CN108363880A - 一种应用于建筑施工、运营、维护综合管理的d-bim方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种应用于建筑施工、运营和维护管理的D‑BIM方法：（1）根据建筑施工方案，进行BIM实体建模，在BIM的基础上进行二次开发，形成D‑BIM动态监测系统；（2）利用D‑BIM动态监测系统，集成基于D‑BIM的动态监测方法、基于D‑BIM的精度控制与安全预警方法、基于D‑BIM的自控方法和D‑BIM总控平台；（3）建立建筑动态监测空间、力学、耐久性特征、以及设备运行状况的建筑施工动态监测数据库；（4）建立结构力学、耐久性时变有限元模型，分析施工过程和后期运营、维护阶段结构的力学、耐久性特征；（5）通过D‑BIM总控平台，采集施工和运营阶段各种设备的运行状况并且进行控制。本发明能够及时进行施工过程精度控制和安全预警，降低安全隐患，提高了施工效率。
Description
技术领域
本发明涉及土木工程信息化管理和自动控制等领域的BIM方法，尤其涉及应用于建筑施工、运营和维护综合管理的动态D-BIM方法。
背景技术
BIM是土木工程、水利工程等行业设计、施工和维护信息化管理不可缺少的平台。例如，设计单位建立BIM模型，便于业主直观了解建筑物的主要特征，发现设计中的缺陷，以便及时修正；施工单位借助BIM建模，可以在技术标中直观地显示、分析施工的重点、难点对于结构相对简单的建筑物，还可以通过BIM模型直接计算工程量；对于复杂的结构，可以通过BIM模型及时分解施工环节，实现各分项工程有序施工，同时对施工班组交底时更为形象、直观；通过碰撞检查提前发现机电综合管线设计的缺陷，以便在施工前及时进行调整，提高施工效率，降低浪费，是目前BIM技术在施工管理中最为常见的应用。
但是建筑施工中，结构的空间、物理、化学过程无一不具备时变特征，而现有的BIM模型，是静态VR（虚拟现实）和管理数据库的结合，无法体现建筑工程的时变特征。因此，需要一种能够实时反映建筑动态进程管理，并且能够应用于全寿命周期维护的方法。
本项发明D-BIM方法可应用于建筑施工过程中的控制和运营、维护管理。
发明内容
针对建筑施工过程和运营、维护阶段的力学、耐久性、空间特征以及各种设备的运行、控制进行数字化管理，本发明公开了一种应用于建筑施工、运营和维护综合管理的D-BIM方法。
为了达到上述目的，本发明所采取的方案如下：
（1）根据建筑施工方案，进行BIM实体建模，在BIM的基础上进行二次开发，形成D-BIM动态监测系统；
（2）利用D-BIM动态监测系统，集成基于D-BIM的动态监测方法、基于D-BIM的精度控制与安全预警方法、基于D-BIM的自控方法和D-BIM总控平台，对建筑施工和运营、维护管理期间的相关数据进行动态捕捉；
（3）通过BIM二次开发，建立建筑动态监测的数据库；
（4）D-BIM总控平台传输数据，建立结构力学、耐久性时变有限元模型，通过D-BIM动态监测系统和映射机制，将建筑监测数据与BIM模型相统一，可实时动态化描述施工过程的空间、力学、耐久性特征，实现D-BIM反映建筑物时变力学、耐久性和空间特征的功能，分析施工过程和后期运营、维护阶段结构的力学、耐久性特征，指导后期维护；
（5）通过D-BIM总控平台，采集施工和运营阶段各种设备的运行状况并且进行控制，对各种自动、半自动施工设备有过程控制功能。
本发明进一步改进在于：时变有限元模型的时变过程包含了建筑施工、材料管控、结构耐久性维护、设备维修与控制。
本发明进一步改进在于：步骤（3）中，通过BIM二次开发，建立一套实时传输、处理监测数据的可执行程序，自动生成建筑物的动态空间数据库。
本发明进一步改进在于：基于D-BIM的动态监测，包含了对现浇结构、预制装配式结构、钢结构、机电安装、装饰装潢、智能化设备的监测。
本发明进一步改进在于：步骤（2）中，对建筑施工和运营、维护管理期间的相关数据进行动态捕捉，是通过结合现代测绘技术、卫星定位技术、电子技术、计算机技术，建立D-BIM总控平台进行数据交换，然后动态建模实现的。
本发明进一步改进在于：通过利用D-BIM动态监测系统中基于D-BIM的动态监测方法，可实时地采集、捕捉施工、运营、维护各个阶段的力学、耐久性特征和空间特征，并建立动态数据库。
本发明进一步改进在于：通过利用D-BIM动态监测系统中基于D-BIM的精度控制和安全预警方法，可对结构施工、运营和维护期间的空间、力学、耐久性特征进行分析、模拟、预测。
本发明进一步改进在于：通过利用所述D-BIM动态监测系统中基于D-BIM的自控方法，可对施工设备和楼宇运营设备进行实时监督和控制。
本发明进一步改进在于：D-BIM动态监测系统中D-BIM总控平台上可开发相应的应用接口，如基坑监测接口、施工管理接口、一体化施工平台接口、楼宇智能化系统接口、建材供应管控系统接口。
本发明进一步改进在于：步骤（2）中，建筑动态监测空间特征监测采用集成北斗卫星定位系统的定位设备、全站仪、光电测距仪，力学、耐久性监测采用相应监测仪器。
本发明进一步改进在于：D-BIM动态监测系统，可应用于施工、运营、维护阶段的施工管理、材料管控、结构耐久性维护、设备维修与控制。
本发明进一步改进在于： D-BIM总控平台上可开发相应的Interface应用接口，如基坑监测接口、施工管理接口、一体化施工平台接口、楼宇智能化系统接口、建材供应管控系统接口，可供不同应用进行二次开发。
本发明进一步改进在于：基于D-BIM的自控方法，可对施工设备和和楼宇运营设备进行实时监测和自动化控制。
有益效果：
1、通过利用D-BIM动态监测系统中基于D-BIM的精度控制和安全预警方法，可对结构施工、运营和维护期间的空间、力学、耐久性特征进行分析、模拟、预测，对施工过程进行精度控制和安全预警，降低安全隐患，根据施工过程精度控制和安全预警的数据，可指导施工人员操作生产设备，避免发生事故；
2、D-BIM总控平台传输数据，建立结构力学、耐久性时变有限元模型，通过D-BIM动态监测系统和映射机制，将建筑监测数据与BIM模型相统一，可实时动态化描述施工过程的空间、力学、耐久性特征，实现D-BIM反映建筑物时变力学、耐久性和空间特征的功能，分析施工过程和后期运营、维护阶段结构的力学、耐久性特征，指导后期维护，对建筑施工、运营和维护有精度控制和安全预警作用；
3、基于D-BIM的动态监测方法、基于D-BIM的精度控制与安全预警方法，以及基于D-BIM的自控方法，这三大体系支撑了D-BIM方法应用于建筑施工过程控制和运营、维护管理，是BIM的进一步升级和创新，能反映全寿命周期内建筑物的时变过程，是施工自动化的理论基础和关键技术支撑；
4、基于D-BIM的建筑施工过程控制和运营、维护管理，可利用D-BIM平台将现场复杂的动态系统通过空间数据进行表达，实现建筑数字化和建筑业数字化；
5、通过监测数据和模型数据对比分析，及时进行施工过程精度控制和安全预警，降低安全隐患，减少施工事故，同时优化施工管理时序，提高施工效率。
具体实施方式
通过下面的实施例子可以详细的解释本发明，公开本发明范围内的一切技术改进。但是，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，不是全部实施例。
本发明所采取的方案如下：
（1）根据建筑施工方案，进行BIM实体建模，在BIM的基础上进行二次开发，形成D-BIM动态监测系统；
（2）利用D-BIM动态监测系统，集成基于D-BIM的动态监测方法、基于D-BIM的精度控制与安全预警方法、基于D-BIM的自控方法和D-BIM总控平台，对建筑施工和运营、维护管理期间的相关数据进行动态捕捉；
（3）通过BIM二次开发，建立建筑动态监测的数据库；
（4）D-BIM总控平台传输数据，建立结构力学、耐久性时变有限元模型，通过D-BIM动态监测系统和映射机制，将建筑监测数据与BIM模型相统一，可实时动态化描述施工过程的空间、力学、耐久性特征，实现D-BIM反映建筑物时变力学、耐久性和空间特征的功能，分析施工过程和后期运营、维护阶段结构的力学、耐久性特征，指导后期维护，对建筑施工、运营和维护有精度控制和安全预警作用；
（5）通过D-BIM总控平台，采集施工和运营阶段各种设备的运行状况并且进行控制，对各种自动、半自动施工设备有过程控制功能。
进一步地，时变有限元模型的时变过程包含了建筑施工、材料管控、结构耐久性维护、设备维修与控制。
进一步地，步骤（3）中，通过BIM二次开发，建立一套实时传输、处理监测数据的可执行程序，自动生成建筑物的动态空间数据库。
进一步地，基于D-BIM的动态监测，包含了对现浇结构、预制装配式结构、钢结构、机电安装、装饰装潢、智能化设备的监测。
进一步地，步骤（2）中，对建筑施工和运营、维护管理期间的相关数据进行动态捕捉，是通过结合现代测绘技术、卫星定位技术、电子技术、计算机技术，建立D-BIM总控平台进行数据交换，然后动态建模实现的。
进一步地，通过利用所述D-BIM动态监测系统中基于D-BIM的动态监测方法，可实时地采集、捕捉施工、运营、维护各个阶段的力学、耐久性特征和空间特征，并建立动态数据库。
本发明进一步改进在于：通过利用D-BIM动态监测系统中基于D-BIM的精度控制和安全预警方法，可对结构施工、运营和维护期间的空间、力学、耐久性特征进行分析、模拟、预测，对施工过程进行精度控制和安全预警，降低安全隐患，根据施工过程精度控制和安全预警的数据，可指导施工人员操作生产设备，避免发生事故。
进一步地，通过利用所述D-BIM动态监测系统中基于D-BIM的自控方法，可对施工设备和楼宇运营设备进行实时监督和控制。
进一步地，D-BIM动态监测系统中D-BIM总控平台上可开发相应的应用接口，如基坑监测接口、施工管理接口、一体化施工平台接口、楼宇智能化系统接口、建材供应管控系统接口。
进一步地，步骤（2）中，空间特征监测采用集成北斗卫星定位系统的定位设备、全站仪、光电测距仪，力学、耐久性监测采用相应监测仪器。
进一步地，D-BIM动态监测系统，可应用于施工、运营、维护阶段的施工管理、材料管控、结构耐久性维护、设备维修与控制。
进一步地， D-BIM总控平台上可开发相应的Interface应用接口，如基坑监测接口、施工管理接口、一体化施工平台接口、楼宇智能化系统接口、建材供应管控系统接口，可供不同应用进行二次开发。
进一步地，基于D-BIM的动态监测方法、基于D-BIM的精度控制与安全预警方法，以及基于D-BIM的自控方法，这三大体系支撑了D-BIM方法应用于建筑施工过程控制和运营、维护管理，是BIM的进一步升级和创新，能反映全寿命周期内建筑物的时变过程，是施工自动化的理论基础和关键技术支撑。
进一步地，基于D-BIM的自控方法，可对施工设备和和楼宇运营设备进行实时监测和自动化控制。
针对我司液压爬架提升和维护过程的动态监测，提出一种应用于建筑施工过程控制和运营、维护管理的D-BIM技术。不仅可以对爬架结构本身进行监测，而且可以协助操作人员对爬架的液压提升设备进行控制，防止发生安全事故。
实施例1：
① 施工方根据施工图，制定施工方案，并根据现场情况建立爬架BIM模型，在BIM的基础上进行二次开发，形成D-BIM动态监测系统；
② 通过BIM二次开发，建立爬架施工的各种空间、力学特征的D-BIM数据交换中心（数据库）；
③ 利用现场布置的空间监测系统，对爬架施工期间的时变空间特征进行监测，并实时将所测数据传送至数据库；
④D-BIM总控平台传输数据，建立有限元分析模型，分析爬架施工过程和维护期间中的受力特征，对爬架的提升过程进行精度控制和安全预警。
⑤ 通过D-BIM总控平台，采集施工和运营阶段各种设备的运行状况并且进行控制，根据过程控制的情况，D-BIM可通过平台提示工人进行爬架操作。
针对我司楼宇智能化维护过程的动态监测，提出一种应用于建筑施工过程控制和运营、维护管理的D-BIM技术。可以对楼宇和电气设备进行监测，防止发生安全事故。
实施例2：
根据楼宇结构和电气设备布置图，建立BIM模型，在BIM的基础上进行二次开发，建立楼宇设备智能化监测系统；
② 建立楼宇设备智能化D-BIM监测系统，集成基于楼宇设备智能化D-BIM的动态监测方法、基于楼宇设备智能化D-BIM的精度控制与安全预警方法、基于楼宇设备智能化D-BIM的自控方法和楼宇设备智能化总控平台，对楼宇电气设备运行状况监测；
③ 通过BIM二次开发，建立建筑动态监测的数据库；
④ 楼宇设备智能化D-BIM总控平台传输数据，通过映射机制，将楼宇设备智能化监测系统和BIM模型相衔接；
⑤ 通过楼宇设备智能化D-BIM的总控平台，采集施工和运营阶段各种设备的运行状况并且进行控制，可实时了解楼宇设备运行状况，楼宇设备若出现故障可自动报警。
上述具体实施方式，仅为说明本发明的技术构思和结构特征，目的在于让熟悉此项技术的相关人士能够据以实施，但以上内容并不限制本发明的保护范围，凡是依据本发明的精神实质所作的任何等效变化或修饰，均应落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种应用于建筑施工、运营和维护综合管理的D-BIM方法，其特征在于：
（1）根据建筑施工方案，进行BIM实体建模，在BIM的基础上进行二次开发，形成D-BIM动态监测系统；
（2）利用D-BIM动态监测系统，集成基于D-BIM的动态监测方法、基于D-BIM的精度控制与安全预警方法、基于D-BIM的自控方法和D-BIM总控平台，对建筑施工和运营、维护管理期间的相关数据进行动态捕捉；
（3）通过BIM二次开发，建立建筑动态监测空间、力学、耐久性特征、以及设备运行状况的建筑施工动态监测数据库；
（4）D-BIM总控平台传输数据，建立结构力学、耐久性时变有限元模型，分析施工过程和后期运营、维护阶段结构的力学、耐久性特征，指导后期维护；
（5）通过D-BIM总控平台，采集施工和运营阶段各种设备的运行状况并且进行控制。
2.根据权利要求书1所述的一种应用于建筑施工、运营和维护综合管理的D-BIM方法，其特征在于：
时变有限元模型的时变过程包含了建筑施工、材料管控、结构耐久性维护、设备维修与控制。
3.根据权利要求书1所述的一种应用于建筑施工、运营和维护综合管理的D-BIM方法，其特征在于：
步骤（3）中，通过BIM二次开发，建立一套实时传输、处理监测数据的可执行程序，自动生成建筑物的动态空间数据库。
4.根据权利要求书1所述的一种应用于建筑施工、运营和维护综合管理的D-BIM方法，其特征在于：
所述D-BIM的动态监测包含了对现浇结构、预制装配式结构、钢结构、机电安装、装饰装潢、智能化设备的监测。
5.根据权利要求书1所述的一种应用于建筑施工、运营和维护综合管理的D-BIM方法，其特征在于：
所述步骤（2）中，对建筑施工和运营、维护管理期间的相关数据进行动态捕捉，是通过结合现代测绘技术、卫星定位技术、电子技术、计算机技术，建立D-BIM总控平台进行数据交换，然后动态建模实现的。
6.根据权利要求书1或3所述的一种应用于建筑施工、运营和维护综合管理的D-BIM方法，其特征在于：
通过利用所述D-BIM动态监测系统中基于D-BIM的动态监测方法，实时地采集、捕捉施工、运营、维护各个阶段的力学、耐久性特征和空间特征，并建立动态数据库。
7.根据权利要求书1所述的一种应用于建筑施工、运营和维护综合管理的D-BIM方法，其特征在于：
通过利用所述D-BIM动态监测系统中基于D-BIM的精度控制和安全预警方法，对结构施工、运营和维护期间的空间、力学、耐久性特征进行分析、模拟、预测。
8.根据权利要求书1所述的一种应用于建筑施工、运营和维护综合管理的D-BIM方法，其特征在于：
通过利用所述D-BIM动态监测系统中基于D-BIM的自控方法，对施工设备和楼宇运营设备进行实时监督和控制。
9.根据权利要求书4所述的一种应用于建筑施工、运营和维护综合管理的D-BIM方法，其特征在于：
所述D-BIM动态监测系统中D-BIM总控平台上可开发相应的应用接口，如基坑监测接口、施工管理接口、一体化施工平台接口、楼宇智能化系统接口、建材供应管控系统接口。
10.根据权利要求书1所述的一种应用于建筑施工、运营和维护综合管理的D-BIM方法，其特征在于：
所述步骤（2）中，建筑动态监测空间的特征监测采用集成北斗卫星定位系统的定位设备、全站仪、光电测距仪。
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