CN110689212A - 建筑维护方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供建筑维护系统和方法。其中，该建筑维护方法包括下列步骤：S1：获取建筑内的图像；S2：识别所述图像，并且根据建筑信息模型数据来识别图像在建筑中的位置；S3：获取所述位置处的设备数据和操作参数；S4：获取虚拟建筑中的对应位置处的模拟参数；S5：根据所述操作参数和所述模拟参数来决定显示参数；S6：根据所述设备数据和所述显示参数来生成叠加图像；以及S7：将所述叠加图像叠加到所述图像上并显示。本发明的建筑维护方法和系统具有简单可靠、维护方便等优点。通过采用本发明的建筑维护系统和方法，能够提高建筑维护效率和维护的用户体验。

Description

建筑维护方法和系统
技术领域
本发明涉及建筑维护领域，并且更具体而言，涉及一种建筑维护方法，其用于协助维护人员进行建筑的维护操作。本发明还涉及一种建筑维护系统。
背景技术
已知的是，现代建筑中越来越多地布置有各种管线和附属设备（例如中央空调、电梯），例如，中央空调和用于中央空调的管线等。这些管线需要维护人员进行定时维护。然而，管路的复杂性对维护人员带来了很多困难。
因此，存在对于改进的建筑维护解决方案的持续需求。所希望的是该解决方案能够进一步改进建筑维护的用户体验，提高维护效率。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种建筑维护方法，其能够提供智能化的可视建筑维护界面。本发明的另一个目的在于提供一种建筑维护系统。
本发明的目的是通过如下技术方案实现的：
一种建筑维护方法，可选地，包括下列步骤：
S1：获取建筑内的图像；
S2：识别图像，并且根据建筑信息模型数据来识别图像在建筑中的位置；
S3：获取位置处的设备数据和操作参数；
S4：获取虚拟建筑中的对应位置处的模拟参数；
S5：根据操作参数和模拟参数确定显示参数；
S6：根据设备数据和显示参数生成叠加图像；以及
S7：将叠加图像叠加到图像上并显示。
可选地，在步骤S1中，获取图像包括采用以下设备中的一个或多个来实时获取图像信息：移动电话、平板电脑、可穿戴设备、智能手表、摄像头或它们的组合。
可选地，在步骤S2中，根据下列一个或多个来识别图像在建筑中的位置：建筑内部结构、二维码、条形码、识别编号、识别标记或它们的组合。
可选地，在步骤S3中，根据建筑信息模型数据来获取设备数据，包括设备信息、设备位置、设备模型、管线走向、管线尺寸、管线类型、安装时间、维护记录、故障状态或它们的组合。
可选地，在步骤S3中，根据位置处的管线内的传感器来获取操作参数，包括管线内的流体温度、流体速度、压强、流动方向、故障状态或它们的组合。
可选地，在步骤S4中，模拟参数包括在虚拟建筑中模拟管线操作时获得的模拟操作参数，包括管线内的流体温度、流体速度、流动方向或它们的组合。
可选地，在步骤S5中，如果操作参数与模拟参数一致，则显示参数包括操作参数或模拟参数中的任一者；如果操作参数与模拟参数不一致，则显示参数包括操作参数和模拟参数两者。
可选地，在步骤S5中，如果操作参数与模拟参数之间的偏差超过预定值，则进行故障判定，并且显示参数包括故障判定的结果。
可选地，在步骤S5中，如果位置处没有设置传感器或位置处的传感器发生故障，则根据管线上游或下游的传感器所获得的操作参数来拟合位置处的操作参数，并且显示参数包括操作参数和模拟参数两者。
可选地，步骤S7中，实时地将叠加图像叠加到图像上并显示。
可选地，步骤S1和S7在手持设备上执行，并且步骤S2至S6在服务器上执行；其中，手持设备与服务器采用有线或无线的方式来通信。
可选地，步骤S1在手持设备上执行，并且步骤S2至S7在服务器上执行；其中，手持设备与服务器采用有线或无线的方式来通信。
可选地，在建筑内获取的图像是2D图像或3D图像。
一种建筑维护系统，包括：
BIM模块，其配置为存储和提供建筑信息模型数据；
模拟模块，其配置为模拟建筑内操作管线的运行并提供模拟运行数据；
数据采集模块，其配置为获取建筑内的图像；
处理模块，其配置为：接收来自数据采集模块的图像；将获取的图像与BIM模块内的建筑信息模型数据进行比较，从而识别图像所对应的建筑内部位置；接收来自所对应的建筑内部位置的操作参数；从模拟模块获得对应的模拟参数；并且将操作参数与模拟参数进行比较，从而确定显示参数。
可选地，还包括：
显示模块，其配置为显示叠加图像，其中，叠加图像至少包括建筑内的图像和显示参数。
可选地，处理模块还配置为：在操作参数与模拟参数之间的偏差超过预设值时，进行故障判定，并且显示参数包括故障判定的结果。
本发明的建筑维护方法和系统具有简单可靠、维护方便等优点。通过采用本发明的建筑维护系统和方法，能够提高建筑维护效率和维护的用户体验。
附图说明
以下将结合附图和优选实施例来对本发明进行进一步详细描述，但是本领域技术人员将领会的是，这些附图仅是出于解释优选实施例的目的而绘制的，并且因此不应当作为对本发明范围的限制。此外，除非特别指出，附图仅是意在概念性地表示所描述对象的组成或构造并可能包含夸张性显示，并且附图也并非一定按比例绘制。
图1是本发明的建筑维护系统的一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
以下将参考附图来详细描述本发明的优选实施例。本领域中的技术人员将领会的是，这些描述仅为描述性的、示例性的，并且不应被解释为限定了本发明的保护范围。
首先，需要说明的是，在本文中所提到的顶部、底部、朝上、朝下等方位用语是相对于各个附图中的方向来定义的，它们是相对的概念，并且因此能够根据其所处于的不同位置和不同的实用状态而变化。所以，不应将这些或其他方位用语理解为限制性用语。
此外，还应当指出的是，对于本文的实施例中描述或隐含的任意单个技术特征，或在附图中示出或隐含的任意单个技术特征，仍能够在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行组合，从而获取未在本文中直接提及的本发明的其他实施例。
应当注意的是，在不同的附图中，相同的参考标号表示相同或大致相同的组件。
本发明提供一种建筑维护方法。根据本发明的一个实施例，该方法包括下列步骤：
S1：获取建筑内的2D图像；
S2：识别2D图像，并且根据建筑信息模型数据来识别2D图像的位置；
S3：获取位置处的设备数据和操作参数；
S4：获取虚拟建筑中的对应位置处的模拟参数；
S5：根据操作参数和模拟参数来决定显示参数；
S6：根据设备数据和显示参数来生成叠加图像；以及
S7：将叠加图像叠加到2D图像上并显示。
在步骤S1中，获取2D图像包括采用以下设备中的一个或多个来实时获取2D图像信息：移动电话、平板电脑、可穿戴设备、智能手表、摄像头或它们的组合。在本发明的一个实施例中，用户可采用诸如iPad的平板电脑上的摄像头来拍摄建筑内部，并由此获得2D图像。容易理解的是，这样的2D图像可以是静止的或动态的，并且能够在设备上进行实时显示。可以理解，还可以通过3D扫描设备得到3D图像。为了便于描述本发明，以下仅介绍2D图像的实施例。
在步骤S2中，根据下列一个或多个来识别2D图像的位置：建筑内部结构、二维码、条形码、识别编号、识别标记或它们的组合。在本发明的一个实施例中，建筑的内部设置有若干二维码，并且这些二维码选择性地设置在需要进行经常性维护的位置处。用户在拍摄建筑内部时可以同时将二维码包含到2D图像中。通过识别二维码并且将识别结果与建筑信息模型数据中对应的二维码信息，能够确认拍摄2D图像的建筑内位置。此外，还有可能通过空间定位来识别2D图像的位置，例如，通过GPS、无线wifi和移动电话基站的位置来综合判断用户所处的位置。
同样地，建筑中不同位置通常具有不同的外观，因此，有可能通过将拍摄到的2D图像进行识别，并且将其与建筑信息模型数据内的不同位置处的外观信息进行比较，来确认拍摄2D图像的位置。根据2D图像还有可能进一步识别拍摄设备的大致高度和角度，并且将这些信息用于后续进一步的显示。上述识别过程可采用人工智能系统来进行，并且识别过程和结果可作为大数据信息的一部分来进行存储，以便提高后续识别的效率和准确性。
在步骤S3中，根据建筑信息模型数据来获取设备数据，包括设备信息、设备位置、设备模型、管线走向、管线尺寸、管线类型、安装时间、维护记录、故障状态或它们的组合。上述设备数据可以存储在建筑信息模型数据中，也可以根据虚拟建筑中的信息来确定。
本文中所称的“建筑信息模型(Building Information Model，缩写为BIM)”指的是由一系列三维模型构成的建筑数据库，其中存储了建筑的各个结构件、各种安装的设备和管线的相关信息。该建筑信息模型可以在专门的存储器上以数据库的形式存在，也可以以本领域技术人员所认识到的其他形式存在。
本文中所称的“虚拟建筑”或Digital Twin指的是用数学公式的形式表述的建筑内设备运行或操作的一系列特征。例如，中央空调的各种管线内的工作流体的流动参数可以采用流体力学公式来表述，而且工作流体的温度也可以采用流体力学和热力学公式来表述。本领域技术人员容易理解的是，本发明所记载的建筑维护方法并不限于上文公开的若干实施例，而是意在概括能够用数学公式表述的、与建筑本身和/或建筑内部的设备的操作相关联的一个或多个参数的数学化处理。本文中所称的“虚拟建筑”既可以以纯数学公式或数学模型的形式存在，也可以以本领域技术人员所认识到的其他方式来存储和使用。
通过采用虚拟建筑，可以获得建筑本身和/或建筑内部的设备的操作相关联的完整模型。通过该模型能够仿真得到建筑各处的设备的一个或多个参数的数值，并且这些数值代表了建筑和内部的设备在正常操作的情况下可能产生的操作状态，因此可以用于校正和检查建筑和内部设备可能产生的异常。
在步骤S3中，根据位置处的管线内的传感器来获取操作参数，包括管线内的流体温度、流体速度、流动方向、故障状态或它们的组合。容易理解的是，建筑(特别是智能建筑)内部开始越来越多地采用传感器来收集信息，诸如中央空调的操作设备通常也带有各种传感器，以检测日常运行状态并反馈信息。这些信息可以统一由控制器或服务器来收集。尽管上文记载了传感器的一些实施例，但本发明意在覆盖可能由本领域技术人员认识到的建筑及其附属设备在操作中可能产生的各种操作参数。
在步骤S4中，模拟参数包括在虚拟建筑中模拟管线操作时获得的模拟操作参数，包括管线内的流体温度、流体速度、压强、流动方向或它们的组合。通过已知的热力学和流体力学公式，能够模拟计算附属设备的管线中的工作流体的各种参数。例如，中央空调通常包括冷风出口和暖风进口，因此会在管路中产生空气的流动。在流动过程中，空气的温度、速度和压强会发生变化。通过虚拟建筑中的数学公式，能够准确地计算管路中不同位置上的参数。
此外，根据建筑和附属设备的设计和布置，能够确定工作流体的流动方向等参数。尽管本发明通过实施例的方式公开了可供模拟计算的一系列参数，但并不排除其他参数的存在。只要这些操作参数与建筑及其附属设备的操作相关，则本发明意在覆盖这些另外的实施例。
在步骤S5中，对感测到的操作参数和模拟参数进行比较，来确定显示参数。例如，在本发明的一个实施例中，如果操作参数与模拟参数一致，则显示参数包括操作参数或模拟参数中的任一者；如果操作参数与模拟参数不一致，则显示参数包括操作参数和模拟参数两者。
通过显示操作参数和模拟参数中的一个或多个，用户可以判断该部分的设备是否发生异常，有利于快速排查和检查设备，提高了建筑维护的方便性和可靠性。
此外，如果操作参数与模拟参数之间的偏差超过预设值，则进行故障检查，并且显示参数包括判定结果。例如，可根据建筑和附属设备中的传感器状态和读数、附属设备的报错信息或其他信息来检查是否发生故障。
上述判断过程可采用人工智能服务器来进行，例如采用统计、大数据、深度学习等处理方式来进行。尽管上文公开了获得显示参数的一个实施例，但本发明并不限于上述实施例，而是意在包括由本领域技术人员可能想到的其他实施方式。
可选地，在步骤S5中，如果位置处没有设置传感器或位置处的传感器发生故障，则根据管线上游或下游的传感器所获得的操作参数来拟合位置处的操作参数，并且显示参数包括操作参数和模拟参数两者。在一个实施例中，如果发现传感器发生了故障，可以将发生故障的传感器以醒目的颜色来显示，以提醒用户该传感器的读数不可靠，并且同时可以建议用户参考虚拟建筑的仿真参数。
步骤S7中，实时地将叠加图像叠加到2D图像上并显示。在一个实施例中，叠加后的图像可以在用户手持的设备上显示，以便得到增强现实(Augmented Reality)的显示效果。在另一个实施例中，叠加后的图像可以在固定设备上显示，或者由服务器提供给一个或多个客户端来使用。
在本发明的一个实施例中，设备数据可采用渲染后的3D模型来显示，并且显示参数可采用数字、箭头或线条等方式来显示。设备数据例如可采用渲染的方式生成单色或包含过渡色的3D模型，并且将3D模型叠加到实时采集到的2D图像上。这使得用户可以清楚地看到例如天花板或墙后不可见的附属设备，并且查看到这些设备的运行参数。上述显示效果有利于用户进行维护和检查操作，提高了用户体验。
在本发明的一个实施例中，步骤S1和S7在手持设备上执行，并且步骤S2至S6在服务器上执行；其中，手持设备与服务器采用有线或无线的方式来通信。容易理解的是，本发明的实施例并不排除其他通信方式或显示方式，例如，用户可以拍摄一张照片，将照片传送至服务器，并且由服务器进行识别、渲染和叠加后再发送给客户，在该实施例中，步骤S7在服务器上执行。
本发明还提供一种建筑维护系统，其配置为用于执行上述建筑维护方法。图1是本发明的建筑维护系统的一个实施例的结构示意图。其中，建筑维护系统100包括以下各个部分。
BIM模块110，其配置为存储和提供建筑信息模型(BIM)数据。
模拟模块120，其配置为模拟建筑内操作管线的运行并提供模拟运行数据。容易理解的是，模拟模块120对应于上文所描述的“虚拟建筑”
数据采集模块130，其配置为获取建筑内的2D图像。
处理模块140，其配置为：接收来自数据采集模块130的2D图像；将获取的2D图像与BIM模块110内的建筑信息模型数据进行比较，识别2D图像所对应的建筑内部位置；接收来自所对应的建筑内部位置的操作参数；从模拟模块120获得对应的模拟参数；并且将操作参数与模拟参数进行比较，并确定显示参数。
此外，处理模块140还配置为在操作参数与模拟参数之间的偏差超过预设值，则进行故障检查，并且显示参数包括判定结果。
其中，处理模块140可包括人工智能模块141和渲染模块142。人工智能模块可采用深度学习等方式来架构，并且综合分析和处理来自BIM模块110、模拟模块120和数据采集模块130的数据，最终获得上文所描述的设备数据和显示参数。渲染模块142根据设备数据和显示参数生成用于叠加的增强现实显示数据，并且将增强现实显示数据传输至显示模块。
此外，BIM模块110和模拟模块120可设置为单独的服务器或与处理模块140一起位于同一服务器之上。处理模块140还可配置为收集建筑管理系统(Building ManagementSystem，缩写为BMS)111、防火和安全模块112、以及电梯113等相关的数据，并且将这些数据与上文所公开的一系列数据一起进行处理和分析。
显示模块150配置为显示叠加图像，其中，叠加图像至少包括建筑内的图像和显示参数。其中，显示模块150与数据采集模块130可位于同一设备上或不同设备上。
本发明还涉及一种控制器，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其中，该处理器执行所述程序时实现上述建筑维护方法的步骤。
本发明还涉及一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中，该程序可被处理器执行以实现上述建筑维护方法的步骤。
本说明书参考附图来公开本发明，并且还使本领域中的技术人员能够实施本发明，包括制造和使用任何系统或系统、选用合适的材料以及使用任何结合的方法。本发明的范围由请求保护的技术方案限定，并且包含本领域中的技术人员想到的其他实例。只要此类其他实例包括并非不同于请求保护的技术方案字面语言的结构元件，或此类其他实例包含与请求保护的技术方案的字面语言没有实质性区别的等价结构元件，则此类其他实例应当被认为处于由本发明请求保护的技术方案所确定的保护范围内。

Claims (16)

1.一种建筑维护方法，其特征在于，包括下列步骤：
S1：获取建筑内的图像；
S2：识别所述图像，并且根据建筑信息模型数据来识别所述图像在所述建筑中的位置；
S3：获取所述位置处的设备数据和操作参数；
S4：获取虚拟建筑中的对应位置处的模拟参数；
S5：根据所述操作参数和所述模拟参数确定显示参数；
S6：根据所述设备数据和所述显示参数生成叠加图像；以及
S7：将所述叠加图像叠加到所述图像上并显示。
2.根据权利要求1所述的建筑维护方法，其特征在于，在步骤S1中，获取图像包括采用以下设备中的一个或多个来实时获取图像信息：移动电话、平板电脑、可穿戴设备、智能手表、摄像头或它们的组合。
3.根据权利要求1所述的建筑维护方法，其特征在于，在步骤S2中，根据下列一个或多个来识别所述图像在所述建筑中的位置：建筑内部结构、二维码、条形码、识别编号、识别标记或它们的组合。
4.根据权利要求1所述的建筑维护方法，其特征在于，在步骤S3中，根据建筑信息模型数据来获取设备数据，包括设备信息、设备位置、设备模型、管线走向、管线尺寸、管线类型、安装时间、维护记录、故障状态或它们的组合。
5.根据权利要求1所述的建筑维护方法，其特征在于，在步骤S3中，根据所述位置处的管线内的传感器来获取操作参数，包括管线内的流体温度、流体速度、压强、流动方向、故障状态或它们的组合。
6.根据权利要求5所述的建筑维护方法，其特征在于，在步骤S4中，模拟参数包括在虚拟建筑中模拟管线操作时获得的模拟操作参数，包括管线内的流体温度、流体速度、流动方向或它们的组合。
7.根据权利要求6所述的建筑维护方法，其特征在于，在步骤S5中，如果所述操作参数与所述模拟参数一致，则所述显示参数包括所述操作参数或所述模拟参数中的任一者；如果所述操作参数与所述模拟参数不一致，则所述显示参数包括所述操作参数和所述模拟参数两者。
8.根据权利要求6所述的建筑维护方法，其特征在于，在步骤S5中，如果所述操作参数与所述模拟参数之间的偏差超过预定值，则进行故障判定，并且所述显示参数包括故障判定的结果。
9.根据权利要求5所述的建筑维护方法，其特征在于，在步骤S5中，如果所述位置处没有设置传感器或所述位置处的传感器发生故障，则根据管线上游或下游的传感器所获得的操作参数来拟合所述位置处的操作参数，并且所述显示参数包括所述操作参数和所述模拟参数两者。
10.根据权利要求1所述的建筑维护方法，其特征在于，步骤S7中，实时地将所述叠加图像叠加到所述图像上并显示。
11.根据权利要求1所述的建筑维护方法，其特征在于，步骤S1和S7在手持设备上执行，并且步骤S2至S6在服务器上执行；其中，所述手持设备与所述服务器采用有线或无线的方式来通信。
12.根据权利要求1所述的建筑维护的方法，其特征在于，步骤S1在手持设备上执行，并且步骤S2至S7在服务器上执行；其中，所述手持设备与所述服务器采用有线或无线的方式来通信。
13.根据权利要求1所述的建筑维护的方法，其特征在于，在所述建筑内获取的图像是2D图像或3D图像。
14.一种建筑维护系统，其特征在于，所述建筑维护系统包括：
BIM模块，其配置为存储和提供建筑信息模型数据；
模拟模块，其配置为模拟建筑内操作管线的运行并提供模拟运行数据；
数据采集模块，其配置为获取所述建筑内的图像；
处理模块，其配置为：接收来自数据采集模块的图像；将获取的图像与所述BIM模块内的建筑信息模型数据进行比较，从而识别图像所对应的建筑内部位置；接收来自所对应的建筑内部位置的操作参数；从所述模拟模块获得对应的模拟参数；并且将操作参数与模拟参数进行比较，从而确定显示参数。
15.根据权利要求14所述的建筑维护系统，其特征在于，还包括：
显示模块，其配置为显示叠加图像，其中，叠加图像至少包括建筑内的图像和显示参数。
16.根据权利要求14所述的建筑维护系统，其特征在于，所述处理模块还配置为：在操作参数与模拟参数之间的偏差超过预设值时，进行故障判定，并且显示参数包括故障判定的结果。
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