发明内容
本发明的目的在于提供一种基于BIM的高速铁路信息化管理系统,以解决现有的铁路预制梁场在施工生产管理中,消息不能准确及时传递的问题。
为实现以上目的,本发明采用的技术方案为:提供一种基于BIM的高速铁路信息化管理系统,该系统包括:
WEB服务器端和WEB客户端,WEB服务器端包括BIM模型建立模块、施工任务管理模块和存储模块,WEB客户端包括与工程系统分解结构EBS分解的施工分项对应的各分项管理模块;
BIM模型建立模块对工程系统分解结构EBS分解的施工分项建立分项BIM模型,以及对施工设备建立设备BIM模型;
施工任务管理模块与存储模块连接以根据存储模块中存储的施工计划编辑生产任务,并将编辑好的生产任务推送至WEB客户端中对应的分项管理模块;
对应的分项管理模块对接收到的生产任务进行发起或闭合操作,并将对生产任务进行发起或闭合的操作信息上传至WEB服务器端以使WEB服务器端将操作信息挂接在对应的分项BIM模型上。
具体地,WEB客户端包括施工计划制定单元、施工任务处理单元和施工信息展示单元;
施工计划制定单元制定施工整体计划和分项计划,并将制定好的计划上传至WEB服务器端的存储模块;
施工任务处理单元与施工任务管理模块连接以将施工任务管理模块推送的生产任务下达至施工现场,并将生产任务的施工进度实时上传至WEB服务器端;
施工信息展示单元与施工任务处理单元连接以向用户展示所述生产任务的实际施工进度以及计划施工进度。
具体地,施工任务管理模块包括生产任务生成单元、挂接单元、施工进度比较单元以及通信单元;
生产任务生成单元与存储模块连接以对其存储的施工计划进行编辑生成生产任务;
挂接单元分别与所述的存储模块、BIM模型建立模块连接以将存储模块中存储的施工计划挂接到BIM模型建立模块建立的对应的BIM模型上;
施工进度比较单元与施工任务处理单元连接以将所述生产任务的实际施工进度与计划施工进度进行比较,产生预警信息;
并且挂接单元与施工进度比较单元连接以将所述生产任务的实际施工进度、计划施工进度以及工期是否充裕信息挂接在对应的BIM模型上;
生产任务生成单元、挂接单元以及施工进度比较单元分别通过通信单元与WEB客户端连接以与WEB客户端通信。
具体地,WEB客户端还包括质量管理模块和质量检查模块;
质量管理模块包括对应设置在所述各分项下的施工操作质量管理单元和施工技术质量管理单元,通过施工操作质量管理单元确定施工操作是否合格,通过施工技术质量管理单元确定施工技术指导是够合格;
质量检查模块包括设置在所述各分项下的质量检查单元以对推送至各分项的生产任务的施工过程进行检查并将检查结果上传至WEB服务器端。
具体地,WEB服务器端还包括分别与施工计划制定单元、施工任务处理单元连接的控制中心模块,用于根据施工任务处理单元返回的所述生产任务施工实际进度和施工计划制定单元制定的施工计划进度进行分析,得到当前施工进展的柱状图结果以供所述施工信息展示单元进行预览。
具体地,WEB服务器端还包括接口模块,以提供与施工过程中的信息化系统连接的接口;
所述的挂接单元还将通过接口获取的信息化系统的信息挂接在对应的BIM模型上。
具体地,WEB客户端还包括资本管理模块,资本管理模块包括设置在各分项下的资本管理单元以对各分项施工过程的劳务、物资以及成本进行管理并将管理结果上传至WEB服务器端。
具体地,WEB服务器端还包括与BIM模型建立模块连接的轻量化处理模块,轻量化处理模块对BIM模型建立模块建立的BIM模型进行轻量化处理。
具体地,还包括与WEB服务器端连接的远程监控设备,远程监控设备对所述生产任务的施工过程进行监控并将监控过程上传至WEB服务器端。
具体地,WEB服务器端还包括结构化数据下载接口模块以供数据WEB客户端进行数据下载。
与现有技术相比,本发明存在以下技术效果:本发明通过利用建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM)技术,建立高速铁路的信息化管理系统,在该系统中,通过服务器端和客户端之间进行生产任务的上传下达,客户端中包括施工过程中各分项的管理模块,服务器端通过客户端与客户端中的各分项管理模块进行通信,各分项管理模块对服务器端推送的生产任务信息进行发起,以告知相关责任人进行施工管理,在该生产任务完成时,对应的分项管理模块将色号给生产任务信息进行闭合处理,同时服务器端将该生产任务的闭合信息挂接在对应的分项BIM模型上,使得施工过程中的相关信息可以快速有效准确的进行存储并且便于查看。如此,通过服务器端对客户端中的整个施工过程中的施工分项进行管理,从而很好的解决了施工生产任务中信息传递效率低、管理手段粗放等问题,极大的提升了信息传递的准确性,加快了施工进度以及节省了人力成本。
具体实施方式
下面结合图1至图3所示,对本发明做进一步详细叙述。
如图1至2所示,本实施例公开了一种基于BIM的高速铁路信息化管理系统,该系统包括:
WEB服务器端10和WEB客户端20,WEB服务器端10包括BIM模型建立模块11、施工任务管理模块12和存储模块13;
WEB客户端20包括与工程系统分解结构EBS分解的施工分项对应的各分项管理模块;
BIM模型建立模块11对工程系统分解结构EBS分解的施工分项建立分项BIM模型,以及对施工设备建立设备BIM模型;
施工任务管理模块12与存储模块13连接以根据存储模块13中存储的施工计划编辑生产任务,并将编辑好的生产任务推送至客户端20中对应的分项管理模块;
对应的分项管理模块对接收到的生产任务进行发起或闭合操作,并将对生产任务进行发起或闭合的操作信息上传至WEB服务器端10以使WEB服务器端10将操作信息挂接在对应的分项BIM模型上。
需要说明的是,本实施例中根据工程系统分解结构EBS将整个施工过程分解为各个施工分项,通过在WEB客户端20中建立与各个施工分项如路基、桥梁、涵洞等施工分项对应的分项管理模块,并在WEB服务器端10中建立与各个施工分项对应的分项BIM模型。在施工管理过程中,WEB服务器端10将某个施工分项中的生产任务推送至WEB客户端20,然后由WEB客户端20将生产任务再下达至对应的分项管理模块,由分项管理模块对生产任务进行施工管理。或者WEB服务器端10将生产任务直接推送至对应的分项管理模块,由分项管理模块对接收的生产任务进行施工管理。因此,通过该系统可以对整个高速铁路施工过程进行科学有效的管理,避免了传统的人管人的管理方式造成的信息传递不及时、信息传递有误等现象的发生,极大的加快了施工进度。
具体地,本实施例中的BIM模型建立模块11的具体建模过程如下:
首先,按照工程系统分解结构EBS,将管理权限段内的施工按照分项分为路基、桥梁、涵洞、隧道等施工工序,然后按照与设计图纸1:1的比例,选择适当的BIM建模软件,完成各工序所有主体结构和附属结构的建模。其中,所建立的BIM模型附带属性,包括自身属性和节点属性,比如:某墩身自身属性:设计混凝土方量:106m³,钢筋数量:12T,位置:山头沟特大桥96#墩身;节点属性:开工时间:2015年12月3日,完成日期:2015年12月10日。所建立的BIM模型的挂接属性分为结构化数据的质保资料、过程附件照片,如:相关检验批、施工过程照片、相关整改文件等。
然后,根据施工现场的实际情况,建立相关机械、临建、工装等设备的BIM模型,这些BIM模型用于模拟施工作业、验工计价、预警等。其中,所建立的BIM模型附带的属性为过程属性,比如:如某泵车使用次数:8次、加油次数:8次、生产厂家:三一重工、租赁方式:月租。
并且,建立的相关施工工序的BIM模型和相关设备的BIM模型均留有使用属性,以用于挂接计划、进度、质量等属性信息。
还需要说明的是,本实施例中是由WEB服务器端10根据存储模块13中的梁场施工计划任务,来确定相邻工序持续时间、生产一榀箱梁的施工持续时间以及每道工序的结构化数据,并将每道工序任务的结构化数据打包存储在存储模块13中。
具体地,施工任务管理模块12根据相邻工序之间的持续时间,定时将即将要进行的生产任务推送至WEB客户端20,以将施工生产任务传送只相关责任人,责任人安排记性施工,如此完成生产任务的下传。当当前生产任务完成时,相关责任人通过WEB客户端20来闭合该生产任务,以将生产任务闭合的信息上传至WEB服务器端10,如此,完成生产任务的上传。使得施工过程中的相关信息可以快速有效准确的进行传输,加快了施工进度。
进一步地,如图3所示,述的WEB客户端20中的各分项管理模块包括施工计划制定单元21、施工任务处理单元22和施工信息展示单元23;
施工计划制定单元21制定施工整体计划和分项计划,并将制定好的计划上传至WEB服务器端10的存储模块13;
施工任务处理单元22与施工任务管理模块12连接以将施工任务管理模块12推送的生产任务下达至施工现场,并将生产任务的施工进度实时上传至WEB服务器端10;
施工信息展示单元23与施工任务处理单元22连接以向用户展示所述生产任务的实际施工进度、计划施工进度以及进行施工进度预警。
其中,施工计划制定单元21主要包含某段里程路基、桥梁、隧道、涵洞、预制厂等分项工程的施工计划和整体施工计划。计划可以以Excel表格的形式上传或者系统提供内部编辑的结构化数据,比如:2017年5月-2017年9月:完成路基DK200+250-DK500+125段土石方开挖、××特大桥94#-125#下部结构。
需要说明的是,本实施例中设置编辑施工计划的权限,比如:施工整体计划的编辑、上传只能由项目总工程师完成,其他人没有权限。分项计划可由各分部总工程师完成更改。其中,当分项计划更改,由于整体计划和分项计划互为反馈,节点计划变化,整体随之变化,如:某月原计划架设箱梁13榀,现调整为15榀。该节点下的箱梁生产、储存皆按照调整后的节点自动调整。整体施工变动,分项计划也变动,如:原计划施工工期为2017年6月-2019年6月,因特殊原因,变更为2017年4月-2018年12月,分项计划按照这个持续时间进行安排。并将更改后的分项计划全部挂接在BIM模型上,以便于WEB客户端20通过调用BIM模型即可查看该BIM模型的施工计划。
另外,施工计划制定单元21可实现施工生产计划的整体编排,后续改动可整体改动和节点改动。但是,整体施工计划在更改之前必须经上级领导审批。
需要说明的是,施工信息展示单元23主要具有计划施工进度展示、实际施工进度展示、进度预警等功能。计划进度包括某里程段所有单项工程的起止节点日期,最晚完成日期。实际进度为该项目当前节点下完成的工程量、造价、百分比以及按照当前进度工期是否充裕。如果比较得到某段时间内整体施工进度、阶段施工进度滞后,则将滞后原因进行备注。最后将上述信息全部挂接在BIM模型上,WEB客户端20通过调用BIM模型即可查看该模型的施工实际进度。
进一步地,所述的施工任务管理模块12包括生产任务生成单元、挂接单元、施工进度比较单元以及通信单元;
生产任务生成单元与存储模块13连接以对其存储的施工计划进行编辑生成生产任务;
挂接单元分别与所述的存储模块13、BIM模型建立模块11连接以将存储模块13中存储的施工计划挂接到BIM模型建立模块11建立的对应的BIM模型上;
施工进度比较单元与施工任务处理单元22连接以将所述生产任务的实际施工进度与计划施工进度进行比较,产生预警信息;
并且挂接单元与施工进度比较单元连接以将所述生产任务的实际施工进度、计划施工进度以及工期是否充裕信息挂接在对应的BIM模型上;
WEB服务器端10通过通信单元与WEB客户端20连接以与WEB客户端20通信。
具体的,WEB服务器端10与WEB客户端20中的各分项管理模块进行通信。
需要说明的是,本实施例中的挂接单元按照编号对应的原则,则相关信息挂接到对应编号的分项BIM模型上。
具体地,本实施例中的施工进度比较单元对实际施工进度和计划施工进度进行比较分析,如果判断按照当前实际施工进度进行施工,在预定的工期内无法完成该当前生产任务的施工时,会产生施工进度预警信息,并通过通信单元将预警信息发送至分项管理模块的施工信息展示单元23中,以使施工信息展示单元23进行施工进度滞后预警。
需要说明的是,本实施例中的通信单元主要包括生产任务编辑、生产任务信息推送、生产任务信息阅读回执、生产任务持续时间、生产任务闭合、下个生产任务开始、生产预警、项目管理人员信息交流等功能。任务编辑为编辑每道任务责任人,联系方式,定义所需的工装、持续时间等信息,同时该功能在系统数据库中有结构化数据作为模版,可以修改和自定义适合项目的模版。任务的推送主要由系统通过网络来完成,当当地时间到达系统门禁开关设置的时间,系统门禁打开,节点任务开始下发。相关责任人收到信息,阅读后,会收到系统推送的阅读回执,标识该任务下发成功。当任务完成后,责任人登录系统,实现任务的闭合。当该工序没有按照预留时间完成,系统会推送信息到上层责任人。项目管理人员可通过系统提供的信息发送功能,进行内部聊天。同时该模块也可以通过手机端实现阅读、闭合的功能。
需要说明的是,施工信息展示单元23所展示的预警信息还包括库存材料不足预警、施工工序之后预警、设备维修及检验预警以及施工任务预警。
进一步地,所述的WEB客户端20还包括质量管理模块和质量检查模块;
质量管理模块包括对应设置在所述各分项下的施工操作质量管理单元和施工技术质量管理单元,通过施工操作质量管理单元确定施工操作是否合格,通过施工技术质量管理单元确定施工技术指导是够合格;
质量检查模块包括设置在所述各分项下的质量检查单元以对推送至各分项的生产任务的施工过程进行检查并将检查结果上传至WEB服务器端10。其中,挂接单元将对应的检查结果挂接在对应的分项BIM模型上。
具体地,本实施例中按照工程系统分解结构EBS的结果,设置下拉菜单,菜单包括桥梁、路基、隧道、涵洞等选择项。在确认施工分项后又可以选择施工操作质量管理单元和施工技术质量管理单元。施工操作质量管理单元可以点击选择,选择表示该项操作不合格,如选择桥梁,选择施工操作质量管理单元,下拉菜单会显示:钢筋绑扎垫块数量不够、钢筋焊接接头不符合规范、混凝土振捣不密实、垫层厚度不够等过程问题。施工技术质量管理单元可以点击选择,选择表示该项操作不合格,如选择路基,选择施工技术质量管理单元,下拉菜单会显示:缺少技术交底、标高计算错误、填土层厚度过大等。另外,质量管理模块24带有附件上传功能,附件可谓技术交底、过程照片等。这些附件上传后附在相关的BIM模型上。
质量检查模块的检查功能包括操作者的自检、班组内互检、各工序之间的交接检查、施工员检查、质检员巡视检查、监理和政府质检部门检查等。之后选择后续菜单如:相关材料、半成品、构配件、设备质量检查、相应的合格证、质量保证书、实验报告。点击上述信息,选择相关附件上传。
进一步地,施工信息展示单元23还可查看材料和产品出厂合格证或者检验证明,设备维修证明;施工记录;隐蔽工程验收记录;设计变更,技术核定,技术洽商;水、暖、电、声讯、设备的安装记录;质检报告;竣工图,竣工验收表等。若为缺失,即可点击上传知WEB服务器端10。
进一步地,所述的WEB服务器端10还包括分别与施工计划制定单元21、施工任务处理单元22连接的控制中心模块,用于根据施工任务处理单元22返回的所述生产任务施工实际进度和施工计划制定单元21制定的施工计划进度进行分析,得到当前施工进展的柱状图结果以供所述施工信息展示单元23进行预览。
需要说明的是,将当前的施工进度以柱状图的形式在BIM模型的界面上进行显示,使得用户可以直观形象的观察到当前施工进度,
具体地,控制中心模块对施工过程进行分析的过程包括:
调取后台生产情况,形成月度、季度、半年、年度生产表表,报表格式根据项目定义。报表内容含计划完成产值和实际生产产值的对比,形成对比数据和结论,页面以柱状图的形式展示出来。
调取各个分部,形成每个分部单独的报表。报表内容含计划完成产值和实际生产产值的对比,形成对比数据和结论,页面以柱状图的形式展示出来。
调取后台生产情况,选取分部分项工程,如选择桥梁,形成月度、季度、半年、年度生产表表,报表格式根据项目定义。报表内容含计划完成产值和实际生产产值的对比,形成对比数据和结论,页面以柱状图的形式展示出来。
进一步地,所述的WEB服务器端10还包括接口模块,以提供与施工过程中的信息化系统连接的接口;
所述的挂接单元还将通过接口获取的信息化系统的信息挂接在对应的BIM模型上。
需要说明的是,本实施例中的信息化系统包括隧道围岩监控量测系统、路基连续压实系统、预应力智能张拉系统以及搅拌站、试验室信息化等系统。
具体地,隧道围岩监控量测系统获得数据通过网络上传到WEB服务器端10,WEB服务器端10通过数据分析和纠偏处理,去除掉存在误差和错误的数据,将数据结合到BIM模型,通过监测数据和设计数据的对比,确定围岩变形数据,围岩变形数据作用在模型上,BIM模型做相关变形,当BIM模型变形数据超过一定规范,会用红色标记变形部分,红色深度越大变形越大,同时会推送数据到WEB客户端20以下传至相关责任人。
在压路机、正平机等路基施工设备上安装振动传感器、磁力底座、振动压实值采集与记录装置等智能数据采集设备,通过采集路基未压实前和压实后的数据,通过网络网络上传到本系统,系统将数据结合到BIM模型,通过监测数据和原始数据的对比,确定路基压实率,压实率作用在BIM模型上,BIM模型做相关变形,当BIM模型变形数据没有到达100%时,全部已绿色呈现,当超过100%时,会已红色标记。绿色颜色越深表明阅压实越好。
在高速铁路预制梁场中,应用预应力智能张拉技术代替传统人工技术,采集每孔箱梁预应力钢绞线张拉数据,数据上传本系统,系统将张拉获得的连续数据处理,得到预应力数据,通过系统自定义的模版,将所得数据填入质保资料的张拉记录,表格挂接箱梁BIM模型上。
搅拌站、试验室等其他信息化系统提供接口,接口指定数据调取范围,本系统质保资料中的如检验批中的塌落度、含气量、配合比单号等信息,直接按照时间日期和单号进行抓去,数据直接填到相应表格中。表格挂接到BIM模型上。
进一步地,所述的WEB客户端20还包括资本管理模块,资本管理模块包括设置在各分项下的资本管理单元以对各分项施工过程的劳务、物资以及成本进行管理并将管理结果上传至WEB服务器端10。
具体地,资本管理模块包括劳务、物资、成本管理。劳务管理主要由管理员创建、维护劳务公司库,指定劳务公司法人代表、技术负责人、维护劳务公司资质文件,包括创建劳务队伍,并从劳务公司库中选择劳务公司,提交审核、登记,以及创建、维护劳务人员时查询并选择劳务公司,根据业务流程,劳务公司只需要活动、非活动二个状态即可;其他人员只能查看并使用。
物资管理主要有业务管理员创建物资分类、物资,上传物资图片,主要包括从物资库中选择梁场使用物资,并维护;创建供应商、制造商时,选择供货/生产的物资;维护物资入库时查询并维护物资入库中的物资;维护理论配合比及施工配合比时查询并维护理论配合比及施工配合比中的物资;维护构件及工序模板时查询并维护构件及工序模板中的物资;维护工序计划时查询并维护工序计划中的物资。
成本管理主要包括包含合同管理、工程量管理、结算、验工计价、经济活动分析。
进一步地,所述的WEB服务器端10还包括与BIM模型建立模块11连接的轻量化处理模块,轻量化处理模块对BIM模型建立模块11建立的BIM模型进行轻量化处理。通过对建立的BIM模型进行轻量化处理,可以使得在WEB客户端20进行查看时顺畅、不卡顿,具有较好的用户体验。
进一步地,还包括与WEB服务器端10连接的远程监控设备,远程监控设备对所述生产任务的施工过程进行监控并将监控过程上传至WEB服务器端10。
具体地,这里的监控设备包括摄像头、监控大屏幕等,一般安装在施工现场,通过安装监控设备,可以真实及时的将施工现场的实际情况上传至WEB服务器端10,并挂接在BIM模型上。WEB服务器端1哦根据BIM模型上挂接的实际施工进度和计划施工进度,得知施工现场的实际施工进度是否按照计划进行。
进一步地,所述的WEB服务器端10还包括结构化数据下载接口模块以供数据WEB客户端20进行数据下载。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。