CN110008274A - 一种基于bim的桩基内力可视化自动监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于BIM的桩基内力可视化自动监测系统，包括：数据采模块、数据存储模块、数据格式转换模块及集成单元；将按照地质断面确定好位置的传感器进行编号并固定于桩基，传感器采集桩基的内力数据，数据采集模块接收传感器采集的内力数据；数据存储模块接收并存储来自数据采集模块的内力数据；数据格式转换模块接收来自数据存储模块的内力数据并将内力数据进行格式转换；建模平台接收格式转换后的内力数据，所述集成单元将所述内力数据与预先建立的BIM模型结合形成集成桩基内力数据的BIM模型。本发明降低了人力成本，一次安装即可实现持久的实时自动化监测，实现了数据与BIM模型进行结合，基于BIM模型的监测信息可视化，使BIM模型的信息集中程度得到了提高。
Description
技术领域
本发明涉及建筑领域，尤其涉及一种基于BIM的桩基内力可视化自动监测系统。
背景技术
桩基础是高层建筑广泛采用的基础形式，作为建筑物的主要承重构件，保证桩基结构的安全稳定十分重要。单桩承载力的差异过大往往会引起不均匀沉降，因此桩基加载和运营过程中对桩体内力进行实时动态监测并实现可视化是一个十分重要的过程。
目前，桩体内力进行实时动态监测自动化程度不足，需要耗费人力物力对桩基内力进行监测，并且可视化程度不高，未与BIM信息模型进行结合，无法在BIM模型属性中显示出监测内力；数据格式不统一，工程数据与自动化监测数据存于各自的系统中，产生“信息孤岛”局面，难以对其进一步的融合分析，使其产生更大的价值；信息化程度较低，不能在手机端和电脑端通过互联网对监测内力进行实时访问。
发明内容
本发明提供一种基于BIM的桩基内力可视化自动监测系统，数据采模块、数据存储模块、数据格式转换模块及集成单元；
将按照地质断面确定好位置的传感器进行编号并固定于桩基，所述传感器采集所述桩基的内力数据，所述数据采集模块接收所述传感器采集的所述内力数据；所述数据存储模块接收并存储来自所述数据采集模块的所述内力数据；所述数据格式转换模块接收来自所述数据存储模块的所述内力数据并将所述内力数据进行格式转换；建模平台接收来自所述据格式转换模块的格式转换后的所述内力数据，所述集成单元将所述内力数据与预先建立的BIM模型结合形成集成桩基内力数据的BIM模型。
进一步地，所述采集模块的通道号与多个所述传感器的编号一一对应。
进一步地，所述数据格式转换模块将所述传感器采集到的内力数据转换为IFC数据格式。
进一步地，所述集成桩基内力数据的BIM模型的构建平台为Revit建模平台。
进一步地，所述传感器采集的数据可通过Web可视化技术实现数据的网络发布。
本发明解决了传统监测信息展示只是对纯数据的展示，未与BIM模型进行结合，无法实现在BIM模型的属性中浏览结构内力的监测信息及无法通过手机和电脑等设备远程访问BIM模型并实时了解结构内力信息等问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明整体系统的结构示意图；
图2为本发明桩体钢筋上传感器位置布置示意图；
图3为本发明BIM的桩基内力可视化自动监测流程图；
图4为本发明IFC标准监测数据读写程序工作流程图。
其中，1、数据采集模块，2、数据存储模块，3、数据格式转换模块，4、集成单元，5、岩土工程物联网远程自动化监测系统，6、IFC标准监测信息读写程序软件
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
本发明提供一种基于BIM的桩基内力可视化自动监测系统，数据采模块、数据存储模块、数据格式转换模块及集成单元；
将按照地质断面确定好位置的传感器进行编号并固定于桩基，所述传感器采集所述桩基的内力数据，所述数据采集模块接收所述传感器采集的所述内力数据；所述数据存储模块接收并存储来自所述数据采集模块的所述内力数据；所述数据格式转换模块接收来自所述数据存储模块的所述内力数据并将所述内力数据进行格式转换；建模平台接收来自所述据格式转换模块的格式转换后的所述内力数据，所述集成单元将所述内力数据与预先建立的BIM模型结合形成集成桩基内力数据的BIM模型。
进一步地，所述采集模块的通道号与多个所述传感器的编号一一对应。
具体而言，如图1及图2所示，在钻孔灌注桩的钢筋笼焊接过程中，根据地质勘查报告给出的地质断面图，确定传感器布置的位置，在钢筋笼制作过程中采用焊接的形式将本实施例中十二个所述传感器与受力桩基连接，保证桩基与所述传感器协同变形，并按顺序编号，使所述传感器的编号与所述数据采集模块的通道号一一对应，将所述传感器的线缆置于保护套管内固定在钢筋笼上，顶部留好接头备用。桩基加载之前将所述传感器与所述数据采集模块即岩土工程物联网远程自动化监测系统采集设备进行连接，远程自动化监测系统采集设备可自动采集所述传感器的RS485信号，并通过GPRS传输到计算机当中。
每个传感器都有一个特定的编号，这个编号在传感器初次与采集系统连接的时候可以设置，比如CGQ-01。传感器连入计算机以后可以定时的向远程的服务器上发送信息，这些信息大部分是一个16进制的字符串(比如2AF5)；在后台服务器上通过C语言编制一个小程序即可将把这个十六进制的字符串转成十进制(5*16^0+F*16^1+A*16^2+2*16^3＝10997)。这样把传感器编号和每个时间采集的数据对应起来，就实现了数据的动态监测，将所述数据采集模块得到的内力数据监测值与传感器编号一一对应，并将处理完成的数据存入数据库中，便于调取对应的数据进行查看和处理。
远程自动化监测系统采集设备通过对传输至计算机的传感器数据进行解析并保存至数据存储模块中即自动化监测系统数据库当中，通过数据格式转换模块对保存在数据库中的测试数据进行调用并解析转换格式，将转换完成的数据导入到建立的桩基模型中。
进一步地，所述数据格式转换模块将所述传感器采集到的内力数据转换为IFC数据格式。
进一步地，所述集成桩基内力数据的BIM模型的构建平台为Revit建模平台。
如图3所示，安装于服务器的岩土工程物联网远程自动化监测系统软件通过对传输至服务器的所述传感器数据进行解析并保存至自动化监测系统数据库当中，通过IFC标准监测信息读写程序软件对保存在数据库中的测试数据进行调用并解析转换成IFC格式，将转换完成的IFC格式的数据导入到建立的Revit桩基模型中，包含传感器模型，Revit中可以实现对传感器的属性的拓展，导入了监测信息在其属性页面，可实现对监测数据的实时查看。
将创建的BIM模型保存为.rvt模型项目文件，并借助“IFC for Revit”工具完成桩基模型IFC中性文件的导出，进而使用IFC标准监测信息读写程序软件，如图4所示，为IFC标准监测数据读写程序工作流程图，链接监测系统后台数据库，以条件查询方式提取数据库相关监测点编号以及监测时间区段的监测数据，并保存至计算机内存，进而基于IFC标准对检测数据进行处理，完成监测数据的IFC表达。
遍历由Revit平台导出的原始隧道反馈分析集成模型IFC中性文件，检索描述传感器实体监测点编号属性的语句，若是，则进行第三部操作，否则继续对IFC中性文件进行遍历。
记录该传感器实体监测点编号属性描述语句的实例编号，并基于该实例编号查找描述传感器实体监测数据属性以及属性集的语句，确定相关语句的位置后，将第一步所处理的基于IFC标准对监测数据写入描述传感器实体监测数据属性的语句。
完成检测数据的批量写入之后，还需要在原有描述传感器实体监测数据属性集的语句基础上完成属性集名称的修改及替换，至此IFC标准监测数据读写工作完成，输出集成监测数据的IFC物理文件即可。
进一步地，所述传感器采集的数据可通过Web可视化技术实现数据的网络发布。
具体而言，因网页上不能显示过大的数据，所以通过3D绘图协议(WebGL)技术的软件将模型轻量化，然后把轻量化的BIM模型嵌套进去，即通过编写程序的Web链接端口将轻量化处理的桩基模型发布于互联网中，依靠网络以及Web可视化技术实现BIM模型上传以及云端查看，用户可以通过手机和计算机访问该网址实时查看桩基内力数据。这一过程实现了桩基内力的实时监测并与BIM信息模型结合最终实现了远程可视化的观察桩基内力。
本发明大大降低了人力成本，一次安装即可实现持久的实时自动化监测，实现了数据与BIM模型进行结合，基于BIM模型的监测信息可视化，使BIM模型的信息集中程度得到了提高。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (5)
1.一种基于BIM的桩基内力可视化自动监测系统，其特征在于，包括：数据采模块、数据存储模块、数据格式转换模块及集成单元；
将按照地质断面确定好位置的传感器进行编号并固定于桩基，所述传感器采集所述桩基的内力数据，所述数据采集模块接收所述传感器采集的所述内力数据；所述数据存储模块接收并存储来自所述数据采集模块的所述内力数据；所述数据格式转换模块接收来自所述数据存储模块的所述内力数据并将所述内力数据进行格式转换；建模平台接收来自所述据格式转换模块的格式转换后的所述内力数据，所述集成单元将所述内力数据与预先建立的BIM模型结合形成集成桩基内力数据的BIM模型。
2.根据权利要求1所述的基于BIM的桩基内力可视化自动监测系统，其特征在于，所述采集模块的通道号与多个所述传感器的编号一一对应。
3.根据权利要求2所述的基于BIM的桩基内力可视化自动监测系统，其特征在于，所述数据格式转换模块将所述传感器采集到的内力数据转换为IFC数据格式。
4.根据权利要求3所述的基于BIM的桩基内力可视化自动监测系统，其特征在于，所述集成桩基内力数据的BIM模型的构建平台为Revit建模平台。
5.根据权利要求4所述的基于BIM的桩基内力可视化自动监测系统，其特征在于，所述传感器采集的数据可通过Web可视化技术实现数据的网络发布。
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