CN112926841A - 一种工程施工质量过程数据集成监控方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种工程施工质量过程数据集成监控方法和系统，所述方法包括：建立工程三维施工模型；建立各施工业务系统的施工质量监控指标体系；建立施工业务系统数据共享平台，实时获取各施工业务系统单元工程的施工质量监控指标数据；基于工程三维施工模型和施工质量监控指标数据，对工程施工过程进行监控管理。本发明根据实际业务需求，动态构建单元工程模型并建立各施工业务数据共享平台，按照单元工程模型编码对数据统一获取与分析，实现了数据有效利用，可实时反映施工过程质量问题，辅助施工管理决策。
Description
技术领域
本发明属于工程施工质量监控技术领域，涉及一种工程施工质量过程数据集成监控方法和系统。
背景技术
水利水电大坝工程施工较为复杂，现场实际施工受多种因素的制约，导致根据设计院图纸建立的工程三维模型与现场实际施工过程情况存在差异性。且手动建模工作量较大，不能根据工程进度实时切分模型，质量过程数据多，显示在静态模型上不直观，使三维模型发挥的作用远远不能满足实际业务需求，需要动态构建单元模型。
水利水电大坝工程施工系统涉及的专业多，在信息化过程中，各自建立了独立的管理系统，例如大坝碾压监控系统、混凝土温度控制系统、拌合楼系统、质量验评系统等。虽通过信息手段采集存储，产生大量数据，但各系统之间数据无法进行数据共享，施工过程中产生的大量信息数据相对比较零散，缺乏统一管控手段及平台，未对数据统一分析与展现。当需要对大坝进行整体的施工质量过程管理时，需要在不同的专业系统中进行查询，效率低下、使用不便。另外，工程项目质量具有隐蔽性，工程项目中分项工程交接多，中间产品多，隐蔽工程多，如不及时进行监督检查，事后很难发现内在的质量问题，使工程建设施工质量过程管控有很多重点、难点问题没有解决，数据难以得到有效利用，不能实时反映施工过程质量问题，辅助施工管理决策。
发明内容
为解决现有技术中的不足，本申请提供一种大坝施工质量过程数据集成监控方法和系统。
为了实现上述目标，本发明采用如下技术方案：
一种工程施工质量过程数据集成监控方法，其特征在于：
所述方法包括以下步骤：
步骤1：建立工程三维施工模型；
步骤2：建立各施工业务系统的施工质量监控指标体系；
步骤3：建立施工业务系统数据共享平台，实时获取各施工业务系统中单元工程的施工质量监控指标数据；
步骤4：基于工程三维施工模型和施工质量监控指标数据，对工程施工过程进行监控与管理。
本发明进一步包括以下优选方案：
优选地，步骤1包括以下步骤：
步骤1.1：按照工程的实际几何参数构建工程三维母体模型；
步骤1.2：获取各单元工程的仓面高程和桩号信息；
步骤1.3：根据仓面高程和桩号信息，在工程三维母体模型基础上进行单元工程模型自动切割，自动生成施工单元模型；
步骤1.4：使用单元工程编码对每个施工单元模型进行命名，完成工程三维施工模型的构建。
优选地，步骤1.2中，构建碾压设备的差分基站数据接口，通过碾压设备的差分基站获取各单元工程的仓面高程和桩号信息；
所述仓面高程为底顶高程；
所述桩号信息包括左右桩号和上下游桩号。
优选地，步骤1.3中，根据仓面高程和桩号信息，计算得出单元工程标准体模型，将标准体模型与工程三维母体模型进行模型布尔运算求交集，得到的交集模型即为单元工程模型，实现单元工程模型自动切割。
优选地，步骤2中，所述施工业务系统包括：仓面设计业务系统、试验检测业务系统、碾压监控业务系统、温度监控业务系统、拌合楼数据业务系统和质量验评业务系统；
仓面设计业务系统的施工质量监控指标为仓面设计信息；
试验检测业务系统的施工质量监控指标包括：原材料检测信息和混凝土检测信息；
碾压监控业务系统的施工质量监控指标包括：碾压轨迹、碾压遍数、压实度、碾压速度；
温度监控业务系统的施工质量监控指标包括：出机口温度、入仓温度、浇筑温度和仓块内部温度；
拌合楼数据业务系统的施工质量监控指标包括：拌合站、混凝土标号、生产量、生产时间、罐次和类别数据；
质量验评业务系统的施工质量监控指标包括：工序三检表、工序验评表和单元验评表数据。
优选地，步骤3中，所述施工业务系统数据共享平台将工程三维施工模型与各施工业务系统建立数据接口，通过单元工程模型编码自动集成，实时获取各施工业务系统该单元工程的施工质量监控指标数据。
优选地，步骤3中，所述施工业务系统数据共享平台包括采集模块、订阅模块、发布模块和传输模块，分别实现施工业务系统各单元工程的施工质量监控指标数据采集、订阅推送、发布和传输。
优选地，步骤4中，对各施工业务系统各单元工程的施工质量监控指标设定阈值，将步骤3实时获取的施工质量监控指标数据与相应的阈值对比，将超过阈值的数据在工程三维施工模型上进行预警。
本发明还公开了一种工程施工质量过程数据集成监控方法的监控系统，包括：
施工模型构建模块，用于建立工程三维施工模型；
监控指标体系构建模块，用于建立各施工业务系统的施工质量监控指标体系；
数据获取模块，用于建立施工业务系统数据共享平台，实时获取各施工业务系统中单元工程的施工质量监控指标数据；
监控管理模块，用于基于工程三维施工模型和施工质量监控指标数据，对工程施工过程进行监控与管理。
本申请所达到的有益效果：
1、以往三维模型构建是依托设计院图纸建立的工程三维模型，与现场实际施工过程情况存在差异性，且手动建模工作量较大，本发明以工程三维母体模型为载体，通过与碾压设备的差分基站建立数据接口，获取仓面高程、桩号信息，自动生成施工单元模型，极大提高建模效率，达到三维模型与现场实际进度相符，并将单元工程模型进行编码，按照单元工程模型编码进行后续的数据采集处理；
2、建设施工业务系统数据共享平台，将工程三维施工模型与各施工业务系统建立数据接口，形成以工程三维施工模型为中心的统一管理、面向实时大数据采集与利用的大数据库，实现各施工业务系统信息数据共享，通过单元工程模型编码自动集成，实时获取各施工业务系统该单元工程的施工数据；
3、根据质量管理标准，建立各施工业务系统施工质量监控指标体系，对施工质量监控指标数据自动分析与展现，对不符合标准的单元工程模型，通过不同颜色进行标识，可通过工程三维施工模型实时监控施工过程质量，为工程管理决策者提供及时、准确的工程建设施工数据，提升工程建设管理的统筹能力，形成了一套动态精细化的可分析、可控制、标准化、三维可视化的智慧管控平台。
附图说明
图1是本发明一种工程施工质量过程数据集成监控方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本申请的保护范围。
如图1所示，本发明的一种工程施工质量过程数据集成监控方法，包括以下步骤：
步骤1：建立工程三维施工模型；
根据《水利水电工程施工质量检验与评定规程》将项目分为三级，依次是单位工程、分部工程、单元工程，单元工程是分部工程中由几个工序(或工种)施工完成的最小综合体，是日常质量考核的基本单位，所以以单元工程为最小模型单元，建立工程三维施工模型，每个单元工程模型对应一个单元工程模型编码。
具体实施时，步骤1包括以下步骤：
步骤1.1：采用DCC建模工具、BIM模型轻量化等多种手段，按照工程的实际几何参数构建工程三维母体模型；
步骤1.2：构建碾压设备的差分基站数据接口，通过碾压设备的差分基站获取各单元工程的仓面高程和桩号信息；
所述仓面高程为底顶高程；
所述桩号信息包括左右桩号和上下游桩号。
步骤1.3：根据仓面高程和桩号信息，根据仓面高程和桩号信息，计算得出单元工程标准体模型，将标准体模型与工程三维母体模型进行模型布尔运算求交集，得到的交集模型即为单元工程模型，实现单元工程模型自动切割；
步骤1.4：使用单元工程编码对每个施工单元模型进行命名，完成工程三维施工模型的构建。
具体实施时，使用3DS Max构建工程三维施工模型，使用Unity开发模型自动构建工具完成上述详细建模流程的批处理，使用Unity的WebPlayer作为三维可视化前端控件，同时记录单元工程模型编码，工程顶底高程、左右桩号、上下游桩号等桩号信息。
步骤2：建立各施工业务系统的施工质量监控指标体系；
所述施工业务系统包括：仓面设计业务系统、试验检测业务系统、碾压监控业务系统、温度监控业务系统、拌合楼数据业务系统和质量验评业务系统；
仓面设计业务系统的施工质量监控指标为仓面设计信息；
试验检测业务系统的施工质量监控指标包括：原材料检测信息和混凝土检测信息；
碾压监控业务系统的施工质量监控指标包括：碾压轨迹、碾压遍数、压实度、碾压速度；
温度监控业务系统的施工质量监控指标包括：出机口温度、入仓温度、浇筑温度和仓块内部温度；
拌合楼数据业务系统的施工质量监控指标包括：拌合站、混凝土标号、生产量、生产时间、罐次和类别等数据；
质量验评业务系统的施工质量监控指标包括：工序三检表、工序验评表和单元验评表等数据。
步骤3：建立施工业务系统数据共享平台，实时获取各施工业务系统中单元工程的施工质量监控指标数据；
在步骤2的基础上通过集成技术实现多数据系统的融合，将不同的源数据转换成所需的数据格式和结构，提高工程施工中的质量过程监控的效率，提升工程施工管理的水平。
实现各业务系统(仓面设计、试验检测、碾压监控、温度监控、拌合楼数据、质量验评)单元工程模型编码的统一；
在各业务系统数据附加单元工程信息；
建立数据接口，实现基于单元工程的数据一致性接入。
现场利用射频、物联传感、移动互联等技术，对工程建设过程信息进行采集，将实际施工过程中涉及的施工数据进行统一整合与立体展现，利用三维模型实现对施工全过程方案进行模拟推演，使施工各方能够直观掌握工程施工进展情况，并及时解决相关问题，使过程管理更为透明、更为有效的管控手段。
通过三维可视化、物联网、移动互联等技术，各施工业务系统建立数据接口，在工程三维施工模型基础上建立施工业务系统数据共享平台，基于企业服务总线、抽取、转换、加载、消息中间件等技术，搭建施工业务系统数据共享平台，提供数据采集、订阅、发布、传输等服务。制定了施工业务系统数据的规范，明确数据与施工业务系统间的生产与利用关系，定义并管理数据资源目录数据，建立数据同步的机制，实现数据在本地各施工业务系统数据库之间的数据交换与共享，实时完成数据更新。
具体实施时，所述施工业务系统数据共享平台将工程三维施工模型与各施工业务系统建立数据接口，通过单元工程模型编码自动集成，实时获取各施工业务系统该单元工程的施工质量监控指标数据。
所述施工业务系统数据共享平台包括采集模块、订阅模块、发布模块和传输模块，分别实现施工业务系统各单元工程的施工质量监控指标数据采集、订阅推送、发布和传输。
步骤4：基于工程三维施工模型和施工质量监控指标数据，对工程施工过程进行监控管理，具体的：
对各施工业务系统各单元工程的施工质量监控指标设定阈值，将步骤3实时获取的施工质量监控指标数据与相应的阈值对比，将超过阈值的数据在工程三维施工模型上以闪烁形式进行预警，便于工程的施工过程对进度、质量、安全等问题的管理。
本发明的一种工程施工质量过程数据集成监控系统，所述系统包括：
施工模型构建模块，用于建立工程三维施工模型；
监控指标体系构建模块，用于建立各施工业务系统的施工质量监控指标体系；
数据获取模块，用于建立施工业务系统数据共享平台，实时获取各施工业务系统中单元工程的施工质量监控指标数据；
监控管理模块，用于基于工程三维施工模型和施工质量监控指标数据，对工程施工过程进行监控与管理。
本发明根据实际业务需求，动态构建单元工程模型并建立各施工业务数据共享平台，按照单元工程模型编码对数据统一获取与分析，实现了数据有效利用，可实时反映施工过程质量问题，辅助施工管理决策。
本发明申请人结合说明书附图对本发明的实施示例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施示例仅为本发明的优选实施方案，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神，而并非对本发明保护范围的限制，相反，任何基于本发明的发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种工程施工质量过程数据集成监控方法，其特征在于：
所述方法包括以下步骤：
步骤1：建立工程三维施工模型；
步骤2：建立各施工业务系统的施工质量监控指标体系；
步骤3：建立施工业务系统数据共享平台，实时获取各施工业务系统中单元工程的施工质量监控指标数据；
步骤4：基于工程三维施工模型和施工质量监控指标数据，对工程施工过程进行监控与管理。
2.根据权利要求1所述的一种工程施工质量过程数据集成监控方法，其特征在于：
步骤1包括以下步骤：
步骤1.1：按照工程的实际几何参数构建工程三维母体模型；
步骤1.2：获取各单元工程的仓面高程和桩号信息；
步骤1.3：根据仓面高程和桩号信息，在工程三维母体模型基础上进行单元工程模型自动切割，生成施工单元模型；
步骤1.4：使用单元工程编码对每个施工单元模型进行命名，完成工程三维施工模型的构建。
3.根据权利要求2所述的一种工程施工质量过程数据集成监控方法，其特征在于：
步骤1.2中，构建碾压设备的差分基站数据接口，通过碾压设备的差分基站获取各单元工程的仓面高程和桩号信息；
所述仓面高程为底顶高程；
所述桩号信息包括左右桩号和上下游桩号。
4.根据权利要求2所述的一种工程施工质量过程数据集成监控方法，其特征在于：
步骤1.3中，根据仓面高程和桩号信息，计算得出单元工程标准体模型，将标准体模型与工程三维母体模型进行模型布尔运算求交集，得到的交集模型即为单元工程模型，实现单元工程模型自动切割。
5.根据权利要求1所述的一种工程施工质量过程数据集成监控方法，其特征在于：
步骤2中，所述施工业务系统包括：仓面设计业务系统、试验检测业务系统、碾压监控业务系统、温度监控业务系统、拌合楼数据业务系统和质量验评业务系统；
仓面设计业务系统的施工质量监控指标为仓面设计信息；
试验检测业务系统的施工质量监控指标包括：原材料检测信息和混凝土检测信息；
碾压监控业务系统的施工质量监控指标包括：碾压轨迹、碾压遍数、压实度、碾压速度；
温度监控业务系统的施工质量监控指标包括：出机口温度、入仓温度、浇筑温度和仓块内部温度；
拌合楼数据业务系统的施工质量监控指标包括：拌合站、混凝土标号、生产量、生产时间、罐次和类别数据；
质量验评业务系统的施工质量监控指标包括：工序三检表、工序验评表和单元验评表数据。
6.根据权利要求1所述的一种工程施工质量过程数据集成监控方法，其特征在于：
步骤3中，所述施工业务系统数据共享平台将工程三维施工模型与各施工业务系统建立数据接口，通过单元工程模型编码自动集成，实时获取各施工业务系统该单元工程的施工质量监控指标数据。
7.根据权利要求1所述的一种工程施工质量过程数据集成监控方法，其特征在于：
步骤3中，所述施工业务系统数据共享平台包括采集模块、订阅模块、发布模块和传输模块，分别实现施工业务系统各单元工程的施工质量监控指标数据采集、订阅推送、发布和传输。
8.根据权利要求1所述的一种工程施工质量过程数据集成监控方法，其特征在于：
步骤4中，对各施工业务系统各单元工程的施工质量监控指标设定阈值，将步骤3实时获取的施工质量监控指标数据与相应的阈值对比，将超过阈值的数据在工程三维施工模型上进行预警。
9.根据权利要求1-8任一项所述的一种工程施工质量过程数据集成监控方法的监控系统，其特征在于：
所述系统包括：
施工模型构建模块，用于建立工程三维施工模型；
监控指标体系构建模块，用于建立各施工业务系统的施工质量监控指标体系；
数据获取模块，用于建立施工业务系统数据共享平台，实时获取各施工业务系统中单元工程的施工质量监控指标数据；
监控管理模块，用于基于工程三维施工模型和施工质量监控指标数据，对工程施工过程进行监控与管理。
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