CN114066424A - 一种基于bim的市政桥梁工程协同管理平台及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于土木工程信息化管理领域，具体涉及一种基于BIM的市政桥梁工程协同管理平台及其方法；其中，进度管理模块用于从物资设备管理模块获取设备使用信息标签，从材料管理模块获取材料使用信息标签，并与从BIM数据管理模块获取的该施工进度下需要使用的材料信息、设备信息进行对比，对使用者上传的施工进度进行校核。本发明中各模块之间、联动性、交互性强；使用者在其中一个模块中上传数据，会关联影响不同模块中的不同数据；因而本发明提出的协同管理平台其体的交互性能和联动性能优越；使用者可以更加准确、及时的了解工程整体的进度变化与施工过程中存在的问题。
Description
技术领域
本发明属于土木工程信息化管理领域，具体涉及一种基于BIM的市政桥梁工程协同管理平台及其方法。
背景技术
BIM是土木工程、水利工程等行业设计、施工和维护信息化管理不可缺少的平台。设计单位建立BIM模型可以使业主直观的了解建筑物的主要特征，进而发现设计过程中的缺陷，从而对设计及时修正；施工单位通过BIM模型，可以在技术指标中直观的发现施工的重点、难点，同时还可以进行施工量的统计
现阶段，国内外针对BIM技术在协同设计领域中的研究和应用，大都侧重于静态的信息存储与共享，而市政桥梁工程具有投资大，成本控制难度高，参建部门多等问题，其施工过程中使用的工艺工法复杂程度高，同时市政桥梁工程工期比较紧，任务重，传统的BIM技术因为仅能提供静态的数据存储功能，往往会给使用者造成不便；因此需要一种动态的、数据交互性能好的BIM管理平台。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有技术中BIM管理平台动态性能、协同性能不好的问题，提供一种基于BIM的市政桥梁工程协同管理平台，包括：
工程概况模块，用于接收并存储用户上传的项目介绍信息、组织机构信息、各项目经理部任务信息；
BIM数据管理模块，用于对用户导入的BIM模型数据进行构件划分，同时提取划分后BIM模型中的施工所需材料、施工所需设备信息；
物资设备台账模块，用于接收并存储物资台账信息，同时给物资台账信息按照设备类型、设备的使用信息分别赋予标签；
材料管理模块，用于接收和存储材料数据，同时给材料数据按照材料类型、材料的使用信息、材料批次分别赋予标签；
进度管理模块，用于接收和存储使用者上传的区段的施工进度，并将施工进度信息传递给BIM数据管理模块，BIM数据管理模块基于施工进度信息可视化呈现施工进度；同时进度管理模块还用于从物资设备管理模块获取设备使用信息标签，从材料管理模块获取材料使用信息标签，并与从BIM数据管理模块获取的该施工进度下需要使用的材料信息、设备信息进行对比，对使用者上传的施工进度进行校核。
进一步的是，本平台还包括：安全管理模块，用于接收和存储用户上传的施工日志、施工监控、施工报表；搅拌站管理模块，用于接收和存储用户上传的搅拌站信息、混凝土信息；实验室数据台账模块，用于接收和存储用户上传的实验室台账信息。
进一步的是，所述BIM模型模块包括：BIM模型浏览单元、标准化分类单元和施工区段划分单元；
所述BIM模型浏览单元，用于基于使用者在进度管理模块上传更新的施工进度调整BIM模型的显示方式，同时将BIM模型呈现给使用者进行浏览；
所述标准化分类单元用于依据其图元特性将用户上传的BIM模型拆分成若干族部分，并赋予每一个族部分一个特定的ID，并通过在数据库里一对一存储的方式使该编码携带属性信息、工程信息和进度管理信息；
所述施工区段划分单元用于基于使用者上传的施工区段划分信息对所述族部分进行组合。
进一步的是，所述BIM模型模块还包括：BIM版本管理单元，用于接收并记录BIM模型的版本信息，以及存储上传者信息、上传者IP。
进一步的是，所述搅拌站管理模块包括：搅拌站信息管理单元、预警信息管理单元和每盘信息单元；
搅拌站信息管理单元用于接收并存储用户上传的混凝土搅拌站的基本信息、生产状态、工作状态；同时搅拌站信息管理单元向BIM模型浏览单元传递当前搅拌站的生产状态、工作状态；
每盘信息单元用于接收并存储用户上传的正在生产的混凝土信息，并向预警信息管理单元发送正在生产的混凝土信息；
预警信息管理单元用于从BIM数据管理模块获取当前施工进度下施工所需材料信息中的混凝土信息，并与每盘信息单元发送的正在生产的混凝土信息对比，如果二者不一致，混凝土信息单元向安全质量管理模块发送报警信息。
进一步的是，所述实验室数据台账模块包括：原材料试验台账单元；
原材料试验台账单元用于上传并存储水泥材性试验、石料材性试验、沥青材性试验、混凝土材性试验、砂浆强度抽样试验、预应力钢绞线材性试验的试验数据和试验结果；同时并将材料试验的结果发送给材料管理模块并与所述材料批次标签绑定。
本发明另一方面提供一种基于BIM的市政桥梁工程协同管理方法，所述方法包括：
步骤1：对BIM模型进行构件划分，提取划分后BIM模型中的施工所需材料、施工所需设备信息；
步骤2：给物资台账信息按照设备类型、设备的使用信息分别赋予标签；给材料数据按照材料类型、材料的使用信息、材料批次分别赋予标签；
步骤3：获取设备使用信息标签，获取材料使用信息标签，并与从BIM数据管理模块获取的该施工进度下需要使用的材料信息、设备信息进行对比，对使用者上传的施工进度信息进行校核。
进一步的是，所述BIM模型包括：主桥精细化REVIT三维模型、引桥三维模型、梁场现场三维模型、主墩施工过程三维模型。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1.各施工单位使用本发明可以实时的获取工程实际进度，物资使用情况、BIM模型情况、施工安全情况、实验室台账、材料设备情况；各施工单位可以实时掌握设计、投资、进度、施工、质量、安全等信息，可以提高市政桥梁市政桥梁工程中各部门协作的便捷性、使各部门之间的协作更加的顺畅；
2.本发明中各模块之间、联动性、交互性强；使用者在其中一个模块中上传数据，会关联影响不同模块中的不同数据；因而本发明提出的协同管理平台其体的交互性能和联动性能优越；使用者可以更加准确、及时的了解工程整体的进度变化与施工过程中存在的问题。
附图说明：
图1为本发明示例性实施例提出的一种基于BIM的市政桥梁工程协同综合管理平台的整体架构示意图图；
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
图1示出了本实施例提供的一种基于BIM的市政桥梁工程协同管理平台，包括：工程概况模块，用于接收和存储使用者上传的项目介绍信息、组织机构信息、各项目经理部任务信息；BIM数据管理模块，用于对用户导入的BIM模型数据进行构件划分，同时提取划分后BIM模型中的施工所需材料、施工所需设备信息；物资设备台账模块，用于接收并存储物资台账信息，同时给物资台账信息按照设备类型、设备的使用信息分别赋予标签；材料管理模块，用于接收和存储材料数据，同时给材料数据按照材料类型、材料的使用信息、材料批次分别赋予标签；安全管理模块，用于接收和存储用户上传的施工日志、施工监控、施工报表；搅拌站管理模块，用于接收和存储用户上传的搅拌站信息、混凝土信息；实验室数据台账模块，用于接收和存储用户上传的实验室台账信息。进度管理模块，用于接收和存储使用者上传的区段的施工进度，并将施工进度信息传递给BIM数据管理模块，BIM数据管理模块基于施工进度信息可视化呈现施工进度；同时进度管理模块还用于从物资设备管理模块获取设备使用信息标签，从材料管理模块获取材料使用信息标签，并与从BIM数据管理模块获取的该施工进度下需要使用的材料信息、设备信息进行对比，对使用者上传的施工进度进行校核。
具体的，BIM数据管理模块，包括：BIM版本管理单元、BIM模型浏览单元、BIM版本浏览单元、BIM模型审核单元、BIM标准化分类单元、以及施工区段划分单元。
其中，BIM版本管理单元，用于接收和存储使用者上传的各版本的BIM模型数据，同时BIM版本管理单元可以在使用者上传BIM模型数据过程中提取并存储上传者信息，上传者IP；BIM模型浏览单元，用于提供使用者浏览不同版本的BIM模型，同时BIM模型浏览单元也会基于使用者在进度管理模块上传的施工进度调整BIM模型的显示；具体的，用户A在进度管理模块上传了本工作日桥墩a的浇筑完成，对应的BIM模型浏览单元根据用户A上传的内容将BIM模型中属于桥墩a的部分的透明度，由半透明调整为不透明，使得使用者在浏览BIM模型的时候就可以直接了当的了解到当前项目的施工进度，便于使用者统筹安排下一步工作；BIM版本浏览单元用于展示不同BIM模型的版本信息，以及上传者信息、上传者IP等；所述标准化分类单元用于依据图元特性将用户上传的BIM模型拆分成若干族部分；并将拆分成的族部分与施工方、施工进度、施工所需材料、施工所需物料绑定；具体的，当BIM模型被上传后，BIM标准化分类单元对BIM模型进行标准化拆分，依据其图元特性拆分成若干族，并赋予每一个族一个特定的ID，并将属性信息、工程信息和进度管理信息存入该ID中；例如，在桥梁的BIM建模过程中，会对桥梁模型进行拆分，形成一系列族，包括桩基，桥梁下部结构，箱梁等，对每一个族赋予一个特定的ID,以一对一存储的方式存入数据库并携带所属信息。其中属性信息包括该模型的本身属性如尺寸、材质等等，工程信息包括该部分的施工方或材料供应商、验收方、施工所需材料、施工所需设备信息等等；进度管理信息包括各时间节点下该部分的施工进度；标准化分类单元通过拆分BIM模型可以使BIM模型整体的协同变得更加便捷，能够提升本平台整体的协同性，同时将拆分出来的每个组赋予特定ID，使其可以更加便于信息的集成与交互。施工区段划分单元，可以基于标准化分类后的BIM模型，根据实际施工的特点将BIM模型划分为若干施工区段，同时不同的施工区段用不同的颜色、透明度等在BIM模型浏览单元呈现。
所述图元特性是对不同的图元按照类别，功能，形状，尺寸，材料等进行区别的属性。比如说，矩形柱和圆形柱，形状不同，那么不同的形状就是这两种图元的不同属性；再比如说，桥梁墩柱和桥梁转体转盘，功能不同，那么不同的功能就是这两种图元的不同属性；再比如说，同样是矩形柱，截面的长宽尺寸不同，那么不同的截面尺寸就是这两种图元的不同属性。
其中，族的概念是指具有相同属性的图元，是依据属性(参数)对功能上相同或几何表达相似的图元来进行分组。在本实施例使用的Revit软件中，族的概念是具有相同属性的图元，是依据属性(参数)对功能上相同或几何表达相似的图元来进行分组。族是组成BIM模型的最小单元，是软件参数化设计的基本图元。由于Revit软件是基于房建方向开发的，所以自带建筑、结构和MEP(机电)等方面的族库，整个族库是由参数化族组成，每个族都具有各种参数信息，用户通过修改参数值来创建相关模型。以结构族库为例，族库列有混凝土矩形柱、混凝土圆形柱、混凝土八边形柱等参数族，供设计人员使用。
其中，进度管理模块包括：重点任务监控单元、任务信息更新单元、进度计划实施单元；重点任务监控单元基于标准化分类后的BIM模型，从中选定重点任务，重点任务包含桥梁施工和搅拌站管理模块等并监控该重点任务所使用的人、机、料等信息，具体包括项目部相应管理人员、物资设备台账模块中获取并监控该重点任务所需要的物资设备、材料管理模块中获取并监控该重点任务所需要的材料，并将上述人、机、料整合后与BIM模型中存储的相应信息进行对比，并将其可视化的呈现。任务信息更新单元，用于通过物资设备台账模块、材料管理模块和混凝土搅拌站模块获取物资信息、材料信息与所使用的混凝土信息，并通过上述信息更新任务信息，同时任务信息更新模块还可以接受来自重点任务监控模块的信息，对重点任务进行信息更新；具体的，该任务信息更新单元从物资设备模块获取该任务有5辆渣土车正在使用，则该任务正在处于挖方状态，并更新该任务处于挖方状态；当任务信息更新单元从搅拌站管理模块获取到该任务所述的若干混凝土正在生产的信息，则该任务正处于浇筑状态，任务信息更新单元可以对比从BIM数据管理模块获取的该任务混凝土预设使用量与搅拌站管理模块的混凝土生产量预估该任务的整体进度，并将所述预估进度发送给进度管理模块。进度计划实施单元用于接受并存储施工方上传的实际施工进度，同时也基于施工方上传的实际施工进度同步更新BIM模型浏览单元中BIM模型的浏览与显示；BIM模型浏览单元可以将施工方上传的实际施工进度可视化的显示出来。使用者通过进度管理模块可以更加直观的了解各部分的施工进度，同时进度管理模块对进度的管理相比于现有技术中仅仅依靠施工者上传进度，本发明的进度管理模块更加科学、高效。
搅拌站管理模块包括：搅拌站信息管理单元、预警信息管理单元和每盘信息单元；搅拌站信息管理单元用于接收并存储用户上传的混凝土搅拌站的基本信息、生产状态、工作状态；如：混凝土搅拌站地理位置、生产能力、生产资质等；同时搅拌站信息管理单元还可以向BIM模型浏览单元传递当前搅拌站的生产状态、工作状态，使BIM模型浏览单元中可以可视化浏览搅拌站的信息；每盘信息单元用于上传和存储正在生产的混凝土信息；同时，每盘信息单元也可以从BIM数据管理模块获取某一任务预设的所使用的混凝土信息，当发现预设的混凝土与搅拌站生产的混凝土信息不一致时，混凝土信息单元向安全质量管理模块发出报警。具体的，每盘信息单元，在使用者上传了正在生产的混凝土信息后，可以从BIM模型模块中提取该部分建模时所使用的图元信息，同时获取其使用的混凝土信息，并与当前正在生产的混凝土信息进行比对，如果不一致则向安全质量管理模块发出报警；同时每盘信息单元还可以向BIM模型浏览模块发送安全报警信息，使得BIM模型上可以可视化的显示安全生产事件，例如通过红色惊叹号提醒使用者，该混凝土搅拌站存在生产安全事件。
监控视频模块用于接收并解码施工现场各位置的监控视频数据；各施工段、重点施工区域的监控视频数据。监控视频模块包括：添加设备单元、监控画面单元与数据监控单元：添加设备单元可以添加新增设的视频监控设备，同时还可以向BIM模型浏览模块发送视频监控连接；当使用者使用BIM模型浏览模块浏览该模型时，如果存在有监控该模型对应施工区域的监控视频，则可以从BIM模型浏览单元通过视频监控链接直接浏览该BIM模型对应的监控视频，进一步的提升了本发明的互动性。
安全质量模块用于接收、存储使用者上传的施工日志、施工监控、施工报表，同时也可以实时的可视化反馈施工过程中的安全信息、质量信息。同时安全质量管理模块还可以从施工日志中提取生产过程中的安全信息，并向BIM模型浏览单元发送安全信息，使得BIM模型浏览单元可以可视化的呈现在生成过程中的发生的安全质量事件。
实验室数据台账模块包括：原材料试验台账单元、不合格材料试验台账单元、实验仪器设备台账单元；原材料试验台账单元用于记录水泥材性试验、石料材性试验、沥青材性试验、混凝土材性试验、砂浆强度抽样试验、预应力钢绞线材性试验的试验数据和试验结果；同时并将材料试验的结果发送给材料管理模块并与所述材料批次标签绑定，使得使用者在材料管理模块查看材料数据的同时可以更加方便的查看材料的实验数据，可以使得使用者可以更加方便的查看材料质量；不合格材料实验台账单元用于记录使用者上传的试验不合格的材料数据及台账数据。
物资设备台账模块包括设备管理台账单元、主材管理台账单元和主材进支存台账单元。其中设备管理台账单元可以读取并调用实验仪器设备台账单元中各实验仪器设备的数量、使用情况等；主材管理台账可以管理并控制主材进支存台账。
材料管理模块用于接收并存储使用者上传的材料使用、入库、出库信息。
具体的，工程概况模块可从进度管理模块获取每个任务的实时的进度信息、安全质量管理模块获取每个任务的安全生产情况，从物资设备模块获取物资设备的使用情况，从材料管理模块获取各种材料的使用情况；将上述信息合并、整理、筛选后可视化呈现。同时、工程概况模块也可以上传并存储项目简介、组织机构、各施工区段的阶段性任务等等。
同时，本实施例还提供一种基于BIM的市政桥梁工程协同管理方法，所述方法包括：
步骤1：对BIM模型进行构件划分，提取划分后BIM模型中的施工所需材料、施工所需设备信息；
步骤2：给物资台账信息按照设备类型、设备的使用信息分别赋予标签；给材料数据按照材料类型、材料的使用信息、材料批次分别赋予标签；
步骤3：获取设备使用信息标签，获取材料使用信息标签，并与从BIM数据管理模块获取的该施工进度下需要使用的材料信息、设备信息进行对比，对使用者上传的施工进度信息进行校核。
进一步的是，所述BIM模型包括：主桥精细化REVIT三维模型、引桥三维模型、梁场现场三维模型、主墩施工过程三维模型。
实施例2
在某市政桥梁工程中，使用本发明提出的一种基于BIM的市政工程协同管理平台，使用者可以在项目立项后，在工程概况模块，上传项目介绍信息、组织机构信息。
同时，使用者也可以根据设计2D图纸进行建模，并将BIM模型上传至本发明的BIM数据管理模块中；其中BIM模型包括：主桥精细化REVIT三维模型(包含各个独立的施工阶段模型)、引桥三维模型、梁场现场三维模型、主墩施工过程三维模型；上述实现的BIM模型可以在naviswork软件中进行4D模拟(4D中第4个维度为时间，即模型随施工时间、进度变化)，形成主桥施工阶段可视化模拟动画及施工重点关注区域施工动画；上述4D模型可用于施工进度、质量管理。BIM数据模型管理模块的标准化分类单元，可以将用户上传的BIM模型拆分成为若干标准化族部分；使用者可以将标准化族部分与施工方、施工进度、施工所需材料、施工所需物料绑定；同时使用者通过施工区段划分单元，将所述标准化族部分按照实际施工划分进行组合得到施工区段。
在施工期间，施工方可以实时的将施工进度上传至本发明的进度管理模块，进度管理模块接收并存储施工方上传的施工进度，并将施工进度信息传递给BIM数据模型管理模块的BIM模型浏览单元；BIM模型浏览单元通过同步修改所显示的BIM模型的时间维度，可视化的呈现施工进度。
在施工期间，混凝土搅拌站的工作人员，可以将搅拌站正在生产的混凝土信息上传至搅拌站管理模块，搅拌站管理模块的预警信息管理单元，可以将正在生产的混凝土信息与当前进度下，BIM模型中记录的正在施工区域所使用的混凝土信息做对比，如发现生产的混凝土与需求的混凝土不匹配，则向安全质量管理模块发出报警信息，安全质量管理模块记录该报警信息，同时向BIM模型浏览单元发送信息，使得BIM模型上可视化的呈现该报警信息。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于BIM的市政桥梁工程协同管理平台，其特征在于，包括：
工程概况模块，用于接收并存储用户上传的项目介绍信息、组织机构信息、各项目经理部任务信息；
BIM数据管理模块，用于对用户导入的BIM模型数据进行构件划分，同时提取划分后BIM模型中的施工所需材料、施工所需设备信息；
物资设备台账模块，用于接收并存储物资台账信息，同时给物资台账信息按照设备类型、设备的使用信息分别赋予标签；
材料管理模块，用于接收并存储材料数据，同时给材料数据按照材料类型、材料的使用信息、材料批次分别赋予标签；
进度管理模块，用于接收并存储使用者上传的施工进度信息，并将施工进度信息传递给BIM数据管理模块，BIM数据管理模块基于施工进度信息可视化呈现施工进度；同时进度管理模块还用于从物资设备管理模块获取设备使用信息标签，从材料管理模块获取材料使用信息标签，并与从BIM数据管理模块获取的该施工进度下需要使用的材料信息、设备信息进行对比，对使用者上传的施工进度信息进行校核。
2.如权利要求1所述的一种基于BIM的市政桥梁工程协同管理平台，其特征在于，还包括：安全管理模块，用于接收并存储用户上传的施工日志、施工监控、施工报表；搅拌站管理模块，用于接收并存储用户上传的搅拌站信息、混凝土信息；实验室数据台账模块，用于接收并存储用户上传的实验室台账信息。
3.如权利要求2所述的一种基于BIM的市政桥梁工程协同管理平台，其特征在于，所述BIM模型模块包括：BIM模型浏览单元、标准化分类单元和施工区段划分单元；
所述BIM模型浏览单元，用于基于使用者在进度管理模块上传更新的施工进度调整BIM模型的显示方式，同时将BIM模型呈现给使用者进行浏览；
所述标准化分类单元用于依据其图元特性将用户上传的BIM模型拆分成若干族部分，并赋予每一个族部分一个特定的ID，并通过在数据库里一对一存储的方式使该编码携带属性信息、工程信息和进度管理信息；
所述施工区段划分单元用于基于使用者上传的施工区段划分信息对所述族部分进行组合。
4.如权利要求2所述的一种基于BIM的市政桥梁工程协同管理平台，其特征在于，所述BIM模型模块还包括：BIM版本管理单元，用于接收并记录BIM模型的版本信息，以及存储上传者信息、上传者IP。
5.如权利要求2所述的一种基于BIM的市政桥梁工程协同管理平台，其特征在于，所述搅拌站管理模块包括：搅拌站信息管理单元、预警信息管理单元和每盘信息单元；
搅拌站信息管理单元用于接收并存储用户上传的混凝土搅拌站的基本信息、生产状态、工作状态；同时搅拌站信息管理单元向BIM模型浏览单元传递当前搅拌站的生产状态、工作状态；
每盘信息单元用于接收并存储用户上传的正在生产的混凝土信息，并向预警信息管理单元发送正在生产的混凝土信息；
预警信息管理单元用于从BIM数据管理模块获取当前施工进度下施工所需材料信息中的混凝土信息，并与每盘信息单元发送的正在生产的混凝土信息对比，如果二者不一致，混凝土信息单元向安全质量管理模块发送报警信息。
6.如权利要求1至5任意一项所述的一种基于BIM的市政桥梁工程协同管理平台，其特征在于，所述实验室数据台账模块包括：原材料试验台账单元；
原材料试验台账单元用于接收并存储用户上传的水泥材性试验、石料材性试验、沥青材性试验、混凝土材性试验、砂浆强度抽样试验、预应力钢绞线材性试验的试验数据和试验结果；同时并将材料试验的结果发送给材料管理模块并与所述材料批次标签绑定。
7.一种基于BIM的市政桥梁工程协同管理方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤1：对BIM模型进行构件划分，提取划分后BIM模型中的施工所需材料、施工所需设备信息；
步骤2：给物资台账信息按照设备类型、设备的使用信息分别赋予标签；给材料数据按照材料类型、材料的使用信息、材料批次分别赋予标签；
步骤3：获取设备使用信息标签，获取材料使用信息标签，并与从BIM数据管理模块获取的该施工进度下需要使用的材料信息、设备信息进行对比，对使用者上传的施工进度信息进行校核。
8.如权利要求7所述的一种基于BIM的市政桥梁工程协同管理方法，其特征在于，所述BIM模型包括：主桥精细化REVIT三维模型、引桥三维模型、梁场现场三维模型、主墩施工过程三维模型。
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