CN107783463A - 一种基于bim技术的基坑工程智能化施工及监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于BIM技术的基坑工程智能化施工及监测系统，利用BIM、GPS、VR、AR、监测传感等技术，建立基坑工程三维模型，实现基坑施工的实时监控，通过VR及AR技术实现基坑施工现场的可视化及直观化，实现现场虚拟与现实相结合的可视化。
Description
技术领域
本发明涉及一种施工监测系统，尤其是涉及一种基于BIM技术的基坑工程智能化施工及监测系统。
背景技术
建筑行业正发生一场变革，一种以三维模型为载体，结合参数化和信息化名为BIM的设计手段正在席卷整个行业。目前，BIM技术较为成熟地运用于建筑工程主体结构施工领域，却鲜少运用于基坑工程中，探索BIM技术在基坑工程中的应用，实现基坑围护阶段的可视化施工，增强基坑开挖阶段的可控力，实现基坑监测的5D表达是目前急需解决的课题。
随着基坑变形监测技术的发展，数据采集已经实现实时、自动化、无线传输等新技术，数据采集的数据量呈几何级增长，传统人工方法一般采用一天一测或者一天两测，采用自动化监测新技术后实现了一天多测，即时监测的技术已经成熟，但很少应用与基坑工程。
BIM技术运用于基坑工程，是未来基坑工程建设的必然趋势。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，而提供一种基于BIM技术的基坑工程智能化施工及监测系统。本发明所要解决的技术问题是：
本发明的一种基于BIM技术的基坑工程智能化施工及监测系统，所述系统通过BIM云端管理模块和基坑BIM模型、数据采集模块的信息交互，实现信息的整合和基坑BIM模型3D的实时可视化监测，模拟并管理基坑工程进度和施工；所述BIM云端管理模块包含数据库模块、基础信息模块、基坑监测模块、GIS信息模块、VR、AR模块；所述基坑BIM模型通过基坑支护方式分析筛选信息化后汇总至BIM云端管理模块；所述数据采集模块与GPS模块和传感器模块连接；所述数据采集模块通过无线远程传输模块与BIM云端管理模块连接。
进一步，所述基坑BIM模型是利用BIM技术将基坑参数化并建立模型；所述基坑支护方式分析筛选是通过布置不同围护形式进行分析选型，最终确定围护结构模型；基坑及围护结构模型建立后，在模型中建立监测特征点，进行数据采集和监测。
进一步，所述数据采集模块通过基坑内布设GPS模块和传感器模块有效关注施工进程；所述传感器模块包含应力计、土压力计、水位计、测斜管等监测设备，实时监测基坑周边应力变化、水位情况及支撑位移、变形；所述数据采集模块将数据传输至BIM云端管理模块，进行数据分析整合，并将有关数据模型应用显示，在终端显示，所述终端电脑、平板、手机端的一种。
进一步，所述GPS模块能对监测特征点进行精准定位；所述传感器模块的监测数据和GPS模块的定位数据回传至数据采集模块，能在基坑5D模型里即时反映。
进一步，所述数据采集模块进行GPS模块和传感器模块有关数据的采集，并利用无线远程传输模块将数据回传至BIM云端管理模块进行数据整合分析；所述数据采集模块能进行数据初步预处理，程序化删除无效和无用信息。
进一步，所述BIM云端管理模块对基坑BIM模型3D和数据采集模块所得数据进行数据整合分析，结合自身数据模块（数据库模块、基础信息模块、基坑监测模块、GIS信息模块、VR、AR模块）构建基坑4D模型，所述BIM云端管理模块根据数据的采集时间信息构建时间轴上的基坑5D模型。
进一步，所述基坑BIM模型和有关监测数据，通过BIM云端管理模块数据处理，最终可在模型应用显示的终端（包含电脑端、手机端、VR、AR设备端）显示查看。
本发明的有益效果是：（1）建立基坑三维模型，并将现场传感器与BIM模型关联，实现基坑工程的5D表达；（2）针对建立的三维模型，将围护结构形式进行优化必选，创建经济合理的围护方案；（3）通过现场埋置的传感设备与BIM云端关联，可以实时反映基坑围护结构的变形情况、水位变化等，同时GPS传感器又可以实时反映施工的位置坐标信息，即时反映施工进度，对于施工危险点快速查找定位；（4）云端数据处理，对位移变形较大点位进行预警，有利于施工管理人员对现场隐蔽危险的预防和决策；（5）通过VR、AR技术实现基坑的现场虚拟与虚拟现实交互的动态直观的信息集成。
附图说明
图1是本发明流程示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
本发明的一种基于BIM技术的基坑工程智能化施工及监测系统，所述系统通过BIM云端管理模块和基坑BIM模型、数据采集模块的信息交互，实现信息的整合和基坑BIM模型3D的实时可视化监测，模拟并管理基坑工程进度和施工；所述BIM云端管理模块包含数据库模块、基础信息模块、基坑监测模块、GIS信息模块、VR、AR模块；所述基坑BIM模型通过基坑支护方式分析筛选信息化后汇总至BIM云端管理模块；所述数据采集模块与GPS模块和传感器模块连接；所述数据采集模块通过无线远程传输模块与BIM云端管理模块连接。
所述基坑BIM模型是利用BIM技术将基坑参数化并根据施工现场的三维土层地勘数据建立模型；所述基坑支护方式分析筛选是通过布置不同围护形式进行分析选型，最终确定围护结构模型；基坑及围护结构模型建立后，在模型中建立监测特征点，进行数据采集和监测。
所述数据采集模块通过基坑内布设GPS模块和传感器模块有效关注施工进程；所述传感器模块包含应力计、土压力计、水位计、测斜管等监测设备，实时监测基坑周边应力变化、水位情况及支撑位移、变形；所述数据采集模块将数据传输至BIM云端管理模块，进行数据分析整合，并将有关数据模型应用显示，在终端显示，所述终端电脑、平板、手机端的一种；同时根据有关数据判断基坑变形、位移情况，与应报警值比较，得出相应的预警、警报结果，为进一步决策提供参考依据。
所述GPS模块能对监测特征点进行精准定位；所述传感器模块的监测数据和GPS模块的定位数据回传至数据采集模块，能在基坑5D模型里即时反映。
所述数据采集模块进行GPS模块和传感器模块有关数据的采集，并利用无线远程传输模块将数据回传至BIM云端管理模块进行数据整合分析；所述数据采集模块能进行数据初步预处理，程序化删除无效和无用信息。
所述BIM云端管理模块对基坑BIM模型3D和数据采集模块所得数据进行数据整合分析，结合自身数据模块（数据库模块、基础信息模块、基坑监测模块、GIS信息模块、VR、AR模块）构建基坑4D模型，所述BIM云端管理模块根据数据的采集时间信息构建时间轴上的基坑5D模型，BIM云端管理模块根据基坑监测数据与BIM模型整合，将理论模型与实际监测数据结合，获取云端即时数据更新。
所述基坑BIM模型和有关监测数据，通过BIM云端管理模块数据处理，最终可在模型应用显示的终端（包含电脑端、手机端、VR、AR设备端）显示查看，通过VR、AR技术实现基坑的现场虚拟与虚拟现实交互的动态直观的信息集成。
本发明的一种基于BIM技术的基坑工程智能化施工及监测系统，利用BIM、GPS、VR、AR、监测传感等技术，建立基坑工程三维模型，实现基坑施工的实时监控，通过VR及AR技术实现基坑施工现场的可视化及直观化，实现现场虚拟与现实相结合的可视化。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (7)
1.一种基于BIM技术的基坑工程智能化施工及监测系统，其特征是，所述系统通过BIM云端管理模块和基坑BIM模型、数据采集模块的信息交互，实现信息的整合和基坑BIM模型3D的实时可视化监测，模拟并管理基坑工程进度和施工；所述BIM云端管理模块包含数据库模块、基础信息模块、基坑监测模块、GIS信息模块、VR、AR模块；所述基坑BIM模型通过基坑支护方式分析筛选信息化后汇总至BIM云端管理模块；所述数据采集模块与GPS模块和传感器模块连接；所述数据采集模块通过无线远程传输模块与BIM云端管理模块连接。
2.根据权利要求1所述的基于BIM技术的基坑工程智能化施工及监测系统，其特征是，所述基坑BIM模型是利用BIM技术将基坑参数化并建立模型；所述基坑支护方式分析筛选是通过布置不同围护形式进行分析选型，最终确定围护结构模型；基坑及围护结构模型建立后，在模型中建立监测特征点，进行数据采集和监测。
3.根据权利要求1所述的基于BIM技术的基坑工程智能化施工及监测系统，其特征是，所述数据采集模块通过基坑内布设GPS模块和传感器模块有效关注施工进程；所述传感器模块包含应力计、土压力计、水位计、测斜管等监测设备，实时监测基坑周边应力变化、水位情况及支撑位移、变形；所述数据采集模块将数据传输至BIM云端管理模块，进行数据分析整合，并将有关数据模型应用显示，在终端显示，所述终端电脑、平板、手机端的一种。
4.根据权利要求1所述的基于BIM技术的基坑工程智能化施工及监测系统，其特征是，所述GPS模块能对监测特征点进行精准定位；所述传感器模块的监测数据和GPS模块的定位数据回传至数据采集模块，能在基坑5D模型里即时反映。
5.根据权利要求1所述的基于BIM技术的基坑工程智能化施工及监测系统，其特征是，所述数据采集模块进行GPS模块和传感器模块有关数据的采集，并利用无线远程传输模块将数据回传至BIM云端管理模块进行数据整合分析；所述数据采集模块能进行数据初步预处理，程序化删除无效和无用信息。
6.根据权利要求1所述的基于BIM技术的基坑工程智能化施工及监测系统，其特征是，所述BIM云端管理模块对基坑BIM模型3D和数据采集模块所得数据进行数据整合分析，结合自身数据模块（数据库模块、基础信息模块、基坑监测模块、GIS信息模块、VR、AR模块）构建基坑4D模型，所述BIM云端管理模块根据数据的采集时间信息构建时间轴上的基坑5D模型。
7.根据权利要求1所述的基于BIM技术的基坑工程智能化施工及监测系统，其特征是，所述基坑BIM模型和有关监测数据，通过BIM云端管理模块数据处理，最终可在模型应用显示的终端显示查看，包含电脑端、手机端、VR、AR设备端。
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