置及轨迹，保障施工人员的安全问题。综合来看，本方案解决了现有的形象进度直观性不强，局限大用处小，且无法为施工项目的核心关键点-安全能带来有效帮助的问题。
附图说明
29.图1为本发明实施例一种基于bim的智慧工地管理平台的逻辑框图；
30.图2为bim形象进度模型的结构示例图；
31.图3为基于bim形象进度模型的工程进度展示示例图；
32.图4为隧道气体检测传感器检测的数据展示；
33.图5为隧道安全步距监测的示例图；
34.图6为隧道人员安全管理图的示例图。
具体实施方式
35.下面通过具体实施方式进一步详细说明：
36.实施例
37.一种基于bim的智慧工地管理平台，基本如图1所示，本方案适用的目标建筑包括桥梁和隧道，所述隧道内设置有若干气体检测传感器，气体检测传感器包括一氧化碳传感器、甲烷检测传感器、硫化氢检测传感器，24小时对洞内气体进行监测；所述隧道内设置有通讯广播系统，包括若干的扬声器(控制中心设置麦克风)，所述隧道内设置有若干摄像头搭建的视频监控系统，所述隧道入口处设置有门禁系统，所述门禁系统包括金属探测门、人脸识别装置和测温装置，以及包括服务器，所述服务器包括以下模块：
38.模型构建管理模块：用于构建目标建筑的bim模型，以及构建目标建筑周围环境的gis模型；还用于将bim模型与gis模型相结合，得到智慧工地模型；本方案中，基于revit软件进行全线bim模型建立，模型精度不小于lod300。由于高速公路项目的空间曲线线型在revit中不易手动精确建立，特结合dynamo可视化编程手段。通过建立全线隧道、桥梁、道路及附属结构三维模型，对全线结构物进行直观展示，为后期bim应用提供模型支撑。对于gis模型，采用常规的倾斜摄影技术，使用无人机航拍照片进行地形数据采集，将地形图片导入ccc平台，进行空中三角加密运算处理，结合空三加密运算结果与航拍照片，计算生成高精
度真实三维地形。通过建立城开智慧梁场、项目驻地场布模型，出具效果图与漫游视频，辅助项目驻地、施工场地选址，优化场地布置方案。
39.图纸审查优化模块：用于根据目标建筑的设计图纸获取目标建筑的重点、复杂部位的深化和精细化局部bim建模，并利用bim模型对图纸进行审图和检查，以及根据审图和检查的结论数据获取目标建筑的设计图纸的优化建议。
40.进度状态展示模块：用于获取目标建筑的进度完成情况数据，并根据进度完成情况数据在智慧工地模型上进行标注，得到便于全方位展示目标建筑实际进度的bim形象进度模型；所述进度完成情况数据包括开挖台车、二衬台车加装的传感器所实时测量的掌子面位置、二衬作业里程，以及计算的开挖进尺及二衬里程，如图2、图3所示；
41.安全步距监测模块：用于根据传感器所实时测量的掌子面位置、二衬作业里程，以及计算的开挖进尺及二衬里程，实时监测各个施工班组的安全步距数值，并根据进度完成情况数据在智慧工地模型上进行标注，得到安全步距监测图，如图5所示。
42.人员安全管理模块：用于获取各个施工班组所包含人员的数据终端所发送的检测数据，所述检测数据包括身份数据(姓名、工号)、电量数据、实时定位数据和进场时间数据，还用于将检测数据在智慧工地模型上进行标注，得到人员安全管理图；本实施例中，如图6所示，进度完成情况数据、安全步距数值、人员的检测数据都需要依靠精准的定位系统，具体采用了国内最高精度的uwb定位系统，系统对隧道全线进行覆盖，确保人员一进洞，就能了解精确位置及轨迹，系统支持sos双向报警，在紧急情况下，只要隧道内通讯未完全中断，就能触发双向报警。对于施工人员，数据终端采用工牌式定位标签、安全帽式定位标签进行定位，对于台车等施工设备加装的传感器为车载式定位标签、激光测距等。从而精确人员、设备位置及移动轨迹。
43.人员安全管理模块还用于通过视频监控系统的ai智能视频监控，分析识别施工现场出现的人的不安全行为以及物的不安全状态，并将人的不安全行为以及物的不安全状态及时通知现场管理人员。所述人员安全管理模块还用于设置危险区域，通过视频监控系统的ai智能视频监控，分析识别是否有人员闯入，若有则生成预警信息，若人员发生危险，则发出报警救援信息。
44.气体检测管理模块：用于获取若干气体检测传感器检测到的气体检测数据(一氧化碳浓度、甲烷检测浓度、硫化氢检测浓度)，并将气体检测数据以时间、浓度为参数生成图表数据，再通过可视化管理模块将图表数据展示在指定区域的显示屏上，如图4所示；还用于对气体检测数据进行预警，若超过风险数值，生成提醒人员及时撤离并处理的报警信息。
45.语音播放模块：用于获取语音播放信息，并控制广播系统播放语音播放信息，所述语音播放信息包括提醒人员及时撤离并处理的报警信息、提醒施工人员注意安全和守规操作的安全提示信息和出现异常时的异常提示信息。
46.门禁管理模块：用于在人员均通过金属探测门、人脸识别装置和测温装置的检测时，生成放行信息。用人脸+自动测温的方式管理人员的进出，同时严格管理外来人员的到访，不了解轨迹不放行，让现场作业人员没有后顾之忧。作为瓦斯隧道工区，项目配置了金属探测门，防止工人将打火机等危险物品带入隧道，预防隐患。
47.还包括物料管理系统，所述物料管理系统包括工控机、过磅秤、抓拍车辆过磅秤重的过磅影像记录的摄像头(带红外功能的红外摄像头，有效监控过磅行为)、用于拍摄原始
小票、磅单的票据摄像头；所述服务器包括以下模块：
48.智能物料管理模块：用于将每一次车辆进场与出场的过磅影像记录、过磅秤的称重数据、原始票据、系统磅单一一匹配，并记录存储。现场的混凝土大部分都是搅拌站自行生产的，搅拌站每天都会生产超过100车的混凝土，对现场司磅员的要求很高，极容易出现操作失误，同时单据量大也不方便对过程进行回溯。每张磅单带防伪二维码，防止供应商造假多次结算，磅单可永久保存。每一次进场与出场影像记录，称重数据，原始票据、系统磅单一一匹配，有依有据，防止小票丢失或磨损带来的风险。原来司磅员旁站监督，按计算器来进行收料及偏差计算，现在通过物料管理系统通过智能设备收集过磅数据，帮助项目在收料过程提升了80％的工作效率，为项目精简了磅房人员，原来至少需要2-3人专职轮岗，现只需安排1人兼职每周进行数据抽检。
49.可视化管理模块：用于获取展示需求，并根据展示需求调取bim模型、gis模型、智慧工地模型、bim形象进度模型、安全步距监测图和人员安全管理图，并展示在指定区域的显示屏上。同时也可以对物料管理系统、门禁系统进行监控，在后台控制中心在收集到数据后，会同步在智慧中心的大屏及云端平台上进行展示，并根据需要切换对应的模型、图像即可，使得现场人员和集团管理人员都可以实时了解安全步距是否合规、工程进度。
50.以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本技术给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本技术的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本技术要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

技术特征：
1.一种基于bim的智慧工地管理平台，其特征在于：包括服务器，所述服务器包括以下模块：模型构建管理模块：用于构建目标建筑的bim模型，以及构建目标建筑周围环境的gis模型；还用于将bim模型与gis模型相结合，得到智慧工地模型；进度状态展示模块：用于获取目标建筑的进度完成情况数据，并根据进度完成情况数据在智慧工地模型上进行标注，得到便于全方位展示目标建筑实际进度的bim形象进度模型；所述进度完成情况数据包括开挖台车、二衬台车加装的传感器所实时测量的掌子面位置、二衬作业里程，以及计算的开挖进尺及二衬里程；安全步距监测模块：用于根据传感器所实时测量的掌子面位置、二衬作业里程，以及计算的开挖进尺及二衬里程，实时监测各个施工班组的安全步距数值，并根据进度完成情况数据在智慧工地模型上进行标注，得到安全步距监测图；人员安全管理模块：用于获取各个施工班组所包含人员的数据终端所发送的检测数据，所述检测数据包括身份数据、电量数据、实时定位数据和进场时间数据，还用于将检测数据在智慧工地模型上进行标注，得到人员安全管理图；可视化管理模块：用于获取展示需求，并根据展示需求调取bim模型、gis模型、智慧工地模型、bim形象进度模型、安全步距监测图和人员安全管理图，并展示在指定区域的显示屏上。2.根据权利要求1所述的一种基于bim的智慧工地管理平台，其特征在于：所述服务器还包括以下模块：图纸审查优化模块：用于根据目标建筑的设计图纸获取目标建筑的重点、复杂部位的深化和精细化局部bim建模，并利用bim模型对图纸进行审图和检查，以及根据审图和检查的结论数据获取目标建筑的设计图纸的优化建议。3.根据权利要求2所述的一种基于bim的智慧工地管理平台，其特征在于：所述目标建筑包括桥梁和隧道，所述隧道内设置有若干气体检测传感器，所述服务器还包括以下模块：气体检测管理模块：用于获取若干气体检测传感器检测到的气体检测数据，并将气体检测数据以时间、浓度为参数生成图表数据，再通过可视化管理模块将图表数据展示在指定区域的显示屏上；还用于对气体检测数据进行预警，若超过风险数值，生成提醒人员及时撤离并处理的报警信息。4.根据权利要求3所述的一种基于bim的智慧工地管理平台，其特征在于：所述隧道内设置有通讯广播系统，所述服务器还包括以下模块：语音播放模块：用于获取语音播放信息，并控制广播系统播放语音播放信息，所述语音播放信息包括提醒人员及时撤离并处理的报警信息、提醒施工人员注意安全和守规操作的安全提示信息和出现异常时的异常提示信息。5.根据权利要求4所述的一种基于bim的智慧工地管理平台，其特征在于：所述隧道内设置有若干摄像头搭建的视频监控系统，所述服务器还包括以下模块：视频监控模块：用于根据数据终端的实时定位、通讯广播系统的语音播放信息，控制摄像头对隧道内的作业情况和语音播放信中的播报提示地点进行动态实时监控；还用于获取紧急情况下的回看需求，并根据回看需求回放监控视频。6.根据权利要求5所述的一种基于bim的智慧工地管理平台，其特征在于：所述人员安
全管理模块还用于通过视频监控系统的ai智能视频监控，分析识别施工现场出现的人的不安全行为以及物的不安全状态，并将人的不安全行为以及物的不安全状态及时通知现场管理人员。7.根据权利要求6所述的一种基于bim的智慧工地管理平台，其特征在于：所述人员安全管理模块还用于设置危险区域，通过视频监控系统的ai智能视频监控，分析识别是否有人员闯入，若有则生成预警信息，若人员发生危险，则发出报警救援信息。8.根据权利要求7所述的一种基于bim的智慧工地管理平台，其特征在于：所述隧道入口处设置有门禁系统，所述门禁系统包括金属探测门、人脸识别装置和测温装置，所述门禁系统与服务器通信连接，所述服务器包括以下模块：门禁管理模块：用于在人员均通过金属探测门、人脸识别装置和测温装置的检测时，生成放行信息。9.根据权利要求8所述的一种基于bim的智慧工地管理平台，其特征在于：还包括物料管理系统，所述物料管理系统包括工控机、过磅秤、抓拍车辆过磅秤重的过磅影像记录的摄像头、用于拍摄原始小票、磅单的票据摄像头；所述服务器包括以下模块：智能物料管理模块：用于将每一次车辆进场与出场的过磅影像记录、过磅秤的称重数据、原始票据、系统磅单一一匹配，并记录存储。

技术总结
本发明涉及智慧建筑技术领域，具体涉及一种基于BIM的智慧工地管理平台，包括服务器，所述服务器包括以下模块：模型构建管理模块：用于构建目标建筑的BIM模型和GIS模型；还用于将BIM模型与GIS模型相结合，得到智慧工地模型；进度状态展示模块：用于展示目标建筑的BIM形象进度模型；安全步距监测模块：用于在智慧工地模型上进行标注，得到安全步距监测图；人员安全管理模块：用于得到人员安全管理图；可视化管理模块：用于将BIM模型、GIS模型、智慧工地模型、BIM形象进度模型、安全步距监测图和人员安全管理图展示在指定区域的显示屏上。本发明能够解决现有的形象进度直观性不强，局限大用处小，且无法为施工项目的核心关键点-安全能带来有效帮助的问题。带来有效帮助的问题。带来有效帮助的问题。


技术研发人员：贾家银 杨国穿 周世均 郑新 凡志均 李久红 艾卿 杨海龙 王沛 高兴 秦果
受保护的技术使用者：重庆中环建设有限公司
技术研发日：2023.05.19
技术公布日：2023/8/28