CN110309620B - 基于物联网和bim的地下管廊火灾爆裂监控系统和实施方法 - Google Patents
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Abstract
本发明为基于物联网和BIM的地下管廊火灾爆裂监控系统和实施方法。该系统包括物联网技术、BIM模型、传感器以及火灾爆裂评估模型。首先，地下管廊建立BIM模型，为模型添加管廊的尺寸、埋深、地下水、周围土层、建造材料参数等实体属性信息。然后借助传感器对地下管廊进行实时监测，数据在BIM模型中储存、更新并传递给火灾爆裂评估模型进行分析测算，得到地下管廊火灾爆裂风险及时间。最后，若爆裂风险高于报警临界值，系统将对危险区域定位，生成报警信号反馈给相关决策部门，并在BIM模型上同步显示。该系统能够对地下管廊实时监测，并估算爆裂时间，进而提供可行的安全救援时间，实现了地下管廊在火灾中的智能化监测及评估报警。
Description
技术领域
本发明属于工程安全监测领域，具体涉及一种基于物联网和BIM的地下管廊火灾爆裂监控系统和实施方法。
背景技术
近年来，随着我国城市吸附力、聚集力的增强，城市基础建设不断发展，地上空间已不能满足城市发展的需求，城市地下空间的开发利用迫在眉睫。地下管廊能有效改善“马路拉链”、“空中蜘蛛网”等问题，提高城市承载力，已成为保障城市运行的重要基础设施和“生命线”。但是，由于城市地下建筑设施所处岩土体及地下水环境的特殊性，地下空间具有封闭性、隐蔽性、灾害突发性、环境难控性、事故难救援等性质。另外，引发地下工程火灾的原因多种多样，如电气设备线路老化、短路、机械碰撞、摩擦、粉尘、易燃易爆化学品等。与地上建筑相比，地下管廊一旦引发火灾，由于空间的密闭性，会使得高温高热全面燃烧，然而混凝土在高温下由于孔隙压力迅速增大会发生爆裂，一旦爆裂程度高将会造成管廊坍塌，地面塌陷，产生巨大的生命和财产损失，后果严重。所以，地下管廊火灾爆裂风险的预估、报警及安全运行管理问题成为城市地下空间开发及利用的一个重要课题。但是，对于现有的地下管廊火灾安全防治系统，仅实现了对温度、烟雾等的智能化监测及报警，针对地下管廊在火灾中爆裂风险及爆裂时间的智能化评估模型尚不成熟。
物联网是基于互联网和传统网络的信息载体，借助射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统等传感设备将物体与网络连接起来进行信息通讯，获取物体的实时信息，从而实现智能化监控和管理。物联网具有全面感知、可靠传送、智能处理的特征。BIM是一种建筑信息模型技术，在建筑设计中占有重要地位，利用模型对建筑进行数据化、信息化整合，以实现项目全生命周期信息的共享和传递。随着BIM信息可视化、物联网、数据互联互通等新智慧技术的快速发展，云存储和移动设备的应用，实现了现场数据和信息的动态采集、实时获取、精准分析和及时报警，形成了“云+网+端”的应用模式。
本发明将物联网技术的全面感知性与BIM技术的信息可视化相结合，应用于城市地下管廊建造、运行过程中火灾爆裂风险和时间的评估、报警，将有助于城市地下空间在火灾中爆裂隐患的预防，增强城市地下管廊灾害综合防治管理能力。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种基于物联网和BIM的地下管廊火灾爆裂监控系统和实施方法，实现了地下管廊的动态监测、风险识别、及时报警、精准定位，同时预估爆裂时间，提供可行的安全救援时间，从而为地下管廊火灾爆裂问题的智能化监测报警提供了科学的技术平台。
本发明采用的技术方案如下：
一种基于物联网和BIM的地下管廊火灾爆裂监控系统，该系统包括物联网技术、BIM模型、传感器以及火灾爆裂评估模型，其特征在于：在地下管廊墙体内沿管廊墙体长度方向等间距嵌入温湿度传感器，温湿度传感器通过物联网技术连接BIM平台中的地下管廊BIM模型，在BIM平台中设置火灾爆裂评估模型，BIM模型连接火灾爆裂评估模型。
所述传感器选用嵌入式SHT11温湿度传感器，在地下管廊墙体内沿管廊墙体长度方向每3m放置一个。
一种基于物联网和BIM的地下管廊火灾爆裂监控系统的实施方法，该方法包括以下步骤：
(1)建模：在BIM平台上建立地下管廊BIM模型，为BIM模型赋予管廊的实体属性信息，在地下管廊墙体内沿管廊墙体长度方向等间距嵌入温湿度传感器，同时将温湿度传感器的编号、放置位置一同输入到BIM模型中；
(2)监测：借助温湿度传感器对地下管廊的温度、湿度进行实时监测；
(3)信息采集及传递：基于物联网，在BIM模型中直接获取材料参数信息，同时温湿度传感器将监测的温湿度数据采集输入到BIM模型中；材料参数信息及温湿度数据在BIM模型中储存、更新并传递给火灾爆裂评估模型；
(4)分析测算：火灾爆裂评估模型对提供的材料参数信息及温湿度数据进行分析测算，输出地下管廊火灾爆裂风险值及当前温湿度环境下的报警时间t1；
(5)定位报警：若火灾爆裂风险值不小于报警临界值，火灾爆裂评估模型将该风险值对应的传感器编号输出给BIM模型，在BIM模型中确定该传感器编号对应位置为危险区域，生成报警信号，并由火灾爆裂评估模型给出爆裂时间t，发生报警时将危险区域、火灾爆裂风险值及爆裂时间反馈给相关决策部门。
所述爆裂时间t为材料发生爆裂的时间t2与报警时间t1的差值，其中报警时间t1为当前温湿度环境下达到报警临界值的时间，t2为由公式(11)计算得到，
其中，kint，r为本征渗透系数。
所述火灾爆裂评估模型添加在BIM平台上，通过Revit软件对BIM进行二次开发，由Visual Studio创建接口与RevitAPI接口相连接，实现火灾爆裂评估模型的建立和添加。
火灾爆裂评估模型为基于热-水-化学-机械耦合(THCM)模型，计算地下管廊混凝土的所需初始抗拉强度利用评估混凝土剥落风险的通用准则，将初始抗拉强度与各阶段判断临界值进行比较，得出混凝土火灾爆裂风险值。
地下管廊火灾爆裂风险的报警临界值为50％。
本发明监测该系统及实施方法均能应用于监测由于火灾引起的混凝土爆裂情况。
与现有技术相比，本发明的优点是：
(1)本发明系统将温湿度传感器与火灾爆裂评估模型通过BIM及物联网技术结合在一起，能够实时检测地下管廊中的温湿度情况，分别出是否有发生火灾爆裂的风险，给出风险报警，并定位出风险区域，实现了地下管廊在火灾中的智能化监测、风险识别、评估报警。
(2)本发明方法中的火灾爆裂评估模型能够估算混凝土爆裂时间，提供了可行的安全救援时间，对火灾中结构安全性评估和救援意义重大。
(3)基于物联网和BIM技术，火灾中的实时监测信息、评估结果可以在BIM模型上动态显示，体现了优越的可视性和信息共享性。
附图说明
图1地下管廊火灾爆裂监控系统的结构示意图。
图2地下管廊示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图进一步解释本发明，但并不以此作为对本申请保护范围的限定。
本发明基于物联网和BIM的地下管廊火灾爆裂监控系统，该系统包括物联网技术、BIM模型、传感器以及火灾爆裂评估模型，所述传感器为温湿度传感器，在地下管廊墙体内沿管廊墙体长度方向等间距嵌入温湿度传感器，温湿度传感器通过物联网技术连接BIM平台中的地下管廊BIM模型，在BIM平台中设置火灾爆裂评估模型，BIM模型连接火灾爆裂评估模型。
BIM平台是一个科学技术平台，在BIM平台上可以添加不同功能的模型、模块等；BIM模型只是在BIM平台上建立的一个信息模型，可以直接用Revit软件给出。BIM模型与火灾爆裂评估模型为建立在BIM平台上的两个并列的模型。建立地下管廊BIM模型获取地下管廊的实体属性信息，传感器采集地下管廊内的实时温湿度数据，BIM模型再接收传感器的动态监测数据。同时，BIM模型将实体属性信息及数据传递给火灾爆裂评估模型进行分析测算，根据分析结果进行定位和报警，并在BIM模型上动态显示。
所述物联网技术在全系统中承担着桥梁的作用。在物联网技术的平台上，各模型、设备之间以无线网络连接为主，BIM模型对监测数据的采集、BIM模型和火灾爆裂评估模型之间的信息传递、评估结果的反馈更新、报警等均由物联网技术完成。总的来说，物联网技术借助传感器设备将地下管廊所在环境的温度、湿度与网络连接起来，一方面负责动态信息的采集，另一方面负责BIM模型、传感器、火灾爆裂评估模型之间的信息通讯。
所述BIM模型用Revit软件建立，为模型赋予管廊的尺寸、埋深、地下水、周围土层、建造材料参数等实体属性信息，实现可视化和信息的互联互通。基于物联网技术，BIM模型将完成信息的储存、更新和传递，实现信息通讯。
地下管廊的动态监测借助物联网技术实现，主要监测管廊的温度、湿度。选用嵌入式温湿度传感器(型号：SHT11)，将地下管廊的环境与网络连接起来，能够精准定位监测区域。传感器沿墙体长度方向每3m放置一个。放置时将传感器编号，每个传感器的编号、布置点、监测数据将同步传输到BIM模型中，以实现信息和数据的存储、更新、可视化以及危险区域的定位。
火灾爆裂评估模型是借助Revit创建在BIM平台上的数学模型，用于分析测算物联网技术传来的BIM模型的相关信息及数据，计算地下管廊混凝土所需初始抗拉强度利用评估混凝土剥落风险的通用准则，最终输出地下管廊火灾爆裂风险及时间，对于爆裂风险值不小于50％的区域，借助传感器定位，BIM平台生成报警信号，并估算爆裂时间。BIM技术平台上有BIM模型和火灾爆裂评估模型，此处报警是根据火灾爆裂评估模型给出的爆裂风险值是否不小于50％，若爆裂风险值不小于50％，火灾爆裂评估模型将该风险值对应的传感器编号输出给BIM模型，在BIM模型对应位置高亮显示以示报警。
本发明还公开一种上述基于物联网和BIM的地下管廊火灾爆裂监控系统的实施方法，包括以下步骤：
(1)建模：在BIM平台上建立地下管廊BIM模型，为BIM模型赋予管廊的实体属性信息，在地下管廊墙体内沿管廊墙体长度方向等间距嵌入温湿度传感器，同时将传感器编号、放置位置等一同输入到BIM模型中，这里的地下管廊BIM模型是根据具体的工程情况在Revit软件上建立的；
(2)监测：借助温湿度传感器对地下管廊的温度、湿度进行实时监测；
(3)信息采集及传递：基于物联网，在BIM模型中直接获取材料参数信息，同时温湿度传感器将监测数据采集输入到BIM模型中，材料参数信息及温湿度数据在BIM模型中储存、更新并传递给火灾爆裂评估模型；
(4)分析测算：火灾爆裂评估模型对提供的材料参数信息及温湿度数据进行分析测算，输出地下管廊火灾爆裂风险值及当前温湿度环境下的报警时间t1；
(5)定位报警：若火灾爆裂风险值不小于报警临界值(即50％)，火灾爆裂评估模型将该风险值对应的传感器编号输出给BIM模型，在BIM模型中确定该传感器编号对应位置为危险区域，生成报警信号，并由火灾爆裂评估模型给出爆裂时间t，发生报警时将危险区域、火灾爆裂风险值及爆裂时间反馈给相关决策部门。
本发明的创新点在于：
首先，本发明基于物联网、BIM等智慧技术，借助模型可视化、模拟性、信息共享的特征，研究基于物联网和BIM的地下管廊火灾爆裂监控系统和实施方法。将物联网技术的全面感知性与BIM技术的信息可视化相结合，通过智能化信息采集、数据通信和资源共享，结合嵌入式传感器对地下管廊进行实时监测、危险区域定位，并在BIM平台上动态显示及测算(BIM模型负责信息采集和结果反馈更新，火灾爆裂评估模型负责对信息和数据进行分析测算)，实现对地下管廊的信息采集和地下潜在爆裂风险的监测、评估和报警，从而保证地下工程的安全性。
其次，所述火灾爆裂评估模型添加在BIM平台上，通过Revit软件对BIM进行二次开发，由Visual Studio创建接口与RevitAPI接口相连接，从而实现火灾爆裂评估模型的建立和添加。
火灾爆裂评估模型的原理为：
本发明提出的火灾爆裂评估模型适用于地下管廊爆裂风险和时间的测算。对于爆裂风险的定量计算，基于一个成熟的热-水-化学-机械耦合(THCM)模型，利用传入的材料参数信息及监测数据，计算地下管廊混凝土的所需初始抗拉强度，对照混凝土剥落风险的通用准则，获得爆裂风险值，计算原理及过程如下：
下述公式为现有公式(来自Fast assessing spalling risk oftunnel liningsunder RABT fire:From a coupled thermo-hydro-chemo-mechanical model towards anestimation method)[1]。
火灾爆裂评估模型核心求解量为混凝土的所需初始抗拉强度由公式(1)计算得出。A(T)、B(T)、C(T)、D(T)、N分别用下式(2)、(3)、(4)、(5)、(6)表示：
A(T)＝fc(T)/fc，0 (2)
B(T)＝fb(T)/fc，0 (3)
C(T)＝ft(0，T)/ft，0 (4)
D(T)＝E(T)/E0 (5)
N＝(1+v)/(1-2v) (6)
其中，定义初始温度为20℃，各参数含义如下：
——混凝土的初始抗拉强度，[MPa]
fc，fb——混凝土的单轴、双轴抗压强度，[MPa]
fc，0，ft，0——混凝土的初始单轴抗压、初始抗拉强度，[MPa]
ft——混凝土的抗拉强度，[MPa]
E，E0——混凝土的杨氏模量、初始杨式模量，[MPa]
v——泊松比，[–]
εT——混凝土热应变(T的函数)，由公式(7)或(8)得到，[–]
硅质骨料：
钙质骨料：
T——混凝土的温度，[℃]
klits——荷载诱导热应变[LIST]参数，[–]
——初始极限压缩单轴应变，计算式为：/>
——全过程的最大孔隙压力，[MPa]
Tzm，all——达到最大孔隙压力时对应的温度，[℃]
显然混凝土的材料参数、实体属性信息可在BIM模型中获取，温度、湿度由传感器动态监测，由上述公式可知公式(1)中除Tzm，all外的所有参数都已知，这两个参数可由下式(9)、(10)分别求得：
kint，r——本征渗透系数(参考温度Tr＝238.5℃)，[m2]
其中，公式中的参数ap、bp、aT、bT可分别查表1、2、3、4得出[1]。
表1参数ap取值表
表2参数bp取值表
表3参数aT取值表
表4参数bT取值表
WCR——混凝土的水灰比，[–]
n0——混凝土的初始孔隙率，[–]
Sw，0——混凝土的初始饱和度(可由温湿度传感器监测得到)，[–]
综上，可求解混凝土的所需初始抗拉强度基于评估混凝土剥落风险的通用准则，将求出的初始抗拉强度/>与各阶段判断临界值进行比较，参见表5。
表5爆裂风险通用准则
爆裂风险值由上述计算得到的初始抗拉强度对应的预估破坏程度范围，与其相对相应的阶段判断临界值之间的相对比例关系确定，如/>为2.8，其对应的预估破坏程度范围为50％～80％，对应的阶段判断临界值为2.5～3.0MPa，根据比例关系，求出爆裂风险值为68％。对于风险值不小于50％的区域系统将生成报警信号，实现对爆裂风险的监测和报警。
爆裂时间，指从发出报警信号时起，到混凝土发生爆裂为止的时间差。对于危险区域爆裂时间的计算，采取下述方法。已知由上式(9)可以算出在实时监测下任意时刻的孔隙压力。火灾爆裂评估模型将当前温湿度下计算得到的初始抗拉强度所对应的预估破坏程达到报警临界值50％的时间定义为报警时间t1。由公式(11)计算得到材料发生爆裂的时间，该时间为定义为发生爆裂的时间t2
爆裂时间t由下式计算：
t＝t2-t1 (12)
系统将报警信号、危险区域(传感器的编号和位置)、爆裂风险值、爆裂时间一同反馈给相关决策部门，并在BIM模型上同步显示。
[1]ZhangY,Zeiml M,Maier M,et al.FastAssessing Spalling Risk ofTunnelLinings Under RABT Fire:From a Coupled Thermo-hydro-chemo-mechanical ModelTowards an Estimation Method[J].Engineering Structures,2017,142:1-19.
本发明未述及之处适用于现有技术，所涉及的元器件均可商购获得。
Claims (6)
1.一种基于物联网和BIM的地下管廊火灾爆裂监控系统的实施方法，该方法用于监测由于火灾引起的混凝土爆裂情况，该方法包括以下步骤：
（1）建模：在BIM平台上建立地下管廊BIM模型，为BIM模型赋予管廊的实体属性信息，在地下管廊墙体内沿管廊墙体长度方向等间距嵌入温湿度传感器，同时将温湿度传感器的编号、放置位置一同输入到BIM模型中；
（2）监测：借助温湿度传感器对地下管廊的温度、湿度进行实时监测；
（3）信息采集及传递：基于物联网，在BIM模型中直接获取材料参数信息，同时温湿度传感器将监测的温湿度数据采集到BIM模型中；材料参数信息及温湿度数据在BIM模型中储存、更新并传递给火灾爆裂评估模型；
（4）分析测算：火灾爆裂评估模型对提供的材料参数信息及温湿度数据进行分析测算，输出地下管廊火灾爆裂风险值及当前温湿度环境下的报警时间t1；
（5）定位报警：若火灾爆裂风险值不小于报警临界值，火灾爆裂评估模型将该风险值对应的传感器编号输出给BIM模型，在BIM模型中确定该传感器编号对应位置为危险区域，生成报警信号，并由火灾爆裂评估模型给出爆裂时间t，发生报警时将危险区域、火灾爆裂风险值及爆裂时间反馈给相关决策部门；
火灾爆裂评估模型将当前温湿度下计算得到的初始抗拉强度所对应的预估破坏程达到报警临界值50% 的时间定义为报警时间t1，所述爆裂时间t为材料发生爆裂的时间t2与报警时间t1的差值，其中报警时间t1为当前温湿度环境下达到报警临界值的时间，t2为由公式（11）计算得到，
（11）
其中，为本征渗透系数；
在BIM平台中设置火灾爆裂评估模型，BIM模型连接火灾爆裂评估模型，
，
爆裂风险值由上述计算得到的初始抗拉强度对应的预估破坏程度范围，与其相对相应的阶段判断临界值之间的相对比例关系确定，
火灾爆裂评估模型是借助Revit创建在BIM平台上的数学模型，用于分析测算物联网技术传来的BIM模型的相关信息及数据，计算地下管廊混凝土所需初始抗拉强度，利用评估混凝土剥落风险的通用准则，最终输出地下管廊火灾爆裂风险及时间，对于爆裂风险值不小于50%的区域，借助传感器定位，BIM平台生成报警信号，并估算爆裂时间；
爆裂时间t由下式计算：
（12）
系统将报警信号、危险区域、爆裂风险值、爆裂时间一同反馈给相关决策部门，并在BIM模型上同步显示。
2.根据权利要求1所述的实施方法，其特征在于，所述实施方法基于物联网和BIM的地下管廊火灾爆裂监控系统实现，该系统包括物联网技术、BIM模型、传感器以及火灾爆裂评估模型，其特征在于：在地下管廊墙体内沿管廊墙体长度方向等间距嵌入温湿度传感器，温湿度传感器通过物联网技术连接BIM平台中的地下管廊BIM模型。
3.根据权利要求1所述的实施方法，其特征在于，所述传感器选用嵌入式SHT11温湿度传感器，在地下管廊墙体内沿管廊墙体长度方向每3m放置一个。
4.根据权利要求1所述的实施方法，其特征在于所述火灾爆裂评估模型添加在BIM平台上，通过Revit软件对BIM进行二次开发，由Visual Studio创建接口与Revit API接口相连接，实现火灾爆裂评估模型的建立和添加。
5.根据权利要求4所述的实施方法，其特征在于，火灾爆裂评估模型为基于热-水-化学-机械耦合（THCM）模型，计算地下管廊混凝土的所需初始抗拉强度，利用评估混凝土剥落风险的通用准则，将初始抗拉强度与各阶段判断临界值进行比较，得出混凝土火灾爆裂风险值。
6.根据权利要求5所述的实施方法，其特征在于，地下管廊火灾爆裂风险的报警临界值为50%。
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Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
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| CN109000158A (zh) * | 2018-09-04 | 2018-12-14 | 深圳市市政设计研究院有限公司 | 基于物联网和bim的管道渗漏预警系统、方法及其应用 |
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|---|---|---|---|---|
| CN108062638A (zh) * | 2018-02-09 | 2018-05-22 | 国通广达（北京）技术有限公司 | 综合管廊灾害链风险评估方法 |
| CN109000158A (zh) * | 2018-09-04 | 2018-12-14 | 深圳市市政设计研究院有限公司 | 基于物联网和bim的管道渗漏预警系统、方法及其应用 |
| CN109408686A (zh) * | 2018-10-19 | 2019-03-01 | 中建二局安装工程有限公司 | 一种地下综合管廊大数据可视化系统及方法 |
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| 《Fast assessing spalling risk of tunnel linings under RABT fire-From a coupled thermo-hydro-chemo-mechanical model towards an estimation method》;Yiming Zhang， et al;《Engineering Structures》;20170701;第142卷;1-19 * |
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