CN112580939A - 一种基于bim+gis技术的公路施工用工序管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于道路施工技术领域，其公开了一种基于BIM+GIS技术的公路施工用工序管理系统，提高公路施工工序管理效率，更有效地控制施工质量及进度，进而提高公路施工效率。本发明基于原始数据采集模块获取的数据信息分别构建三维精细化BIM模型和GIS场景模型，并整合三维精细化BIM模型和GIS场景模型，构建形成三维仿真模型；基于三维仿真模型进行可视化施工模型建造规划，并将模型建造规划发送至协同施工管理平台；在施工过程中，通过数据采集终端对施工相关数据进行实时采集，并将采集数据发送至协同施工管理平台；协同施工管理平台对实际施工进度、实际施工数据与规划施工进度以及规划施工数据进行比对，并掌握施工质量情况，以完成工序管理。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于BIM+GIS技术的公路施工用工序管理系统，属于道路施工技术领域。
背景技术
公路施工工程规模一般较大，且造价高、工期长、跨度大，施工过程中的工序管理是增强工程施工质量的重要环节，其主要对工程施工进度、工程施工质量进行查验比对，以保证施工计划的进行和保证施工工程质量。
目前，公路建设工序管理过程的数据收集、整理、汇总均采用人工记录和比对校验，这不仅大大增加了工序管理过程中的人力、物力、财力和时间的消耗，而且由于人的参与，也会不可避免的出现类似计算、统计和分析等各类错误，导致数据失真，影响施工质量和进度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提出一种基于BIM+GIS技术的公路施工用工序管理系统，提高公路施工工序管理效率，更有效地控制施工质量及进度，进而提高公路施工效率。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：
一种基于BIM+GIS技术的公路施工用工序管理系统，包括：
移动管理终端、数据采集终端、协同施工管理平台、服务管理终端以及通讯装置，所述协同施工管理平台通过通讯装置分别与数据采集终端、移动管理终端、服务管理终端进行数据通讯；
所述数据采集终端，用于对施工相关数据进行实时采集，并将数据上传至协同施工管理平台；
所述移动管理终端，用于施工现场的监控管理以及施工数据的手动收录，并将数据上传至协同施工管理平台；
所述服务管理终端，用于构建三维精细化BIM模型和GIS场景模型，并整合所述三维精细化BIM模型和GIS场景模型，构建形成三维仿真模型，基于三维仿真模型进行可视化施工模型建造规划，并将模型建造规划发送至协同施工管理平台；
所述协同施工管理平台，用于将实际施工进度、实际施工数据与规划施工进度以及规划施工数据进行比对，从而进行施工进度和施工质量的监管。
作为进一步优化，所述数据采集终端包括航空采集模块、移动激光三维扫描模块、地面固定采集模块和施工机械采集模块；
所述航空采集模块，用于工程宏观监控，获取整个工程范围内空对地的图像和视频，生成倾斜摄影GIS地形三维模型；
所述移动激光三维扫描模块，用于通过三维激光扫描弥补航空采集模块在公路工程中桥梁、隧道部分的采集数据缺失，获得高精度激光三维点云GIS模型；
所述地面固定采集模块，用于对施工节点进行视频监控，监控图像通过摄像头所在坐标位置及朝向被融合在施工进度模型中，对高风险对象进行全天候实时监控；
所述施工机械采集模块，用于监控机械设备运行情况，收集行走路线、速度、压实遍数等施工参数。
作为进一步优化，所述移动管理终端包括身份识别模块、权限获取模块、显示装置和操作界面；
所述身份识别模块为指纹识别、人脸识别、密码识别、证件识别中的一种或多种，用于管理人员的身份识别；
所述权限获取模块基于身份识别模块识别成功后获取相关操作权限，相关操作权限为数据下载权限、数据修改权限、数据上传权限以及应用功能使用权限；
所述显示装置用于相关操作的界面显示以及相关数据资料的显示；
所述操作界面用于对设备的相关操作。
作为进一步优化，所述移动管理终端上设置有数据连接口、定位模块和通话装置；
所述数据连接口用于手动连接施工设备，获取施工设备的运行参数；
所述定位模块用于获取移动管理终端的位置信息；
所述通话装置包括摄像头、麦克风与扬声器，用于远程视频通话，摄像头还用于手动采集施工现场的图像画面。
作为进一步优化，所述服务管理终端包括原始数据采集模块、BIM参数化建模模块、GIS参数化建模模块、三维设计协同模块、施工进度计划模块和进度可视化模块；
所述原始数据采集模块，用于获取基于施工图的道路几何数据以及各个计划施工阶段的建造过程数据、施工材料信息、施工设备信息、施工进度信息、公路施工位置信息、公路位置维度信息、公路位置周围空间信息；
所述BIM参数化建模模块，用于基于施工图以及各个计划施工阶段的建造过程数据、施工材料信息、施工设备信息、施工进度信息，构建三维精细化BIM模型，所述三维精细化BIM模型与实际竣工成果保持一致；
所述GIS参数化建模模块，用于基于公路施工位置信息、公路位置维度信息、公路位置周围空间信息，利用无人机航拍扫描或者三维激光扫描创建GIS场景模型；
所述三维设计协同模块，用于基于三维精细化BIM模型与GIS场景模型，整合构建形成三维仿真模型；
所述施工进度计划模块，用于通过按照单位工程、分部工程、分项工程三个层次进行工作结构分解，明确工作任务、工作阶段和施工顺序；
所述进度可视化模块，用于将施工进度计划模块与三维仿真模型进行关联，通过时间维度进行公路施工模型建造规划。
作为进一步优化，所述协同施工管理平台包括进度验对模块和纠偏模块；
所述进度验对模块，用于汇总数据采集终端与移动管理终端采集的施工信息数据，以确定实际工程施工进度，并与计划施工进度进行比对，同时将比对结果反馈至移动管理终端和服务管理终端；
所述纠偏模块用于检查实际施工数据与规划施工数据是否一致，若数据不一致，则采取措施进行纠偏。
本发明的有益效果是：
通过BIM+GIS构建三维仿真模型，并依此通过时间维度进行公路施工模型建造规划，方便公路建造过程中的进度管理和工序管理；通过数据采集终端实现对施工工程数据进行实时采集汇总，并通过协同施工管理平台分析处理，完成工序管理，以确定工程进度和工程施工质量，提高了工序管理的及时性和准确性。
附图说明
图1为本发明实施例中的公路施工用工序管理系统系统结构框图；
图2为本发明实施例中的工序管理的具体实现流程图。
具体实施方式
本发明旨在提出一种基于BIM+GIS技术的公路施工用工序管理系统，提高公路施工工序管理效率，更有效地控制施工质量及进度，进而提高公路施工效率。
本发明中的公路施工用工序管理系统包括：移动管理终端、数据采集终端、协同施工管理平台、服务管理终端以及通讯装置，所述协同施工管理平台通过通讯装置分别与数据采集终端、移动管理终端、服务管理终端进行数据通讯；所述数据采集终端，用于对施工相关数据进行实时采集，并将数据上传至协同施工管理平台；所述移动管理终端，用于施工现场的监控管理以及施工数据的手动收录，并将数据上传至协同施工管理平台；所述服务管理终端，用于构建三维精细化BIM模型和GIS场景模型，并整合所述三维精细化BIM模型和GIS场景模型，构建形成三维仿真模型，基于三维仿真模型进行可视化施工模型建造规划，并将模型建造规划发送至协同施工管理平台；所述协同施工管理平台，用于将实际施工进度、实际施工数据与规划施工进度以及规划施工数据进行比对，从而进行施工进度和施工质量的监管。
实施例：
如图1所示，本实施例中的公路施工用工序管理系统包括：移动管理终端、数据采集终端、协同施工管理平台、服务管理终端以及通讯装置；各个部分具体说明如下：
数据采集终端：包括航空采集模块、移动激光三维扫描模块、地面固定采集模块和施工机械采集模块；航空采集模块，用于工程宏观监控，获取整个工程范围内空对地的图像和视频，生成倾斜摄影GIS地形三维模型；移动激光三维扫描模块，通过三维激光扫描弥补航空采集模块在公路工程中桥梁、隧道部分的采集数据缺失，获得高精度激光三维点云GIS模型；地面固定采集模块，用于视频监控施工节点，监控图像通过摄像头所在坐标位置及朝向被融合在施工进度模型中，对高风险对象进行全天候实时监控；施工机械采集模块，用于监控机械设备运行情况，收集行走路线、速度、压实遍数等施工参数。
移动管理终端：设置有若干组，且分别分配给各相关负责人，用于施工现场的监控管理以及施工数据的手动收录。其包括身份识别模块、权限获取模块、显示装置、操作界面，身份识别模块为指纹识别、人脸识别、密码识别、证件识别中的一种或多种，用于管理人员的身份识别；权限获取模块基于身份识别模块识别成功后获取相关操作权限，相关操作权限为数据下载权限、数据修改权限、数据上传权限以及应用功能使用权限；显示装置用于相关操作的界面显示以及相关数据资料的显示；操作界面用于对设备的相关操作。
移动管理终端上设置有数据连接口、定位模块、通话装置，数据连接口用于手动连接施工设备，获取施工设备的运行参数；定位模块用于获取移动管理终端的位置信息；通话装置包括摄像头、麦克风与扬声器，用于远程视频通话，摄像头还用于手动采集施工现场的图像、画面。
服务管理终端：包括原始数据采集模块、BIM参数化建模模块、GIS参数化建模模块、三维设计协同模块、施工进度计划模块、进度可视化模块；原始数据采集模块用于获取基于施工图的道路几何数据以及各个计划施工阶段的建造过程数据、施工材料信息、施工设备信息、施工进度信息、公路施工位置信息、公路位置维度信息、公路位置周围空间信息；BIM参数化建模模块基于施工图以及各个计划施工阶段的建造过程数据、施工材料信息、施工设备信息、施工进度信息，构建三维精细化BIM模型，且该三维精细化BIM模型与实际竣工成果保持一致；GIS参数化建模模块基于公路施工位置信息、公路位置维度信息、公路位置周围空间信息，利用无人机航拍扫描或者三维激光扫描创建GIS场景模型；三维设计协同模块基于BIM模型与GIS场景模型，整合构建形成三维仿真模型；施工进度计划模块，通过按照单位工程、分部工程、分项工程三个层次进行工作结构分解(WBS)，明确工作任务、工作阶段和施工顺序编制而成；进度可视化模块用于将施工进度计划模块与三维仿真模型进行关联，通过时间维度进行公路施工模型建造规划。
协同施工管理平台：包括进度验对模块、纠偏模块，进度验对模块用于汇总数据采集终端与移动管理终端采集的施工信息数据，以确定实际工程施工进度，并与计划施工进度进行比对，同时将比对结果反馈至移动管理终端和服务管理终端；纠偏模块用于检查实际施工数据与规划施工工程数据是否一致，若数据不一致，则采取措施进行纠偏。纠偏模块的检查数据包括施工测量数据、材料名称以及其相对的各处使用量、材料配合比、材料强度、平整度。
基于上述系统，本实施例中工序管理的具体实现流程如图2所示，其包括：
1、基于原始数据采集模块获取的数据信息分别构建三维精细化BIM模型和GIS场景模型，并整合三维精细化BIM模型和GIS场景模型，构建形成三维仿真模型；
2、基于三维仿真模型进行可视化施工模型建造规划，并将模型建造规划发送至协同施工管理平台；
3、将移动管理终端分别发放到相关负责人手中，并在施工过程中，通过数据采集终端对施工相关数据进行实时采集，并将采集数据发送至协同施工管理平台；
4、协同施工管理平台对实际施工进度、实际施工数据与规划施工进度以及规划施工数据进行比对，并掌握施工质量情况，以完成工序管理。
5、进行对比，并采取措施进行纠偏。
Claims (6)
1.一种基于BIM+GIS技术的公路施工用工序管理系统，其特征在于，包括：
移动管理终端、数据采集终端、协同施工管理平台、服务管理终端以及通讯装置，所述协同施工管理平台通过通讯装置分别与数据采集终端、移动管理终端、服务管理终端进行数据通讯；
所述数据采集终端，用于对施工相关数据进行实时采集，并将数据上传至协同施工管理平台；
所述移动管理终端，用于施工现场的监控管理以及施工数据的手动收录，并将数据上传至协同施工管理平台；
所述服务管理终端，用于构建三维精细化BIM模型和GIS场景模型，并整合所述三维精细化BIM模型和GIS场景模型，构建形成三维仿真模型，基于三维仿真模型进行可视化施工模型建造规划，并将模型建造规划发送至协同施工管理平台；
所述协同施工管理平台，用于将实际施工进度、实际施工数据与规划施工进度以及规划施工数据进行比对，从而进行施工进度和施工质量的监管。
2.如权利要求1所述的一种基于BIM+GIS技术的公路施工用工序管理系统，其特征在于，
所述数据采集终端包括航空采集模块、移动激光三维扫描模块、地面固定采集模块和施工机械采集模块；
所述航空采集模块，用于工程宏观监控，获取整个工程范围内空对地的图像和视频，生成倾斜摄影GIS地形三维模型；
所述移动激光三维扫描模块，用于通过三维激光扫描弥补航空采集模块在公路工程中桥梁、隧道部分的采集数据缺失，获得高精度激光三维点云GIS模型；
所述地面固定采集模块，用于对施工节点进行视频监控，监控图像通过摄像头所在坐标位置及朝向被融合在施工进度模型中，对高风险对象进行全天候实时监控；
所述施工机械采集模块，用于监控机械设备运行情况，收集行走路线、速度、压实遍数等施工参数。
3.如权利要求1所述的一种基于BIM+GIS技术的公路施工用工序管理系统，其特征在于，
所述移动管理终端包括身份识别模块、权限获取模块、显示装置和操作界面；
所述身份识别模块为指纹识别、人脸识别、密码识别、证件识别中的一种或多种，用于管理人员的身份识别；
所述权限获取模块基于身份识别模块识别成功后获取相关操作权限，相关操作权限为数据下载权限、数据修改权限、数据上传权限以及应用功能使用权限；
所述显示装置用于相关操作的界面显示以及相关数据资料的显示；
所述操作界面用于对设备的相关操作。
4.如权利要求3所述的一种基于BIM+GIS技术的公路施工用工序管理系统，其特征在于，
所述移动管理终端上设置有数据连接口、定位模块和通话装置；
所述数据连接口用于手动连接施工设备，获取施工设备的运行参数；
所述定位模块用于获取移动管理终端的位置信息；
所述通话装置包括摄像头、麦克风与扬声器，用于远程视频通话，摄像头还用于手动采集施工现场的图像画面。
5.如权利要求1所述的一种基于BIM+GIS技术的公路施工用工序管理系统，其特征在于，
所述服务管理终端包括原始数据采集模块、BIM参数化建模模块、GIS参数化建模模块、三维设计协同模块、施工进度计划模块和进度可视化模块；
所述原始数据采集模块，用于获取基于施工图的道路几何数据以及各个计划施工阶段的建造过程数据、施工材料信息、施工设备信息、施工进度信息、公路施工位置信息、公路位置维度信息、公路位置周围空间信息；
所述BIM参数化建模模块，用于基于施工图以及各个计划施工阶段的建造过程数据、施工材料信息、施工设备信息、施工进度信息，构建三维精细化BIM模型，所述三维精细化BIM模型与实际竣工成果保持一致；
所述GIS参数化建模模块，用于基于公路施工位置信息、公路位置维度信息、公路位置周围空间信息，利用无人机航拍扫描或者三维激光扫描创建GIS场景模型；
所述三维设计协同模块，用于基于三维精细化BIM模型与GIS场景模型，整合构建形成三维仿真模型；
所述施工进度计划模块，用于通过按照单位工程、分部工程、分项工程三个层次进行工作结构分解，明确工作任务、工作阶段和施工顺序；
所述进度可视化模块，用于将施工进度计划模块与三维仿真模型进行关联，通过时间维度进行公路施工模型建造规划。
6.如权利要求1所述的一种基于BIM+GIS技术的公路施工用工序管理系统，其特征在于，所述协同施工管理平台包括进度验对模块和纠偏模块；
所述进度验对模块，用于汇总数据采集终端与移动管理终端采集的施工信息数据，以确定实际工程施工进度，并与计划施工进度进行比对，同时将比对结果反馈至移动管理终端和服务管理终端；
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