CN112097823A - 一种基于北斗高精度定位和bim施工多点同步监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于北斗高精度定位和BIM施工多点同步监测系统，包括用于用于采集建筑各部分数据的数据采集模块，与数据采集模块连接用于处理坐标、位移数据的数据处理模块，用于数据采集模块采集到的建筑数据传输至数据处理模块的数据通讯模块，与数据处理模块连接用于管理二次开发BIM模块的BIM监控预警管理模块，与BIM监控预警管理模块连接用于进行远程监控与控制的的移动监控控制模块，通过对监测区域内的合理布设监测点位及监测设备的选取，获得完整、全面的监测区域形变趋势，通过建筑建前精确测量与建后受到的损坏监测与预警模块的数据处理及数据预警模型，对监测数据的精度、预警信息的准确性具有显著提高。
Description
技术领域
本发明属于计算机通信技术领域，涉及一种应用于土木工程施工过程 的测量精度控制以及建后安全监测系统，具体是一种基于北斗高精度定位 和BIM施工多点同步监测系统。
背景技术
装配式建筑现在大有发展空间，其中装配式钢结构建筑具备最为便捷、 效率更高等优势。从装配式建筑全过程来说，测量、放线的精准是决定了 每个装配式构件能否精确安装到位的第一步。因此能够对装配式建筑做到 安全监测就尤为重要。
由于缺乏数据的交互，施工BIM模型难以反映施工现场实际。虽然有 部分自动全站仪能够根据BIM模型现场放线、复核，但该技术无法将BIM 模型与现场相统一，不便于施工过程精度控制与安全管理服务。
对于大型钢结构液压提升和滑移而言，掌握其提升和滑移过程关键节 点的坐标，对于评估其最终施工的精度和施工过程的安全性极为必要。现 有的技术手段，只能对其个别关键节点进行监测，比如专利名称为“一种 基于BIM的钢结构网架液压提升精度控制的方法”的中国专利(专利号为 2016106379720)，不能满足大跨结构施工大范围监控的需要。有基于此， 提出基于北斗高精度定位和BIM施工多点同步监测系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于北斗高精度定位和BIM施工多点同步 监测系统，以解决现有技术中由于观测周期较长而导致的无法实时掌握监 测情况的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种基于北斗高精度定位和BIM施工多点同步监测系统，包括依次连 接的数据采集模块、数据通信模块、数据处理模块、BIM监控预警管理模 块以及移动监控控制模块；
所述数据采集模块，用于采集建筑各部分数据；
所述数据通信模块，用于将数据采集模块采集到的建筑数据传输至数 据处理模块；
所述数据处理模块，用于处理坐标、位移数据；
所述BIM监控预警管理模块，用于管理二次开发BIM模块；
所述移动监控控制模块，用于进行远程监控与控制。
进一步地，所述数据采集模块包括用于测量坐标的GNSS接收器、用于 检测倾角的倾角传感器、用于测量相对沉降的静力水准仪、用于采集裂缝 数据的裂缝传感器、用于监测风速风向的风速风向计、用于监测地质震动 的振动传感器。
进一步地，所述数据处理模块包括交换机，所述交换机获取数据采集 模块采集到的GNSS数据、倾角数据、相对沉降数据、裂缝数据、风速风向 数据、振动数据，然后通过多重预警模型的计算，能够对异常数据进行准 确的预警发布，所述多重预警模型的计算采用大数据收集和分析，获得各 部分数据阈值，根据各部分数据阈值来判断该建筑发生损坏的可能性。
进一步地，所述交换机分别连接在线发布信息模块、结算分析数据模 块、显示模块设备。
进一步地，所述BIM监控预警管理模块包括用于显示模型的显示单元、 用于预警建筑损坏的的预警单元、用于设计模型的建筑模块设计单元、用 于监控建筑数据的建筑信息监控单元，通过各个数据达到精确测量、安全 监测的目的。
进一步地，当所述数据处理模块与BIM监控预警模块分析出某建筑具 有损坏的危险时，控制预警模块进行预警，同时传输至移动监控控制模块 报警，完成报警动作，所述预警模块设置为语音报警。
本发明的有益效果：1、适应野外环境：北斗模块适应野外施工条件，北 斗覆盖区域均可使用；2、重复利用：模块安装便捷，可重复使用；3、定位精 度高：满足建筑物精确移动和高精度对准需求；4、实时性好：可以现场实时给 出定位结果，无需事后处理，满足快速施工需求。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。
图1是本发明的系统示意图。
图2是本发明的整体结构示意图。
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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚 度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是 为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必 须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明 的限制。
如图1-2所示，本发明提供了一种基于北斗高精度定位和BIM施工多 点同步监测系统，包括依次连接的数据采集模块、数据通信模块、数据处 理模块、BIM监控预警管理模块以及移动监控控制模块。
数据采集模块，用于采集建筑各部分数据。
具体地，数据采集模块包括用于测量坐标的GNSS接收器、用于检测倾 角的倾角传感器、用于测量相对沉降的静力水准仪、用于采集裂缝数据的 裂缝传感器、用于监测风速风向的风速风向计、用于监测地质震动的振动 传感器，根据建筑数据详细进行分析报告，对监测区域进行灾害分析，针 对建筑周围环境薄弱、易产生形变灾害的区域或点位进行监测点布设，根 据建筑周围地质条件和环境，以及易产生的灾害类型选择对应的监测手段，安装相应的监测设备自动化采集监测数据。在本实施例中优选为建筑受到 地震、滑坡等问题，采用上述的数据采集模块获取该地理位置以及对应该 地理位置的各项建筑数据信息。
数据通信模块，用于将数据采集模块采集到的建筑数据传输至数据处 理模块。
数据处理模块，用于处理坐标、位移数据。
具体地，数据处理模块包括交换机，交换机分别连接在线发布信息模 块、结算分析数据模块、显示模块设备，该交换机获取数据采集模块采集 到的GNSS数据、倾角数据、相对沉降数据、裂缝数据、风速风向数据、振 动数据，然后通过多重预警模型的计算，能够对异常数据进行准确的预警 发布，该多重预警模型的计算采用大数据收集和分析，获得各部分数据阈 值，根据各部分数据阈值来判断该建筑发生损坏的可能性。
BIM监控预警管理模块，用于管理二次开发BIM模块。
具体地，BIM监控预警管理模块包括用于显示模型的显示单元、用于 预警建筑损坏的的预警单元、用于设计模型的建筑模块设计单元、用于监 控建筑数据的建筑信息监控单元，通过各个数据达到精确测量、安全监测 的目的。
移动监控控制模块，用于进行远程监控与控制。
当数据处理模块与BIM监控预警模块分析出某建筑具有损坏的危险 时，控制预警模块进行预警，同时传输至移动监控控制模块报警，完成报 警动作，预警模块可以设置为语音报警。
本发明工作时：先通过设计多种传感器模块来实现环境参数感知和采 集，接着利用数据通信模块和数据处理模块，将采集到的数据传输和处理， 存入数据处理模块数据库，并将已采集的和已处理的数据显示在自搭建监 控模块和手机移动端软件上，部分数据经处理后以图表形式显示，同时由 北斗接收器采集到的装配式建筑三维坐标等信息可在模块中构成建筑三维 可视化模型。在装配式建筑建造过程中，将采集到的数据与初始化的正常 范围作比较，当数据超出正常范围时在模块和手机上报警，或者可以通过 发送消息或邮件到现场施工人员，现场施工人员按照移动端上提供的施工 信息进行细节调节；在装配式建筑建成的维护中，通过不断的监测建筑的 各种相关信息，便于分析装配式建筑物的各项指标，并对建筑物的健康状 况进行诊断。
本发明提供的基于北斗高精度定位和BIM施工多点同步监测系统，基 于北斗定位的装配式钢结构建筑安装精准控制方法研究针对传统装配式钢 结构件安装采用准星全站式定位技术存在的安装精度不足问题，研究基于 北斗的结构件和人员定位方法，针对目前BIM缺乏建筑安装现场信息，研 究基于北斗的安装结构件及人员坐标转换方法，以实现安装过程在BIM中 的可视化，基于北斗定位和物联网技术的装配式钢结构建筑安全监测方法研究对目前建筑安全监测信息化水平匮乏，无法进行实时监测的问题，研 究装配式钢结构建筑安全监测传感器和北斗定位接收机布点方法，实现关 键核心结构件的安全监测，研究多源传感数据采集、传输及处理方法，实 现对传感数据的存储、分析和清洗，依据《装配式建筑质量安全监督要点》， 对采集到的数据进行综合评测和智能分析，实现核心结构件的安全预警， 以指导安全检测人员针对位置数据定位结构件进行进一步安全检测确认， 以提高装配式钢结构建筑的安全透明化监测和快速维护。
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。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的 技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方 式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均 应属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种基于北斗高精度定位和BIM施工多点同步监测系统，其特征在于：包括依次连接的数据采集模块、数据通信模块、数据处理模块、BIM监控预警管理模块以及移动监控控制模块；
所述数据采集模块，用于采集建筑各部分数据；
所述数据通信模块，用于将数据采集模块采集到的建筑数据传输至数据处理模块；
所述数据处理模块，用于处理坐标、位移数据；
所述BIM监控预警管理模块，用于管理二次开发BIM模块；
所述移动监控控制模块，用于进行远程监控与控制。
2.根据权利要求1所述的一种基于北斗高精度定位和BIM施工多点同步监测系统，其特征在于：所述数据采集模块包括用于测量坐标的GNSS接收器、用于检测倾角的倾角传感器、用于测量相对沉降的静力水准仪、用于采集裂缝数据的裂缝传感器、用于监测风速风向的风速风向计、用于监测地质震动的振动传感器。
3.根据权利要求1所述的一种基于北斗高精度定位和BIM施工多点同步监测系统，其特征在于：所述数据处理模块包括交换机，所述交换机获取数据采集模块采集到的GNSS数据、倾角数据、相对沉降数据、裂缝数据、风速风向数据、振动数据，然后通过多重预警模型的计算，能够对异常数据进行准确的预警发布，所述多重预警模型的计算采用大数据收集和分析，获得各部分数据阈值，根据各部分数据阈值来判断该建筑发生损坏的可能性。
4.根据权利要求3所述的一种基于北斗高精度定位和BIM施工多点同步监测系统，其特征在于：所述交换机分别连接在线发布信息模块、结算分析数据模块、显示模块设备。
5.根据权利要求1所述的一种基于北斗高精度定位和BIM施工多点同步监测系统，其特征在于：所述BIM监控预警管理模块包括用于显示模型的显示单元、用于预警建筑损坏的的预警单元、用于设计模型的建筑模块设计单元、用于监控建筑数据的建筑信息监控单元，通过各个数据达到精确测量、安全监测的目的。
6.根据权利要求1所述的一种基于北斗高精度定位和BIM施工多点同步监测系统，其特征在于：当所述数据处理模块与BIM监控预警模块分析出某建筑具有损坏的危险时，控制预警模块进行预警，同时传输至移动监控控制模块报警，完成报警动作，所述预警模块设置为语音报警。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20201218 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |