CN112801614A - 一种基于数字孪生技术的cim与bim联动系统 - Google Patents

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黄烁
乔晓静
邢再鹏
李宗哲
申月月
滕腾
王鸿嘉
魏向阳
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Abstract

本发明涉及一种基于数字孪生技术的CIM与BIM联动系统，属于数字内容服务领域。包括依次通过通信数据连接的项目数据自动采集系统、项目BIM数字孪生平台、项目影响预测系统、CIM接口和CIM平台；项目数据自动采集系统包括若干物联网传感器；项目数据自动采集系统对数据源进行数据采集；CIM接口和CIM平台将BIM数字孪生与CIM系统交互对接。该系统基于数字孪生技术，能够实现BIM数字孪生与CIM系统间的联动，并可自动采集、上报建设工程项目信息，实现建设工程项目的管理，以及其对周边环境影响的预警，从而强化建设工程间、建设工程与周边环境间的联系降低工程建设过程中的负面影响。

Description

一种基于数字孪生技术的CIM与BIM联动系统
技术领域
本发明涉及一种基于数字孪生技术的CIM与BIM联动系统，属于数字内容服务领域。
背景技术
当前阶段，数字孪生在城市管理上的应用不断开发与发展，城市内部的既有建筑、道路、设施已逐步通过数字孪生的数字内容加入到统一的智慧城市管理中，因此，目前的数字孪生技术着力点在于静态的设施、设备与动态的人流、车流以及早晚高峰、上下班间的关联。
但随着城市的发展、城镇化的推进，建设工程项目已不再是传统上的仅存在于城市周边。建设工程项目逐渐由新建，向着旧有建筑改建、扩建变化。目前先进的项目，通常通过BIM数字孪生进行数据采集、统一归集与上报、定期对接地区、城市、省级别CIM管理平台的管理模式，而是一项涉及众多因数如人员往来、交通运输、物资调配、垃圾清运、周边安全等的系统性活动。在以往建设工程过程中，各个环节间的数据传输一般是以天、周或者更长周期进行上报与更新，通常会导致信息滞后，进而导致判断错误，最终导致工程与周边环境都受到负面影响。
为解决上述问题，需要一种基于数字孪生技术的CIM与BIM数字孪生联动系统，提高建设工程项目的信息采集、归集、传递能力，实现实时的数据自动采集、上报，从而实现建设工程项目的管理，以及其对周边环境影响的预警，从而强化建设工程间、建设工程与周边环境间的联系降低工程建设过程中的负面影响。
发明内容
本发明设计了一种基于数字孪生技术的用于实现BIM数字孪生与CIM系统间联动功能，并可自动采集、上报建设工程项目信息的CIM与BIM数字孪生联动系统。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种基于数字孪生技术的CIM与BIM联动系统，包括依次通过通信数据连接的项目数据自动采集系统、项目BIM数字孪生平台、项目影响预测系统、CIM接口和CIM平台；项目数据自动采集系统包括若干物联网传感器；项目数据自动采集系统对数据源进行数据采集；CIM接口和CIM平台将BIM数字孪生与CIM系统交互对接。
本发明技术方案的进一步改进在于：项目数据自动采集系统包括若干物联网传感器，包括场内人员工况传感器、设备传感器和物料管理传感器。
本发明技术方案的进一步改进在于：项目BIM数字孪生平台包括数据接收系统和数据展示系统。
本发明技术方案的进一步改进在于：项目影响预测系统包括进度管理系统和AI预测系统。
本发明技术方案的进一步改进在于：CIM接口为BIM数字孪生、CIM数据对接接口；CIM数据对接接口将影响数据分为当前影响、短期影响和长期影响；并结合为当期、短期和长期的环境数据以及当期、短期和长期的交通数据。
本发明技术方案的进一步改进在于：CIM平台包括由智慧环境模块、智慧交通模块和其他智慧模块。
由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术效果有：
1)、本发明的联动系统通过项目数据实时采集，解决了BIM数字孪生数据更新滞后的问题，降低了CIM平台获取数据的延迟。
2)、本发明的联动系统通过定义CIM接口，统一了BIM数字孪生平台输出数据的标准。
3)、本发明的联动系统通过设定当前项目状态及短期、长期项目状态预测，为城市依据CIM平台实施智慧交通、智慧环境提供了数据支撑。
4)、本发明的联动系统基于数字孪生技术，通过项目数据自动采集系统、项目BIM数字孪生平台、项目影响预测系统、CIM接口和CIM平台的配合，能够实现BIM数字孪生与CIM系统间的联动，并可自动采集、上报建设工程项目信息，实现建设工程项目的管理，以及其对周边环境影响的预警，从而强化建设工程间、建设工程与周边环境间的联系降低工程建设过程中的负面影响。
附图说明
图1是本发明基于数字孪生技术的CIM与BIM联动系统的系统框架图；
图2是本发明基于数字孪生技术的CIM与BIM联动系统的数据采集流程；
图3是本发明基于数字孪生技术的CIM与BIM联动系统的数据对接流程。
其中：
1、项目数据自动采集系统；
11、场内人员工况传感器，12、设备传感器，13、物料管理传感器。
2、项目BIM数字孪生平台；
21、人员数字孪生部分，22、设备数字孪生部分，23、物料数字孪生部分，24、运输车辆数字孪生部分。
3、项目影响预测系统；
31、环境影响部分，32、交通影响部分。
4、CIM数据对接接口；
41、当前影响，42、短期影响，43、长期影响，44、环境数据，45、交通数据。
5、CIM平台；
51、智慧环境模块；52、智慧交通模块，53、其他智慧模块。
6、数据源；
61、项目人员工作数据，62、项目设备运行数据，63、项目材料进、出场及使用数据。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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装置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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明的一种基于数字孪生技术的CIM与BIM联动系统，用于实现BIM数字孪生与CIM系统间联动，应用在工程建设中。
一种基于数字孪生技术的CIM与BIM联动系统，包括项目数据自动采集系统1、项目BIM数字孪生平台2、项目影响预测系统3、CIM接口4和CIM平台5。项目数据自动采集系统1、项目BIM数字孪生平台2、项目影响预测系统3、CIM接口4和CIM平台5，上述五个部分均使用相应的功能设备构成。项目数据自动采集系统1包括项目人、材、机物联网传感器。项目BIM数字孪生平台2主要包括数据接收系统和数据展示系统。项目影响预测系统3包括进度管理系统和AI预测系统。CIM数据对接接口4为BIM数字孪生、CIM数据对接接口，传输数据由当前影响数据、未来短期影响预测数据、未来长期预测数据组成。CIM平台5负责接收数据，对接其智慧交通、智慧环境模块。该系统通过CIM接口和CIM平台实现BIM数字孪生与CIM系统的交互对接
如图1所示，该联动系统包括依次通过通信数据连接的项目数据自动采集系统1、项目BIM数字孪生平台2、项目影响预测系统3、CIM数据对接接口4和CIM平台5。
项目数据自动采集系统1用于采集数据；项目BIM数字孪生平台2用于生产孪生模型；项目影响预测系统3用于使用数据进行影响预测；CIM数据对接接口4用于对数据进行分解和结合；CIM平台5接受CIM数据对接接口4传送的数据用于实现城市信息模型的生成。该系统通过上述各个部分的配合工作能够实现BIM数字孪生与CIM系统的交互对接。该系统的数据均来自数据源6，具体的包括项目人员工作数据61、项目设备运行数据62、项目材料进和出场及使用数据63。
如图2所示，该系统的项目数据自动采集系统1包括场内人员工况传感器11、设备传感器12和物料管理传感器13。场内人员工况传感器11对接数据源6的项目人员工作数据1，设备传感器12对接数据源6的项目设备运行数据，物料管理传感器13对接数据源的项目材料进和出场及使用数据63。
项目BIM数字孪生平台2主要包括数据接收系统和数据展示系统，分别用于接收数据信息以及进行数据的展示。项目BIM数字孪生平台2能够生产孪生模型。如图2所示，项目BIM数字孪生平台2的各个部分分类成人员数字孪生21、设备数字孪生22、物料数字孪生23和运输车辆数字孪生24。场内人员工况传感器11对接人员数字孪生21，设备传感器12对接设备数字孪生22，物料管理传感器13对接物料数字孪生23和运输车辆数字孪生24。
项目影响预测系统3包括进度管理系统和AI预测系统；其中，AI预测系统能够对模型进行预测。如图2、图3所示，按逻辑分类，项目影响预测系统3主要包括环境影响部分31和交通影响部分32组成，环境影响部分31对人员和设备方面进行预测，交通影响部分32对物料和运输车辆等方面进行预测。
如图3所示，CIM数据对接接口4能够将影响数据分为当前影响41、短期影响42和长期影响42，然后能够结合为当期、短期和长期的环境数据44以及当期、短期和长期的交通数据45。项目影响预测系统3与CIM数据对接接口4进行数据传递。
如图3所示，CIM平台5包括智慧环境模块51、智慧交通模块52和其他智慧模块53。
以下为该系统的具体实施过程：
在实际使用时，本发明的一种基于数字孪生技术的CIM与BIM联动系统在实施过程中，所有数据的来源于数据源6，包括项目人员工作数据61、项目设备运行数据62、项目材料进、出场及使用数据63。项目的数据采集由项目数据自动采集系统1完成，其中，场内人员工况传感器11负责采集项目人员工作数据61、设备传感器12负责采集项目设备运行数据62、物料管理传感器13负责采集项目材料进、出场及使用数据63。通过项目数据自动采集系统1收集到的项目数据建立项目BIM数字孪生平台2，其中人员数字孪生21由人员工况传感器11提供、设备数字孪生22由设备传感器12提供、物料数字孪生23与运输车辆数字孪生24由物料管理传感器13提供。通过项目BIM数字孪生平台2，可以经由项目影响预测系统3的AI技术解算出环境影响31、交通影响32。解算出的影响通过CIM接口分解为当前影响41、短期影响42、长期影响43，并将其结合为当前、短期、长期环境数据44、交通数据45发送到CIM平台5的智慧环境模块51、智慧交通模块52以及其他智慧模块53，实现BIM数字孪生与CIM系统的交互对接。
该系统基于数字孪生技术，能够实现BIM数字孪生与CIM系统间的联动，并可自动采集、上报建设工程项目信息，实现建设工程项目的管理，以及其对周边环境影响的预警，从而强化建设工程间、建设工程与周边环境间的联系降低工程建设过程中的负面影响。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种基于数字孪生技术的CIM与BIM联动系统，其特征在于：包括依次通过通信数据连接的项目数据自动采集系统、项目BIM数字孪生平台、项目影响预测系统、CIM接口和CIM平台；项目数据自动采集系统包括若干物联网传感器；项目数据自动采集系统对数据源进行数据采集；CIM接口和CIM平台将BIM数字孪生与CIM系统交互对接。
2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生技术的CIM与BIM联动系统，其特征在于：项目数据自动采集系统包括若干物联网传感器，包括场内人员工况传感器、设备传感器和物料管理传感器。
3.根据权利要求2所述的一种基于数字孪生技术的CIM与BIM联动系统，其特征在于：项目BIM数字孪生平台包括数据接收系统和数据展示系统。
4.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生技术的CIM与BIM联动系统，其特征在于：项目影响预测系统包括进度管理系统和AI预测系统。
5.根据权利要求4所述的一种基于数字孪生技术的CIM与BIM联动系统，其特征在于：CIM接口为BIM数字孪生、CIM数据对接接口；CIM数据对接接口将影响数据分为当前影响、短期影响和长期影响；并结合为当期、短期和长期的环境数据以及当期、短期和长期的交通数据。
6.根据权利要求5所述的一种基于数字孪生技术的CIM与BIM联动系统，其特征在于：CIM平台包括由智慧环境模块、智慧交通模块和其他智慧模块。
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