CN109377065B - 一种基于三维可视化工程建设进度管理及成本控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及工程管理技术领域，尤其是一种基于三维可视化工程建设进度管理及成本控制系统，包括BIM三维模型建立模块；GIS三维地形图建立模块；真三维工程模型建立模块用于将所述BIM三维模型建立模块与所述GIS三维地形图建立模块结合生成真三维工程模型；程进度数据模块，用于工作人员对工程进度数据的输入；三维工程模型展示模块用于所述真三维工程模型的展示，并实时更新施工进度；管理平台，用于管理人员对工程进行管理；施工信息模块，工作人员获取施工过程的注意事项及施工所需的劳保用品及工具的信息。本发明能够使管理人员实时了解工程进度，以便对工程进度及成本的及时规划，而且还能对工程进度及成本的资料进行管理。
Description
技术领域
本发明涉及工程管理技术领域，尤其是一种基于三维可视化工程建设进度管理及成本控制系统。
背景技术
工程项目的施工进度管理是工程项目管理的重要环节，传统进度管理方法信息滞后、信息化程度较低等特点，制约工程进度管理水平的发展。因为大型工程具有施工难度大、周期长、作业人员多的特点，所以其在工程建设时会面临许多进度和成本方面的问题。传统方法是通过先安排工程进度，再通过进度来进行成本控制。目前可以通过建筑信息模型提高管理水平，建筑信息模型简称BIM(building information modeling),是一个完备的信息模型，能够将工程项目在全生命周期中各个不同阶段的工程信息、过程和资源集成在一个模型中，方便的被工程各参与方使用。通过三维数字技术模拟建筑物所具有的真实信息，为工程设计和施工提供相互协调、内部一致的信息模型，使该模型达到设计施工的一体化，各专业协同工作，从而降低了工程生产成本，保障工程按时按质完成。
虽然BIM技术具有信息化、可视化等特点，但是对于不同业务部门的信息相互隔离，容易产生信息孤岛，且业务数据都需要手动获取。由于实际工程当中进度计划不会一成不变，它会随着项目的进行而逐步修改完善，而项目信息和数据的不完整给项目进度的更改和成本的有效控制带来了困难。而且在每一次工程建设过程中，会产生很多有关工程进度和成本控制的数据，大多是基于纸质版留存，不易对资料的查找，而且容易损坏和丢失。
发明内容
为了解决上述问题本发明提供一种基于三维可视化工程建设进度管理及成本控制系统，能够使管理人员实时了解工程进度，以便对工程进度及成本的及时规划，而且还能对工程进度及成本的资料进行管理。
为了解决上述问题，本发明采用的技术方案为：
一种基于三维可视化工程建设进度管理及成本控制系统，包括真三维工程模型建立模块、BIM三维模型建立模块、GIS三维地形图建立模块、工程进度数据模块、三维工程模型展示模块、管理平台、施工信息模块及数据库服务器，
所述BIM三维模型建立模块用于通过软件对工程的BIM三维模型进行建立，并将BIM三维模型划分为多个工程构件，所述工程构件与实际工程部位相对应并能够进行构件名、材料、所属位置、工程量、造价的信息录入；
所述GIS三维地形图建立模块用于将现场地形数据通过Smart3D软件，进行空三加密计算生成点云数据，通过点云数据制作工程场地的实际地形图；
所述真三维工程模型建立模块用于将所述BIM三维模型建立模块的数据与所述GIS三维地形图建立模块的数据结合，并生成真三维工程模型；
所述程进度数据模块用于通过在工作人员终端对工程进度数据的输入；
所述三维工程模型展示模块用于所述真三维工程模型的展示，并将所述程进度数据模块与所述真三维工程模型建立模块进行关联，实时更新所述真三维工程模型上的施工进度信息；
所述管理平台用于通过管理人员终端根据所述三维工程模型展示模块所提供的信息对工程进行管理，并包括进度制定模块及成本控制模块，所述进度制定模块用于工程进度的制定和根据所述三维工程模型展示模块信息对工程进度的调整，所述成本控制模块用于根据所述三维工程模型展示模块信息对人员、物料及设备的安排；
所述施工信息模块用于根据所述管理平台获取施工构件的位置及施工构件的施工项目通过机器学习算法获取施工过程的注意事项及施工所需的劳保用品及工具的信息，将其信息传递到所述工作人员终端；
所述数据库服务器用于所述管理平台和所述三维工程模型展示模块数据的存储及发送。
进一步地，还包括监督模块，所述监督模块包括视频采集子模块及识别比较子模块，所述视频采集子模块用于拍摄出发前的施工人员劳保用品佩戴信息及施工工具信息；所述识别比较子模块用于提取所述视频采集子模块的特征图像，将所述视频采集子模块的特征图像与所述施工信息模块的信息作比较，并将比较结果反馈到所述管理人员终端；
进一步地，所述GIS三维地形图建立模块通过无人机航拍技术获得现场地形数据。
进一步地，所述真三维工程模型建立模块通过将所述GIS三维地形图建立模块的地形信息导入Lumion软件中与所述BIM三维模型建立模块的三维模型相结合，生成真三维工程模型。
进一步地，还包括图表生成模块，所述图表生成模块用于根据所述数据库服务器中工程进度和成本的信息分析生成图表。
进一步地，所述真三维工程模型建立模块通过接收所述数据库服务器中进度定制和成本控制的数据，显示在真三维模型中每一所述工程构件中，工作人员通过所述工作人员终端在所述真三维工程模型建立模块获取计划进度信息。
进一步地，管理人员通过所述管理人员终端接收所述数据库服务器中进度定制和成本控制的历史信息。
进一步地，采用本系统的进度管理及成本控制包括下述步骤，
S1.根据实际工程在所述BIM三维模型建立模块建立BIM三维模型，将BIM三维模型根据实际工程部位划分为多个工程构件，并对所述工程构件进行构件名、材料、所属位置、工程量、造价的信息录入；
S2.通过无人机航拍技术获得现场地形数据，在所述GIS三维地形图建立模块中，将现场地形数据通过Smart3D软件，进行空三加密计算生成点云数据，通过点云数据制作工程场地的实际地形图；
S3.将的地形信息导入Lumion软件中与所述BIM三维模型建立模块的三维模型相结合，并生成真三维工程模型；
S4.管理人员在所述管理人员终端点击所述三维工程模型展示模块的所述工程构件，通过所述进度制定模块对该所述工程构件进行制定工程进度和通过所述成本控制模块对该所述工程构件安排建设人员、物料及设备；
S5.工作人员在所述工作人员终端点击所述三维工程模型展示模块的所述工程构件，工作人员根据管理人员在所述工程构件制定的计划进度信息和成本控制信息进行工作，并通过所述工作人员终端将工程进度数据上传到所述三维工程模型展示模块的对应所述工程构件中；
S6.工作人员根据所述施工信息模块提供的信息进行劳保用品的穿戴及工具的准备，工作人员将劳保用品穿戴完毕及工具准备完毕后经过所述视频采集子模块拍摄，所述识别比较子模块将所述视频采集子模块的特征图像与所述施工信息模块的信息作比较，当所述识别比较子模块不匹配时，所述识别比较子模块提示劳保用品穿戴不符合要求的信息和工具缺少或错误的信息，并提示重新对不匹配的地方进行拍摄；
S7.所述识别比较子模块的比较结果反馈到所述管理人员终端，管理人员能够对施工人员进行监督，并了解施工人员容易出现疏忽的地方；
S8.管理人员点击所述三维工程模型展示模块的所述工程构件获取该所述工构件的进度情况，并且根据实际情况通过所述进度制定模块对该所述工程构件工程进度进行调整和通过所述成本控制模块对该所述工程构件所需的人员、物料及设备进行调整。
本发明的有益效果是：
1.工作人员能够通过工作人员终端将工程进度的实时情况在三维工程模型展示模块上更新，管理人员通过工作人员终端在三维工程模型展示模块获得实时工程进度的信息，并能够根据实时工程进度信息调整工程进度及成本控制。而工作人员又能够通过工作人员终端获取在三维工程模型展示模块获得计划的工程进度信息。实现了而达到模型进度与现场施工进度一致，而且提高了信息的互通性和及时性，增加了信息交流的效率。
2.BIM三维模型建立模块将BIM三维模型划分为多个工程构件，工程构件与实际工程部位相对应并能够进行构件名、材料、所属位置、工程量、造价的信息录入，使得工程构件按模块进行分解，每个构件都有自己的标签，方便0#台账的统计。GIS三维地形图建立模块通过无人机航拍技术获得现场地形数据，并将场地形数据通过Smart3D软件进行空三加密计算生成点云数据，通过点云数据制作工程场地的实际地形图。真三维工程模型建立模块将上述两者相结合为工作人员及管理人员提供可视化的信息，便于信息的获取，实现WBS与BIM模型相互映射。
3.管理人员通过管理人员终端接收数据库服务器中进度定制和成本控制的历史信息，使得管理人员为提供下次施工进度安排或者作预算时提供数据的支持。图表生成模块能够根据进度制定模块及成本控制模块的信息分析生成图表，通过图表便于管理人员获得实际工程进度与计划工程进度之间的差别，提高下次的施工进度安排或者作预算的准确性及合理性。
4.施工信息模块根据管理平台获取施工构件的位置及施工构件的施工项目通过机器学习算法获取施工过程的注意事项及施工所需的劳保用品及工具的信息，将其信息传递到工作人员终端，保证了施工人员在施工过程中的安全，而且能够避免因缺少工具而导致工程的进度的拖延。视频采集子模块对施工人员的穿戴及工具准备情况进行采集，识别比较子模块采用提取特征的方法与视频采集子模块的信息进行比较，实现有效地监督施工人员施工前的准备工作。识别比较子模块将施工人员的劳保用品穿戴情况及施工工具准备情况发送至管理人员终端，能够进一步地对施工人员进行监督，便于管理人员了解施工人员容易出现疏忽的地方。
附图说明
图1是本发明一较佳实施方式的基于三维可视化工程建设进度管理及成本控制系统的结构框图。
图中，1-真三维工程模块建立模块，11-BIM三维模型建立模块，12-GIS三维模型建立模块，2-工程进度数据模块，21-工作人员终端，3-三维工程模型展示模块，4-管理平台，41-进度定制模块，42-成本控制模块，5-施工信息模块，51-监督模块，511-视频采集子模块，512-识别比较子模块，6-数据库服务器，7-管理人员终端。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
一种基于三维可视化工程建设进度管理及成本控制系统，其特征在于，包括真三维工程模型建立模块1、BIM三维模型建立模块11、GIS三维地形图建立模块12、工程进度数据模2、三维工程模型展示模块3、管理平台4、施工信息模块5、数据库服务器6及图表生成模块43。
BIM三维模型建立模块11用于通过软件对工程的BIM三维模型进行建立，并将BIM三维模型划分为多个工程构件，工程构件与实际工程部位相对应并能够进行构件名、材料、所属位置、工程量、造价的信息录入。在本实施例中，BIM三维模型建立模块11通过Revit或者CATIA软件建立工程的BIM三维模型。
GIS三维地形图建立模块12用于将现场地形数据通过Smart3D软件，进行空三加密计算生成点云数据，通过点云数据制作工程场地的实际地形图。在本实施例中，GIS三维地形图建立模块12通过无人机航拍技术获得现场地形数据。
真三维工程模型建立模块1用于将BIM三维模型建立模块11的数据与GIS三维地形图建立模块12的数据结合，并生成真三维工程模型。在本实施例中，真三维工程模型建立模块1通过将GIS三维地形图建立模块12的地形信息导入Lumion软件中与BIM三维模型建立模块11的三维模型相结合，生成真三维工程模型。
BIM三维模型建立模块11将BIM三维模型划分为多个工程构件，工程构件与实际工程部位相对应并能够进行构件名、材料、所属位置、工程量、造价的信息录入；GIS三维地形图建立模块12通过无人机航拍技术获得现场地形数据，并将场地形数据通过Smart3D软件进行空三加密计算生成点云数据，通过点云数据制作工程场地的实际地形图。真三维工程模型建立模块1将上述两者相结合为工作人员及管理人员提供可视化的信息，便于信息的获取。
程进度数据模块2用于通过在工作人员终端21对工程进度数据的输入。
三维工程模型展示模块3用于真三维工程模型的展示，并将程进度数据模块2与真三维工程模型建立模块1进行关联，实时更新真三维工程模型上的施工进度信息。
管理平台4用于通过管理人员终端7根据三维工程模型展示模块3所提供的信息对工程进行管理，并包括进度制定模块41及成本控制模块42，进度制定模块41用于工程进度的制定和根据三维工程模型展示模块3信息对工程进度的调整，成本控制模块42用于根据三维工程模型展示模块3信息对人员、物料及设备的安排。
真三维工程模型建立模块1通过接收数据库服务器6中工程进度和成本的数据，显示在真三维模型中每一工程构件中，工作人员通过工作人员终端21在真三维工程模型建立模块1获取计划进度信息，便于工作人随时能够获知工程进度要求的改变，从而根据最新的工程进度要求进行施工。
在本实施例中，工作人员能够通过工作人员终端21将工程进度的实时情况在三维工程模型展示模块3上更新，管理人员通过工作人员终端7在三维工程模型展示模块3获得实时工程进度的信息，并能够根据实时工程进度信息调整工程进度及成本控制。而工作人员又能够通过工作人员终端21获取在三维工程模型展示模块3获得计划的工程进度信息。实现了而达到模型进度与现场施工进度一致，而且提高了信息的互通性和及时性，增加了信息交流的效率。
管理人员通过管理人员终端7接收数据库服务器6中进度定制和成本控制的历史信息。使得管理人员为提供下次施工进度安排或者作预算时提供数据的支持。
施工信息模块5用于根据管理平台4获取施工构件的位置及施工构件的施工项目通过机器学习算法获取施工过程的注意事项及施工所需的劳保用品及工具的信息，将其信息传递到工作人员终端21。
还包括监督模块51，监督模块51包括视频采集子模块511及识别比较子模块512，视频采集子模块511用于拍摄出发前的施工人员劳保用品佩戴信息及施工工具信息；识别比较子模块512用于提取视频采集子模块511的特征图像，将视频采集子模块511的特征图像与施工信息模块5的信息作比较，并将比较结果反馈到管理人员终端7。
施工信息模块5根据管理平台4获取施工构件的位置及施工构件的施工项目通过机器学习算法获取施工过程的注意事项及施工所需的劳保用品及工具的信息，将其信息传递到工作人员终端21，保证了施工人员在施工过程中的安全，而且能够避免因缺少工具而导致工程的进度的拖延。视频采集子模块511对施工人员的穿戴及工具准备情况进行采集，识别比较子模块512采用提取特征的方法与视频采集子模块511的信息进行比较，实现有效地监督施工人员施工前的准备工作。识别比较子模块512将施工人员的劳保用品穿戴情况及施工工具准备情况发送至管理人员终端7，能够进一步地对施工人员进行监督，便于管理人员了解施工人员容易出现疏忽的地方。
数据库服务器6用于管理平台4和三维工程模型展示模块3数据的存储及发送。
图表生成模块43用于根据数据库服务器6中进度定制和成本控制的信息分析生成图表。图通过图表便于管理人员获得实际工程进度与计划工程进度之间的差别，提高下次的施工进度安排或者作预算的准确性及合理性。
采用本系统的进度管理及成本控制包括下述步骤，
S1.根据实际工程在BIM三维模型建立模块11建立BIM三维模型，将BIM三维模型根据实际工程部位划分为多个工程构件，并对工程构件进行构件名、材料、所属位置、工程量、造价的信息录入；
S2.通过无人机航拍技术获得现场地形数据，在GIS三维地形图建立模块12中，将现场地形数据通过Smart3D软件，进行空三加密计算生成点云数据，通过点云数据制作工程场地的实际地形图；
S3.将的地形信息导入Lumion软件中与BIM三维模型建立模块11的三维模型相结合，并生成真三维工程模型；
S4.管理人员在管理人员终端7点击三维工程模型展示模块3的工程构件，通过进度制定模块41对该工程构件进行制定工程进度和通过成本控制模块42对该工程构件安排建设人员、物料及设备；
S5.工作人员在工作人员终端21点击三维工程模型展示模块3的工程构件，工作人员根据管理人员在工程构件制定的计划进度信息和成本控制信息进行工作，并通过工作人员终端21将工程进度数据上传到三维工程模型展示模块3的对应工程构件中；
S6.工作人员根据施工信息模块5提供的信息进行劳保用品的穿戴及工具的准备，工作人员将劳保用品穿戴完毕及工具准备完毕后经过视频采集子模块511拍摄，识别比较子模块512将视频采集子模块511的特征图像与施工信息模块5的信息作比较，当识别比较子模块512不匹配时，识别比较子模块512提示劳保用品穿戴不符合要求的信息和工具缺少或错误的信息，并提示重新对不匹配的地方进行拍摄；
S7.识别比较子模块512的比较结果反馈到管理人员终端7，管理人员能够对施工人员进行监督，并了解施工人员容易出现疏忽的地方；
S8.管理人员点击三维工程模型展示模块3的工程构件获取该工构件的进度情况，并且根据实际情况通过进度制定模块41对该工程构件工程进度进行调整和通过成本控制模块42对该工程构件所需的人员、物料及设备进行调整。
在进行某一任务施工时，当其进行到某一阶段时，该阶段的人员数量和器械数量系统会根据工作人员能够在工作人员终端21填写的数据自动统计整个任务的人员和器械，上述信息通过三维工程模型展示模块3展示在三维模型上，为接下来的施工中合理安排人员和器械提供依据。管理人员通过管理人员终端7根据三维工程模型展示模块3所展示的信息进行工程进度的调整和成本的控制。数据库服务器6将接收的调整后的工程进度和成本控制反馈到三维工程模型展示模块3，工作人员根据最新的计划进行施工。
Claims (6)
1.一种基于三维可视化工程建设进度管理及成本控制系统，其特征在于，包括真三维工程模型建立模块(1)、BIM三维模型建立模块(11)、GIS三维地形图建立模块(12)、工程进度数据模块(2)、三维工程模型展示模块(3)、管理平台(4)、施工信息模块(5)及数据库服务器(6)，
所述BIM三维模型建立模块(11)用于通过软件对工程的BIM三维模型进行建立，并将BIM三维模型划分为多个工程构件，所述工程构件与实际工程部位相对应并能够进行构件名、材料、所属位置、工程量、造价的信息录入；
所述GIS三维地形图建立模块(12)用于将现场地形数据通过Smart3D软件，进行空三加密计算生成点云数据，通过点云数据制作工程场地的实际地形图；
所述真三维工程模型建立模块(1)用于将所述BIM三维模型建立模块(11)的数据与所述GIS三维地形图建立模块(12)的数据结合，并生成真三维工程模型；
所述程进度数据模块(2)用于通过在工作人员终端(21)对工程进度数据的输入；
所述三维工程模型展示模块(3)用于所述真三维工程模型的展示，并将所述程进度数据模块(2)与所述真三维工程模型建立模块(1)进行关联，实时更新所述真三维工程模型上的施工进度信息；
所述管理平台(4)用于通过管理人员终端(7)根据所述三维工程模型展示模块(3)所提供的信息对工程进行管理，并包括进度制定模块(41)及成本控制模块(42)，所述进度制定模块(41)用于工程进度的制定和根据所述三维工程模型展示模块(3)信息对工程进度的调整，所述成本控制模块(42)用于根据所述三维工程模型展示模块(3)信息对人员、物料及设备的安排；
所述施工信息模块(5)用于根据所述管理平台(4)获取施工构件的位置及施工构件的施工项目通过机器学习算法获取施工过程的注意事项及施工所需的劳保用品及工具的信息，将其信息传递到所述工作人员终端(21)；
所述数据库服务器(6)用于所述管理平台(4)和所述三维工程模型展示模块(3)数据的存储及发送；
还包括监督模块(51)，所述监督模块(51)包括视频采集子模块(511)及识别比较子模块(512)，所述视频采集子模块(511)用于拍摄出发前的施工人员劳保用品佩戴信息及施工工具信息；所述识别比较子模块(512)用于提取所述视频采集子模块(511)的特征图像，将所述视频采集子模块(511)的特征图像与所述施工信息模块(5)的信息作比较，并将比较结果反馈到所述管理人员终端(7)；
采用本系统的进度管理及成本控制包括下述步骤，
S1.根据实际工程在所述BIM三维模型建立模块(11)建立BIM三维模型，将BIM三维模型根据实际工程部位划分为多个工程构件，并对所述工程构件进行构件名、材料、所属位置、工程量、造价的信息录入；
S2.通过无人机航拍技术获得现场地形数据，在所述GIS三维地形图建立模块(12)中，将现场地形数据通过Smart3D软件，进行空三加密计算生成点云数据，通过点云数据制作工程场地的实际地形图；
S3.将地形信息导入Lumion软件中与所述BIM三维模型建立模块(11)的三维模型相结合，并生成真三维工程模型；
S4.管理人员在所述管理人员终端(7)点击所述三维工程模型展示模块(3)的所述工程构件，通过所述进度制定模块(41)对该所述工程构件进行制定工程进度和通过所述成本控制模块(42)对该所述工程构件安排建设人员、物料及设备；
S5.工作人员在所述工作人员终端(21)点击所述三维工程模型展示模块(3)的所述工程构件，工作人员根据管理人员在所述工程构件制定的计划进度信息和成本控制信息进行工作，并通过所述工作人员终端(21)将工程进度数据上传到所述三维工程模型展示模块(3)的对应所述工程构件中；
S6.工作人员根据所述施工信息模块(5)提供的信息进行劳保用品的穿戴及工具的准备，工作人员将劳保用品穿戴完毕及工具准备完毕后经过所述视频采集子模块(511)拍摄，所述识别比较子模块(512)将所述视频采集子模块(511)的特征图像与所述施工信息模块(5)的信息作比较，当所述识别比较子模块(512)不匹配时，所述识别比较子模块(512)提示劳保用品穿戴不符合要求的信息和工具缺少或错误的信息，并提示重新对不匹配的地方进行拍摄；
S7.所述识别比较子模块(512)的比较结果反馈到所述管理人员终端(7)，管理人员能够对施工人员进行监督，并了解施工人员容易出现疏忽的地方；
S8.管理人员点击所述三维工程模型展示模块(3)的所述工程构件获取该所述工程 构件的进度情况，并且根据实际情况通过所述进度制定模块(41)对该所述工程构件工程进度进行调整和通过所述成本控制模块(42)对该所述工程构件所需的人员、物料及设备进行调整。
2.根据权利要求1所述的一种基于三维可视化工程建设进度管理及成本控制系统，其特征在于：所述GIS三维地形图建立模块(12)通过无人机航拍技术获得现场地形数据。
3.根据权利要求1所述的一种基于三维可视化工程建设进度管理及成本控制系统，其特征在于：所述真三维工程模型建立模块(1)通过将所述GIS三维地形图建立模块(12)的地形信息导入Lumion软件中与所述BIM三维模型建立模块(11)的三维模型相结合，生成真三维工程模型。
4.根据权利要求1所述的一种基于三维可视化工程建设进度管理及成本控制系统，其特征在于：还包括图表生成模块(43)，所述图表生成模块(43)用于根据所述数据库服务器(6)中进度定制和成本控制的信息分析生成图表。
5.根据权利要求1所述的一种基于三维可视化工程建设进度管理及成本控制系统，其特征在于：所述真三维工程模型建立模块(1)通过接收所述数据库服务器(6)中工程进度和成本的数据，显示在真三维模型中每一所述工程构件中，工作人员通过所述工作人员终端(21)在所述真三维工程模型建立模块(1)获取计划进度信息。
6.根据权利要求1所述的一种基于三维可视化工程建设进度管理及成本控制系统，其特征在于：管理人员通过所述管理人员终端(7)接收所述数据库服务器(6)中进度定制和成本控制的历史信息。
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