CN111910608A - 一种基于bim技术的地基沉降的可视化监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于BIM技术的地基沉降的可视化监测装置，包括：通过埋设在各个监测点的传感器，用于监测表层沉降、分层沉降、地下水位和孔隙水压力并存储相应的监测数据的自动监测模块；建立监测点模型，将监测点模型和各个监测点的监测数据进行耦合并进行分析和管理的BIM模型耦合模块；将存储的预警线与监测点模型中监测数据进行对比，对达到预警线的监测数据生成预警信息并发送给指定人员的自动预警模块。本发明能现场直观看出各控制点位移沉降、孔隙水压力等最新数据及数据的历史累积变化情况，并提高预警效率。
Description
技术领域
本发明涉及地基沉降的监测技术领域。
背景技术
码头工程一般主要由码头主体、护岸、陆域形成及软土地基加固、道路堆场、港池疏浚等部分组成。其中陆域形成可利用已有的回填材料，也可采用吹填港池、连接水域的疏浚料，大部分陆域形成区域的原始覆盖层为砂土，部分区域的原始覆盖层甚至为淤泥。因此陆域形成过程中的沉降位移监测、孔隙水压力监测等尤为重要。现有技术中，采用人工处理数据：通过监测后台逐个复制监测点数据，再人工本地处理数据、分析数据，具有滞后性，不直观。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于BIM技术的地基沉降的可视化监测装置，能现场直观看出各控制点位移沉降、孔隙水压力等最新数据及数据的历史累积变化情况，并提高预警效率。
实现上述目的的技术方案是：
一种基于BIM技术的地基沉降的可视化监测装置，包括：
通过埋设在各个监测点的传感器，用于监测表层沉降、分层沉降、地下水位和孔隙水压力并存储相应的监测数据的自动监测模块；
建立监测点模型，将监测点模型和各个监测点的监测数据进行耦合并进行分析和管理的BIM(建筑信息模型)模型耦合模块；以及
将存储的预警线与监测点模型中监测数据进行对比，对达到预警线的监测数据生成预警信息并发送给指定人员的自动预警模块。
优选的，所述自动监测模块包括：
埋设在各个表层沉降监测点，用于监测表层沉降的多个第一传感器；
埋设在各个分层沉降监测点，用于监测分层沉降的多个第二传感器；
埋设在各个地下水位监测点，用于监测地下水位的多个第三传感器；
埋设在各个孔隙水压力监测点，用于监测孔隙水压力的多个第四传感器；
对接收自各所述第一传感器、第二传感器、第三传感器和第四传感器的监测数据进行处理，生成监测信息汇总表的数据初处理单元；以及
用于存储监测信息汇总表的服务器。
优选的，所述监测信息汇总表包括：监测类型、监测点编号、监测点的空间位置、埋设时间、埋设区域、监测时间段和监测数据数值。
优选的，所述数据初处理单元对监测数据处理，指：根据监测点编号将各监测数据填入到监测信息汇总表的对应区域。
优选的，所述BIM模型耦合模块包括：
从所述服务器获取监测信息汇总表的监测数据获取单元；
根据监测信息汇总表中各个监测点的空间位置，建立BIM模型中的监测点模型的BIM模型建立单元；
将监测信息汇总表中各监测数据与监测点模型进行耦合的耦合单元；
根据耦合后的监测点模型，对各个监测点进行可视化管理的视点管理单元；
根据耦合后的监测点模型，对各个监测点的监测数据进行累积曲线分析的累积曲线分析单元；以及
根据耦合后的监测点模型，对各个监测点的监测数据进行变化速率分析的变化速率分析单元。
优选的，所述的将监测信息汇总表中各监测数据与监测点模型进行耦合，指：根据监测信息汇总表在BIM模型中设置监测点属性参数，并将这些监测点属性参数输入到监测点模型的属性参数中。
优选的，所述自动预警模块包括：
存储有预警线的预警线存储单元；
将耦合后的监测点模型中监测数据与预警线的对比，对达到预警线的监测数据生成预警信息的预警判断单元；
用于将预警信息发送给指定人员的通知单元；
连接所述预警判断单元，用于汇总监测数据与预警线的对比结果的预警消息汇总单元；以及
用于显示汇总的对比结果的现场显示单元。
本发明的有益效果是：本发明通过在Autodesk Navisworks软件的基础上开发出监测插件，形成软土地基监测平台。建立作业现场与监测中心的协同管理机制，寻找出了BIM模型与监测中心数据对接的可行性与适用性，在BIM模型中的监测点模型实时更新监测数据，辅助项目现场直观看出各控制点位移沉降、孔隙水压力等最新数据及数据的历史累积变化情况。在BIM模型中监测点模型设置监测数据安全预警控制值，当实时监测数据接近或超过安全预警控制值时，可立刻提醒施工项目部管理人员需控制施工速度、采取相应的安全措施，提高预警效率。
附图说明
图1是本发明的基于BIM技术的地基沉降的可视化监测装置的结构图；
图2是本发明中监测信息汇总表的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
请参阅图1，本发明的基于BIM技术的地基沉降的可视化监测装置，包括：自动监测模块1、BIM模型耦合模块2和自动预警模块3。
自动监测模块1通过埋设在各个监测点的传感器，用于监测表层沉降、分层沉降、地下水位和孔隙水压力并存储相应的监测数据。具体地，
自动监测模块1包括：多个第一传感器11、多个第二传感器12、多个第三传感器13、多个第四传感器14、数据初处理单元15和服务器16。
各第一传感器11埋设在各个表层沉降监测点，用于监测表层沉降。各第二传感器12埋设在各个分层沉降监测点，用于监测分层沉降。各第三传感器13埋设在各个地下水位监测点，用于监测地下水位。各第四传感器14埋设在各个孔隙水压力监测点，用于监测孔隙水压力。
数据初处理单元15对接收自各第一传感器11、第二传感器12、第三传感器13和第四传感器14的监测数据进行处理：根据监测点编号将各监测数据填入到监测信息汇总表的对应区域，从而生成监测信息汇总表。监测信息汇总表包括：监测类型、监测点编号、监测点的空间位置、埋设时间、埋设区域、监测时间段和监测数据数值。如图2所示。服务器16用于存储监测信息汇总表。
BIM模型耦合模块2建立监测点模型，将监测点模型和各个监测点的监测数据进行耦合并进行分析和管理，从而实现可视化监测。具体地，BIM模型耦合模块2包括：监测数据获取单元21、BIM模型建立单元22、耦合单元23、视点管理单元24、累积曲线分析单元25、变化速率分析单元26。
监测数据获取单元21从服务器16获取监测信息汇总表。BIM模型建立单元22根据监测信息汇总表中各个监测点的空间位置，建立BIM模型中的监测点模型。
耦合单元23将监测信息汇总表中各监测数据与监测点模型进行耦合：根据监测信息汇总表在BIM模型中设置监测点属性参数，并将这些监测点属性参数输入到监测点模型的属性参数中。
视点管理单元24根据耦合后的监测点模型，对各个监测点进行可视化管理。即：选取任一监测点，以及起止日期和时间，即可获取该监测点的信息，并绘制以及获取相应的图表，直观地查看所选监测点的各类信息。
累积曲线分析单元25根据耦合后的监测点模型，对各个监测点的监测数据进行累积曲线分析。残余沉降量不大于50cm作为判断是否可以卸载的指标之一。
变化速率分析单元26根据耦合后的监测点模型，对各个监测点的监测数据进行变化速率分析。连续五天实测沉降速率不大于2.0mm/天作为判断是否可以卸载的指标之一。
自动预警模块3将存储的预警线与监测点模型中监测数据进行对比，对达到预警线的监测数据生成预警信息并发送给指定人员。具体地，自动预警模块3包括：预警线存储单元31、预警判断单元32、通知单元33、预警消息汇总单元34、现场显示单元35。
预警线存储单元31存储有预警线。预警判断单元32将耦合后的监测点模型中监测数据与预警线的对比，对达到预警线的监测数据生成预警信息。通知单元33用于将预警信息发送给指定人员，可以通过短信、邮件等方式。
预警消息汇总单元34连接预警判断单元31，用于汇总监测数据与预警线的对比结果。现场显示单元35用于显示汇总的对比结果。
以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。
Claims (7)
1.一种基于BIM技术的地基沉降的可视化监测装置，其特征在于，包括：
通过埋设在各个监测点的传感器，用于监测表层沉降、分层沉降、地下水位和孔隙水压力并存储相应的监测数据的自动监测模块；
建立监测点模型，将监测点模型和各个监测点的监测数据进行耦合并进行分析和管理的BIM模型耦合模块；以及
将存储的预警线与监测点模型中监测数据进行对比，对达到预警线的监测数据生成预警信息并发送给指定人员的自动预警模块。
2.根据权利要求1所述的基于BIM技术的地基沉降的可视化监测装置，其特征在于，所述自动监测模块包括：
埋设在各个表层沉降监测点，用于监测表层沉降的多个第一传感器；
埋设在各个分层沉降监测点，用于监测分层沉降的多个第二传感器；
埋设在各个地下水位监测点，用于监测地下水位的多个第三传感器；
埋设在各个孔隙水压力监测点，用于监测孔隙水压力的多个第四传感器；
对接收自各所述第一传感器、第二传感器、第三传感器和第四传感器的监测数据进行处理，生成监测信息汇总表的数据初处理单元；以及
用于存储监测信息汇总表的服务器。
3.根据权利要求2所述的基于BIM技术的地基沉降的可视化监测装置，其特征在于，所述监测信息汇总表包括：监测类型、监测点编号、监测点的空间位置、埋设时间、埋设区域、监测时间段和监测数据数值。
4.根据权利要求2所述的基于BIM技术的地基沉降的可视化监测装置，其特征在于，所述数据初处理单元对监测数据处理，指：根据监测点编号将各监测数据填入到监测信息汇总表的对应区域。
5.根据权利要求2所述的基于BIM技术的地基沉降的可视化监测装置，其特征在于，所述BIM模型耦合模块包括：
从所述服务器获取监测信息汇总表的监测数据获取单元；
根据监测信息汇总表中各个监测点的空间位置，建立BIM模型中的监测点模型的BIM模型建立单元；
将监测信息汇总表中各监测数据与监测点模型进行耦合的耦合单元；
根据耦合后的监测点模型，对各个监测点进行可视化管理的视点管理单元；
根据耦合后的监测点模型，对各个监测点的监测数据进行累积曲线分析的累积曲线分析单元；以及
根据耦合后的监测点模型，对各个监测点的监测数据进行变化速率分析的变化速率分析单元。
6.根据权利要求5所述的基于BIM技术的地基沉降的可视化监测装置，其特征在于，所述的将监测信息汇总表中各监测数据与监测点模型进行耦合，指：根据监测信息汇总表在BIM模型中设置监测点属性参数，并将这些监测点属性参数输入到监测点模型的属性参数中。
7.根据权利要求2所述的基于BIM技术的地基沉降的可视化监测装置，其特征在于，所述自动预警模块包括：
存储有预警线的预警线存储单元；
将耦合后的监测点模型中监测数据与预警线的对比，对达到预警线的监测数据生成预警信息的预警判断单元；
用于将预警信息发送给指定人员的通知单元；
连接所述预警判断单元，用于汇总监测数据与预警线的对比结果的预警消息汇总单元；以及
用于显示汇总的对比结果的现场显示单元。
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