CN108268986A - 基于bim的越江隧道工程施工模拟系统 - Google Patents

基于bim的越江隧道工程施工模拟系统 Download PDF

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Abstract

本发明揭示了一种基于BIM的越江隧道工程施工动态模拟系统，该方法包括利用BIM平台，集成勘测、设计成果，实时动态采集进度信息、安全监测数据，利用参数化建模技术，实现综合形象展现与动态模拟，动态展现施工进展形象、同步展现安全监测的状态，并以此为基础跟踪工程进度及质量安全情况，基于工程进度分析地下施工对安全监测状态的影响。本发明能够实现施工进度的动态可视化展现，反映任意时期的施工与质量安全监测形象，实现基于时间轴的过程动态模拟，对比分析安全监测与施工进度之间的变化规律，辅助作出工程安全与稳定状态判断。

Description

基于BIM的越江隧道工程施工模拟系统
技术领域
本发明属于电子信息技术领域，涉及一种越江隧道施工管理系统，尤其涉及一种基于BIM的越江隧道工程施工模拟系统。
背景技术
市政工程项目都由策划、实施、运维等多个阶段构成，各参与方众多，且项目的建设及运维时间较长，在这个过程中所产生的信息量无疑是非常巨大的。研究表明，在传统的工作模式和现有的技术水平下，工程项目在不同阶段的执行过程中，项目信息的不连续或是丢失是造成生产效率低下的重要原因之一。因此，大量的项目信息如何有效利用并在各参与者中有效沟通传递就成为了项目管理所面临的重要挑战。另一方面，传统的CAD施工图纸复杂且繁多，可视化程度很低，给建筑方案的确定、设计交底、现场施工等各个环节的管理和沟通带来困难，同时也给项目的建设运维带来许多不可预见的因素。
BIM(建筑信息模型)作为一种新型的主要应用于工程建设领域的重要计算机应用技术，具备了解决上述传统问题的全部要素。使用数字建模软件，能够对施工过程进行可视化模拟，提升施工效率和科学把控，给施工企业带来极大的价值。根据文献调查，尚且没有将BIM技术引入越江隧道施工过程中。
有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的越江隧道施工动态模拟系统，以克服现有施工管理方式的上述缺陷。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于BIM的越江隧道工程施工模拟系统，可有效监控施工过程，提高施工效率，实现对越江隧道施工的生命周期管理。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种基于BIM的越江隧道工程施工模拟系统，所系统包括：
-WEB客户端，装载有BIM模型系统、进度跟踪系统和安全跟踪系统；所述WEB客户端通过进度数据采集、导入外部监测系统的实时监测数据，通过BIM模型系统实现三维仿真、可视化的施工进度数据、安全数据的动态跟踪、管理；
-WEB服务端，包括中心数据库，并装载有BIM模型系统、进度分析系统和安全分析系统；所述WEB服务端连接所述WEB客户端，用以接收从WEB客户端将施工过程中的进度及安全数据，并存储于所述中心数据库中；后台服务器还将设定数据通过网络传输到WEB客户端，进行基于BIM模型系统的监控和分析；所述施工模拟分析系统包括进度统计模块、进度分析模块、进度模拟模块、可视监测模块、可视化预警模块；现场人员通过WEB客户端现场采集录入数据，自动导入实时监测数据，以网络方式传送至中心数据库供BIM模型系统进行分析，并可生成相应电子报表；WEB服务端上的施工模拟分析系统还能对上传的电子报表进行统一浏览和管理；
所述BIM模型系统支持越江隧道施工，根据实际施工情况，通过BIM模型并进行可视化进度、安全监控分析；所述BIM模型系统调用该隧道实际施工对象所对应的BIM模型，并绑定相应的施工基本信息，将施工过程中记录的各项数据源与BIM模型相关联，通过实时的数据同步操作，能够通过BIM模型系统实现对越江隧道施工进程进行参数化的施工仿真模拟；所述BIM模型系统通过施工对象和WEB客户端配合操作，WEB客户端将信息以网络方式传输到WEB服务端，BIM模型系统对施工状态、安全状态进行可视化描述，并配合曲线分析作为辅助。
一种基于BIM的越江隧道工程施工模拟系统，其特征在于，所述系统包括：
所述BIM模型系统支持越江隧道施工，通过进度跟踪系统和安全跟踪系统获得施工数据，BIM模型系统调用该隧道实际施工对象所对应的BIM模型，并绑定相应的施工基本信息，将施工过程中记录的各项数据源与BIM模型相关联，通过实时的数据同步操作，能够通过BIM模型系统实现对越江隧道施工进程进行参数化的施工仿真模拟。
作为本发明的一种优选方案，所述系统还包括WEB服务端，该WEB服务端包括中心数据库，并装载有BIM模型系统、施工模拟分析系统。
作为本发明的一种优选方案，所述系统还包括WEB客户端，该WEB客户端装载有BIM模型系统、进度跟踪系统、安全跟踪系统；
所述WEB客户端通过进度跟踪系统、安全跟踪系统实时获取施工过程数据，并通过与BIM模型系统交互，实现三维仿真、可视化的施工进度数据综合显示、管理；
所述WEB服务端连接所述WEB客户端，用以接收从WEB客户端将施工过程中的多维数据，并存储于所述中心数据库中；WEB服务端还将通过施工模拟分析系统，对客户端传来的施工工程数据动态分析，对进度与安全状态评估，通过网络传输到WEB客户端，进行基于BIM模型系统进行三维可视化的控制。
作为本发明的一种优选方案，所述BIM模型系统支持越江隧道施工可视化进度、质量监控；
所述前WEB客户端和WEB服务端支持越江隧道施工进度和安全检测数据的动态采集，管理相应的信息数据，通过BIM模型系统集成化、可视化监控和仿真模拟分析施工进程数据。
作为本发明的一种优选方案，所述系统还包括进度跟踪系统涵盖进度采集模块、进度导出模块、WBS配置模块；安全跟踪系统涵盖监测采集模块、监测导出模块、监测配置模块；施工模拟分析系统包括进度统计模块、进度分析模块、进度模拟模块、可视监测模块、可视化预警模块；现场人员通过WEB客户端现场采集录入数据，自动导入实时监测数据，以网络方式传送至中心数据库供BIM模型系统进行分析，并可生成相应电子报表；WEB服务端上的施工模拟分析系统还能对上传的电子报表进行统一浏览和管理。
作为本发明的一种优选方案，所述BIM模型系统支持越江隧道施工，通过进度跟踪系统和安全跟踪系统获得施工数据，BIM模型系统调用该隧道实际施工对象所对应的BIM模型，并绑定相应的施工基本信息，将施工过程中记录的各项数据源与BIM模型相关联，通过实时的数据同步操作，能够通过BIM模型系统实现对越江隧道施工进程进行参数化的施工仿真模拟。
作为本发明的一种优选方案，所述BIM模型系统通过WEB客户端的进度跟踪系统、安全跟踪系统配合，对施工过程数据进行可视化展示；WEB客户端将信息以网络方式传输到WEB服务端，BIM模型系统通过利用施工模拟分析系统对施工过程数据的动态分析对施工情况进行可视化的模拟与预警，并将结果反馈作为辅助。
一种基于BIM的越江隧道施工模拟方法，所述施工模拟方法包括：
进度跟踪系统同步采集数据；
安全跟踪系统同步采集数据；
BIM模型系统调用该隧道实际施工对象所对应的BIM模型，并绑定相应的施工基本信息，将施工过程中记录的各项数据源与BIM模型相关联，通过实时的数据同步操作，能够通过BIM模型系统实现对越江隧道施工进程进行参数化的施工仿真模拟。
作为本发明的一种优选方案，所述方法具体还包括：
通过WEB客户端进度跟踪系统、安全跟踪系统实时获取施工过程数据，通过BIM模型系统实现三维仿真、可视化的数据管理；
WEB服务端接收从WEB客户端获得施工过程中的数据，并存储于所述中心数据库中；施工模拟分析系统动态进行数据分析与仿真模拟，WEB服务端将模拟分析结构通过网络传输到WEB服务端，进行基于BIM模型系统的监控和分析。
作为本发明的一种优选方案，所述方法具体包括如下步骤：
步骤S0、在WEB客户端上打开软件系统界面，产生操作流程；
步骤S1、启动进度跟踪系统，实时采集施工进度数据；
步骤S2、启动安全跟踪系统，实时采集施工监测数据；
步骤S3、利用WEB客户端采集的施工过程数据与BIM模型系统相结合，形成基于BIM的三维可视化展示；
步骤S4、将施工过程数据上传至所述中心数据库；
步骤S5、WEB服务端将中心数据库的数据与BIM模型系统相结合，利用施工模拟分析系统，根据工程进度要求，安全标准在模型中进行仿真分析，进一步验证施工的合理性；
步骤S6、将模拟分析结果反馈给WEB客户端，结合BIM模型系统进行可视化展示；
本发明提出的基于BIM的越江隧道施工模拟系统及方法，有益效果在于：
(1)本发明以一种基于BIM的仿真模拟的手段对越江隧道施工过程进行仿真模拟、监控、分析，能够直观、形象了解施工进程和质量，辅助进行科学、有效的施工管理；
(2)通过本发明系统实现施工检查的无纸化、网络化、可视化操作，极大增加了施工人员的工作效率；
(3)本发明系统只要对施工过程的数据动态采集，根据工程的施工要求柔性配置，动态进行施工模拟分析，增加了系统的可移植性和可重用性。
附图说明
图1为本发明越江隧道施工模拟系统的组成示意图。
图2为本发明越江隧道施工模拟方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。
实施例一
请参阅图1，本发明揭示了一种基于BIM的越江隧道施工模拟系统，所述施工管理系统包括：一个或多个WEB客户端1、WEB服务端5。
WEB客户端1、WEB服务端5均装载有BIM模型系统2，WEB客户端还包括进度跟踪系统3、安全跟踪系统4，WEB服务端还包括施工模拟分析系统6、中心数据库7。所前述WEB客户端通过进度跟踪系统3、安全跟踪系统4实时获取施工过程数据，并通过与BIM模型系统2交互，实现三维仿真、可视化的施工进度数据综合显示、管理。
所述WEB服务端连接所述WEB客户端，用以接收从WEB客户端将施工过程中的多维数据，并存储于所述中心数据库7中；WEB服务端还将通过施工模拟分析系统，6对客户端传来的施工工程数据动态分析，对进度与安全状态评估，通过网络传输到WEB客户端，进行基于BIM模型系统2进行三维可视化的控制。
BIM模型系统2调用该隧道实际施工对象所对应的BIM模型，并绑定相应的施工基本信息，将施工过程中记录的各项数据源与BIM模型相关联，通过实时的数据同步操作，能够通过BIM模型系统实现对越江隧道施工进程进行参数化的施工仿真模拟；所述BIM模型系统2通过WEB客户端的进度跟踪系统3、安全跟踪系统4配合，对施工过程数据进行可视化展示；WEB客户端将信息以网络方式传输到WEB服务端，BIM模型系统通过利用施工模拟分析系统对施工过程数据的动态分析对施工情况进行可视化的模拟与预警，并将结果反馈作为辅助。
进度跟踪系统3包括进度采集模块、进度导出模块、WBS配置模块；安全跟踪系统4涵盖监测采集模块、监测导出模块、监测配置模块；
施工模拟分析系统6包括进度统计模块、进度分析模块、进度模拟模块、可视监测模块、可视化预警模块；现场人员通过WEB客户端现场采集录入数据，自动导入实时监测数据，以网络方式传送至中心数据库供BIM模型系统进行分析，并可生成相应电子报表；WEB服务端上的施工模拟分析系统还能对上传的电子报表进行统一浏览和管理。
本实例中，WEB客户端1、WEB服务端5采用Windows操作系统，之间通过无线局域网ISO/IEC8802.11协议实现数据的传输。
以上介绍了本发明基于BIM的越江隧道施工模拟系统，本发明在揭示上述系统的同时，还揭示一种基于BIM的越江隧道施工模拟方法，所述施工模拟方法包括：
步骤一、进度信息采集；
步骤二、安全信息采集；
步骤三、施工信息与BIM模型关联；
步骤四、数据传输至中心数据库；
步骤五、WEB服务端接收从WEB客户端端将施工过程中的数据，并存储于所述中心数据库中；WEB服务端将通过施工模拟分析系统，对WEB客户端传来的施工工程数据动态分析，对进度与安全状态评估，通过网络传输到WEB客户端，进行基于BIM模型系统进行三维可视化的模拟与控制。
具体地，请参阅图2，所述施工模拟方法具体包括如下步骤：
【步骤S0】在WEB客户端上打开软件系统界面，产生操作流程；
【步骤S1】启动进度跟踪系统，实时采集施工进度数据；
【步骤S2】启动安全跟踪系统，实时采集施工监测数据；
【步骤S3】利用WEB客户端采集的施工过程数据与BIM模型系统相结合，形成基于BIM的三维可视化展示；
【步骤S4】将施工过程数据上传至所述中心数据库；
【步骤S5】WEB服务端将中心数据库的数据与BIM模型系统相结合，利用施工模拟分析系统，根据工程进度要求，安全标准在模型中进行仿真分析，进一步验证施工的合理性；
【步骤S6】将模拟分析结果反馈给WEB客户端，结合BIM模型系统进行可视化展示；
综上所述，本发明提出的基于BIM的越江隧道施工模拟系统及方法，以一种基于BIM的仿真模拟的手段对越江隧道施工过程进行仿真模拟、监控、分析，能够直观、形象了解施工进程和质量，辅助进行科学、有效的施工管理。通过本发明系统实现施工模拟的无纸化、网络化、可视化操作，极大增加了施工人员的工作效率；本发明系统只要对工程进度要求和安全要求进行柔性设置，增加了系统的可移植性和可重用性。
这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims (8)

1.一种基于BIM的越江隧道工程施工模拟系统，其特征在于，所述方法包括：
-WEB客户端，装载有BIM模型系统、进度跟踪系统和安全跟踪系统；所述WEB客户端通过进度数据采集、导入外部监测系统的实时监测数据，通过BIM模型系统实现三维仿真、可视化的施工进度数据、安全数据的动态跟踪、管理；
-WEB服务端，包括中心数据库，并装载有BIM模型系统、进度分析系统和安全分析系统；所述WEB服务端连接所述WEB客户端，用以接收从WEB客户端将施工过程中的进度及安全数据，并存储于所述中心数据库中；后台服务器还将设定数据通过网络传输到WEB客户端，进行基于BIM模型系统的监控和分析；所述施工模拟分析系统包括进度统计模块、进度分析模块、进度模拟模块、可视监测模块、可视化预警模块；现场人员通过WEB客户端现场采集录入数据，自动导入实时监测数据，以网络方式传送至中心数据库供BIM模型系统进行分析，并可生成相应电子报表；WEB服务端上的施工模拟分析系统还能对上传的电子报表进行统一浏览和管理；
所述BIM模型系统支持越江隧道施工，根据实际施工情况，通过BIM模型并进行可视化进度、安全监控分析；所述BIM模型系统调用该隧道实际施工对象所对应的BIM模型，并绑定相应的施工基本信息，将施工过程中记录的各项数据源与BIM模型相关联，通过实时的数据同步操作，能够通过BIM模型系统实现对越江隧道施工进程进行参数化的施工仿真模拟；所述BIM模型系统通过施工对象和WEB客户端配合操作，WEB客户端将信息以网络方式传输到WEB服务端，BIM模型系统对施工状态、安全状态进行可视化描述，并配合曲线分析作为辅助。
2.一种基于BIM的越江隧道工程施工模拟系统，其特征在于，所述施工管理系统包括：
BIM模型系统，用以根据获取的施工对象信息，调用该隧道所对应的BIM模型，并绑定相应的施工基本信息，将施工过程中记录的各项数据源与BIM模型相关联，通过实时的数据同步操作到WEB服务端，能够通过BIM模型系统实现对越江隧道施工进程进行参数化的仿真模拟。
3.根据权利要求2所述的基于BIM的越江隧道工程施工模拟系统，其特征在于：
所述方法还包括WEB服务端，该WEB服务端包括中心数据库、施工模拟分析系统，并装载有BIM模型系统。
4.根据权利要求3所述的基于BIM的越江隧道工程施工模拟系统，其特征在于：
所述系统还包括WEB客户端，该客户端装载有BIM模型系统、进度跟踪系统、安全跟踪系统；
所述WEB客户端通过进度跟踪系统、安全跟踪系统实时获取施工过程数据，并通过与BIM模型系统交互，实现三维仿真、可视化的施工进度数据综合显示、管理；
所述WEB服务端连接所述WEB客户端，用以接收从WEB客户端将施工过程中的多维数据，并存储于所述中心数据库中；WEB服务端还将通过施工模拟分析系统，对客户端传来的施工工程数据动态分析，对进度与安全状态评估，通过网络传输到WEB客户端，进行基于BIM模型系统进行三维可视化的控制。
5.根据权利要求4所述的基于BIM的越江隧道工程施工模拟系统，其特征在于：
所述BIM模型系统支持越江隧道施工可视化进度、安全监控；
所述前WEB客户端和WEB服务端支持越江隧道施工进度和安全检测数据的动态采集，管理相应的信息数据，通过BIM模型系统集成化、可视化监控和仿真模拟分析施工进程数据。
6.根据权利要求4所述的基于BIM的越江隧道工程施工模拟系统，其特征在于：
所述系统还包括进度跟踪系统涵盖进度采集模块、进度导出模块、WBS配置模块；安全跟踪系统涵盖监测采集模块、监测导出模块、监测配置模块；施工模拟分析系统包括进度统计模块、进度分析模块、进度模拟模块、可视监测模块、可视化预警模块；现场人员通过WEB客户端现场采集录入数据，自动导入实时监测数据，以网络方式传送至中心数据库供BIM模型系统进行分析，并可生成相应电子报表；WEB服务端上的施工模拟分析系统还能对上传的电子报表进行统一浏览和管理。
7.根据权利要求2至5之一所述的基于BIM的越江隧道工程施工模拟系统，其特征在于：
所述BIM模型系统支持越江隧道施工，通过进度跟踪系统和安全跟踪系统获得施工数据，BIM模型系统调用该隧道实际施工对象所对应的BIM模型，并绑定相应的施工基本信息，将施工过程中记录的各项数据源与BIM模型相关联，通过实时的数据同步操作，能够通过BIM模型系统实现对越江隧道施工进程进行参数化的施工仿真模拟。
8.根据权利要求2至5之一所述的基于BIM的越江隧道工程施工模拟系统，其特征在于：
所述BIM模型系统通过WEB客户端的进度跟踪系统、安全跟踪系统配合，对施工过程数据进行可视化展示；WEB客户端将信息以网络方式传输到WEB服务端，BIM模型系统通过利用施工模拟分析系统对施工过程数据的动态分析对施工情况进行可视化的模拟与预警，并将结果反馈作为辅助。
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