CN109214040A - 一种基于bim的装配式施工实时监控系统和方法 - Google Patents

一种基于bim的装配式施工实时监控系统和方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于BIM的装配式实时监控系统和方法，所述系统包括若干个传感器，仓储模块、现场管理模块、BIM模块、现场监控模块、构件管理模块和VR模块。本发明可以通过现场管理模块获取传感器得到建筑构件的安装状态，BIM模块会将建筑构件的安装状态更新到BIM模型中；仓储模块可以记录建筑构件的入库和出库信息，BIM模块可以根据仓储模块的库存信息向构件管理模块发送下单请求；现场监控模块能够对现场施工进度和成本进行监控，用户可以通过VR模型浏览施工现场，本发明能够对整个建筑项目实施全程监控，使得投资方、住户和第三方监管这能够利用该系统对建筑项目进行全面的把控。本发明可以广泛应用于建筑信息建模领域。

Description

一种基于BIM的装配式施工实时监控系统和方法
技术领域
本发明涉及建筑信息建模领域，尤其是一种基于BIM的装配式实施施工监控系统和方法。
背景技术
当前，伴随社会经济发展而来的环境问题日益突出。传统建筑业因其资源浪费率高、污染重而饱受诟病，与此同时，装配式建筑由于其施工污染少、施工速度快、资源利用率高等优点越来越受到全社会的关注。装配式建筑具有设计系统化、构件生产工厂化、安装专业化等特点，这些特点使装配式建筑与传统现浇式建筑在设计、预制构件生产以及施工过程中都有显著的差别。近年来，我国建筑行业正在逐步推广BIM相关技术和方法，对于装配式建筑而言，BIM相关的技术平台和工具可以有效地提高装配式建筑设计、生产及施工的效率，促进装配式建筑这一新型建筑形式更好更快地推广。
当前市场上出现BIM技术多应用在多专业模型的碰撞检查上，但是随着技术的发展，以及更加人性化、智能化的应用要求，现有的BIM技术系统已不能满足项目投资方与现场管理人员的需求。
总的来说，现有的BIM系统在具体表现方面，尚存在诸多方面的缺陷。其中，主要的问题是不能对整个项目全过程进行监控。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于：提供一种能够对项目全过程进行监控的基于BIM的装配式施工实时监控系统和方法。
本发明所采取的第一种技术方案是：
一种基于BIM的装配式施工实时监控系统，包括：
若干个传感器，用于在建筑构件安装时发送配对信息；所述传感器安装在建筑构件中，所述传感器存储有建筑构件的编码信息；
仓储模块，用于记录建筑构件入库和出库的信息，并向BIM模块实时反馈仓储数据；
现场管理模块，用于根据施工现场建筑构件的传感器发送的配对信息，得到建筑构件的安装状态，并实时地向BIM模块反馈建筑构件的安装状态；
BIM模块，用于存储BIM模型；根据仓储模块实时反馈的仓储数据，向构件管理模块发送下单请求；根据施工现场管理模型实时反馈的建筑构件的安装状态，更新BIM模型信息；
现场监控模块，用于根据BIM模块中的BIM模型信息，按照设定的进度计划和成本计划对当前的施工进度和施工成本进行核算，并将核算结果反馈至现场管理模块；
构件管理模块，用于管理建筑构件的编码信息，以及根据BIM模块的下单请求向工厂发送建筑构件的生产订单；
VR模块，用于根据BIM模型的数据生成施工现场的VR模型；
所述BIM模块分别与仓储模块、现场管理模块、现场监控模块、构件管理模块和VR模块通信连接，所述现场管理模块分别与现场监控模块和传感器通信连接。
进一步，还包括云端和客户端，所述云端与VR模块连接，所述客户端与云端连接；
所述客户端用于向云端发送请求，并根据云端返回的数据展示施工现场的VR模型；
所述云端用于从VR模块获取施工现场的VR模型的数据，并根据客户端的请求，向客户端返回施工现场的VR模型的数据。
进一步，所述现场管理模块还用于根据用户的输入数据，向BIM模块发送备注信息。
进一步，所述编码信息包括建筑构件的尺寸、建筑构件的质量标准、建筑构件的安装位置和建筑构件的出厂日期。
本发明所采取的第二种技术方案是：
一种基于BIM的装配式施工实时监控方法，用于基于BIM的装配式施工实时监控系统，包括以下步骤：
BIM模块获取仓储模块实时反馈的仓储数据；
BIM模块根据仓储模块实时反馈的仓储数据，向构件管理模块发送下单请求，使构件管理模块向工厂发送建筑构件的生产订单。
进一步，还包括以下步骤：
BIM模块获取现场管理模块实时反馈的建筑构件的安装状态；
BIM模块根据现场管理模块实时反馈的建筑构件的安装状态，更新BIM模型信息；
BIM模块向现场监控模块发送BIM模型信息，使现场监控模块根据BIM模型信息按照设定的进度计划和成本计划对当前的施工进度和施工成本进行核算，并将核算结果反馈至现场管理模块。
进一步，还包括以下步骤：
BIM模块根据现场管理模块发送的备注信息，更新BIM模型的数据。
本发明所采取的第三种技术方案是：
一种基于BIM的装配式施工实时监控方法，用于基于BIM的装配式施工实时监控系统，包括以下步骤：
云端接收客户端发送的请求；
云端根据客户端发送的请求，从VR模块获取施工现场的VR模型的数据；
云端向客户端返回施工现场的VR模型的数据，使客户端向用户展示施工现场的VR模型。
本发明所采取的第四种技术方案是：
一种基于BIM的装配式施工实时监控方法，用于基于BIM的装配式施工实时监控系统，包括以下步骤：
现场管理模块获取施工现场建筑构件的传感器发送的配对信息；
现场管理模块根据施工现场建筑构件的传感器发送的配对信息，得到建筑构件的安装状态；
实时地向BIM模块反馈建筑构件的安装状态。
本发明所采取的第五种技术方案是：
一种基于BIM的装配式施工实时监控方法，用于基于BIM的装配式施工实时监控系统，包括以下步骤：
安装在第一建筑构件中的第一传感器读取安装第二建筑构件中的第二传感器的信息；
第一传感器根据读取到的信息，判断第二传感器是否为配对的传感器，若是，则向现场管理模块发送安装正确的配对信息，反之，则向现场管理模块发送安装错误的配对信息；
所述第一建筑构件和第二建筑构件为配对安装的两个建筑构件。
本发明的有益效果是：包括传感器、仓储模块、现场管理模块、BIM模块、现场监控模块、构件管理模块和VR模块，本发明可以通过现场管理模块获取传感器在建筑构件安装时发送的配对信息，以此判断现场的建筑构件的安装状态，BIM模块会将建筑构件的安装状态更新到BIM模型中，由此用户可以掌握现场的安装情况；本发明增设了仓储模块记录建筑构件的入库和出库信息，BIM模块可以根据仓储模块的库存信息向构件管理模块发送下单请求，以在仓库中的建筑构件用完之前制造下一批建筑构件；本发明增设了现场监控模块，现场监控模块可以根据BIM模型进行施工进度和施工成本的核算，并将核算结果发送给现场管理模块，使得用户可以实时监测进度和成本，并且在成本或者进度异常时提醒现场施工方；本发明增设了VR模块，使得用户可以通过VR浏览现场的三维模型；本发明能够对整个建筑项目实施全程监控，使得投资方、住户和第三方监管这能够利用该系统对建筑项目进行全面的把控。
附图说明
图1为本发明的一种基于BIM的装配式施工监控系统的模块框图；
图2为本发明的建筑构件安装时传感器位置的示意图；
图3为本发明第一种基于BIM的装配式施工监控方法的流程图；
图4为本发明第二种基于BIM的装配式施工监控方法的流程图；
图5为本发明第三种基于BIM的装配式施工监控方法的流程图；
图6为本发明第四种基于BIM的装配式施工监控方法的流程图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体的实施例对本发明进行进一步的说明。
参照图1，一种基于BIM的装配式施工实时监控系统，包括：
若干个传感器，用于在建筑构件安装时发送配对信息；所述传感器安装在建筑构件中，所述传感器存储有建筑构件的编码信息；在施工现场会有很多个建筑构件，每个建筑构件上至少安装有一个传感器，优选地，每个建筑构件的每个安装面都应该包括至少两个传感器。
仓储模块，用于记录建筑构件入库和出库的信息，并向BIM模块实时反馈仓储数据；仓储模块可以部署在仓库实地，由仓库的工作人员进行操作。每当有建材入库，工作人员可以将建筑构件的编码信息上传到系统中，出库时也做相应的记录，使得系统可以实时获取当前的库存情况。此外，在建筑构件记录入库前，应该对建筑构件进行检测，只有建筑构件合格才把建筑构件入库。
现场管理模块，用于根据施工现场建筑构件的传感器发送的配对信息，得到建筑构件的安装状态，并实时地向BIM模块反馈建筑构件的安装状态；当建筑构件安装时，需要被安装在一起的两个建筑构件在安装时，两者的传感器相互感应，如果建筑构件安装正确，一个建筑构件的传感器会读取到另外一个建筑构件相应位置的传感器信息。此时传感器可以向现场管理模块发送安装正确的匹配信息。反之，如果建筑构件安装不正确，传感器会向现场管理模块发送安装错误的匹配信息。现场管理模块，可以根据传感器发送的信息，判断建筑构件是否安装正确。如图2所示，当第一建筑构件100要与第二建筑构件200组装时，第一建筑构件100安装有传感器A1、传感器A2、传感器A3和传感器A4；第二建筑按构件200在对应位置安装有传感器B1、传感器B2、传感器B3和传感器B4。当安装时，传感器A1与传感器B1、传感器A2和传感器B2、传感器A3和传感器B3以及传感器A4和传感器B4对应安装时，现场管理模块才会确认第一建筑构件100和第二建筑构件200正确安装。此外当某个已经出库的建筑构件，在规定的时间内仍然没有正常安装，现场管理模块会将该建筑构件判定为损耗件。
BIM模块，用于存储BIM模型；根据仓储模块实时反馈的仓储数据，向构件管理模块发送下单请求；根据施工现场管理模型实时反馈的建筑构件的安装状态，更新BIM模型信息；
当仓储模块的库存较低时，BIM模块可以向构件管理模块发送下单请求，构件管理模块会根据BIM模块的请求，向工厂自动下单。从而实现对建筑构件供应链的自动管理。
现场监控模块，用于根据BIM模块中的BIM模型信息，按照设定的进度计划和成本计划对当前的施工进度和施工成本进行核算，并将核算结果反馈至现场管理模块；现场监控模块主要用于监督施工方的施工进度和施工成本。通过BIM模型发现，当前施工进度和施工成本脱离计划，用户可以通过现场监控模块向施工方发送警告和提醒。
构件管理模块，用于管理建筑构件的编码信息，以及根据BIM模块的下单请求向工厂发送建筑构件的生产订单；构件管理模块会对每个建筑构件进行编码，使每个建筑构件的编码信息是唯一的。编码信息包括以下内容：构件尺寸、构件质量标准、构件相对位置和出厂日期。通过构件管理模块来管理工厂的订单，能够有效地减少仓储成本。
VR模块，用于根据BIM模型的数据生成施工现场的VR模型；增设VR模块，使得如业主或者投资方可以通过VR模型查看现场的施工情况。
所述BIM模块分别与仓储模块、现场管理模块、现场监控模块、构件管理模块和VR模块通信连接，所述现场管理模块分别与现场监控模块和传感器通信连接。
作为优选的实施例，为了便于业主随时随地地了解现场的施工情况，还包括云端和客户端，所述云端与VR模块连接，所述客户端与云端连接；
所述客户端用于向云端发送请求，并根据云端返回的数据展示施工现场的VR模型；
所述云端用于从VR模块获取施工现场的VR模型的数据，并根据客户端的请求，向客户端返回施工现场的VR模型的数据。
作为优选的实施例，为了让现场施工方得到反馈异常情况理由的渠道，所述现场管理模块还用于根据用户的输入数据，向BIM模块发送备注信息。本实施例中的用户是指施工方的人员。
作为优选的实施例，为了便于仓库人员对建材构件进行检验，所述编码信息包括建筑构件的尺寸、建筑构件的质量标准、建筑构件的安装位置和建筑构件的出厂日期。
参照图3，一种基于BIM的装配式施工实时监控方法，用于基于BIM的装配式施工实时监控系统，包括以下步骤：
S301、BIM模块获取仓储模块实时反馈的仓储数据；
S302、BIM模块根据仓储模块实时反馈的仓储数据，向构件管理模块发送下单请求，使构件管理模块向工厂发送建筑构件的生产订单。
本实施例的可以根据仓储数据，动态地通过构件管理模块向工厂下单生产建筑构件。使得仓储成本减少。
参照图3，作为优选的实施例，还包括以下步骤：
S303、BIM模块获取现场管理模块实时反馈的建筑构件的安装状态；
S304、BIM模块根据现场管理模块实时反馈的建筑构件的安装状态，更新BIM模型信息；
S305、BIM模块向现场监控模块发送BIM模型信息，使现场监控模块根据BIM模型信息按照设定的进度计划和成本计划对当前的施工进度和施工成本进行核算，并将核算结果反馈至现场管理模块。
本实施例增设步骤S303～S305，使得BIM模型的数据可以根据现场建筑构件的安装状态实时地更新，并通过现场监控模块对现场施工进度和施工成本进行监控。
参照图3，作为优选的实施例，还包括以下步骤：
S306、BIM模块根据现场管理模块发送的备注信息，更新BIM模型的数据。
本实施例增设步骤S306，使得施工方能够获得反馈现场施工异常情况和原因的渠道，使多方的沟通更加顺畅。
参照图4，一种基于BIM的装配式施工实时监控方法，用于基于BIM的装配式施工实时监控系统，包括以下步骤：
S401、云端接收客户端发送的请求；
S402、云端根据客户端发送的请求，从VR模块获取施工现场的VR模型的数据；
S403、云端向客户端返回施工现场的VR模型的数据，使客户端向用户展示施工现场的VR模型。
通过本实施例，用户可以随时随地地通过客户端从云端获取当前施工现场的VR模型，便于业主和投资方对现场进度进行把控。
参照图5、一种基于BIM的装配式施工实时监控方法，用于基于BIM的装配式施工实时监控系统，包括以下步骤：
S501、现场管理模块获取施工现场建筑构件的传感器发送的配对信息；
S502、现场管理模块根据施工现场建筑构件的传感器发送的配对信息，得到建筑构件的安装状态；
S503、现场管理模块实时地向BIM模块反馈建筑构件的安装状态。
参照图6、一种基于BIM的装配式施工实时监控方法，用于基于BIM的装配式施工实时监控系统，包括以下步骤：
S601、安装在第一建筑构件中的第一传感器读取安装第二建筑构件中的第二传感器的信息；
S602、第一传感器根据读取到的信息，判断第二传感器是否为配对的传感器，若是，则向现场管理模块发送安装正确的配对信息，反之，则向现场管理模块发送安装错误的配对信息；
所述第一建筑构件和第二建筑构件为配对安装的两个建筑构件。
本实施例提供一种利用传感器判断建筑构件是否安装成功的方案，使得系统可以自动判断当前建筑构件的安装状态。
对于以上方法实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种基于BIM的装配式施工实时监控系统，其特征在于：包括：
若干个传感器，用于在建筑构件安装时发送配对信息；所述传感器安装在建筑构件中，所述传感器存储有建筑构件的编码信息；
仓储模块，用于记录建筑构件入库和出库的信息，并向BIM模块实时反馈仓储数据；
现场管理模块，用于根据施工现场建筑构件的传感器发送的配对信息，得到建筑构件的安装状态，并实时地向BIM模块反馈建筑构件的安装状态；
BIM模块，用于存储BIM模型；根据仓储模块实时反馈的仓储数据，向构件管理模块发送下单请求；根据施工现场管理模型实时反馈的建筑构件的安装状态，更新BIM模型信息；
现场监控模块，用于根据BIM模块中的BIM模型信息，按照设定的进度计划和成本计划对当前的施工进度和施工成本进行核算，并将核算结果反馈至现场管理模块；
构件管理模块，用于管理建筑构件的编码信息，以及根据BIM模块的下单请求向工厂发送建筑构件的生产订单；
VR模块，用于根据BIM模型的数据生成施工现场的VR模型；
所述BIM模块分别与仓储模块、现场管理模块、现场监控模块、构件管理模块和VR模块通信连接，所述现场管理模块分别与现场监控模块和传感器通信连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于BIM的装配式施工实时监控系统，其特征在于：还包括云端和客户端，所述云端与VR模块连接，所述客户端与云端连接；
所述客户端用于向云端发送请求，并根据云端返回的数据展示施工现场的VR模型；
所述云端用于从VR模块获取施工现场的VR模型的数据，并根据客户端的请求，向客户端返回施工现场的VR模型的数据。
3.根据权利要求1所述的一种基于BIM的装配式施工实时监控系统，其特征在于：所述现场管理模块还用于根据用户的输入数据，向BIM模块发送备注信息。
4.根据权利要求1所述的一种基于BIM的装配式施工实时监控系统，其特征在于：所述编码信息包括建筑构件的尺寸、建筑构件的质量标准、建筑构件的安装位置和建筑构件的出厂日期。
5.一种基于BIM的装配式施工实时监控方法，用于如权利要求1所述的监控系统，其特征在于：包括以下步骤：
BIM模块获取仓储模块实时反馈的仓储数据；
BIM模块根据仓储模块实时反馈的仓储数据，向构件管理模块发送下单请求，使构件管理模块向工厂发送建筑构件的生产订单。
6.根据权利要求5所述的一种基于BIM的装配式施工实时监控方法，其特征在于：还包括以下步骤：
BIM模块获取现场管理模块实时反馈的建筑构件的安装状态；
BIM模块根据现场管理模块实时反馈的建筑构件的安装状态，更新BIM模型信息；
BIM模块向现场监控模块发送BIM模型信息，使现场监控模块根据BIM模型信息按照设定的进度计划和成本计划对当前的施工进度和施工成本进行核算，并将核算结果反馈至现场管理模块。
7.根据权利要求5所述的一种基于BIM的装配式施工实时监控方法，其特征在于：还包括以下步骤：
BIM模块根据现场管理模块发送的备注信息，更新BIM模型的数据。
8.一种基于BIM的装配式施工实时监控方法，用于如权利要求2所述的监控系统，其特征在于：包括以下步骤：
云端接收客户端发送的请求；
云端根据客户端发送的请求，从VR模块获取施工现场的VR模型的数据；
云端向客户端返回施工现场的VR模型的数据，使客户端向用户展示施工现场的VR模型。
9.一种基于BIM的装配式施工实时监控方法，用于如权利要求1所述的监控系统，其特征在于：包括以下步骤：
现场管理模块获取施工现场建筑构件的传感器发送的配对信息；
现场管理模块根据施工现场建筑构件的传感器发送的配对信息，得到建筑构件的安装状态；
现场管理模块实时地向BIM模块反馈建筑构件的安装状态。
10.一种基于BIM的装配式施工实时监控方法，用于如权利要求1所述的监控系统，其特征在于：包括以下步骤：
安装在第一建筑构件中的第一传感器读取安装第二建筑构件中的第二传感器的信息；
第一传感器根据读取到的信息，判断第二传感器是否为配对的传感器，若是，则向现场管理模块发送安装正确的配对信息，反之，则向现场管理模块发送安装错误的配对信息；
所述第一建筑构件和第二建筑构件为配对安装的两个建筑构件。
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