CN111945796A - 基于bim技术的基坑变形监测同步模拟分析及实时预警系统 - Google Patents

基于bim技术的基坑变形监测同步模拟分析及实时预警系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于BIM技术的基坑变形监测同步模拟分析及实时预警系统，包括云数据处理平台、WEB客户端、移动客户端、智能监测数据传感器和工作站，云数据处理平台包括依次连接的监测数据接收及存储模块、BIM模型轻量化管理模块、BIM模型同步模拟分析模块、监测数据分析模块、监测风险预警模块以及监测数据BIM模型可视化输出模块，工作站包括建设单位工作站、监理单位工作站、监测单位工作站和施工单位工作站，WEB客户端通过互联网与云数据处理平台相连接，移动客户端通过4G/5G手机卡或无线网络与云数据处理平台相连接，本发明基于BIM技术的参数化、信息化、可视化、模拟化以及集成化等优点，同时融合包括物联网、云计算、5G、WEB/移动客户端等技术的特点，实现了基坑安全监管和监测数据信息获取的实时、准确及预警功能。

Description

基于BIM技术的基坑变形监测同步模拟分析及实时预警系统
技术领域
本发明涉及土木工程施工技术领域，具体为基于BIM技术的基坑变形监测同步模拟分析及实时预警系统。
背景技术
近几年，随着国家基础建设的快速发展，黄土地区的超大、超深基坑项目数量不断增多。因此所带来的黄土的湿陷性问题成为了工程建设过程中重点安全监管方向。看似稳固的黄土在浸水后，工程特性急剧变化，强度迅速降低。由于黄土湿陷所引起的工程事故，主要以基坑支护结构失稳为主。因此，对基坑的施工过程变形监测进行同步模拟分析及实时预警工作变得非常重要。
传统的基坑变形监测主要是依靠监测人员通过携带监测仪器进行逐个监测点位的人工检查，这种方式对人员水平要求高，而且速度较慢。检查结果主要靠专业人员的经验判断，难以及时、精确的为项目管理团队提出信息反馈。
基于此，本发明设计了基于BIM技术的基坑变形监测同步模拟分析及实时预警系统，以解决上述提到的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供基于BIM技术的基坑变形监测同步模拟分析及实时预警系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于BIM技术的基坑变形监测同步模拟分析及实时预警系统，包括云数据处理平台、WEB客户端、移动客户端、移动客户端以及智能监测数据传感器和工作站，所述云数据处理平台包括依次连接的监测数据接收及存储模块、BIM模型轻量化管理模块、BIM模型同步模拟分析模块、监测数据分析模块、监测风险预警模块以及监测数据BIM模型可视化输出模块，所述工作站包括建设单位工作站、监理单位工作站、监测单位工作站施工单位工作站，所述智能监测数据传感器通过数据连接线与数据采集模块箱相连接，所述数据采集模块箱通过无线通信模块与云数据处理平台进行数据传输，WEB客户端通过互联网与所述云数据处理平台相连接，移动客户端通过4G/5G手机卡网络或无线网络与所述云数据处理平台相连接。
优选的，在所述云数据处理平台中，所述监测数据接收及存储模块用于接收数据采集模块箱通过无线通信模块上传的监测数据并进行存储，所述监测数据分析模块用于通过智能算法进行监测数据分析，所述BIM模型轻量化管理模块用于根据所述BIM信息模型数据构建三维轻量化模型，所述BIM模型同步模拟分析模块用于利用BIM技术的模拟分析功能对基坑监测模型进行提前模拟分析，优化监测方案及智能传感器布置位置，所述监测风险预警模块用于通过规则引擎设置预警规则，所述监测数据BIM模型可视化输出模块用于输出基于三维信息模型的监测数据可视化图表。
优选的，所述监测风险预警模块用于将监测的传感数据与理论计算结果进行比较，对监测的传感数据的合理性进行分析，并在监测的传感数据异常时进行安全预警，所述监测风险预警模块通过短信提示将预警信息发送至移动客户端。
优选的，所述无线通信模块通过4G/5G手机卡网络或无线网络上传数据到云数据处理平台。
优选的，所述数据采集模块箱内置太阳能发电装置连续供电。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该基于BIM技术的基坑变形监测同步模拟分析及实时预警系统，基于BIM技术的参数化、信息化、可视化、模拟化、集成化等优点，同时融合包括物联网、云计算、5G、WEB/移动客户端等技术的特点，实现了基坑安全监管和监测数据信息获取的实时、准确及预警功能；同时基于BIM技术的可模拟性，对工程基坑施工过程变形情况进行监测前模拟分析，提出了更加优化合理的监测点布置及监测方案。在湿陷性黄土地区基坑施工安全领域形成一套融合BIM、物联网、云计算、5G、WEB/移动客户端等技术的三维可视化安全监管平台，实现了湿陷性黄土地区基坑工程基于BIM技术的基坑变形监测及同步模拟预警系统，对于安全监管具有重要意义。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、智能监测数据传感器；2、数据采集模块箱；21、太阳能发电装置；3、无线通信模块；31、手机卡或无线网络接收器；4、4G/5G手机卡或无线网络；5、移动客户端；6、互联网；7、WEB客户端；8、云数据处理平台；801、监测数据接收及存储模块；802、BIM模型轻量化管理模块；803、BIM模型同步模拟分析模块；804、监测数据分析模块；805、监测风险预警模块；806、监测数据BIM模型可视化输出模块；9、工作站；901、建设单位工作站；902、监理单位工作站；903、监测单位工作站；904、施工单位工作站。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：基于BIM技术的基坑变形监测同步模拟分析及实时预警系统，包括云数据处理平台8、WEB客户端7、移动客户端5以及智能监测数据传感器1和工作站9，所述云数据处理平台8包括依次连接的监测数据接收及存储模块801、BIM模型轻量化管理模块802、BIM模型同步模拟分析模块803、监测数据分析模块804、监测风险预警模块805以及监测数据BIM模型可视化输出模块806，所述工作站包括建设单位工作站901；监理单位工作站902；监测单位工作站903；施工单位工作站904。所述智能监测数据传感器1通过数据连接线与数据采集模块箱2相连接，主要监测基坑水平、垂直位移监测数据、结构应力监测数据、锚杆轴力监测数据、建筑物沉降监测数据、支护桩侧土压力监测数据、地下水位监测数据、视频监控数据以及相对应的各监测设备管理数据等，所述数据采集模块箱2通过无线通信模块3与云数据处理平台6进行数据传输，云数据处理服务器主要包括工程项目数据、BIM模型信息数据、监测项目数据、预警参数数据、同步模拟分析数据、预报警事件数据、多媒体数据以及运行管理数据等等，WEB客户端通过互联网与云数据处理平台8相连接，移动客户端通过4G/5G网络与云数据处理平台8相连接，WEB客户端7与移动客户端5均能够及时了解该系统监测的实况，并能在接收到预警及报警信号时，第一时间赶往现场进行处理。
其中，在所述云数据处理平台8中，所述监测数据接收及存储模块801用于接收数据采集模块箱2通过无线通信模块3上传的监测数据，所述BIM模型轻量化管理模块802用于根据所述BIM信息模型数据构建三维轻量化模型，主要包括基坑结构轻量化模型、土体结构轻量化模型、监测点位轻量化模型、周边环境轻量化模型，所述BIM模型同步模拟分析模块803用于利用BIM技术的模拟分析功能对基坑监测模型进行提前模拟分析，优化监测方案及智能传感器布置位置，所述监测数据分析模块804用于通过智能算法进行监测数据分析，所述监测风险预警模块805用于通过规则引擎设置预警规则，所述监测数据BIM模型可视化输出模块806用于输出可视化图表。该云数据处理平台8还包括云端服务器，用于对监测数据采集管理、监测数据分析、监测数据统计分析，BIM模型管理、预警信息推送管控、同步模拟分析管理、结构安全评估管理及其他资料管理。
其中，所述监测风险预警模块805用于将监测的传感数据与理论计算结果进行比较，对监测的传感数据的合理性进行分析，并在监测的传感数据异常时进行安全预警，所述监测风险预警模块805通过短信提示将预警信息发生至移动客户端5。
其中，所述数据采集模块箱2内置太阳能发电装置21，通过太阳能发电装置21供电连续工作。所述无线通信模块3内置手机卡或无线网络接收器31，通过4G/5G手机卡网络或无线网络上传数据到云数据处理平台8。从而保证监测数据的实时、连续上传云检测平台服务器。
本发明涉及到的各模块部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知，本发明系统的具体实施，涉及到使用WEB客户端和移动客户端的软件，该软件均为自身开发的软件。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (5)

1.基于BIM技术的基坑变形监测同步模拟分析及实时预警系统，其特征在于：包括云数据处理平台、WEB客户端、移动客户端以及智能监测数据传感器和工作站，所述云数据处理平台包括依次连接的监测数据接收及存储模块、BIM模型轻量化管理模块、BIM模型同步模拟分析模块、监测数据分析模块、监测风险预警模块以及监测数据BIM模型可视化输出模块，所述工作站包括建设单位工作站、监理单位工作站、监测单位工作站和施工单位工作站，所述智能监测数据传感器通过数据连接线与数据采集模块箱相连接，所述数据采集模块箱通过无线通信模块与云数据处理平台进行数据传输，WEB客户端通过互联网与所述云数据处理平台相连接，移动客户端通过4G/5G手机卡网络或无线网络与所述云数据处理平台相连接。
2.根据权利要求1所述的基于BIM技术的基坑变形监测同步模拟分析及实时预警系统，其特征在于：在所述云数据处理平台中，所述监测数据接收及存储模块用于接收数据采集模块箱通过无线通信模块上传的监测数据并存储，所述监测数据分析模块用于通过智能算法进行监测数据分析，所述BIM模型轻量化管理模块用于根据所述BIM信息模型数据构建三维轻量化模型，所述BIM模型同步模拟分析模块用于利用BIM技术的模拟分析功能对基坑监测模型进行提前模拟分析，优化监测方案及智能传感器布置位置，所述监测风险预警模块用于通过规则引擎设置预警规则，所述监测数据BIM模型可视化输出模块用于输出基于三维信息模型的监测数据可视化图表。
3.根据权利要求1所述的基于BIM技术的基坑变形监测同步模拟分析及实时预警系统，其特征在于：所述监测风险预警模块用于将监测的传感数据与理论计算结果进行比较，对监测的传感数据的合理性进行分析，并在监测的传感数据异常时进行安全预警，所述监测风险预警模块通过短信提示将预警信息发生至移动客户端。
4.根据权利要求1所述的基于BIM技术的基坑变形监测同步模拟分析及实时预警系统，其特征在于：所述无线通信模块通过4G/5G手机卡网络或无线网络上传数据到云数据处理平台。
5.根据权利要求1所述的基于BIM技术的基坑变形监测同步模拟分析及实时预警系统，其特征在于：所述数据采集模块箱内置太阳能发电装置连续供电。
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Application publication date: 20201117