CN109870987A - 适用于大型厂房现场施工的物联网平台管理方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及适用于大型厂房现场施工的物联网平台管理方法，包括以下步骤：步骤一：构建电子洁净厂房的原始BIM模型,通过WebGL技术在网页端或移动端对原始BIM模型进行轻量化处理，获取轻量化BIM模型；步骤二：获得施工现场的影响建造进程的监控信息，将监控信息导入集成BIM轻量化模型的物联网云平台后进行集中展现，并对数据信息进行处理后与预期值对比分析，作出信息反馈，以辅助施工过程的可视化和智能化管理，控制施工现场的联动装置。本发明提出的适用于大型厂房现场施工的物联网平台管理方法对电子洁净厂房施工现场的人、机、料、法、环等进行全方位、自动化的监测，获取影像、数据信息并进行处理和预警。

Description

适用于大型厂房现场施工的物联网平台管理方法及其系统

技术领域

本发明涉及建筑信息管理技术，更具体地说，涉及适用于大型厂房现场施工的物联网平台管理方法及其系统。

背景技术

与一般工程项目相比，大规模电子洁净厂房项目具有建设规模大、施工工期紧、资源需求大、交叉作业多、人员流动频繁、安全监管难度大、大型设备隐患多、施工质量要求高等问题。仅凭人力难以全天候实时监测施工现场，在处理数据信息时也难以高效完成，因此，传统管理方式存在信息不直观、沟通不顺畅、管理漏洞多、预警不及时等问题，亟待采用信息化的手段提高工作效率，提升管理水平，实现大规模电子洁净厂房项目现场的智能化、自动化管理。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种适用于大型厂房现场施工的物联网平台管理方法及其系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造适用于大型厂房现场施工的物联网平台管理方法，包括以下步骤：

步骤一：构建电子洁净厂房的原始BIM模型,通过WebGL技术在网页端或移动端对原始BIM模型进行轻量化处理，获取轻量化BIM模型；

步骤二：获得施工现场的影响建造进程的监控信息，将监控信息导入集成BIM轻量化模型的物联网云平台后进行集中展现，并对数据信息进行处理后与预期值对比分析，作出信息反馈，以辅助施工过程的可视化和智能化管理，控制施工现场的联动装置。

获得施工现场的影响建造进程的监控数据信息，对监控数据信息进行处理后与预期值对比分析，作出信息反馈，以辅助施工过程的智能化管理，控制施工现场的联动装置，其具体包括以下步骤：

数据采集步骤：利用安装于电子洁净厂房施工现场的数据采集装置获得现场的人员、设备、车辆、作业环境的影像及数据信息；

对比分析步骤：将获取的电子洁净厂房实际监测到的影像及数据信息与预期指标值进行对比分析，输出分析结果并进行预警，在平台搭建初期，根据国家及地方法律法规、标准规范、设计与工期要求等在物联网云平台内设置预设值，包括：人群密度系数限值、剧烈晃动幅值、工期计划节点、计划人员数目、内部车辆信息、扬尘限值、噪音限值、烟雾浓度限值、塔吊吊重限值、电梯运载限值等。平台使用阶段，将实际监测值导入物联网云平台，通过计算机自动比对监测值和预设值，对于实际监测值超过限值/幅值、晚于工期节点、大于计划人员数、非内部车辆等情况，平台将进行预警及现场装置联动；

联动管理步骤：根据分析结果，控制电子洁净厂房施工现场的联动装置的启停。

将获取的电子洁净厂房实际监测到的影像及数据信息与预期指标值进行对比分析，输出分析结果并进行预警，其具体为，将获取的电子洁净厂房实际监测到的影像及数据信息导入集成BIM轻量化模型的物联网云平台后进行集中展现，判断实际监测到的影像及数据信息是否达到预期指标值，如果达到，则输出分析结果，如果未达标，则输出分析结果的同时进行预警提示。

适用于大型厂房现场施工的物联网平台管理系统，包括BIM轻量化模型构建模块和数据分析管理模块，其中，

所述BIM轻量化模型构建模块，用于构建电子洁净厂房的原始BIM模型,通过WebGL技术在网页端或移动端对原始BIM模型进行轻量化处理，获取轻量化BIM模型；

所述数据分析管理模块，用于利用数据采集装置获得施工现场的影响建造进程的监控信息，将监控信息导入集成BIM轻量化模型的物联网云平台后进行集中展现，并对数据信息进行处理后与预期值对比分析，作出信息反馈，控制施工现场的联动装置，以辅助施工过程的可视化和智能化管理，控制施工现场的联动装置。

所述数据分析管理模块包括采集数据模块、对比分析模块和联动管理模块，其中，

所述采集数据模块，用于获得现场的人员、设备、车辆、作业环境的影像及数据信息；

所述对比分析模块，用于对获取的电子洁净厂房实际监测到的影像及数据信息与预期指标值进行对比分析，输出分析结果并进行预警，，预警提示方式包括现场报警装置鸣响报警、物联网云平台大屏幕消息弹窗与铃声报警、手机终端APP消息弹窗与铃声提醒；

联动管理模块，用于根据分析结果，控制电子洁净厂房施工现场的联动装置的启停。

所述对比分析模块包括项目概况模块、全景监控模块、进度管理模块、质量管理模块、安全管理模块、劳务管理模块、设备管理模块、绿色施工模块，其中，

所述项目概况模块，用于集中展示项目的进度、质量、安全、劳务模块的管理数据，涵盖了项目的总体情况，对项目的各项数据一览无余，通过模型轻量化集成BIM模型，据此进行施工模拟全方位地展现现场各区域的施工进度情况；

所述全景监控模块，用于对工地进行远程全方位、多视角的视频监控，对监控画面进行智能分析，对人群聚集、剧烈晃动情况进行远程报警，帮助管理人员即时了解工地现场施工的实时情况，发现隐患即时消除；

所述进度管理模块，用于实现对项目进度的实时监控，完成节点及里程碑计划的执行情况与预警分析，通过BIM模型实时展现进度计划与实际执行的对比分析；

所述质量管理模块，用于总体把控现场的质量管理，实现现场质量管理的可视化管理，完成现场质量问题的统计分析，并重点展示相关管理数据；

所述安全管理模块，用于搜集现场管理人员上传的安全隐患整改数据，逐步建立隐患问题数据库，定期统计安全隐患数量、待整改回复的隐患数量、待复查的隐患数量、隐患整改完成率以及重大危险源数量信息；

所述劳务管理模块，用于通过门禁系统对进出人员进行统计分析，并对现场人员分布、各单位人数、各工种人数、进出人员信息、主要出入口监控视频进行展示，帮助现场管理人员实时获取现场人员信息数据，实现自动化的人员管理；

所述设备管理模块，用于对项目施工设备进行全方位实时监控，重点关注现场塔吊、车辆、标养室设备，引入吊重传、风速、温度、湿度传感器，对设备的运行数据进行全方面的采集，并结合全景监控系统对设备运行进行可视化监控，确保设备运行的安全性、稳定性，实现智能化的设备管理；

所述绿色施工模块，用于实现现场环境智能检测、环境数据的自动统计分析以及现场水电用量的自动监控，与扬尘监控系统实现联动，当环境指标超过限制时自动启动喷淋系统，对现场扬尘进行有效控制，实现了智能高效的现场环境管理。

所述数据采集装置包括安装于电子洁净厂房施工现场的智能烟感装置、人脸识别装置、车辆识别装置、塔吊吊次分析装置、可视化监控装置、扬尘噪音监测仪。

所述联动装置包括VR显示器、门禁装置、喷淋装置。

本发明的另一目的在于提供一种适用于大型厂房现场施工的物联网平台管理的程序，运行于终端，所述一种适用于大型厂房现场施工的物联网平台管理程序实现上述的适用于大型厂房现场施工的物联网平台管理的方法。

本发明的另一目的在于提供一种终端，所述终端搭载实现上述适用于大型厂房现场施工的物联网平台管理方法的处理器。

本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如上述的适用于大型厂房现场施工的物联网平台管理方法。

有益效果

实施本发明的适用于大型厂房现场施工的物联网平台管理方法以及系统，具有以下有益效果：能获取并集中展现大规模电子洁净厂房施工现场的实际情况，建立实时预警机制，全面实现对项目进度、质量、安全、劳务、材料、绿色施工、工程资料等内容的智能化管控及服务，实现电子洁净厂房建造过程的智能化；

将获取的影像、监测数据、分析结果、预警信息在同一物联网云平台集中展现，实现电子洁净厂房施工现场整体情况的可视化和智能化管理。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明适用于大型厂房现场施工的物联网平台管理方法的步骤流程图；

图2是本发明适用于大型厂房现场施工的物联网平台管理系统的结构示意图；

图3是本发明适用于大型厂房现场施工的物联网平台管理系统的原理示意图；

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

具体地，参照图1，本优选实施例中，一种适用于大型厂房现场施工的物联网平台管理方法，包括以下步骤：

步骤S01：构建电子洁净厂房的原始BIM模型,通过WebGL技术在网页端或移动端对原始BIM模型进行轻量化处理，获取轻量化BIM模型；

步骤S02：获得施工现场的影响建造进程的监控信息，将监控信息导入集成BIM轻量化模型的物联网云平台后进行集中展现，并对数据信息进行处理后与预期值对比分析，作出信息反馈，以辅助施工过程的可视化和智能化管理，控制施工现场的联动装置。

具体地，获得施工现场的影响建造进程的监控数据信息，对监控数据信息进行处理后与预期值对比分析，作出信息反馈，以辅助施工过程的智能化管理，控制施工现场的联动装置，其具体包括以下步骤：

数据采集步骤：利用安装于电子洁净厂房施工现场的数据采集装置获得现场的人员、设备、车辆、作业环境的影像及数据信息；

对比分析步骤：将获取的电子洁净厂房实际监测到的影像及数据信息与预期指标值进行对比分析，输出分析结果并进行预警，在平台搭建初期，根据国家及地方法律法规、标准规范、设计与工期要求等在物联网云平台内设置预设值，包括：人群密度系数限值、剧烈晃动幅值、工期计划节点、计划人员数目、内部车辆信息、扬尘限值、噪音限值、烟雾浓度限值、塔吊吊重限值、电梯运载限值等。平台使用阶段，将实际监测值导入物联网云平台，通过计算机自动比对监测值和预设值，对于实际监测值超过限值/幅值、晚于工期节点、大于计划人员数、非内部车辆等情况，平台将进行预警及现场装置联动；

联动管理步骤：根据分析结果，控制电子洁净厂房施工现场的联动装置的启停。

将获取的电子洁净厂房实际监测到的影像及数据信息与预期指标值进行对比分析，输出分析结果并进行预警，其具体为，将获取的电子洁净厂房实际监测到的影像及数据信息导入集成BIM轻量化模型的物联网云平台后进行集中展现，判断实际监测到的影像及数据信息是否达到预期指标值，如果达到，则输出分析结果，如果未达标，则输出分析结果的同时进行预警提示。本发明进一步提出的适用于大型电子洁净厂房现场施工的物联网平台管理系统。

如图2和图3所示，本优选实施例中，适用于大型厂房现场施工的物联网平台管理系统，包括BIM轻量化模型构建模块和数据分析管理模块，其中，

BIM轻量化模型构建模块，用于构建电子洁净厂房的原始BIM模型,通过WebGL技术在网页端或移动端对原始BIM模型进行轻量化处理，获取轻量化BIM模型；

数据分析管理模块，用于利用数据采集装置获得施工现场的影响建造进程的监控信息，将监控信息导入集成BIM轻量化模型的物联网云平台后进行集中展现，并对数据信息进行处理后与预期值对比分析，作出信息反馈，控制施工现场的联动装置，以辅助施工过程的可视化和智能化管理，控制施工现场的联动装置。

数据分析管理模块包括采集数据模块、对比分析模块和联动管理模块，其中，

采集数据模块，用于获得现场的人员、设备、车辆、作业环境的影像及数据信息；

对比分析模块，用于对获取的电子洁净厂房实际监测到的影像及数据信息与预期指标值进行对比分析，输出分析结果并进行预警；

联动管理模块，用于根据分析结果，控制电子洁净厂房施工现场的联动装置的启停。

对比分析模块包括项目概况模块、全景监控模块、进度管理模块、质量管理模块、安全管理模块、劳务管理模块、设备管理模块、绿色施工模块，其中，

项目概况模块，用于集中展示项目的进度、质量、安全、劳务模块的管理数据，涵盖了项目的总体情况，对项目的各项数据一览无余，通过模型轻量化集成BIM模型，据此进行施工模拟全方位地展现现场各区域的施工进度情况；主页面主要包括工程概况、实时监测概况、进度概况、质量概况及安全概况等内容。

全景监控模块，用于对工地进行远程全方位、多视角的视频监控，对监控画面进行智能分析，对人群聚集、剧烈晃动情况进行远程报警，帮助管理人员即时了解工地现场施工的实时情况，发现隐患即时消除；在建筑工地各出入口、施工塔吊、加工场、项目指挥中心、工人宿舍、停车场、围墙等位置布置枪型摄像头，在施工塔吊上布设球型高清视频监摄像头，通过手机端、电脑端随时随地远程监控建筑工地现场各区域的详细状况，跟踪生产进度，检查工人的工作状态。支持高清晰数字视频及图片即时获取，实时监控现场，提前发现安全隐患及时处理，从而最大限度的确保工人的安全，减轻灾难带来的损失，

进度管理模块，用于实现对项目进度的实时监控，完成节点及里程碑计划的执行情况与预警分析，通过BIM模型实时展现进度计划与实际执行的对比分析；主页面主要包括进度对比曲线、现场情况监控、现场进度周报、进度情况分析及预警等内容。

质量管理模块，用于总体把控现场的质量管理，实现现场质量管理的可视化管理，完成现场质量问题的统计分析，并重点展示相关管理数据；主页面主要包括现场质量监控、质量问题统计、质量问题分析以及质量管理周报。

安全管理模块，用于搜集现场管理人员上传的安全隐患整改数据，逐步建立隐患问题数据库，定期(近一个月)统计安全隐患数量、待整改回复的隐患数量、待复查的隐患数量、隐患整改完成率以及重大危险源数量信息；

劳务管理模块，用于通过门禁系统对进出人员进行统计分析，并对现场人员分布、各单位人数、各工种人数、进出人员信息、主要出入口监控视频进行展示，帮助现场管理人员实时获取现场人员信息数据，实现自动化的人员管理；

设备管理模块，用于对项目施工设备进行全方位实时监控，重点关注现场塔吊、车辆、标养室设备，引入吊重传、风速、温度、湿度传感器，对设备的运行数据进行全方面的采集，并结合全景监控系统对设备运行进行可视化监控，确保设备运行的安全性、稳定性，实现智能化的设备管理；平台主页面包括设备现场监控、设备信息概览、问题故障警告、设备详细数据管理等部分组成。

绿色施工模块，用于实现现场环境智能检测、环境数据的自动统计分析以及现场水电用量的自动监控，与扬尘监控系统实现联动，当环境指标超过限制时自动启动喷淋系统，对现场扬尘进行有效控制，实现了智能高效的现场环境管理。

数据采集装置包括安装于电子洁净厂房施工现场的智能烟感装置，用于当出现火情时感应生成的烟雾，及时进行声光报警，并将报警信息自动推送至管理人员APP，提高火灾的反应能力，有效预防火情扩大，保护施工人员及工地财产安全；人脸识别装置，用于并与项目门禁联动，通过“一卡通+人脸识别”双识别方式，记录劳务人员进出施工现场时间。依托进出场记录，精确统计施工班组、个人每日出勤情况，月底形成月度考勤报表为工资结算发放提供依据，防范恶意讨薪，为解决劳资纠纷提供客观证据。通过出场记录，统计劳动力资源用工情况，为项目负责人根据实际进场人数调整制月度计划，合理调剂现场劳动力提供数据参考；车辆识别装置，用于对进入工地的车辆进行车牌识别及登记，记录车辆进场、出场时间。通过对车辆的安全监控，有效规范施工现场车辆的出入，防止外来车辆随意进入，保障工程安全和顺利实施，保护车辆及人员安全；塔吊吊次分析装置，用于作业的塔吊上安装驾驶室可视化监控设备，监控司机是否违章操作。项目塔司及项目管理人员可以通过单机C/S端，项目领导班子及公司领导可以通过平台、app端实时了解吊钩运行情况；可视化监控装置，用于对项目施工设备进行全方位实时监控，重点关注现场塔吊、车辆、标养室等设备，引入吊重传、风速、温度、湿度等传感器，对设备的运行数据进行全方面的采集，并结合全景监控系统对设备运行进行可视化监控，确保设备运行的安全性、稳定性；扬尘噪音监测仪，用于设置扬尘警戒值，与喷淋系统的控制开关联动，当监测场所达到或超过扬尘传感器设定的报警值时，扬尘传感器产生一个触发控制信号，传至控制器，控制器内的继电器控制电磁阀，自动启动喷淋系统降尘，扬尘下降到警戒值以下后自动关闭喷淋系统。

联动装置包括VR显示器，用于在VR中通过搭建不同工种安全教育场景，与视频进行联动，实现沉浸式体验，让用户更为直观的了解各个场景应用；门禁装置，用于配合人脸识别装置和车辆识别装置，有效规范施工现场车辆的出入，防止外来车辆随意进入，保障工程安全和顺利实施，保护车辆及人员安全；喷淋装置，用于降尘。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用全部或部分地以计算机程序产品的形式实现，所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输)。所述计算机可读取存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘SolidState Disk(SSD))等。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.适用于大型厂房现场施工的物联网平台管理方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：构建电子洁净厂房的原始BIM模型,通过WebGL技术在网页端或移动端对原始BIM模型进行轻量化处理，获取轻量化BIM模型；

步骤二：获得施工现场的影响建造进程的监控信息，将监控信息导入集成BIM轻量化模型的物联网云平台后进行集中展现，并对实际监测数据信息进行处理后与平台内的指标预设值对比分析，作出信息反馈，以辅助施工过程的可视化和智能化管理，控制施工现场的联动装置。

2.根据权利要求1所述的适用于大型厂房现场施工的物联网平台管理方法，其特征在于，获得施工现场的影响建造进程的监控数据信息，对监控数据信息进行处理后与预期值对比分析，作出信息反馈，以辅助施工过程的智能化管理，控制施工现场的联动装置，其具体包括以下步骤：

数据采集步骤：利用安装于电子洁净厂房施工现场的数据采集装置获得现场的人员、设备、车辆、作业环境的影像及数据信息；

对比分析步骤：将获取的电子洁净厂房实际监测到的影像及数据信息与预期指标值进行对比分析，输出分析结果并进行预警；

联动管理步骤：根据分析结果，控制电子洁净厂房施工现场的联动装置的启停。

3.根据权利要求1所述的适用于大型厂房现场施工的物联网平台管理方法，其特征在于，将获取的电子洁净厂房实际监测到的影像及数据信息与预期指标值进行对比分析，输出分析结果并进行预警，其具体为，将获取的电子洁净厂房实际监测到的影像及数据信息导入集成BIM轻量化模型的物联网云平台后进行集中展现，判断实际监测到的影像及数据信息是否达到预期指标值，如果达到，则输出分析结果，如果未达标，则输出分析结果的同时进行预警提示。

4.适用于大型厂房现场施工的物联网平台管理系统，其特征在于，包括BIM轻量化模型构建模块和数据分析管理模块，其中，

所述BIM轻量化模型构建模块，用于构建电子洁净厂房的原始BIM模型,通过WebGL技术在网页端或移动端对原始BIM模型进行轻量化处理，获取轻量化BIM模型；

所述数据分析管理模块，用于利用数据采集装置获得施工现场的影响建造进程的监控信息，将监控信息导入集成BIM轻量化模型的物联网云平台后进行集中展现，并对数据信息进行处理后与预期值对比分析，作出信息反馈，控制施工现场的联动装置，以辅助施工过程的可视化和智能化管理，控制施工现场的联动装置。

5.根据权利要求4所述的适用于大型厂房现场施工的物联网平台管理系统，其特征在于，所述数据分析管理模块包括采集数据模块、对比分析模块和联动管理模块。

6.根据权利要求5所述的适用于大型厂房现场施工的物联网平台管理系统，其特征在于，所述对比分析模块包括项目概况模块、全景监控模块、进度管理模块、质量管理模块、安全管理模块、劳务管理模块、设备管理模块、绿色施工模块。

7.根据权利要求5所述的适用于大型厂房现场施工的物联网平台管理方法，其特征在于，所述数据采集装置包括安装于电子洁净厂房施工现场的智能烟感装置、人脸识别装置、车辆识别装置、塔吊吊次分析装置、可视化监控装置、扬尘噪音监测仪。

8.一种适用于大型厂房现场施工的物联网平台管理的程序，运行于终端，其特征在于，所述一种适用于大型厂房现场施工的物联网平台管理程序实现权利要求1-7任意一项所述的适用于大型厂房现场施工的物联网平台管理的方法。

9.一种终端，其特征在于，所述终端搭载实现权利要求1-7任意一项所述适用于大型厂房现场施工的物联网平台管理方法的处理器。

10.一种计算机可读存储介质，包括指令，其特征在于，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1-7任意一项所述的适用于大型厂房现场施工的物联网平台管理方法。