CN111460138A - 一种基于bim的数字化工程监理方法与系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于BIM的数字化工程监理方法与系统，包括：BIM模块和工程监理控制管理模块；工程监理控制管理模块包括：工程管理子模块，用于获取工程设计信息，其中工程设计信息包括工程设计方案和工程设计图纸；工程监理子模块，用于获取工程监理作业信息，其中工程监理作业信息包括实际工程监理过程中获取的监控信息；现场信息管理子模块，用于获取工程现场信息；BIM模块包括根据工程设计信息建立标准BIM模型，以及根据工程监理作业信息和工程现场信息建立工程BIM模型；工程监理控制管理模块还包括管控子模块，用于根据标准BIM模型和工程BIM模型进行比对分析，输出比对分析结果。本发明开拓了BIM技术与工程监理系统集成应用的新途径。

Description

一种基于BIM的数字化工程监理方法与系统

技术领域

本发明涉及工程监理技术领域，特别是一种基于BIM的数字化工程监理方法与系统。

背景技术

近年来，随着“互联网+”与“建筑信息化”的全面推进与广泛应用，作为建筑信息化推行的重要工具与产物的建筑信息模型(Building Information Modeling)(以下简称BIM)，成为“互联网+”建筑行业必不可少的工具，其实现方式也决定我国建筑行业实现“互联网+”的社会经济效益。

建设工程监理是受建设方委托，根据法律法规、工程建设标准、斟察设计文件及合同，在施工阶段对建设工程质量、造价、进度进行控制，对合同、信息进行管理，对工程建设相关方的关系进行协调，并履行建设工程安全生产管理法定职责的服务活动。

随着BIM技术的推广，其逐渐被应用到工程监理工作中，但目前基于BIM技术的工程监理系统或方法通常功能较为单一，不能满足企业对数字化工程监理的要求。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种基于BIM的数字化工程监理方法与系统。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

第一方面，提供一种基于BIM的数字化工程监理系统，包括：BIM模块和工程监理控制管理模块；

工程监理控制管理模块，包括工程管理子模块、工程监理子模块和现场信息管理子模块，其中

工程管理子模块，用于获取工程设计信息，其中工程设计信息包括工程设计方案和工程设计图纸；

工程监理子模块，用于获取工程监理作业信息，其中工程监理作业信息包括实际工程监理过程中获取的监控信息；

现场信息管理子模块，用于获取工程现场信息；

BIM模块包括根据工程设计信息建立标准BIM模型，以及根据工程监理作业信息和工程现场信息建立工程BIM模型；

工程监理控制管理模块还包括管控子模块，其中：

管控子模块，用于根据标准BIM模型和工程BIM模型进行比对分析，输出比对分析结果。

在一种实施方式中，BIM模块包括标准模型建立子模块和工程模型建立子模块；

标准模型建立子模块用于根据工程设计信息建立标准BIM模型；

工程模型建立子模块用于根据工程监理作业信息和工程现场信息建立工程BIM模型。

在一种实施方式中，系统还包括数据库模块；

数据库模块包括工程监理标准化项目模型库、工程监理控制方案标准模板库、工程监理作业程序标准库、工程监理质量控制点数据库、施工工艺标准库、工程监理案例数据库。

在一种实施方式中，工程管理子模块包括：工程信息单元和工程图纸单元；

工程信息单元，用于获取工程设计方案，其中工程设计方案包括工程设计参数、计划施工步骤；

工程图纸单元，用于获取工程设计图纸信息，包括施工图纸。

在一种实施方式中，工程监理子模块包括监理表单生成单元；

监理表单生成单元，用于根据实际工程监理作业内容以及其作业过程中获取的监控信息生成工程监理作业表单，其中作业表单记录的内容包括：工程进度信息、监测数据信息、现场检查信息；

现场信息管理子模块包括现场图像监控单元；

现场图像监控单元，用于获取工程现场的图像信息；

工程模型建立子模块进一步包括：根据获取的工程现场图像信息和工程监理作业表单生成工程BIM模型，工程BIM模型包括工程结构的三维模型。

在一种实施方式中，工程监理控制管理模块还包括可视化子模块；

可视化子模块包括：将工程现场的图像信息整合到工程结构的三维模型中，并展示工程结构的三维模型。

在一种实施方式中，工程监理控制管理模块还包括知识检索子模块；

知识检索子模块用于对数据库模块中的存储的知识数据进行检索，获取所需的知识数据；

其中数据库模块还包括知识录入单元和知识分类管理单元；

知识录入单元用于将新的知识数据录入到数据库模块中；

知识分类管理单元用于按照设定好的分类原则，对从知识录入单元录入的新的知识数据进行分类，并对已分类好的知识信息进行管理。

在一种实施方式中，可视化子模块包括图像处理单元，用于对由现场图像监控单元获取的工程现场图像进行处理，并将处理后的工程现场图像整合到工程结构三维模型中。

第二方面，提供一种基于BIM的数字化工程监理方法，包括：

获取工程设计信息，其中工程设计信息包括工程设计方案和工程设计图纸；

获取工程监理作业信息，其中工程监理作业信息包括实际工程监理过程中获取的监控信息；

获取工程现场信息；

根据工程设计信息建立标准BIM模型，以及根据工程监理作业信息和工程现场信息建立工程BIM模型；

根据标准BIM模型和工程BIM模型进行比对分析，输出比对分析结果。

本发明的有益效果为：通过BIM模块与工程监理控制管理模块构建的数字化工程监理系统，根据从工程监理控制模块获取的工程设计信息建立的标准BIM模型与通过工程监理控制模块获取的工程监理作业信息以及工程现场信息建立的基于工程进度的工程BIM模型进行的比对和分析，工程监理人员能够准确、直观、有效地了解两个模型之间的数据差异，实时精准地掌握工程的形象进度与施工质量的现状，从而实现了对工程进度与质量的精细化控制，构建了数字化工程监理的新模式，开拓了BIM技术与工程监理系统集成应用的新途径。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1为本发明基于BIM的数字化工程监理系统的框架结构图；

图2为本发明基于BIM的数字化工程监理方法的示意图；

图3为本发明工程管理子模块的框架结构图；

图4为本发明可视化子模块的框架结构图。

附图标记：

BIM模块1、工程监理控制管理模块2、数据库模块3、标准模型建立子模块11、工程模型建立子模块12、工程管理子模块21、工程监理子模块22、现场信息管理子模块23、管控子模块24、可视化子模块25、工程信息单元211、工程图纸单元212、监理表单生成单元221、现场图像监控单元231、图像处理单元251

具体实施方式

结合以下应用场景对本发明作进一步描述。

参见图1，其示出一种基于BIM的数字化工程监理系统，其特征在于，包括：BIM模块1和工程监理控制管理模块2；

工程监理控制管理模块2，包括工程管理子模块21、工程监理子模块22和现场信息管理子模块23，其中：

工程管理子模块21，用于获取工程设计信息，其中工程设计信息包括由施工方或监理人员录入的工程设计方案和工程设计图纸；

工程监理子模块22，用于获取工程监理作业信息，其中工程监理作业信息包括工程监理人员在施工现场进行实际工程监理的过程中获取的监控信息；

现场信息管理子模块23，用于获取工程现场信息，其中工程现场信息包括由监理人员或设置在施工现场中的图像采集装置采集的施工现场图像信息；

BIM模块1包括根据工程设计信息建立标准BIM模型，以及根据工程监理作业信息和工程现场信息建立工程BIM模型；

工程监理控制管理模块2还包括管控子模块24，其中：

管控子模块24，用于根据标准BIM模型和工程BIM模型进行比对分析，输出比对分析结果。

相应地，参见图2，其示出一种基于BIM的数字化工程监理方法，包括：

获取工程设计信息，其中工程设计信息包括工程设计方案和工程设计图纸；

获取工程监理作业信息，其中工程监理作业信息包括实际工程监理过程中获取的监控信息；

获取工程现场信息；

根据工程设计信息建立标准BIM模型，以及根据工程监理作业信息和工程现场信息建立工程BIM模型；

根据标准BIM模型和工程BIM模型进行比对分析，输出比对分析结果。

本发明上述实施方式，将BIM模块1与工程监理控制管理模块2进行融合集成，通过对BIM模块1中从工程监理控制模块2获取的工程设计信息建立的标准BIM模型与通过对BIM模块1中从工程监理控制模块2获取的工程监理作业信息以及工程现场信息建立的基于工程进度的工程BIM模型进行的比对和分析，研判两个模型之间的相同或区别之处，能够准确、直观、有效地了解实际工程建造过程与标准模型之间的同异，同时，根据工程BIM模型与标准BIM模型的比对，也能够实时精准地掌握工程的形象进度与施工质量的现状，从而实现了对工程进度与质量的精细化控制，构建了数字化工程监理的新模式，开拓了BIM技术与工程监理系统集成应用的新途径。

在一种实施方式中，BIM模块1包括标准模型建立子模块11和工程模型建立子模块12；

标准模型建立子模块11用于根据工程设计信息建立标准BIM模型；

工程模型建立子模块12用于根据工程监理作业信息和工程现场信息建立工程BIM模型。

在一种实施方式中，BIM模块1还包括项目工作分解子模块；

项目工作分解子模块用于根据标准BIM模型进行结构化编码、确定工作分解结构、指定WBS工作节点，明确项目施工工艺流程等；同时根据实际的工程进度构建BIM模型构件，并根据不同BIM模型构件组成工程BIM模型，从而反映实际的工程进度。

工程监理人员能够根据标准BIM模型建立工程项目分解WBS模型，并根据该WBS模型建立工程施工计划等，同时根据实际的工程施工进度建立工程BIM模型，通过与标准BIM模型的比对，能够直观地反映工程的形象进度，有助于工程监理人员对工程整体的进度等控制要素进行跟踪和把控，并及时调整施工计划，以达到目标控制的要求，从而也有力地保证了工程质量的提高。

在一种实施方式中，系统还包括数据库模块3，其中：

数据库模块3包括国家与地方工程监理法规与政策库、企业工程监理管理规范库、工程监理标准化项目模型库、工程监理控制方案标准模板库、工程监理作业程序标准库、工程监理质量控制点数据库、施工工艺标准库、工程监理案例数据库等。

在一种实施方式中，参见图3，工程管理子模块21包括：工程信息单元211和工程图纸单元212，其中：

工程信息单元211，用于获取工程设计方案，其中工程设计方案包括工程设计参数、计划施工步骤；

工程图纸单元212，用于获取工程设计图纸信息，包括施工图纸。

在一种实施方式中，参见图4，工程监理子模块22包括监理表单生成单元221：

监理表单生成单元221，用于供监理人员录入根据实际工程监理作业内容以及其作业过程中获取的监理信息并生成工程监理作业表单，其中作业表单记录的内容包括：工程进度信息、监测数据信息、现场检查信息等；

现场信息管理子模块23包括现场图像监控单元231；

现场图像监控单元231，用于获取工程现场的图像信息；

工程模型建立子模块12进一步包括：根据获取的工程现场图像信息和工程监理作业表单生成工程BIM模型，工程BIM模型包括工程结构的三维模型。

相应地，基于BIM的数字化工程监理方法还包括：

接收由监理人员录入根据实际工程监理作业内容以及其作业过程中获取的监理信息并生成工程监理作业表单，其中作业表单记录的内容包括：工程进度信息、监测数据信息、现场检查信息等；

获取工程现场的图像信息；

根据获取的工程现场图像信息和工程监理作业表单生成工程BIM模型，工程BIM模型包括工程结构的三维模型。

在一种场景中，现场图像监控单元231，包括装置APP的手机，设置在施工现场的图像采集设备，装在有图像采集装置的无人机等。其中获取的施工现场图像包括施工现场的整体环境图像、具体施工结构的近景图、具体施工结构的测量图像等。

在一种场景中，工程监理人员对某个具体的工程结构进行监测，获取该结构的具体监测数据(如长宽高、材料、施工位置、连接关系等)，并通过手机采集该工程结构的图像，通过建立工程监理作业表单将上述信息录入到表单中，由工程模型建立子模块12根据表单中的工程结构测量数据等信息建立该工程结构的三维模型，并添加到工程BIM模型中。

在一种实施方式中，工程监理控制管理模块2还包括可视化子模块25：

可视化子模块25包括：将工程现场的图像信息整合到工程结构的三维模型中，并展示工程结构的三维模型。

相应地，基于BIM的数字化工程监理方法还包括：

将工程现场的图像信息整合到工程结构的三维模型中，并展示工程结构的三维模型。

进一步地，将获取的施工现场图像整合到三维模型中，供管理者通过工程BIM模型评估工程进度的同时，也能够参考从施工现场获取的照片、图像等，能够提高了系统对信息展示的丰富程度，有助于管理者在决策或管理时的需要。

在一种实施方式中，可视化子模块25包括图像处理单元251，用于对由现场图像监控单元231获取的工程现场图像进行处理，并将处理后的工程现场图像整合到工程结构三维模型中。

由于施工现场通常会存在大量的噪声干扰，因此从施工现场获取的图像信息不可避免地会收到施工现场的噪声影响，因此会对其图像质量造成影响。上述实施方式中在对施工现场图像记性整合到三维模型中前，首先通过图像处理单元251对接收的施工现场图像进行预处理，能够有效地提高图像质量，消除噪声的干扰；将预处理后的图像整合到三维模型中，能够提高三维模型的展示质量。

在一种实施方式中，图像处理单元251对由所述现场图像监控单元231获取的工程现场图像进行处理，进一步包括：对工程现场图像进行增强去噪处理，具体包括：

1)将待处理的工程现场图像由RGB颜色空间转换到HSI空间，分别获取工程现场图像的色调子图像H、饱和度子图像S和亮度子图像I；

2)采用3个设定的尺度参数对亮度子图像I进行Retinex分解，分别获取Retinex分解子图像R₁、R₂和R₃，其中采用的Retinex分解函数为：

logR_i(x,y)＝logI(x,y)-log(F_i(x,y)*I(x,y))

式中，R_i(x,y)表示第i个Retinex分解子图像中像素点(x,y)的反射值，其中i∈[1,2,3]，I(x,y)表示亮度子图像中像素点(x,y)的亮度值，F_i(x,y)表示针对第i个Retinex分解子图像采用的核函数，

其中c_i表示针对第i个Retinex分解子图像采用的尺度参数，c_i＝max(0.3×I_mean(x,y)+18.75×i²-12.5×i,15)，I_mean(x,y)表示亮度子图像中的亮度均值；

3)分别根据设定的小波基和分解层数对获取的Retinex分解子图像R₁、R₂和R₃进行小波分解，分别获取该Retinex分解子图像R₁、R₂和R₃的高频小波系数和低频小波系数；

4)分别对Retinex分解子图像R₁、R₂和R₃获取的高频小波系数进行阈值处理，获取阈值处理后的高频系数；

5)对Retinex分解子图像R₁、R₂和R₃阈值处理后的高频系数进行高频小波系数融合处理，获取融合高频小波系数，并根据融合高频系数和Retinex分解子图像R₁、R₂和R₃中低频小波系数的最大值进行重构处理，获取增强后的亮度子图像I′；

6)将亮度子图像I′进行直方图均衡化处理，并将直方图均衡化后的亮度子图像I′和色调子图像H、饱和度子图像S进行融合处理，得到增强处理后的工程现场图像。

针对施工现场图像容易受到施工现场的环境影响(存在粉尘较多、晚上作业照射灯亮度过高等)，从而导致施工现场图像画面不清晰的情况，上述实施方式中，基于Retinex分解理论提出了一种新的图像增强方式，能够基于Retinex分解原理，获取图像中的反射图像以及光照信息，对图像的亮度进行自适应增强。具体为首先将现场施工图像变换到HIS空间，然后对亮度子图进行多参数分解，其中采用上述实施方式中提出的自适应尺度参数函数，能够根据施工图像的亮度信息自适应地调整采用的分解参数，在获取反射图像的过程中自动根据亮度信息选用合适的核函数进行处理，相比于传统的采用固定分解参数的方式提高了分解参数选取的适应性，间接提高了Retinex分解子图像描述原施工现场图的准确性；之后通过分别对多个Retinex分解子图像进行小波分解以及对其中的高频小波系数进行阈值处理，进一步对Retinex分解子图像进行去噪，进一步提高图像质量，同时在去噪后，通过对不同Retinex分解子图像的小波系数的融合，选取能够明显反映工程图像特征的小波系数作为重构的依据，并对其进行重构，获取增强后的亮度子图像，最后进行HIS融合重构，得到增强处理后的现场子图像，通过上述对施工现场图像的增强处理，能够同时从多维的角度提高了图像的清晰度，从而提高图像质量，提高了现场施工图像在可视化子模块25中的展示质量。

在一种实施方式中，图像处理单元251中分别对Retinex分解子图像R₁、R₂和R₃获取的高频小波系数进行阈值处理，获取阈值处理后的高频系数，进一步包括：

其中对高频小波系数进行阈值处理采用的改进的阈值函数为：

式中，

表示阈值处理后的第i个Retinex分解子图像中的第j层第k个高频小波系数，w_i,j,k表示第i个Retinex分解子图像中的第j层第k个高频小波系数；T表示设定的阈值，其中

med|w_i,j,k|表示该层小波系数的中值，L表示小波系数的长度，sgn(·)表示符号函数，β₁、β₂和β₃表示设定的增强调节因子，其中0＜β₁＜1，0＜β₂＜1，0＜β₃＜1。

针对施工现场图像中容易受到现场高频电脉冲噪声等影响，从而出现噪声点的影响，上述实施方式中，针对反射图像小波变化后的高频小波系数进行阈值处理，能够提升高频小波系数的连续性，从而去除高频系数中包含的脉冲噪声点，去噪效果好，有效提升图像质量。

在一种实施方式中，图像处理单元251中对Retinex分解子图像R₁、R₂和R₃阈值处理后的高频系数进行高频小波系数融合处理，其中具体采用的改进的高频系数融合函数为：

式中，

表示融合处理后的第j层第k个融合高频小波系数，max_i＝1,2,3(w_i,j,k)表示3个Retinex分解子图像中的阈值处理后的第j层第k个高频小波系数中的最大值，min_i＝1,2,3(w_i,j,k)表示3个Retinex分解子图像中的阈值处理后的第j层第k个高频小波系数中的最小值，med_i＝1,2,3(w_i,j,k)表示3个Retinex分解子图像中的阈值处理后的第j层第k个高频小波系数中的中值，G表示设定的融合判断阈值。

上述实施方式中，针对3个Retinex分解子图像中阈值处理后的高频系数的融合处理，根据在不同分解参数的Retinex分解子图像下的的图像信息，自适应选择能够反映更多图像信息的高频系数作为融合后的高频小波系数作为之后小波重构的依据，能够在阈值处理后，最大程度的保留高频小波系数中包含的图像信息，避免了阈值小波系数处理后存在的图像失真的情况，进一步提高了图像增强的效果。

在一种实施方式中，工程监理控制管理模块2还包括知识检索子模块；

知识检索子模块用于对数据库模块3中的存储的知识数据进行检索，获取所需的知识数据；

其中数据库模块3还包括知识录入单元和知识分类管理单元；

知识录入单元用于将新的知识数据录入到数据库模块3中；

知识分类管理单元用于按照设定好的分类原则，对从知识录入单元录入的新的知识数据进行分类，并对已分类好的知识信息进行管理。

数据库模块中存储的知识数据，除了为提供建立BIM模型的参考需要外，其中的知识数据还可提供于监理人员或管理者查阅的功能，方便管理者或监理人员在日常的监理工作或管理工作中随时查阅所需的、相关的工程监理知识。管理人员能够根据企业的需求录入相关的知识数据到数据库模块中，监理人员也能够将从施工现场监测的数据整合成监理案例数据录入到知识库中以供查阅，企业内人员能够从不同方面获取所需的知识，以扩大数据库模块的规模。

同时，知识分类管理单元能够根据新录入的知识数据对其进行分类管理，提高了数据库的管理效率，方便在调用或查询数据时能够快速找到目标知识数据。

针对数据库模块3中的工程监理知识数量十分庞大，而且知识设计范围较广，由于不同监理工程所需的工程监理知识不尽相同，所以在对数据库模块3中知识数据进行录入时(或者是数据库模块从外部系统直接接收知识数据时)，数据库模块3对该录入的知识数据进行自适应分类，有助于管理人员在对所需的知识进行检索时提供准确的知识服务。

所述知识分类管理单元，按照设定好的分类原则对数据库模块3中的知识数据进行分类，具体包括：

1)从数据库模块中获取已存的知识数据以及该知识数据对应的知识主题，其中该知识数据包括知识数据的种类信息以及对该知识数据内容表述的文本信息，并统计上述知识数据的种类信息M＝{k₁,k₂,…,k_L}以及文本信息Q，其中M表示知识数据种类集合，L表示预设的知识数据种类的总数；其中所述知识主题包括所述该知识数据所属的知识主题Z；

2)获取新录入的知识数据，其中所述新录入的知识数据包括该新录入的知识数据的种类信息k以及对该新录入的知识数据内容描述的文本信息W＝{c₁,c₂,…,c_n}，其中W表示组成该文本信息的词语集，c_i表示该文本信息中的一个词语；

3)结合该新录入的知识数据的种类信息，从所述新录入的知识数据中提取特征词集合F＝{f₁,f₂,…,f_r}，其中，F表示该新录入的知识数据的文本信息的特征词集，f_i表示该文本信息W中的其中一个特征词，r表示特征词集合中特征词的总数；

4)根据文本信息的特征词集以及该新录入的知识数据的种类信息组成特征向量，输入到训练好的SVM分类模型中，由所述SVM分类模型获取该文本信息的知识特征参数，并根据该知识特征参数获取该新录入的知识数据的知识主题分类信息。

上述实施方式中，提出了一种根据知识数据的文本信息以及种类信息进行主题分类的方法，首先根据文本信息获取其中最能表达该文本的特征词集，并根据特征词集构建描述该知识数据内容的特征向量，输入到SVM分类模型中，通过分类模型获取该知识数据的具体分类，从而为该知识数据增加分类标识并存储到数据库模块中，能够提高数据库模块对知识数据管理的适应性和准确性。

在一种实施方式中，知识分类管理单元中从文本信息W中提取特征词，具体包括：

31)分别计算文本信息中每个词语c_i的对应该种类信息的特征值，其中采用的特征值计算函数为：

式中，V(c_i,k)表示文本信息W中的词语第i个词语c_i对应知识数据种类k的特征值，N表示知识库中已存的知识数据样本的数量，Y表示知识数据样本中包含词语c_i且知识数据种类属于k类的数量，Y’表示知识数据样本中包含词语c_i但知识数据种类不属于k类的数量，M表示知识数据样本中包不含词语c_i但知识数据种类属于k类的数量，M’表示知识数据样本中不包含词语c_i且知识数据种类也不属于k类的数量；

32)统计特征值大于设定阈值的词语组成该文本信息的特征词集F。

上述实施方式中，采用上述的方式从文本信息中提取特征词，结合知识数据的种类信息，分别根据词语和种类信息的吻合程度来判断该词语在其知识种类中的特征性能，从而有效地剔除文本信息中与知识数据特征描述关系不大的噪声词语，确保特征词对知识数据描述的准确性，从而提高了根据特征词对知识数据进行分类的准确性。

在一种实施方式中，知识分类管理单元中还包括：对知识数据文本信息的特征词集合F进行拓展，具体包括：

根据知识数据文本信息特征词集合F中的特征词获取对应的关联知识主题；包括：分别计算数据库模块中预设的知识主题与该文本信息的关联参数，其中采用的关联参数计算函数为：

式中，S(B_b)表示第b个知识主题B_b对该知识数据文本信息的适应性参数，其中b∈[1,Y’]，Y’表示数据库中预设的知识主题的总数，p(f_i|B_b)表示特征词f_i出现在知识主题B_b下的概率，β表示设定的关联调节因子，p(c_g|B_b)表示文本信息W中的词语第g个词语c_i出现在知识主题B_b下的概率，ε表示设定的适应性标准调节因子，

表示整体调节参数；

从知识主题中，选取与该文本信息的关联参数最大的前H个知识主题作为与该知识数据的关联知识主题，将该关联知识主题对应的预先设定的主题词语添加到该文本信息的特征词集F中。

优选地，H＝r。

针对知识数据的具体描述文本信息中可能因其中采用不常用的词语而导致特征词集可靠性不足的情况，从而无法根据特征词集准确分类知识数据主题的情况。上述实施方式中，在根据知识数据内容描述的文本信息获取特征词集后，还进一步对该特征词进行拓展处理，首先根据文本信息，采用上述自定义的关联参数计算函数获取与知识数据文本信息关联度最高的知识主题，然后根据关联的知识主题增加与知识数据内容相关的特征词到特征词集中，从而提高了后续以特征词集作为识别特征向量去获取相应知识内容的可靠性，提高了特征向量与流程节点内容的相关性，进一步提高知识服务推送的性能。

在一种实施方式中，根据知识数据类型的不同，可将知识数据的种类分为条款知识、图纸知识、施工监理知识等；其中条款知识包括监理政策、法规、地方工程建设的法规、标准、规则规范等；图纸知识包括图纸相关的审核、检查、验收知识等；施工监理知识包括工程计量、现场检查、监理交底、见证取样、平行检验、竣工验收等知识以及工程监理案例等。

在一种实施方式中，知识主题为针对一类工程监理知识的集合，例如知识主题为“合同管理”的知识主题下，包括了的合同规范信息、模板合同、不同项目的历史合同信息等；又例如知识主题为“基坑监测”的知识主题下，包括了基坑的相关理论知识、基坑监测的流程及规范、不同项目中的基坑监测的案例等。进一步地，以知识主题为“基坑监测”为例，可以设定其对应的主题词语为“基坑”、“监测”、“冠梁”、“边坡”、“支护桩”等。

上述实施例阐明的系统、装置或模块，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机，计算机的具体形式可以为个人计算机、平板计算机、智能电话、媒体播放器或这些设备终端的任意几种设备的组合。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当分析，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种基于BIM的数字化工程监理系统，其特征在于，包括：BIM模块和工程监理控制管理模块；

所述工程监理控制管理模块，包括工程管理子模块、工程监理子模块和现场信息管理子模块，其中：

所述工程管理子模块，用于获取工程设计信息，其中所述工程设计信息包括工程设计方案和工程设计图纸；

所述工程监理子模块，用于获取工程监理作业信息，其中所述工程监理作业信息包括实际工程监理过程中获取的监控信息；

所述现场信息管理子模块，用于获取工程现场信息；

所述BIM模块包括根据工程设计信息建立标准BIM模型，以及根据工程监理作业信息和工程现场信息建立工程BIM模型；

所述工程监理控制管理模块还包括管控子模块，其中：

所述管控子模块，用于根据所述标准BIM模型和工程BIM模型进行比对分析，输出比对分析结果。

2.根据权利要求1所述的一种基于BIM的数字化工程监理系统，其特征在于，所述BIM模块包括标准模型建立子模块和工程模型建立子模块；

所述标准模型建立子模块用于根据工程设计信息建立标准BIM模型；

所述工程模型建立子模块用于根据工程监理作业信息和工程现场信息建立工程BIM模型。

3.根据权利要求1所述的一种基于BIM的数字化工程监理系统，其特征在于，所述系统还包括数据库模块；

所述数据库模块包括工程监理标准化项目模型库、工程监理控制方案标准模板库、工程监理作业程序标准库、工程监理质量控制点数据库、施工工艺标准库、工程监理案例数据库。

4.根据权利要求1所述的一种基于BIM的数字化工程监理系统，其特征在于，所述工程管理子模块包括：工程信息单元和工程图纸单元；

所述工程信息单元，用于获取工程设计方案，其中工程设计方案包括工程设计参数、计划施工步骤；

所述工程图纸单元，用于获取工程设计图纸信息，包括施工图纸。

5.根据权利要求1所述的一种基于BIM的数字化工程监理系统，其特征在于，所述工程监理子模块包括监理表单生成单元；

所述监理表单生成单元，用于根据实际工程监理作业内容以及其作业过程中获取的监控信息生成工程监理作业表单，其中所述作业表单记录的内容包括：工程进度信息、监测数据信息、现场检查信息；

所述现场信息管理子模块包括现场图像监控单元；

所述现场图像监控单元，用于获取工程现场的图像信息；

所述工程模型建立子模块进一步包括：根据获取的工程现场图像信息和工程监理作业表单生成工程BIM模型，所述工程BIM模型包括工程结构的三维模型。

6.根据权利要求5所述的一种基于BIM的数字化工程监理系统，其特征在于，所述工程监理控制管理模块还包括可视化子模块；

所述可视化子模块包括：将所述工程现场的图像信息整合到所述工程结构的三维模型中，并展示所述工程结构的三维模型。

7.根据权利要求3所述的一种基于BIM的数字化工程监理系统，其特征在于，所述工程监理控制管理模块还包括知识检索子模块；

所述知识检索子模块用于对数据库模块中的存储的知识数据进行检索，获取所需的知识数据；

其中所述数据库模块还包括知识录入单元和知识分类管理单元；

所述知识录入单元用于将新的知识数据录入到所述数据库模块中；

所述知识分类管理单元用于按照设定好的分类原则，对从所述知识录入单元录入的新的知识数据进行分类，并对已分类好的知识信息进行管理。

8.根据权利要求6所述的一种基于BIM的数字化工程监理系统，其特征在于，所述可视化子模块包括图像处理单元，用于对由所述现场图像监控单元获取的工程现场图像进行处理，并将处理后的工程现场图像整合到所述工程结构三维模型中。

9.根据权利要求8所述的一种基于BIM的数字化工程监理系统，其特征在于，所述图像处理单元对由所述现场图像监控单元获取的工程现场图像进行处理，进一步包括：对工程现场图像进行增强去噪处理，具体包括：

1)将待处理的工程现场图像由RGB颜色空间转换到HSI空间，分别获取工程现场图像的色调子图像H、饱和度子图像S和亮度子图像I；

2)采用3个设定的尺度参数对亮度子图像I进行Retinex分解，分别获取Retinex分解子图像R₁、R₂和R₃，其中采用的Retinex分解函数为：

logR_i(x,y)＝logI(x,y)-log(F_i(x,y)*I(x,y))

式中，R_i(x,y)表示第i个Retinex分解子图像中像素点(x,y)的反射值，其中i∈[1,2,3]，I(x,y)表示亮度子图像中像素点(x,y)的亮度值，F_i(x,y)表示针对第i个Retinex分解子图像采用的核函数，

其中c_i表示针对第i个Retinex分解子图像采用的尺度函数，c_i＝18.75×i²+12.5×i-20；

3)分别根据设定的小波基和分解层数对获取的Retinex分解子图像R₁、R₂和R₃进行小波分解，分别获取该Retinex分解子图像R₁、R₂和R₃的高频小波系数和低频小波系数；

4)分别对Retinex分解子图像R₁、R₂和R₃获取的高频小波系数进行阈值处理，获取阈值处理后的高频系数；

5)对Retinex分解子图像R₁、R₂和R₃阈值处理后的高频系数进行高频小波系数融合处理，获取融合高频小波系数，并根据融合高频系数和Retinex分解子图像R₁、R₂和R₃中低频小波系数的最大值进行重构处理，获取增强后的亮度子图像I′；

6)将亮度子图像I′进行直方图均衡化处理，并将直方图均衡化后的亮度子图像I′和色调子图像H、饱和度子图像S进行融合处理，得到增强处理后的工程现场图像。

10.一种基于BIM的数字化工程监理方法，其特征在于，包括：

获取工程设计信息，其中所述工程设计信息包括工程设计方案和工程设计图纸；

获取工程监理作业信息，其中所述工程监理作业信息包括实际工程监理过程中获取的监控信息；

获取工程现场信息；

根据工程设计信息建立标准BIM模型，以及根据工程监理作业信息和工程现场信息建立工程BIM模型；

根据所述标准BIM模型和工程BIM模型进行比对分析，输出比对分析结果。

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