CN113761264A - 基础设施建设移动式智能巡查装备及智能管理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基础设施建设移动式智能巡查装备及智能管理方法,包括用于采集在建基础设施、施工辅助设施和周围地形的信息采集系统以及用于接收信息采集单元传来的数据信息数据,并综合分析判断施工安全性、质量以及进度安全状态中央处理系统;本发明充分利用机器视觉、机器听觉、机器嗅觉、机器感觉易采集、可量化、可储存、可分析的优势,将全景相机、激光雷达、声振气传感器、环境气候采集、行进轨迹导航与AI(人工智能)综合分析评价系统有机集成于行走装备,实现业主对大域基础设施建设巡查的全面科学管理;本发明的巡查装备解决了既有业主巡查难以全面、量化、真实获得工地现场及进展情况的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种土木工程检测领域,结合了传感技术、信息工程、机械工程、人工智能多学科,特别涉及一种基础设施建设移动式智能巡查装备及智能管理方法。
背景技术
在基础设施(如一条公路或铁路的建设,或城镇片区建设)的建设过程中,特别是大域基础设施,涉及到建设周期长、参与单位多、涉及地域广、项目种类多、工作内容杂、资金及人力投入巨大、社会影响显著。并且,在建设过程中的质量把控对后期的使用具有重要影响,同时,建设过程中的安全、质量、进度和投资管理均为建设业主需要重点把控的四大问题。
以高速公路工程建设为例,现有技术中,由于高速公路工程建设时间长、范围广、项目多、内容杂,传统人工管理难以科学把控;现有业主基于人工巡查和施工单位上报资料的传统手段和方式也不能获得全面、量化、真实的现场及进展情况;业主管理以目测问询方式为主的沿线各施工现场安全风险、工程进度、建设质量、环境保护巡查缺乏客观量化数据及其快速智慧评估方法;同时受到现场环境、能获取的资料、决策分析手段等限制,难以及时获得科学决策及建议。
综上所述,目前建设业主所采用的对大域基础设施建设管理的巡查方式(通过目测、问询和人工查阅资料等方式),无论从方法、手段、装备、人员及频次远不能满足对大域基础设施建设的安全、质量、进度、投资进行全面科学管理的实际需求,因此针对大域基础设施建设业主全面科学管理的需要,迫切需要寻找一种经济、方便、可信、多维度获取大域基础设施各施工现场实际数据的装备,并据此数据快速获得综合评价结果的智能综合分析评价系统,以便建设业主借助移动式智能巡查装备及管理方法进行巡查,对大域基础设施建设的安全、质量、进度、投资进行更全面科学管理,显著降低施工安全风险、明显提升质量监督水平,及时指导工程施工进度,合理管理工程资金投入。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的是提供一种基础设施建设移动式智能巡查装备及管理方法,针对基础设施建设特别是大域基础设施建设业主现场巡查和及时提出科学合理指导意见的需要,提供一种经济、方便、可信、多维度获取大域基础设施各施工现场实际数据的装备,并据此数据快速获得综合评价结果的智能综合分析评价系统,以便建设业主借助移动式智能巡查装备及管理方法进行巡查,对基础设施建设的安全、质量、进度、投资进行更全面科学管理,显著降低建设安全风险、明显提升质量监督水平,及时指导工程施工进度,合理管理工程资金投入。
本发明的基础设施建设移动式智能巡查装备,包括:
安装于一行走设备上的信息采集系统和中央处理系统;
所述信息采集系统用于在对基础设施建设施工现场巡查中采集下列信息数据:
a.获取在建基础设施、施工辅助设施和与施工相关的地形结构的三维实况数据;
b.获取在建基础设施、施工辅助设施和与施工相关的地形结构的几何形态数据;
c.获取行进过程中的振动及声音数据信息;
d.获取行走设备的行进轨迹时空数据信息;
所述中央处理系统用于接收信息采集系统的上述a、b、c数据,并结合d的时空数据信息,进行如下处理:
A.显示在建基础设施、施工辅助设施和与施工相关的地形结构的三维实况数据,进行在建基础设施表观形态特性分析,获取直观的施工进度、外观质量以及进行直观的安全性评价;
B.将当前在建基础设施的几何形态与中央处理系统储存的在建基础设施设计结构的几何形态数据相对比,或/和与储存的之前的在建基础设施的几何形态数据相对比,并获得:
①在建基础设施结构的当前施工进度;
②当前在建基础设施结构的几何形态和几何偏差,进行施工质量评价和安全评价;
C.将施工辅助设施和与施工相关的地形结构的几何形态与储存的之前获取的施工辅助设施和与施工相关的地形结构的几何形态相对比,并获得:
①施工辅助设施的几何形态以及几何形态变化,进行安全性评价;
②与施工相关的地形结构的几何形态以及几何形态的变化,进行安全性评价;
D.根据行走设备在在建基础设施结构的道路上行走过程中获取的振动及声音数据信息,评价当前道路的平整度和振感压实度;
E.输出评价结果和巡查指导意见。
进一步,所述信息采集系统还用于采集下列数据信息:
d.获取当前施工环境中设定气体的含量数据信息:
所述中央处理系统对设定气体的含量数据信息进行如下处理:
F.与储存的设定气体的允许含量限定数据进行对比,对施工环境中设定气体含量做出安全性评价;
G.与现场监测设备的设定气体的含量数据进行对比,用于校验现场监测设备。
进一步,所述信息采集系统还用于采集下列数据信息:
e.获取面下结构层的数据信息:
所述中央处理系统对面下结构层的数据信息进行如下处理:
H.获取面下结构层物理特性数据及空隙缺陷数据,对面下结构层做出质量以及安全性评价。
进一步,所述信息采集系统还用于采集下列数据信息:
f.获取环境气候数据信息:
所述中央处理系统对环境气候数据信息进行如下处理:
I.结合前述在建基础设施、施工辅助设施和与施工相关的地形结构数据信息,对在建基础设施、施工辅助设施和与施工相关的地形结构做出安全性评价。
进一步,所述信息采集系统包括:
全景相机,用于获取所述在建基础设施、施工辅助设施和与施工相关的地形结构的三维实况数据;
激光雷达,用于获取所述获取在建基础设施、施工辅助设施和与施工相关的地形结构的几何形态数据;
振动传感器和声音传感器,用于获取所述行走过程中的振动及声音数据信息;
导航单元,用于获取所述获取行走设备的行进轨迹时空数据信息。
进一步,所述信息采集系统还包括:
气体检测传感器,用于获取所述设定气体的含量数据信息;
探地雷达,用于获取所述面下结构层物理特性数据及空隙缺陷数据。
进一步,所述信息采集系统还包括:
气候传感器,用于获取所述获取环境气候数据信息;
气候传感器包括温度传感器、湿度传感器、风向风力传感器和光照强度传感器。
本发明还公开了一种在建基础设施的智能巡查管理方法,包括下列步骤:
A驱动行走设备沿在建基础设施的路面行走,获取下列数据:
a.获取在建基础设施、施工辅助设施和与施工相关的地形结构的三维实况数据;
b.获取在建基础设施、施工辅助设施和与施工相关的地形结构的几何形态数据;
c.获取行走过程中的振动及声音数据信息;
d.时空数据信息;
根据上述信息进行综合评价:
B.安全性评价:
①根据在建基础设施、施工辅助设施和与施工相关的地形结构的三维实况数据,做出直观的安全性评价;
②据当前在建基础设施的几何形态以及将当前在建基础设施的几何形态与储存的设计状态的在建基础设施的几何形态数据相对比,或/和与与储存的之前的在建基础设施的几何形态数据相对比,并获得当前在建基础设施的结构偏差,进行安全性评价;
③根据施工辅助设施的几何形态以及将施工辅助设施的几何形态与之前施工辅助设施的几何形态进行对比,对施工辅助设施进行安全性评价;
④根据与施工相关的地形结构的几何形态以及将与施工相关的地形结构的几何形态与之前与施工相关的地形结构的几何形态进行对比,对与施工相关的地形结构进行安全性评价;
C.施工质量评价
①根据在建基础设施的三维实况数据,进行在建基础设施表观匀质性评价;
②将当前在建基础设施的几何形态与储存的设计状态的在建基础设施的几何形态数据相对比,或/和与与储存的之前的在建基础设施的几何形态数据相对比,并获得当前在建基础设施的结构偏差;
③根据行走过程中的振动及声音数据信息,评价道路平整度和振感压实度;
D.施工进度评价
①根据在建基础设施的三维实况数据,获取直观的施工进度;
②将当前在建基础设施的几何形态与储存的设计状态的在建基础设施的几何形态数据相对比,或/和与与储存的之前的在建基础设施的几何形态数据相对比,或/和与储存的施工计划进行对比,获取当前施工进度;
E.输出评价结果和巡查指导意见。
进一步,步骤A中,还包括:
d.获取设定气体的含量数据信息:
e.获取面下结构层的数据信息:
步骤B中,还包括
⑤与储存的标准的设定气体的含量数据进行对比,对施工环境做出安全性评价;
设定气体包括氧气或/和与施工有关的有毒或窒息气体。
⑥获取面下结构层物理特性数据及空隙缺陷数据,对面下结构层做出安全性评价。
步骤C中,还包括
④获取面下结构层物理特性数据及空隙缺陷数据,对面下结构层做出质量评价;
面下结构层包括路面下结构层和隧道内面下结构层。
进一步,步骤A中,还包括:
f.获取环境气候数据信息:
步骤B中,结合获取环境气候数据信息进行安全性评价。
步骤B的⑤中,还与现场监测设备的设定气体的含量数据进行对比,用于校验现场监测设备。
本发明的有益效果:本发明的基础设施建设移动式智能巡查装备及智能管理方法,充分利用机器视觉、机器听觉、机器嗅觉、机器感觉易采集、可量化、可储存、可分析的优势,将全景相机、激光雷达、声振气传感器、环境气候采集、行进轨迹导航与AI(人工智能)综合分析评价系统有机集成于行走装备,通过车载数据采集系统获取相关数据,并根据相关数据对在建基础设施建设过程中的施工安全、施工质量以及施工进度进行测算,从而实现业主对大域基础设施建设巡查的全面科学管理;与现有的业主管理巡查方式相比,本发明的巡查装备解决了既有业主巡查难以全面、量化、真实获得工地现场及进展情况的问题;基于巡查数据对重点工程进行量化的安全风险辨识与预警,显著提升业主巡查对重点工程安全风险的识别和预判水平;基于巡查数据对重点工程施工进度与感观质量进行量化评估,赋予既有业主对工程进度与感观质量巡查的量化评价依据;
应用本巡查系统可以有效提高巡检效率,降低人工参与的强度,还能在较短的时间内全方位实现检查;实现了对在建基础设施以及周围地形外在表观和内在力学特性变化监测,全方位的进行结构安全状态评价和质量评价。以此作为业主对在建基础设施的巡查手段和方法,不但显著节省了时间和人力成本,更重要的是显著提高了结构安全和质量巡查的准确性和效率。
本发明由外向内,由浅入深,由局部到全面的分析了在建基础设施、施工设施以及周围地形的安全状态以及施工质量。在不同的时空角度,全面完整的进行分析,从根本上避免了由于人工巡查实测数据不足等问题。
本发明可用于建设业主针对大域基础设施建设管理的巡查使用,避免了由巡查人员业务素质导致的安全隐患;本发明是在建立了全面反映结构性态随时间空间演化规律的数据库的基础上进行的,质量和安全的评价结果是通过对结构形态和内在力学性能数据进行分析比较获得的,所以本发明可以更科学的判别当前施工状态的基础设施以及施工设施的安全性能,利用该系统可全面准确的掌握基础设施以及施工设施的安全状态,实现全面的检测评估,对管理的规范化、流程化和智能化具有积极意义。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
图1为本发明的巡查管理装备结构示意图;
图2为本发明巡查管理装备的控制原理框图;
图3(图3a、图3b为一整体)为本发明巡查管理方法的程序框图。
具体实施方式
如图所示:本实施例的基础设施建设移动式智能巡查装备,包括:
安装于一行走设备1上的信息采集系统和中央处理系统10;
所述信息采集系统用于在对基础设施现场巡查中采集下列信息数据:
a.获取在建基础设施、施工辅助设施和与施工相关的地形结构的三维实况数据;三维实况数据指的是通过摄像或者拍照的方式获取所需要的三维实施图像,在建基础设施一般包括公路、桥梁、隧道等等,并且包括这些基础设施的附属设施等,在此不再赘述;施工辅助设施一般包括施工用临时支架、塔吊等等施工所需的一切辅助设施;与施工相关的地形结构则包括开挖边坡、山体等等,在此不再赘述;
b.获取在建基础设施、施工辅助设施和与施工相关的地形结构的几何形态数据;几何形态数据则一般通过激光雷达等数字设备获取,即采用激光雷达点云数据重构关注施工结构(路基、桥梁、隧道)的几何形态,采用激光雷达点云数据重构施工中高支架几何形态,检验支架主要竖向支撑的垂直度,采用激光雷达点云数据重构边坡、山体的几何形态;
c.获取行进过程中的振动及声音数据信息;即行走设备为经过改造的车辆,在四个车轮布置声音传感器和振动传感器(如图所示,四组声音传感器和振动传感器分被布置在四个轮毂上),在车辆行进过程中采集车辆和桥梁的振动耦合数据和声音耦合数据;
d.获取行走设备的行进轨迹时空数据信息;通过导航设备利用卫星定位即可实现该目的;
所述中央处理系统10用于接收信息采集系统的上述a、b、c数据,并结合d的时空数据信息,进行如下处理:
A.显示在建基础设施、施工辅助设施和与施工相关的地形结构的三维实况数据,进行在建基础设施表观形态特性评价,获取直观的施工进度、施工质量以及进行直观的安全性评价;
在历次巡查中获取工程现场图像(三维实况数据),汇总历次巡查的工程现场图,形成具有时间维度的工程时空演变图像序列(4D),该图像可进行随时的调用和展示,可用于查看施工过程存在的问题,分析施工进度;根据获取的道路、桥梁、隧道等在建基础设施结构图像,基于结构表面图像的像素色差灰度分析获知结构表观匀质性评价指标等级,反应施工质量;同时,通过操作可对3D图像进行拉近拉远、放大缩小、不同视角查看,据经验进行安全风险识别与警示;
B.将当前在建基础设施的几何形态与中央处理系统储存的在建基础设施设计结构的几何形态数据相对比,或/和与储存的之前(前次或者前几次)的在建基础设施的几何形态数据相对比,并获得:
①在建基础设施结构的当前施工进度;采用激光雷达点云数据重构关注施工结构(路基、边坡、桥梁、隧道)的几何形态,在数字化的现场实景图中量测已完成施工结构的实施体量,与计划施工进度体量(在建基础设施设计结构、之前的在建基础设施的几何形态数据均可以获取施工进度)对比,获知当前施工进度;
②当前在建基础设施结构的几何形态和几何偏差,进行施工质量评价和安全评价;基于激光雷达现场实况点云数据重构在建基础设施(道路、桥梁、隧道结构)几何形态,对比后可快速评估当前桥梁结构的偏差状况,从而完成施工质量评价(中央处理系统应预先存储有设计文件电子档案、施工文件电子档案,不但可人为随时据需查阅,还可以用于与实测数据信息对比,为获得安全性评价和质量进度评价提供条件);比如针对隧道,采用激光雷达点云数据重构关注施工隧道的几何形态,按设定间距截取施工隧道实际断面的几何形态,与相应施工阶段隧道设计开挖断面几何形态,获得施工隧道的超挖欠挖值,据超挖欠挖率及其总比率可快速评价隧道施工施工质量;
比如采用激光雷达点云数据重构施工中长隧道、道路、桥梁几何形态,基于相关设计、施工规范和先验知识,识别隧道几何异常凸凹部位并快速评估其安全风险等级;经过上述对比,可知当前在建基础设施结构是否具有预料之外的变形,从而评价安全性;
C.将施工辅助设施和与施工相关的地形结构的几何形态与储存的之前获取的施工辅助设施和与施工相关的地形结构的几何形态相对比,并获得:
①施工辅助设施的几何形态以及几何形态变化,进行安全性评价;比如,采用激光雷达点云数据重构施工中高支架几何形态,检验支架主要竖向支撑的垂直度,对比分析该支架历次巡查的几何形态变化,基于竖向支撑的垂直度和历次巡查的几何形态变化,快速计算评估该支架的稳定安全性,据此给出相应等级安全风险预警;
②与施工相关的地形结构(一般包括边坡、山地等地形结构)的几何形态以及几何形态的变化,进行安全性评价;在车辆(行走设备)经过施工边坡时进行扫描,获取边坡的曲面形态数据;将历次获取的施工边坡空间曲面形态数据与进行对比分析,进行边坡空间曲面形态安全状况评价;若发现以施工部位存在较大异常变形或未施工部位存在滑坡风险,则立即预警;还可采用激光雷达点云数据重构施工中高边坡几何形态,基于边坡稳定先验知识,结合输入的岩土特性参数及相关环境信息,快速计算评估边坡稳定安全性,据此给出相应等级安全风险预警;
D.根据行走设备1在在建基础设施结构的道路上行走过程中的振动及声音数据信息,评价当前道路的平整度和振感压实度;结构状态的不同(平整度、压实度等)势必引起结构振动特征的改变,因此上述振动和声音耦合数据中包含了结构的状态信息,当行进过程中结构状态发生改变时,前后采集得到的数据也会因此发生改变,进一步采用信号处理方法,对获取的声音和振动信号进行处理,得到结构状态的改变量,并结合轨迹时空数据信息,形成监测沿线的振动数据,从而得出道路的平整度和振感压实度等质量问题;
E.输出各评价结果和巡查指导意见;一般需要设定评价标准,比如安全、质量合格、进度达标等,且每项结果均可分为多层级,并根据最终结果生成巡查指导意见,比如停工整改、局部停工整改、继续施工等等。
本实施例中,所述信息采集系统还用于采集下列数据信息:
d.获取当前施工环境中设定气体的含量数据信息:比如基于含氧量监测数据警示通风状况,基于瓦斯浓度监测数据警示瓦斯超标状况;特别是隧道的有毒或窒息气体、天然气等易燃易爆气体浓度进行监测,也可利用环境及气体组分监测站对其他基础设施建设过程中的扬尘、颗粒污染物等进行监测;
所述中央处理系统对设定气体的含量数据信息进行如下处理:
F.与储存的设定气体的允许含量限定数据进行对比,对施工环境中设定气体含量做出安全性评价;设定气体的种类如前所述,在此不再赘述;设定气体的允许含量指的是设定相应的标准含量,该标准含量指的是保证现场安全施工的气体含量,一般在不通风的环境中,在此不再赘述;
G.与现场监测设备的设定气体的含量数据进行对比,用于校验现场监测设备,通过该方式核对本车载监测传感器与现场同类监测装置数据,巡查校准现场监测装置,保证施工安全进行;现场监测设备指的是施工现场设置的监测施工现场设定气体含量的设备,在此不再赘述。
本实施例中,所述信息采集系统还用于采集下列数据信息:
e.获取面下结构层的数据信息:
所述中央处理系统对面下结构层的数据信息进行如下处理:(面下结构层一般包括道路、桥梁和隧道的路面地下结构层以及隧道侧面的面下结构层:通常,该参数通过探地雷达实现)
H.获取面下结构层物理特性数据及空隙缺陷数据,对面下结构层做出质量以及安全性评价;比如隧道的围岩质地及空隙缺陷状况。
本实施例中,所述信息采集系统还用于采集下列数据信息:
f.获取环境气候数据信息:一般采用温度、湿度、风速、光照强度、噪声监测传感器;在车辆进行采集数据时,同步开启环境气候监测,利用上述传感器获取并记录在中央处理系统中监测时刻所处的环境信息(天气状况,温度场、湿度场、风场;光照强度传感器数据可为全景相机的图像拼接、降噪、灰度处理、边缘提取二值化提供光场信息,也可采用光强传感器),当然,上述信息实时采集,通过导航构成巡查路线沿线的环境信息(行进轨迹时空数据信息)。
所述中央处理系统对环境气候数据信息进行如下处理:
I.结合前述在建基础设施、施工辅助设施和与施工相关的地形结构数据信息,对在建基础设施、施工辅助设施和与施工相关的地形结构做出安全性评价;环境候数据信息对在建基础设施、施工辅助设施和与施工相关的地形结构均具有影响,比如风力的大小影响高支架的使用,湿度的大小影响边坡的强度,是否需要高强度支护等,均会影响对安全性的评价,光强的大小会影响边坡的土质老化,从而加强防护等。
本实施例中,所述信息采集系统包括:
全景相机2,用于获取所述在建基础设施、施工辅助设施和与施工相关的地形结构的三维实况数据;一般安装在行走车的顶部并可被驱动的全方位转动(上扬、俯视和转动,属于现有技术,在此不再赘述),可以是一部或者是多部;
激光雷达5,用于获取所述获取在建基础设施、施工辅助设施和与施工相关的地形结构的几何形态数据;一般也是安装在车顶,可以是一部或者多部,可被驱动的全方位转动形成扫描,在此不再赘述;
振动传感器8和声音传感器9,用于获取所述行走过程中的振动及声音数据信息;一般安装在车轮(如图所示,安装在轮毂),可根据需要安装在车身的其他部位,在此不再赘述;如图所示,所述振动传感器8和声音传感器9为四组(一个振动传感器和一个声音传感器为一组)分别安装在行走车的四个车轮的轮毂;
导航单元6,用于获取所述获取行走设备的行进轨迹时空数据信息,安装于车辆上能够接收卫星信号的位置。
本实施例中,所述信息采集系统还包括:
气体检测传感器,用于获取所述设定气体的含量数据信息;可以包含氧气传感器、二氧化碳传感器、一氧化碳传感器、瓦斯传感器等等跟施工相关的有毒或窒息气体的传感器均需安装,一般安装在车辆上能够接收大气环境的位置,在此不再赘述;如图所示,这些传感器集中安装在一气体组分监测站4,安装在车顶,在此不再赘述;
探地雷达7,用于获取所述面下结构层物理特性数据及空隙缺陷数据,一般车底安装一部或多部(保证探测的全面性),用于探测路面下结构层;车旁安装一部或多部,用于探测隧道侧壁的面下结构层;当然,也可以是一部而通过驱动移动至需探测部位;如图所示,探地雷达7为多个分别在车底和车的两侧具有安装,在此不再赘述。
本实施例中,所述信息采集系统还包括:
气候传感器,用于获取所述获取环境气候数据信息;
气候传感器包括温度传感器、湿度传感器、风向风力传感器和光照强度传感器,如图所示,这些传感器集成在一环境监测站3内,具有一整体性。
本发明还公开了一种在建基础设施的智能巡查管理方法,包括下列步骤:
A驱动所述的巡查管理装备沿在建基础设施的路面行走,获取下列数据:
a.获取在建基础设施、施工辅助设施和与施工相关的地形结构的三维实况数据;
b.获取在建基础设施、施工辅助设施和与施工相关的地形结构的几何形态数据;
c.获取行进过程中的振动及声音数据信息;
d.获取行走设备的行进轨迹时空数据信息;
数据的获得如前所述,在此不再赘述;
根据上述信息进行综合评价:
B.安全性评价:
①根据在建基础设施、施工辅助设施和与施工相关的地形结构的三维实况数据,做出直观的安全性评价;安全性评价方式如前所述,在此不再赘述;
②据当前在建基础设施的几何形态以及将当前在建基础设施的几何形态与储存的设计状态的在建基础设施的几何形态数据相对比,或/和与与储存的之前的在建基础设施的几何形态数据相对比,并获得当前在建基础设施的结构偏差,进行安全性评价;评价方式如前所述,在此不再赘述;
③根据施工辅助设施的几何形态以及将施工辅助设施的几何形态与之前施工辅助设施的几何形态进行对比,对施工辅助设施进行安全性评价;评价方式如前所述,在此不再赘述;
④根据与施工相关的地形结构的几何形态以及将与施工相关的地形结构的几何形态与之前与施工相关的地形结构的几何形态进行对比,对与施工相关的地形结构进行安全性评价;评价方式如前所述,在此不再赘述;
C.施工质量评价
①根据在建基础设施的三维实况数据,进行在建基础设施表观匀质性评价,结合;评价方式如前所述,在此不再赘述;
②将当前在建基础设施的几何形态与储存的设计状态的在建基础设施的几何形态数据相对比,或/和与与储存的之前的在建基础设施的几何形态数据相对比,并获得当前在建基础设施的结构偏差;
③根据行走过程中的振动及声音数据信息,评价道路平整度和振感压实度;评价方式如前所述,在此不再赘述;
D.施工进度评价
①根据在建基础设施的三维实况数据,获取直观的施工进度;
②将当前在建基础设施的几何形态与储存的设计状态的在建基础设施的几何形态数据相对比,或/和与与储存的之前的在建基础设施的几何形态数据(应预先存储有设计文件电子档案、施工文件电子档案,不但可人为随时据需查阅,还可以用于与实测数据信息对比,为获得安全性评价和质量进度评价提供条件)相对比,或/和与储存的施工计划进行对比,获取当前施工进度;施工进度的获取方式如前所述,在此不再赘述;
E.输出评价结果和巡查指导意见;一般需要设定评价标准,比如安全、质量合格、进度达标等,且每项结果均可分为多层级,并根据最终结果生成巡查指导意见,比如停工整改、局部停工整改、继续施工等等。
本实施例中,步骤A中,还包括:
d.获取设定气体的含量数据信息:
e.获取面下结构层的数据信息:
步骤B中,还包括
⑤与储存的标准的设定气体的含量数据进行对比,对施工环境做出安全性评价;
设定气体包括氧气或/和与施工有关的有毒或窒息气体;有毒或窒息气体一般包括一氧化碳、二氧化碳、瓦斯气体等等。
⑥获取面下结构层物理特性数据及空隙缺陷数据,对面下结构层做出安全性评价;。
步骤C中,还包括
④获取面下结构层物理特性数据及空隙缺陷数据,对面下结构层做出质量评价;评价方式如前所述,在此不再赘述;
面下结构层包括路面下结构层和隧道内面下结构层。
本实施例中,步骤A中,还包括:
f.获取环境气候数据信息:一般包括温度、湿度、风速、光照强度、噪声数据;
步骤B中,结合获取环境气候数据信息进行安全性评价,结合环境气候数据信息可按先验知识进行处理;比如,噪声会增加设施的震动,温度和光、风、湿度会加速老化等,根据先验知识即可达到结合评价安全性的目的,在此不再赘述。
步骤B的⑤中,还与现场监测设备的设定气体的含量数据进行对比,用于校验现场监测设备。
本发明中,中央处理系统一般为一台或者多台计算机,储存必要的数据以及相关的软件;同时,应预先存储有设计文件电子档案、施工文件电子档案,不但可人为随时据需查阅,还可以用于与实测数据信息对比,为获得安全性评价和质量进度评价提供条件;当然,业主方还可利用本发明与施工方的询问交流,并将车内会议室录音录像的音视频资料存档;在此不再赘述;
行走设备内部进行必要的改造,可形成会议室形式,计算机可采用多屏结构,便于观看。
当然,中央处理系统10(计算机)还可以对激光雷达、全景相机发出命令,使其发生转动,即根据需要扫描或者拍摄设定地点的图像,使得巡查过程更具有针对性,在此不再赘述;同时,对于激光雷达、全景相机、探地雷达、气体组分监测站以及环境气候监测站的传感器获取数据信息也由中央处理系统进行开关,在此不再赘述。
最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种基础设施建设移动式智能巡查装备,其特征在于:包括:
安装于一行走设备上的信息采集系统和中央处理系统;
所述信息采集系统用于在对基础设施建设施工现场巡查中采集下列信息数据:
a.获取在建基础设施、施工辅助设施和与施工相关的地形结构的三维实况数据;
b.获取在建基础设施、施工辅助设施和与施工相关的地形结构的几何形态数据;
c.获取行进过程中的振动及声音数据信息;
d.获取行走设备的行进轨迹时空数据信息;
所述中央处理系统用于接收信息采集系统的上述a、b、c数据,并结合d的行进轨迹时空数据信息,进行如下处理:
A.显示在建基础设施、施工辅助设施和与施工相关的地形结构的三维实况数据,进行在建基础设施表观形态特性分析,获取直观的施工进度、外观质量以及进行直观的安全性评价
B.将当前在建基础设施的几何形态与中央处理系统储存的在建基础设施设计结构的几何形态数据相对比,或/和与储存的之前的在建基础设施的几何形态数据相对比,并获得:
①在建基础设施结构的当前施工进度;
②当前在建基础设施结构的几何形态和几何偏差,进行施工质量评价和安全评价;
C.将施工辅助设施和与施工相关的地形结构的几何形态与储存的之前获取的施工辅助设施和与施工相关的地形结构的几何形态相对比,并获得:
①施工辅助设施的几何形态以及几何形态变化,进行安全性评价;
②与施工相关的地形结构的几何形态以及几何形态的变化,进行安全性评价;
D.根据行走设备在在建基础设施结构的道路上行走过程中的振动及声音数据信息,评价当前道路的平整度和振感压实度;
E.输出各评价结果和巡查指导意见。
2.根据权利要求1所述的基础设施建设移动式智能巡查装备,其特征在于:所述信息采集系统还用于采集下列数据信息:
d.获取当前施工环境中设定气体的含量数据信息:
所述中央处理系统对设定气体的含量数据信息进行如下处理:
F.与储存的设定气体的允许含量限定数据进行对比,对施工环境中设定气体含量做出安全性评价;
G.与现场监测设备的设定气体的含量数据进行对比,用于校验现场监测设备。
3.根据权利要求2所述的基础设施建设移动式智能巡查装备,其特征在于:所述信息采集系统还用于采集下列数据信息:
e.获取面下结构层的数据信息:
所述中央处理系统对面下结构层的数据信息进行如下处理:
H.获取面下结构层物理特性数据及空隙缺陷数据,对面下结构层做出质量以及安全性评价。
4.根据权利要求1所述的基础设施建设移动式智能巡查装备,其特征在于:所述信息采集系统还用于采集下列数据信息:
f.获取环境气候数据信息:
所述中央处理系统对环境气候数据信息进行如下处理:
I.结合前述在建基础设施、施工辅助设施和与施工相关的地形结构数据信息,对在建基础设施、施工辅助设施和与施工相关的地形结构做出安全性评价。
5.根据权利要求1所述的基础设施建设移动式智能巡查装备,其特征在于:所述信息采集系统包括:
全景相机,用于获取所述在建基础设施、施工辅助设施和与施工相关的地形结构的三维实况数据;
激光雷达,用于获取所述获取在建基础设施、施工辅助设施和与施工相关的地形结构的几何形态数据;
振动传感器和声音传感器,用于获取所述行走过程中的振动及声音数据信息;
导航单元,用于获取所述获取行走设备的行进轨迹时空数据信息。
6.根据权利要求5所述的基础设施建设移动式智能巡查装备,其特征在于:所述信息采集系统还包括:
气体检测传感器,用于获取所述设定气体的含量数据信息;
探地雷达,用于获取所述面下结构层物理特性数据及空隙缺陷数据。
7.根据权利要求5所述的基础设施建设移动式智能巡查装备,其特征在于:所述信息采集系统还包括:
气候传感器,用于获取所述获取环境气候数据信息;
气候传感器包括温度传感器、湿度传感器、风向风力传感器和光照强度传感器。
8.一种在建基础设施的巡查方法,其特征在于:包括下列步骤:
A驱动权利要求1至7任一权利要求的巡查系统沿在建基础设施的路面行走,获取下列数据:
a.获取在建基础设施、施工辅助设施和与施工相关的地形结构的三维实况数据;
b.获取在建基础设施、施工辅助设施和与施工相关的地形结构的几何形态数据;
c.获取行走过程中的振动及声音数据信息;
d.获取行走设备的行进轨迹时空数据信息;
根据上述信息进行综合评价:
B.安全性评价:
①根据在建基础设施、施工辅助设施和与施工相关的地形结构的三维实况数据,做出直观的安全性评价;
②根据当前在建基础设施的几何形态以及将当前在建基础设施的几何形态与储存的设计状态的在建基础设施的几何形态数据相对比,或/和与与储存的之前的在建基础设施的几何形态数据相对比,并获得当前在建基础设施的结构偏差,进行安全性评价;
③根据施工辅助设施的几何形态以及将施工辅助设施的几何形态与之前施工辅助设施的几何形态进行对比,对施工辅助设施进行安全性评价;
④根据与施工相关的地形结构的几何形态以及将与施工相关的地形结构的几何形态与之前与施工相关的地形结构的几何形态进行对比,对与施工相关的地形结构进行安全性评价;
C.施工质量评价
①根据在建基础设施的三维实况数据,进行在建基础设施表观匀质性评价;
②将当前在建基础设施的几何形态与储存的设计状态的在建基础设施的几何形态数据相对比,或/和与与储存的之前的在建基础设施的几何形态数据相对比,并获得当前在建基础设施的结构偏差;
③根据行走过程中的振动及声音数据信息,评价道路平整度和振感压实度;
D.施工进度评价
①根据在建基础设施的三维实况数据,获取直观的施工进度;
②将当前在建基础设施的几何形态与储存的设计状态的在建基础设施的几何形态数据相对比,或/和与与储存的之前的在建基础设施的几何形态数据相对比,或/和与储存的施工计划进行对比,获取当前施工进度。
E.输出各评价结果和巡查指导意见。
9.根据权利要求8所述的在建基础设施的巡查方法,其特征在于:步骤A中,还包括:
d.获取设定气体的含量数据信息:
e.获取面下结构层的数据信息:
步骤B中,还包括
⑤与储存的设定气体的允许含量限定数据进行对比,对施工环境中设定气体含量做出安全性评价;
设定气体包括氧气或/和与施工有关的有毒或窒息气体。
⑥获取面下结构层物理特性数据及空隙缺陷数据,对面下结构层做出安全性评价。
步骤C中,还包括
④获取面下结构层物理特性数据及空隙缺陷数据,对面下结构层做出质量评价;
面下结构层包括路面下结构层和隧道内面下结构层。
10.根据权利要求9所述的基础设施建设移动式智能巡查装备,其特征在于:步骤A中,还包括:
f.获取环境气候数据信息:
步骤B中,结合获取环境气候数据信息进行安全性评价。
步骤B的⑤中,还与现场监测设备的设定气体的含量数据进行对比,用于校验现场监测设备。
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