CN111506949A - 基于bim的道路软基处理施工进度可视化方法 - Google Patents

Abstract

基于BIM的道路软基处理施工进度可视化方法，涉及工程项目信息化管理应用技术，尤其是一种基于BIM的道路软基处理施工进度可视化方法。本发明的方法通过将道路软基BIM模型进行分类和规则切割，基于“类型‑空间”模型编码实现施工项到对应BIM模型的关联，建立当日施工完成量到对应模型块的映射关系，完成施工模型块的进度信息自动填充，实现软基BIM模型与施工进度的准确关联、形象进度的可视化展示，以及历史施工过程的动态回溯模拟。本发明弥补了现有施工进度管理方式的不足，实现BIM模型与业务的一体化管控，为项目建设管理方提供了更加直观立体和精细化的进度管理方法。

Description

基于BIM的道路软基处理施工进度可视化方法

技术领域

本发明涉及工程项目信息化管理应用技术，具体的说是一种基于BIM的道路软基处理施工进度可视化方法，应用于道路工程建设项目的信息化管理，尤其是道路软基施工进度可视化管理。

背景技术

现阶段，我国的市政道路建设日益增多，部分沿海地区由于土层较软，对沉降要求高，通常需要对道路进行较长时间的软基处理，属于道路建设施工过程中的一个重要环节，针对软基处理的施工进度管控也成为整个项目管理中的重要一环。

目前道路软基施工的进度管理基本为人工填报，将每天施工完成的工程量用excel表格进行填报，信息分散且难以统计汇总，信息化管理水平低；其次，填报的进度信息仅仅是一个数字，对于形象进度的描述不够直观形象，而且不能对历史施工进度情况进行有效的回溯分析。当前工程建设领域广泛推广应用BIM技术，BIM应用于道路软基施工的进度管理将有效提升项目的管理效率与可视化效果，而当前行业内仍没有这方面的应用案例和可行方法。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明提供了一种基于BIM的道路软基处理施工进度可视化方法。

基于BIM的道路软基处理施工进度可视化方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤1，加载道路软基BIM模型，并根据工程实体层铺设，包括砂垫层、粉细砂保护层、分层填筑土方，以及施工方案中规定的施工区段以及各个区段内的细分桩号将软基模型进行划分切割；

步骤2，切割后的每个模型块建立属性表，包括模型编码、模型块体积、开工时间和完工时间；

步骤3，根据道路软基的工程划分编制施工进度计划表，软基的实体铺设层的施工项对应到软基模型编码，在此基础上创建每日工程量填报表，根据当日软基施工情况填报当日施工完成量信息；

步骤4，道路软基的当日施工量填报后，系统提取施工区段、施工软基层、对应模型编码，以及当日完成施工量信息，通过模型编码检索相关软基BIM模型，建立当日施工完成量到对应模型块的映射关系，找到当日完成施工的模型块，填充开工时间、完工时间的进度信息；

步骤5，根据步骤4中对软基模型块赋予的开工时间、完工时间的进度信息，对道路软基模型按施工进度情况进行分类渲染展示。

上述的方法，可通过设定历史时间线，动态渲染各个历史时间节点的施工进度模型，进而实现历史施工进度动态回溯。

所述的开工时间、完工时间的进度信息填充方法，具体步骤为：

(1)基于模型编码，在软基BIM模型中检索出对应施工区段和软基层的所有模型块，并按桩号依次检查各个模型块的开工时间T_start、完工时间T_end这两个属性信息，找到代表“施工中”状态的模型块，即第一个有开工时间T_start，但无完工时间T_end的模型块。如果没有“施工中”状态的模型块，则找到第一个“未施工”状态的模型块，即工时间和完工时间均为空的模型块；

(2)用当日完成施工量V_today与“施工中”或“未施工”的后续n个模型块的体积V_i进行对比；

如果

则这后续n个软基模型块都属于当日施工完成的部分，这部分模型块的开工时间T_start、完工时间T_end两个属性信息自动填写上当日的日期；

如果

那么前n-1个模型块属于施工完成的部分，其开工时间T_start、完工时间T_end这两个属性信息自动填写上当日的日期，第n个模型块则属于已施工一部分但未完成(即“施工中”)的状态，仅填写其开工时间T_start，完工时间仍置空，修改第n个模型块的体积

本发明与现有技术相比，其有益效果为：

本发明提供的一种基于BIM的道路软基处理施工进度可视化方法，通过将道路软基BIM模型进行分类和规则切割，基于“类型-空间”模型编码实现施工项到对应BIM模型的关联，建立当日施工完成量到对应模型块的映射关系，完成施工模型块的进度信息自动填充，实现软基BIM模型与施工进度的准确关联、形象进度的可视化展示，以及历史施工过程的动态回溯模拟。

本发明弥补了现有施工进度管理方式的不足，利用BIM模型实现道路软基施工进度的三维可视化管理，以及历史施工过程的动态回溯分析，实现BIM模型与业务的一体化管控，为项目建设管理方提供了更加直观立体和精细化的进度管理方法。

附图说明

图1为本发明的流程示意图；

图2为本发明实施例中创建的每日工程量填报表；

图3为本发明实施例中模型进度渲染展示的结果。

具体实施方式

实施例1：为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明基于BIM的道路软基处理施工进度可视化方法，包括以下步骤：

步骤1，加载道路软基BIM模型；

由于软基土方模型一般整体构建，而为了与施工进度精细精确关联展示，需要根据工程分部分项划分及施工方案，将软基模型进行划分切割；具体是：

首先将软基模型根据设计参数中各层结构的大致厚度进行水平切割，分为砂垫层、粉细砂保护层、分层填筑土方三层。然后沿道路方向按照施工区段与设计桩号对软基模型进行自动切割，本例中选取每10米作为一个切割段，也可以根据项目具体情况及桩号单位来设定不同的切割间隔距离，这将决定后续施工进度关联和展示的精细程度；

其中，道路软基处理的分部分项工程一般包括场地清表平整、实体层铺设(砂垫层、粉细砂保护层、分层填筑土方等)，以及真空预压等工序。其中，耗时较长且能够与BIM模型进行关联的主体工程为各个实体层的铺设，因此，根据具体项目软基处理工程分部分项中涉及的实体层，对软基模型进行水平方向的切割划分；另外，根据施工方案中规定的施工区段以及各个区段内的细分桩号，对软基模型进行横断面的切割。

步骤2，为切割后的每个模型块建立属性表，包括的信息有：

(1)模型编码，采用“类型-空间”两级编码方式，将切割后的每个模型块，根据所属道路软基的不同结构层类型，及所在区段空间位置进行编码。所属类型采用两位数字表示，空间位置采用四位数表示，前两位代表所属施工区段，后两位代表所属桩号，两级编码之间用“-”连接。例如砂垫层的第一个施工段中第一个桩号切割段的模型块，其编码为“01-0101”，此编码作为后续关联施工项目和具体工程量的依据。其它编码例子参见下表1模型编码示意表。

表1模型编码示意表

(2)模型块体积，计算每个切割模型块的体积作为该部分的工程量，保存到模型块的该属性字段中。

(3)开工时间和完工时间，先预留这两个属性字段，后续填报每日软基施工工程量后，将自动计算该字段的值，并填写到这两个字段中，作为施工进度信息。

步骤3，根据道路软基的分部分项工程划分编制施工进度计划表；

采用Microsoft Project的项目管理软件进行编制，然后导出转换为具有层级结构的关系数据表进行存储，需对每个软基的施工项填写对应的软基模型编码，作为施工项到BIM模型的关联。在施工进度计划表的基础上，创建一个每日工程量填报表，增加当日施工完成量信息，根据工程惯例，软基施工量以立方米为单位。其它新增的信息包括填报时间、填报人和所属项目等。每日工程量填报表由工程项目部信息员根据每日软基施工进度进行在线填报后提交，然后系统会在下一步进行自动处理。

步骤4，道路软基的每日工程量填报表填写提交后，系统后台提取表中所需信息，通过模型编码检索相关软基BIM模型，建立当日施工完成量到对应模型块的映射关系，找到当日完成施工的模型块，填充进度信息；具体实现包括以下步骤：

(1)从当日工程量填报表中提取所需信息，包括施工区段，施工软基层类型，对应模型编码，以及当日完成施工量V_today；

(2)基于模型编码，在软基BIM模型中检索出对应施工区段和软基层的所有模型块，并按桩号依次检查各个模型块的开工时间T_start、完工时间T_end这两个属性信息，找到代表“施工中”状态的模型块，即第一个有开工时间T_start，但无完工时间T_end的模型块。如果没有“施工中”状态的模型块，则找到第一个“未施工”状态的模型块，即工时间T_start和完工时间T_end均为空的模型块；

(3)用当日完成施工量V_today与“施工中”或“未施工”的后续n个模型块的体积V_i进行对比；

如果

则这后续n个软基模型块都属于当日施工完成的部分，这部分模型块的开工时间T_start、完工时间T_end两个属性信息自动填写上当日的日期；

如果

那么前n-1个模型块属于施工完成的部分，其开工时间T_start、完工时间T_end这两个属性信息自动填写上当日的日期，第n个模型块则属于已施工一部分但未完成(即“施工中”)的状态，仅填写其开工时间T_start，完工时间仍置空，修改第n个模型块的体积

步骤5，根据步骤4中对软基模型块赋予的开工时间、完工时间的进度信息，对道路软基模型按施工进度情况进行分类渲染展示，即加载软基BIM模型时，获取每个模型块的开工时间T_start和完工时间T_end，并由这两个属性信息来判断其当前施工状态：

如果两个属性信息为空，则代表该模型“未施工”；

如果T_start有值而T_end为空，则代表“施工中”；

如果两者均有值，则代表“已完工”；

根据模型块的三种不同的施工状态赋予其不同颜色的渲染形式，即可直观展示当前道路软基的施工形象进度情况。

步骤6，通过设定历史时间线，动态渲染各个历史时间节点的施工进度模型，历史施工进度动态回溯，具体是：

首先需设定起始模拟时间，模拟间隔。从起始模拟时间开始，按设定的时间间隔，不断更新当前模拟历史时刻T_then，然后提取各个模型块的开工时间T_start和完工时间T_end与T_then进行对比，

如果T_then＜T_start，则在当前的模拟历史时刻，该模型块为“未施工”状态；

如果T_start＜T_then＜T_end，则该模型块为“施工中”；

如果T_end＜T_then，则该模型块为“已完工”；

每隔2秒钟，则向后更新一次模拟历史时刻，然后对所有模型块进行重新判断，根据结果重新更新渲染模型，实现道路软基处理的历史施工过程的动态展示。

以上说明了对一个道路软基BIM模型进行处理及实现基于BIM模型的道路软基施工进度可视化的方法和过程，对一个工程项目涉及到的所有道路软基BIM模型做同样的处理，关联到进度填报模块，则可以实现对项目中所有道路软基工程的施工进度可视化管理和展示。

应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明权利要求所保护的范围情况下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。

Claims (5)

1.基于BIM的道路软基处理施工进度可视化方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤1，加载道路软基BIM模型，并根据工程实体层铺设，包括砂垫层、粉细砂保护层、分层填筑土方，以及施工方案中规定的施工区段以及各个区段内的细分桩号将软基模型进行划分切割；

步骤2，切割后的每个模型块建立属性表，包括模型编码、模型块体积、开工时间和完工时间；

步骤3，根据道路软基的工程划分编制施工进度计划表，软基的实体铺设层的施工项对应到软基模型编码，在此基础上创建每日工程量填报表，根据当日软基施工情况填报当日施工完成量信息；

步骤4，道路软基的当日施工量填报后，系统提取施工区段、施工软基层、对应模型编码，以及当日完成施工量信息，通过模型编码检索相关软基BIM模型，建立当日施工完成量到对应模型块的映射关系，找到当日完成施工的模型块，填充开工时间、完工时间的进度信息；

步骤5，根据步骤4中对软基模型块赋予的开工时间、完工时间的进度信息，对道路软基模型按施工进度情况进行分类渲染展示。

2.如权利要求1所述的基于BIM的道路软基处理施工进度可视化方法，其特征在于通过设定历史时间线，动态渲染各个历史时间节点的施工进度模型，进而实现历史施工进度动态回溯。

3.如权利要求1所述的基于BIM的道路软基处理施工进度可视化方法，其特征在于，步骤（2）中所述的模型编码，采用“类型-空间”两级编码方式，将切割后的每个模型块，根据所属道路软基的不同结构层类型，及所在区段空间位置进行编码；

所属类型采用两位数字表示，空间位置采用四位数表示，前两位代表所属施工区段，后两位代表所属桩号，两级编码之间用“-”连接，

另外，应计算每个切割模型块的体积，作为该部分的工程量，保存到模型块的属性中。

4.如权利要求1所述的基于BIM的道路软基处理施工进度可视化方法，其特征在于所述的开工时间、完工时间的进度信息填充方法，具体步骤为：

（1）基于模型编码，在软基BIM模型中检索出对应施工区段和软基层的所有模型块，并按桩号依次检查各个模型块的开工时间

、完工时间

这两个属性信息，找到代表“施工中”状态的模型块，即第一个有开工时间

，但无完工时间

的模型块；

如果没有“施工中”状态的模型块，则找到第一个“未施工”状态的模型块，即工时间和完工时间均为空的模型块；

（2）用当日完成施工量

与“施工中”或“未施工”的后续n个模型块的体积

进行对比；

如果

，则这后续n个软基模型块都属于当日施工完成的部分，这部分模型块的开工时间

、完工时间

两个属性信息自动填写上当日的日期；

如果

，那么前n-1个模型块属于施工完成的部分，其开工时间

、完工时间

这两个属性信息自动填写上当日的日期，第n个模型块则属于已施工一部分但未完成（即“施工中”）的状态，仅填写其开工时间

，完工时间仍置空，修改第n个模型块的体积

。

5.如权利要求2所述的基于BIM的道路软基处理施工进度可视化方法，其特征在于通过设定历史时间线，动态渲染各个历史时间节点的施工进度模型，历史施工进度动态回溯的具体方法是：

首先需设定起始模拟时间，模拟间隔；从起始模拟时间开始，按设定的时间间隔，不断更新当前模拟历史时刻

，然后提取各个模型块的开工时间

和完工时间

与

进行对比，

如果

，则在当前的模拟历史时刻，该模型块为未施工状态；

如果

，则该模型块为施工中；

如果

，则该模型块为已完工；

每隔2秒钟，则向后更新一次模拟历史时刻，然后对所有模型块进行重新判断，根据结果重新更新渲染模型，实现道路软基处理的历史施工过程的动态展示。

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