CN112884444A - 一种基于数字孪生技术的施工现场人员管理的智能系统 - Google Patents

一种基于数字孪生技术的施工现场人员管理的智能系统 Download PDF

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Abstract

本发明提及一种基于数字孪生技术的施工现场人员管理的智能系统，包括施工管理模块、进度管理模块、信息采集模块和人员管理模块；所述施工管理模块基于BIM模型构建，结合人员管理模块对工人作业轨迹进行无感记录，通过数字孪生技术实现人员管理数据可视化管理，并根据工人作业时间更新实际施工进度，使施工管理模块能够对整体施工现场进度进行实时更新，提高对人员的管控和调配效果。

Description

一种基于数字孪生技术的施工现场人员管理的智能系统
技术领域
本发明涉及施工管理领域，属于一种基于数字孪生技术的施工现场人员管理的智能系统。
背景技术
目前工程项目的人员管理做法是买一套实名制管理软件及配套设备作为摆设，证明项目有实名制管理，但是项目施工区没有进行全封闭，人员不用通过闸机可以随意进出施工区域，项目对现场施工的人员分布不清楚，通过对施工现场点人数来确定考勤，并且数据还不准确；整体施工现场进度不清楚，往往比计划完成时间延迟，目前急需一种可以解决工程项目上的管理不足，工地工人作业分布不清，整体人员投入不清，施工进度不清问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种通过数字孪生技术，使用BIM模型构建，结合智能安全帽的GPS全球定位系统对工人作业轨迹进行无感记录，对整体施工现场进度进行实时更新，提高对人员的管控和调配效果。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于数字孪生技术的施工现场人员管理的智能系统，其特征在于，所述施工现场人员管理的智能系统包括施工管理模块、进度管理模块、信息采集模块和人员管理模块。
所述人员管理模块用于存储和管理施工项目对应的所有人员的基本信息和所属岗位信息；所述施工项目被划分成一定量的建筑子项目和设备子项目，施工项目对应的施工场地被划分成若干个施工区域，每个施工区域内至少包括一个建筑子项目或者设备子项目；所述基本信息至少包括每个人员的脸部信息和一一对应绑定的安全帽的编号信息；所属岗位信息包括工种、人员对应的建筑子项目或者设备子项目。
所述施工管理模块基于BIM模型构建，包括施工项目对应的所有建筑子项目和所有设备子项目的现况信息。
所述信息采集模块包括分布设置在每个施工区域进出口的身份信息采集装置，所述身份信息采集装置用于采集进出施工区域的人员的脸部信息或者安全帽编号信息，所述信息采集模块借由人员管理模块对进出人员进行识别，结合识别结果计算得到每个人员在对应施工区域内的停留时长。
所述进度管理模块按照第一预设周期调取信息采集模块计算得到的每个人员的在对应施工区域内的停留时长，结合人员所属岗位信息计算得到每个人员在对应岗位上的实际工作时长，对当前周期每个建筑子项目或者设备子项目的实际进度进行调整。
所述施工管理模块按照第二预设周期调取每个建筑子项目或者设备子项目的实际进度，与自身存储的理论进度进行比对，根据比对结果对人员进行岗位调配。
进一步的，所述第二预设周期大于等于第一预设周期。
进一步的，所述信息采集模块还包括分布设置在每个施工区域内部的安全帽信息采集装置，所述安全帽信息采集装置用于采集施工区域内人员的移动轨迹，所述信息采集模块结合人员岗位信息对人员的移动轨迹进行分析，对每个人员在对应岗位上的实际工作时长进行修正。
进一步的，所述信息采集模块结合人员岗位信息对人员的移动轨迹进行分析，对每个人员在对应岗位上的实际工作时长进行修正，是指结合人员岗位信息划定人员的工作区域范围，从移动轨迹中提取工作区域范围内的部分路径，统计该部分路径的总时长，作为修正后的每个人员在对应岗位上的实际工作时长。
进一步的，所述施工管理模块按照第二预设周期调取进度管理模块中每个建筑子项目或者设备子项目的实际进度，与自身存储的理论进度进行比对，根据比对结果对人员进行岗位调配的过程包括以下步骤：
筛选得到实际进度落后与理论进度并且落后幅度大于预设幅度阈值的建筑子项目和设备子项目。
针对筛选得到的每个建筑子项目或设备子项目，得到与其具有同类岗位类型的其他建筑子项目或设备子项目，从中获取可调配的人员名单。
根据进度落后幅度和建筑子项目或设备子项目的施工进度优先级，计算分配优先级，依照分配优先级由高到低的顺序分配人员。
本发明的有益效果在于：
本发明通过对施工现场BIM模型构建，通过每个施工区域进出口的身份信息采集，借由人员管理模块对进出人员进行识别，结合识别结果计算得到每个人员在对应施工区域内的停留时长即工作时长，解决了因项目没有封闭，人员不通过闸机进出施工现场而导致的人员出勤统计不完、不准确的问题。
本发明通过数字孪生技术实现现场施工数据可视化管理。
本发明通过施工管理模块按照预设周期调取进度管理模块中每个建筑子项目或者设备子项目的实际进度，与自身存储的理论进度进行比对施工管理对整体施工现场进度进行实时更新，提高对人员的管控和调配效果。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1为本发明于数字孪生技术的施工现场人员管理的智能系统示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，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。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
如图1所示，一种基于数字孪生技术的施工现场人员管理的智能系统，其特征在于，所述施工现场人员管理的智能系统包括施工管理模块、进度管理模块、信息采集模块和人员管理模块。
所述人员管理模块用于存储和管理施工项目对应的所有人员的基本信息和所属岗位信息；所述施工项目被划分成一定量的建筑子项目和设备子项目，施工项目对应的施工场地被划分成若干个施工区域，每个施工区域内至少包括一个建筑子项目或者设备子项目；所述基本信息至少包括每个人员的脸部信息和一一对应绑定的安全帽的编号信息；所属岗位信息包括工种、人员对应的建筑子项目或者设备子项目。
所述施工管理模块基于BIM模型构建，包括施工项目对应的所有建筑子项目和所有设备子项目的现况信息。
所述信息采集模块包括分布设置在每个施工区域进出口的身份信息采集装置，所述身份信息采集装置用于采集进出施工区域的人员的脸部信息或者安全帽编号信息，所述信息采集模块借由人员管理模块对进出人员进行识别，结合识别结果计算得到每个人员在对应施工区域内的停留时长。
所述进度管理模块按照第一预设周期调取信息采集模块计算得到的每个人在对应岗位上的实际工作时长，对当前周期每个建筑子项目或者设备子项目的实际进度进行调整。
实例1，在房屋建设中，包括电工、架子工、管道装配工、设备安装工、瓦工、木工等工种，如整个房屋建设施工预计1年可以交付，其中管道装配工计划工期4个月，每位管道装配工人将通过人员管理模块录入个人的信息，所述个人信息包括，人员性质、工种、安全帽编号、脸部信息、班次时长，信息采集装置借由前期录入的人员管理信息对进出人员进行识别，并记录每个人运动轨迹和对应施工区域内的停留时长，所述运动估计与停留时长将用于后期的考勤统计。进度管理模块按照预设管道装配工4个月工期，结合施工项目实际情况分解得到对应的每个管道建设子项目的理论进度；再接收每天反馈的每个管道装配工的实际工作时长，结合每个管道装配工的岗位，统计得到每个管道建设子项目的实际进度，将计算得到的实际进度和理论进度进行比对，当实际进度落后于理论进度，将对管道装配工的岗位信息或理论工作时长进行调整并发出预警信息。
所述施工管理模块按照第二预设周期调取每个建筑子项目或者设备子项目的实际进度，与自身存储的理论进度进行比对，根据比对结果对人员进行岗位调配。
进一步的，所述第二预设周期大于等于第一预设周期。
进一步的，所述信息采集模块还包括分布设置在每个施工区域内部的安全帽信息采集装置，所述安全帽信息采集装置用于采集施工区域内人员的移动轨迹，所述信息采集模块结合人员岗位信息对人员的移动轨迹进行分析，对每个人员在对应岗位上的实际工作时长进行修正。
进一步的，所述信息采集模块结合人员岗位信息对人员的移动轨迹进行分析，对每个人员在对应岗位上的实际工作时长进行修正，是指结合人员岗位信息划定人员的工作区域范围，从移动轨迹中提取工作区域范围内的部分路径，统计该部分路径的总时长，作为修正后的每个人员在对应岗位上的实际工作时长。
进一步的，所述施工管理模块按照第二预设周期调取进度管理模块中每个建筑子项目或者设备子项目的实际进度，与自身存储的理论进度进行比对，根据比对结果对人员进行岗位调配的过程包括以下步骤：
步骤1，筛选得到实际进度落后与理论进度并且落后幅度大于预设幅度阈值的建筑子项目和设备子项目；
步骤2，针对筛选得到的每个建筑子项目或设备子项目，得到与其具有同类岗位类型的其他建筑子项目或设备子项目，从中获取可调配的人员名单；
步骤3，根据进度落后幅度和建筑子项目或设备子项目的施工进度优先级，计算分配优先级，依照分配优先级由高到低的顺序分配人员。
实例2，在工厂建设中，A施工区域与B施工区域内架子工同步进行施工，如施工进度管理监测到A施工区域进度延迟与预设施工周期，如果此时B施工区域的架子工的实际进度已经超出理论进度，施工管理模块可以从B施工区域内调取同为架子工的工种信息，分配部分架子工人员给A施工区域。应当理解，实际施工中的人员调配远不止这么简单，还需要考虑施工区域的各个施工子项目的关联性等因素，为了能够将这部分调配工作转为自动化处理过程，本发明提出了施工进度优先级的概念，施工进度优先级和施工项目之间的关联性息息相关，例如项目A依托于项目B的完成度，则项目B在完成度未达标之前的优先级高于项目A。在此基础上，再按照施工进度优先级重新分配各区域内人员，从而保证整体施工进度。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种基于数字孪生技术的施工现场人员管理的智能系统，其特征在于，所述施工现场人员管理的智能系统包括施工管理模块、进度管理模块、信息采集模块和人员管理模块；
所述人员管理模块用于存储和管理施工项目对应的所有人员的基本信息和所属岗位信息；所述施工项目被划分成一定量的建筑子项目和设备子项目，施工项目对应的施工场地被划分成若干个施工区域，每个施工区域内至少包括一个建筑子项目或者设备子项目；所述基本信息至少包括每个人员的脸部信息和一一对应绑定的安全帽的编号信息；所属岗位信息包括工种、人员对应的建筑子项目或者设备子项目；
所述施工管理模块基于BIM模型构建，包括施工项目对应的所有建筑子项目和所有设备子项目的现况信息；
所述信息采集模块包括分布设置在每个施工区域进出口的身份信息采集装置，所述身份信息采集装置用于采集进出施工区域的人员的脸部信息或者安全帽编号信息，所述信息采集模块借由人员管理模块对进出人员进行识别，结合识别结果计算得到每个人员在对应施工区域内的停留时长；
所述进度管理模块按照第一预设周期调取信息采集模块计算得到的每个人员的在对应施工区域内的停留时长，结合人员所属岗位信息计算得到每个人员在对应岗位上的实际工作时长，对当前周期每个建筑子项目或者设备子项目的实际进度进行调整；
所述施工管理模块按照第二预设周期调取每个建筑子项目或者设备子项目的实际进度，与自身存储的理论进度进行比对，根据比对结果对人员进行岗位调配。
2.根据权利要求1所述的基于数字孪生技术的施工现场人员管理的智能系统，其特征在于，所述第二预设周期大于等于第一预设周期。
3.根据权利要求1所述的基于数字孪生技术的施工现场人员管理的智能系统，其特征在于，所述信息采集模块还包括分布设置在每个施工区域内部的安全帽信息采集装置，所述安全帽信息采集装置用于采集施工区域内人员的移动轨迹，所述信息采集模块结合人员岗位信息对人员的移动轨迹进行分析，对每个人员在对应岗位上的实际工作时长进行修正。
4.根据权利要求3所述的基于数字孪生技术的施工现场人员管理的智能系统，其特征在于，所述信息采集模块结合人员岗位信息对人员的移动轨迹进行分析，对每个人员在对应岗位上的实际工作时长进行修正，是指结合人员岗位信息划定人员的工作区域范围，从移动轨迹中提取工作区域范围内的部分路径，统计该部分路径的总时长，作为修正后的每个人员在对应岗位上的实际工作时长。
5.根据权利要求1所述的基于数字孪生技术的施工现场人员管理的智能系统，其特征在于，所述施工管理模块按照第二预设周期调取进度管理模块中每个建筑子项目或者设备子项目的实际进度，与自身存储的理论进度进行比对，根据比对结果对人员进行岗位调配的过程包括以下步骤：
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针对筛选得到的每个建筑子项目或设备子项目，得到与其具有同类岗位类型的其他建筑子项目或设备子项目，从中获取可调配的人员名单；
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