CN113673967A - 一种基于bim技术的超高塔施工进度管理系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于BIM技术的超高塔施工进度管理系统和方法，涉及建筑施工管理领域，该发明对施工项目中进度的管理规划性高，结合BIM模型，摒弃传统的纸质文件和复杂数据记录，将工程进度表现得更为直观简洁，且对不同的施工队伍设置有不同的颜色表示，可视化效果好、区分性强，还设置有监控模块，便于进度管理方进行远程监控，能及时发现施工队错报、误报的情况，减少信息差，对于超高塔类建筑，可以有效保障前期骨架、模板等安装工作的顺利实施，提高混凝土基础浇筑的效率；能够对施工项目的耗材量进行预判，为施工队提前做好工程用料准备，进一步提升施工项目的完成效率。
Description
技术领域
本发明涉及建筑施工管理领域，具体涉及一种基于BIM技术的超高塔施工进度管理系统和方法
背景技术
在现代的轨道交通建设项目管理体系中，进度控制作为项目控制的三大目标之一，直接关系到项目的整体效益，也是保证项目取得成功的手段。进度控制与成本控制、质量控制三者之间存在着对立统一的关系。一个有效的进度控制方法应兼顾项目管理多目标的协调，有助于实现项目整体目标的控制。但是，进度拖延的情况在项目的实际施工过程中常常发生，传统的进度控制方法无法实现进度和成本、质量的多方面协调控制。建筑业领域的信息化水平不高，无法进行更细致有效的项目管理活动，建设工程大型化、复杂化的趋势，对进度管理系统提出了新的更高要求。而现今的施工项目进度管理过程中仍存在施工信息更新的时效性差、进度可视化程度低、施工现场与进度管理端受空间距离影响存在信息差等问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于BIM技术的超高塔施工进度管理系统，包括以下内容：
操作交互端：工程队可通过操作交互端录入工程进度信息，并通过操作交互端接收分解后的工程信息；
服务器：用于支持处理模块与人机交互端进行数据往来和数据共享；
系统平台：接收处理模块处理后的工程信息、施工计划和工程进度信息；
BIM模型建模端：根据工程信息建立BIM模型，同时接收系统平台的数据，将BIM模型与接收到的数据进行关联；
数据库：用于存储系统平台中生成和往来的数据；
处理模块：用于根据施工计划将工程信息进行分解；
模型展示端：用于接收系统平台处传输的BIM模型数据和工程进度信息，并以不同颜色将不同施工队的工程进度信息显示在BIM模型上。
优选的，所述数据库包括有工程数据库和进度数据库，所述工程数据库用于存储工程信息、施工计划和施工队信息，所述进度数据库用于存储施工队录入的工程进度信息。
优选的，还包括时间戳模块、计时模块，当施工队通过操作交互端录入工程进度信息时，所述时间戳模块为工程进度信息标记录入时间，所述计时模块用于对处理模块进行计时，处理模块可根据计时时段定期从进度数据库中提取工程进度信息。
优选的，还包括现场监控模块，所述现场监控模块包括环境监控模块和工程监控模块，所述环境监控模块用于获取气象局发布的天气预报数据，所述工程监控模块为多个摄像头，所述工程监控模块用于定期获取施工现场的图像信息。
优选的，还还包括分析处理模块、比对模块、阈值判断模块，所述分析处理模块用于将工程进度信息与施工计划进行比较分析，所述比对模块用于将施工队上报的工程进度与工程监控模块获取的图像信息进行比对。
优选的，还包括施工计算模块，所述施工计算模块用于获取工程信息和任意一个施工队的施工计划，从预制的计算模型中筛选出符合该施工队的施工计算模型，再将计算模型与天气预报数据进行关联，获得针对已筛选出的施工计算模型的计算结果。
优选的，还包括人工管理终端和供应终端，所述人工管理终端用于根据现场监控模块获取的图像信息对BIM模型上显示的工程信息和工程进度信息进行复核。
一种基于BIM技术的超高塔施工进度管理方法，包括以下步骤：
S1：采集施工队信息和工程信息，依据施工队信息和工程信息制定施工计划；
S2：处理模块根据施工计划对工程信息进行分解并分配给对应的施工队，施工队依据施
工计划开始施工；
S3：系统平台根据工程信息建立BIM模型，同时将施工计划与BIM模型进行挂接；
S4：制定监控周期，施工队根据监控周期定期向处理模块上报工程进度信息；
S5：处理模块将工作进度信息发送给系统平台，系统平台发送给BIM模型建模端，BIM模型建模端再通过模型显示端以不同颜色将不同施工队的工程进度信息显示出来，达成进度可视化效果。
优选的，所述步骤S4中的工程进度信息包括工程建造量、耗材量。
优选的，所述步骤S5还包括以下内容：
S51：处理模块接收到某一施工队的工程进度信息后，提取工程进度信息中的工程建造量
和耗材量；
S52：处理模块调取该施工队的施工计划，分析处理模块将工程建造量与施工计划中设置的工程建造量进行比较分析，得出进度百分比，同时分析处理模块将耗材量与施工计划
中设置的耗材量进行比较分析，得出耗材百分比；
S53：将进度百分比、耗材百分比和工程建造量、耗材量合并成新的工程进度信息；
S54：系统将新的工程进度信息以不同颜色标记在BIM模型上。
本发明的有益效果是：
1、该发明对施工项目中进度的管理规划性高，结合BIM模型，摒弃传统的纸质文件和复杂数据记录，将工程进度表现得更为直观简洁，且对不同的施工队伍设置有不同的颜色表示，可视化效果好、区分性强，还设置有监控模块，便于进度管理方进行远程监控，能及时发现施工队错报、误报的情况，减少信息差，对于超高塔类建筑，可以有效保障前期骨架、模板等安装工作的顺利实施，提高混凝土基础浇筑的效率；
2、能够对施工项目的耗材量进行预判，对于混凝土一类的配置质量和使用时效性要求均较高的耗材，可以依据当前工程进度情况，对是否需要配置进行预先判断，为施工队提前做好工程用料准备，进一步提升施工项目的完成效率。
附图说明
图1显示为一种基于BIM技术的超高塔施工进度管理系统的原理图；
图2显示为一种基于BIM技术的超高塔施工进度管理方法的数据库的原理图；
图3显示为一种基于BIM技术的超高塔施工进度管理方法的现场监控模块的原理图；
图4显示为一种基于BIM技术的超高塔施工进度管理方法的流程图。
具体实施方式
下面结合本发明的附图1～4，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“逆时针”、“顺时针”“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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明，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。
如图1所示，一种基于BIM技术的超高塔施工进度管理系统，包括以下内容：
操作交互端：工程队可通过操作交互端录入工程进度信息，并通过操作交互端接收分解后的工程信息；
服务器：用于支持处理模块与人机交互端进行数据往来和数据共享；
系统平台：接收处理模块处理后的工程信息、施工计划和工程进度信息；
BIM模型建模端：根据工程信息建立BIM模型，同时接收系统平台的数据，将BIM模型与接收到的数据进行关联；
数据库：用于存储系统平台中生成和往来的数据；
处理模块：用于根据施工计划将工程信息进行分解；
模型展示端：用于接收系统平台处传输的BIM模型数据和工程进度信息，并以不同颜色将不同施工队的工程进度信息显示在BIM模型上。
施工队中包含有木工、泥工、钢筋工、混凝土工、玻璃工等多个工种，施工项目负责人依据施工项目情况和施工队信息对工程信息进行规划统筹安排，生成多个施工计划，其中包括预期进度值、组织机构计划、人员组成计划、技术计划、安全计划、材料供应计划，一般采用横道图法进行排列，每个施工计划至少与施工队中的一个或多个工种相关联，处理器根据施工计划将工程信息进行分解后，分解后的工程信息经由服务器下发至各操作交互端，操作交互端的操作人员即为各施工队；同时工程信息和施工计划也发送至系统平台，系统平台依据工程信息在BIM模型建模端建立BIM模型，再依据施工计划对BIM模型进行分区挂接，挂接完毕后向BIM模型上导入各施工队信息；各施工队根据施工计划开始工作后，通过操作交互端录入工程进度信息，工程进度信息中包含有工程建造量、耗材量，各工程进度信息先存储在数据库中，再经由服务器整合后定期发送至系统平台，系统平台则依据施工队信息将各工程进度信息导入各模型分区上，BIM模型和工程进度信息均和通过模型展示端进行显示，且不同的施工队采用不同的颜色进行标记，在增强进度管理可视化效果的基础上，也方便对不同施工队的工作进度信息进行区分。
如图2所示，具体的，所述数据库包括有工程数据库和进度数据库，所述工程数据库用于存储工程信息、施工计划和施工队信息，所述进度数据库用于存储施工队录入的工程进度信息。
如图1所示，具体的，还包括时间戳模块、计时模块，当施工队通过操作交互端录入工程进度信息时，所述时间戳模块为工程进度信息标记录入时间，所述计时模块用于对处理模块进行计时，处理模块可根据计时时段定期从进度数据库中提取工程进度信息。
由于需要考虑施工队不一定能够在规定时间统一上报工程进度信息，为减少施工队一方的时间限制压力，放宽施工队录入工程进度信息的时间自由度，设置时间戳模块和计时模块，施工队可按自身情况实时通过操作交互端录入工程进度信息，录入的工程进度信息先经由时间戳模块标记上录入时间，再存入进度数据库中，同时计时模块一直为处理模块进行计时操作，计满时长后，处理模块便可向服务器发送信息提取指令，指令中包含有所需提取的工程进度信息的时间要求，服务器再将满足时间要求的工程进度信息传输到处理模块处，处理模块再将工程进度信息发送给系统平台，系统平台将工程进度信息导入BIM模型上的各模型分区上，最后通过模型展示端进行工程进度信息的展示。
如图3所示，具体的，还包括现场监控模块，所述现场监控模块包括环境监控模块和工程监控模块，所述环境监控模块用于获取气象局发布的天气预报数据，所述工程监控模块为多个摄像头，所述工程监控模块用于定期获取施工现场的图像信息。
如图1所示，具体的，还包括分析处理模块、比对模块、阈值判断模块，所述分析处理模块用于将工程进度信息与施工计划进行比较分析，所述比对模块用于将施工队上报的工程进度与工程监控模块获取的图像信息进行比对。
分析模块将施工队上报的工程进度信息与施工计划信息进行比较分析，将接收到的工程进度信息与施工计划中当前时刻的预期进度值相比，得出进度百分比，阈值判断模块可判断当前得出的进度百分比值所对应的工程情况，如100％-80％为可按期完成，80％-65％为可逾期完成，65％及以下定为严重逾期，便于对各施工队的进度速率进行实时掌控，在判断出进度计划信息存在严重逾期的施工队时，能够进行及时处理；阈值判断模块还可对工程进度信息中的耗材量进行判断，判断当前上报的工程进度信息中的耗材百分比是否与当前进度百分比一致，耗材百分比为当前施工队上报的工程进度信息中耗材量与当前时刻施工计划中材料供应计划量的比值，如耗材量超过施工计划中材料供应计划的80％，而进度百分比小于80％，则可判断为达到了预设的耗材补充阈值，需要对当前施工队进行耗材补充；比对模块将施工队上报的工程进度信息与工程监控模块获取的图像信息进行比对，可判断施工队上报的工程进度信息是否与工程监控模块获取的图像信息一致，如超高塔钢模板或钢筋的安装高度，能够方便负责人员进行远程监控，避免由于施工队错报、误报，再加上负责人员难以随时前往现场勘察，而出现信息差，使得实际工程进度与系统呈现的工程进度差异较大的情况。
如图1所示，具体的，还包括施工计算模块，所述施工计算模块用于获取工程信息和任意一个施工队的施工计划，从预制的计算模型中筛选出符合该施工队的施工计算模型，再将计算模型与天气预报数据进行关联，获得针对已筛选出的施工计算模型的计算结果。
在阈值判断模块中，若某一施工队的工程进度信息中耗材量达到了耗材补充阈值，则施工计算模块可获取工程信息，和该施工队的施工计划，导入施工计算模块中用于计算耗材量的施工计算模型中，同时导入天气预报数据，将天气变化对施工进度的影响也考虑在其中，如若接下来几天中有一两天为阴雨天，不适宜施工，则受该天气变化影响下计算得出的耗材量将小于未受天气变化影响下计算得出的耗材量。
如图1所示，具体的，还包括人工管理终端和供应终端，所述人工管理终端用于根据现场监控模块获取的图像信息对BIM模型上显示的工程信息和工程进度信息进行复核。
在对超高塔建筑进行施工时，首先需建设超高塔基础，供应终端可为混凝土供应站、混凝土实验室中的一个或多个，用于为超高塔的混凝土基础提供混凝土的耗材补充，由于混凝土基础浇筑时所使用的混凝土需要进行实时配置，配置质量和时效性要求较高，所以当铁塔基础坑的进度百分比达到阈值时，处理器则向供应终端发送信号，提醒供应终端准备耗材，混凝土供应站用于制造混凝土基础所需的混凝土，混凝土实验室用于检测并控制混凝土质量；人工管理终端的设置为系统的运行加入了人工管理步骤，负责人员可随时通过人工管理终端提取服务器、系统平台、数据库或模型显示终端的数据，提高系统的容错性。
如图4所示，一种基于BIM技术的超高塔施工进度管理方法，包含权利要求1-7所述的一种基于BIM技术的超高塔施工进度管理系统，包括以下步骤：
S1：采集施工队信息和工程信息，依据施工队信息和工程信息制定施工计划；
S2：处理模块根据施工计划对工程信息进行分解并分配给对应的施工队，施工队依据施
工计划开始施工；
S3：系统平台根据工程信息建立BIM模型，同时将施工计划与BIM模型进行挂接；
S4：制定监控周期，施工队根据监控周期定期向处理模块上报工程进度信息；
S5：处理模块将工作进度信息发送给系统平台，系统平台发送给BIM模型建模端，BIM模型建模端再通过模型显示端以不同颜色将不同施工队的工程进度信息显示出来，达成进度可视化效果。
S4中虽然制定有监控周期，但不能保证施工队能每次都按照监控周期上报数据，在施工队按照监控周期上报工程进度信息的前提下，还可能存在施工队提前完工，工程进度信息上报时间早于监控周期设定时间的情况，而由于设置有时间戳模块和进度数据库，施工队可提前通过操作交互端录入工程进度信息，工程进度信息经时间戳模块标记时间后存入工程进度数据库中，处理器再定时从工程数据库中提取工程进度信息，极大得提升了施工队录入工程进度信息的时间自由度，该处监控周期一般以月为单位设置。
具体的，所述步骤S4中的工程进度信息包括工程建造量、耗材量。
具体的，所述步骤S5还包括以下内容：
S51：处理模块接收到某一施工队的工程进度信息后，提取工程进度信息中的工程建造量
和耗材量；
S52：处理模块调取该施工队的施工计划，分析处理模块将工程建造量与施工计划中设置的工程建造量进行比较分析，得出进度百分比，同时分析处理模块将耗材量与施工计划
中设置的耗材量进行比较分析，得出耗材百分比；
S53：将进度百分比、耗材百分比和工程建造量、耗材量合并成新的工程进度信息；
S54：系统将新的工程进度信息以不同颜色标记在BIM模型上。
步骤S53、S54中将进度百分比、耗材百分比与工程建造量、耗材量合成新的工程进度信息后，通过百分比数值这种直观的速率表现，能够使负责人员马上对工程进度信息有全面的掌握，量化后，再加上模型展示端对各施工队的工程进度信息均采用了不同颜色进行表示，各施工队的工程进度速率比较也更为清晰直白，便于负责人根据工程进度信息对各施工队进行针对性安排，耗材可为混凝土、钢筋、塔材中的一个或多个。
Claims (10)
1.一种基于BIM技术的超高塔施工进度管理系统，其特征在于，包括以下内容：
操作交互端：工程队可通过操作交互端录入工程进度信息，并通过操作交互端接收分解后的工程信息；
服务器：用于支持处理模块与人机交互端进行数据往来和数据共享；
系统平台：接收处理模块处理后的工程信息、施工计划和工程进度信息；
BIM模型建模端：根据工程信息建立BIM模型，同时接收系统平台的数据，将BIM模型与接收到的数据进行关联；
数据库：用于存储系统平台中生成和往来的数据；
处理模块：用于根据施工计划将工程信息进行分解；
模型展示端：用于接收系统平台处传输的BIM模型数据和工程进度信息，并以不同颜色将不同施工队的工程进度信息显示在BIM模型上。
2.根据权利要求1所述的一种基于BIM技术的超高塔施工进度管理系统，其特征在于，所述数据库包括有工程数据库和进度数据库，所述工程数据库用于存储工程信息、施工计划和施工队信息，所述进度数据库用于存储施工队录入的工程进度信息。
3.根据权利要求2所述的一种基于BIM技术的超高塔施工进度管理系统，其特征在于，还包括时间戳模块、计时模块，当施工队通过操作交互端录入工程进度信息时，所述时间戳模块为工程进度信息标记录入时间，所述计时模块用于对处理模块进行计时，处理模块可根据计时时段定期从进度数据库中提取工程进度信息。
4.根据权利要求1所述的一种基于BIM技术的超高塔施工进度管理系统，其特征在于，还包括现场监控模块，所述现场监控模块包括环境监控模块和工程监控模块，所述环境监控模块用于获取气象局发布的天气预报数据，所述工程监控模块为多个摄像头，所述工程监控模块用于定期获取施工现场的图像信息。
5.根据权利要求4所述的一种基于BIM技术的超高塔施工进度管理系统，其特征在于，还还包括分析处理模块、比对模块、阈值判断模块，所述分析处理模块用于将工程进度信息与施工计划进行比较分析，所述比对模块用于将施工队上报的工程进度与工程监控模块获取的图像信息进行比对。
6.根据权利要求5所述的一种基于BIM技术的超高塔施工进度管理系统，其特征在于，还包括施工计算模块，所述施工计算模块用于获取工程信息和任意一个施工队的施工计划，从预制的计算模型中筛选出符合该施工队的施工计算模型，再将计算模型与天气预报数据进行关联，获得针对已筛选出的施工计算模型的计算结果。
7.根据权利要求6所述的一种基于BIM技术的超高塔施工进度管理系统，其特征在于，还包括人工管理终端和供应终端，所述人工管理终端用于根据现场监控模块获取的图像信息对BIM模型上显示的工程信息和工程进度信息进行复核。
8.一种基于BIM技术的超高塔施工进度管理方法，包含权利要求1-7所述的一种基于BIM技术的超高塔施工进度管理系统，包括以下步骤：
S1：采集施工队信息和工程信息，依据施工队信息和工程信息制定施工计划；
S2：处理模块根据施工计划对工程信息进行分解并分配给对应的施工队，施工队依据施工计划开始施工；
S3：BIM模型建模端根据工程信息建立BIM模型，系统平台将施工计划与BIM模型进行挂接；
S4：制定监控周期，施工队根据监控周期定期向处理模块上报工程进度信息；
S5：处理模块将工作进度信息发送给系统平台，系统平台发送给BIM模型建模端，BIM模型建模端再通过模型显示端以不同颜色将不同施工队的工程进度信息显示出来，达成进度可视化效果。
9.根据权利要求6所述的一种基于BIM技术的超高塔施工进度管理方法，其特征在于，所述步骤S4中的工程进度信息包括工程建造量、耗材量。
10.根据权利要求8所述的一种基于BIM技术的超高塔施工进度管理方法，其特征在于，所述步骤S5还包括以下内容：
S51：处理模块接收到某一施工队的工程进度信息后，提取工程进度信息中的工程建造量和耗材量；
S52：处理模块调取该施工队的施工计划，分析处理模块将工程建造量与施工计划中设置的工程建造量进行比较分析，得出进度百分比，同时分析处理模块将耗材量与施工计划中设置的耗材量进行比较分析，得出耗材百分比；；
S53：将进度百分比、耗材百分比和工程建造量、耗材量合并成新的工程进度信息；
S54：系统将新的工程进度信息以不同颜色标记在BIM模型上。
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