CN114357591B - 一种基于bim技术的建筑物建造质量追踪分析管理系统 - Google Patents

一种基于bim技术的建筑物建造质量追踪分析管理系统 Download PDF

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CN114357591B CN202210184099.XA CN202210184099A CN114357591B CN 114357591 B CN114357591 B CN 114357591B CN 202210184099 A CN202210184099 A CN 202210184099A CN 114357591 B CN114357591 B CN 114357591B
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Abstract

本发明公开一种基于BIM技术的建筑物建造质量追踪分析管理系统，包括钢构件设计外观参数提取模块、钢构件原料外观参数采集模块、钢构件原料质量缺陷分析判断模块、钢构件原料质量缺陷追踪处理终端、钢结构建筑原始BIM模型搭建模块、建造过程BIM模型实时搭建模块、钢结构建筑成品BIM模型搭建模块、钢构件安装质量缺陷分析判断模块和钢构件安装质量缺陷追踪处理终端，通过采集钢结构建筑中钢构件原料对应的实体外观参数，将其与设计外观参数进行对比，以此实现了钢构件外观质量缺陷的提前识别，同时搭建钢结构建筑原始BIM模型、建造过程BIM模型和钢结构建筑成品BIM模型，进行模型对比，实现了钢构件对应安装质量缺陷的跟踪溯源。

Description

一种基于BIM技术的建筑物建造质量追踪分析管理系统
技术领域
本发明属于建筑物建造质量追踪管理技术领域，特别涉及钢结构建筑的建造质量追踪管理技术，具体为一种基于BIM技术的建筑物建造质量追踪分析管理系统。
背景技术
钢结构是建筑结构设计施工中常见的类型,这种结构自重轻,且稳定性较高,与传统混凝土结构相比,其凭借着施工周期比较短、绿色环保、建造安装简单的优势，已经被广泛应用在建筑行业中。钢结构建筑是以钢结构作为建筑物的框架，属于框架式的建筑，一般建筑体量较大，极易存在稳定性质量问题，一旦发生建筑失稳问题，会造成不可估量的后果，因此对钢结构建筑进行建筑质量管理是非常有必要的。
然而目前对钢结构建筑的建筑质量管理一般都只是在建造完毕后对其进行质量监测，进而判断是否存在质量问题，这种管理方式存在滞后性，原因如下：
由于钢结构建筑是由大量钢构件拼装而成的，这就使得钢构件的质量直接决定了钢结构建筑的建造质量，其中钢构件的质量包括外观质量和安装质量，其外观质量是由钢构件原料决定的，而安装质量是由建造过程决定的，一方面如果在建造完毕后才发现钢结构建筑存在外观质量缺陷，会丧失最佳补救机会，同时因没有在建造前对钢构件原料进行外观实体检测，导致没有实体检测数据，当需要基于钢构件原料的外观质量缺陷进行质量追踪时，由于缺乏实体检测数据证据，导致无法实现质量追踪；另一方面如果在建造完毕后发现钢结构建筑存在安装质量缺陷，由于没有对钢结构建筑的建造过程进行记录，进而无法确定该安装质量缺陷出现的源头，从而导致找不到责任主体。
发明内容
为了解决上述问题，本发明设计一种基于BIM技术的建筑物建造质量追踪分析管理系统。
本发明提供的技术方案如下：一种基于BIM技术的建筑物建造质量追踪分析管理系统，包括：钢构件设计外观参数提取模块用于获取钢结构建筑对应的建筑设计图纸，进而基于建筑设计图纸将钢结构建筑分解为若干钢构件，并将分解的各钢构件按照预定义的顺序进行设计编号，分别标记为1,2,...,i,...,n，同时从建筑设计图纸上提取各钢构件对应的设计外观参数；
钢构件原料外观参数采集模块用于获取钢结构建筑对应各钢构件原料的生产厂家信息和标记编号，并当各钢构件原料运输到施工场地之后，对其进行外观扫描，得到各钢构件原料对应的实体外观参数。
钢构件原料质量缺陷分析判断模块用于识别各钢构件原料对应建筑设计图纸上匹配成功的钢构件，将其记为匹配钢构件，由此将各钢构件原料的实体外观参数与匹配钢构件对应的设计外观参数进行对比，从而判断各钢构件原料是否存在质量缺陷，若存在质量缺陷，则记录存在质量缺陷的钢构件原料对应的标记编号。
钢构件原料质量缺陷追踪处理终端用于对存在质量缺陷的钢构件原料进行质量追踪处理。
钢结构建筑原始BIM模型搭建模块用于从钢结构建筑对应的建筑设计图纸上提取各钢构件对应的设计安装参数，进而基于上述设计安装参数搭建钢结构建筑原始BIM模型，同时根据建筑设计图纸上各钢构件的设计编号在钢结构建筑原始BIM模型上进行对应标记。
建造过程BIM模型实时搭建模块用于对钢结构建筑的建造过程进行视频监控，并按照设定的时间段采集建造过程三维图像，得到各监控时间段对应的建造过程三维图像，进而基于建造过程三维图像进行建造过程BIM模型搭建，得到各监控时间段对应的建造过程BIM模型。
钢结构建筑成品BIM模型搭建模块用于在钢结构建筑建造完毕后，对其进行三维图像采集，进而基于采集的钢结构建筑成品三维图像进行钢结构建筑成品BIM模型搭建。
钢构件安装质量缺陷分析判断模块用于将钢结构建筑成品BIM模型与钢结构建筑原始BIM模型进行重合对比，从而判断钢结构建筑成品BIM模型是否存在安装质量缺陷，若存在安装质量缺陷，则将存在安装质量缺陷的钢构件记为缺陷钢构件，并获取缺陷钢构件对应的安装质量缺陷参数。
钢构件安装质量缺陷追踪处理终端用于对缺陷钢构件对应的安装质量缺陷参数从建造过程BIM模型中进行质量追踪处理。
在一种可能的设计中，所述设计外观参数包括设计长度和设计截面规格，实体外观参数包括实体长度和实体截面规格。
在一种可能的设计中，所述识别各钢构件原料对应建筑设计图纸上匹配成功的钢构件对应的识别方法为将各钢构件原料的标记编号与建筑设计图纸上各钢构件的设计编号进行匹配，若某钢构件原料的标记编号与建筑设计图纸上某钢构件的设计编号一致，则表明该钢构件原料与建筑设计图纸上该钢构件匹配成功。
在一种可能的设计中，所述分析判断各钢构件原料是否存在质量缺陷具体包括：（1）从建筑设计图纸中提取标注的图纸比例。
（2）将各钢构件原料对应的实体外观参数和其对应匹配钢构件的设计外观参数及图纸比例代入设定的相对误差计算公式计算各钢构件原料对应各实体外观参数的相对误差，其中相对误差计算公式为
Figure 831369DEST_PATH_IMAGE001
。
（3）将各钢构件原料对应各实体外观参数的相对误差取绝对值，得到各钢构件对应各实体外观参数的相对误差绝对值，并将其与预设的最大允许相对误差绝对值进行对比，若某钢构件原料对应任意一个实体外观参数的相对误差绝对值大于最大允许相对误差绝对值，则判断该钢构件原料存在质量缺陷。
在一种可能的设计中，所述对存在质量缺陷的钢构件原料进行质量追踪处理对应的处理方式为获取存在质量缺陷的钢构件原料对应的生产厂家信息，并基于生产厂家信息将存在质量缺陷的钢构件原料对应的实体外观参数与生产厂家进行对接。
在一种可能的设计中，所述设计安装参数包括结构设计安装参数和联结点设计紧固参数，其中结构设计参数包括两端点的设计三维坐标、联结点的设计数量及各联结点的设计三维坐标，联结点紧固设计参数包括各联结点的设计螺栓数量及设计螺栓形状。
在一种可能的设计中，所述基于建造过程三维图像进行建造过程BIM模型搭建对应的具体搭建过程如下：第一步：从各监控时间段对应的建造过程三维图像中提取已建造的钢构件数量及各已建造钢构件对应的建造安装参数，其中建造安装参数包括结构建造安装参数和联结点建造紧固参数，结构建造安装参数包括两端点的建造三维坐标、联结点的建造数量及各联结点的建造三维坐标，联结点建造紧固参数包括各联结点的建造螺栓数量及建造螺栓形状。
第二步：基于各已建造钢构件对应的建造安装参数进行建造过程BIM模型搭建。
在一种可能的设计中，所述基于采集的钢结构建筑成品三维图像进行钢结构建筑成品BIM模型搭建对应的具体搭建过程如下：步骤1：从钢结构建筑成品三维图像上统计组成钢结构建筑成品的钢构件数量，并从钢结构建筑成品三维图像上提取各钢构件对应的成品安装参数，其中成品安装参数包括结构成品安装参数和联结点成品紧固参数，结构成品安装参数包括两端点的成品三维坐标、联结点的成品数量及各联结点的成品三维坐标，联结点紧固成品参数包括各联结点的成品螺栓数量及成品螺栓形状。
步骤2：基于各钢构件对应的成品安装参数进行钢结构建筑成品BIM模型搭建。
在一种可能的设计中，所述判断钢结构建筑成品BIM模型是否存在安装质量缺陷对应的判断方法执行以下步骤：S1:将钢结构建筑成品BIM模型与钢结构建筑原始BIM模型进行重合对比，从中获取钢结构建筑成品BIM模型中各钢构件在钢结构建筑原始BIM模型中对应匹配的钢构件，并基于钢结构建筑原始BIM模型上各钢构件标记的编号对钢结构建筑成品BIM模型中各钢构件进行对应编号为
Figure 600129DEST_PATH_IMAGE002
。
S2:将钢结构建筑成品BIM模型中各钢构件对应的成品安装参数与其在钢结构建筑原始BIM模型对应匹配钢构件的设计安装参数进行对比，计算钢结构建筑成品BIM模型中各钢构件对应各成品安装参数的匹配度。
S3:将钢结构建筑成品BIM模型中各钢构件对应各成品安装参数的匹配度与各成品安装参数对应的设定值进行对比，若任意一个钢构件对应某成品安装参数的匹配度小于该成品安装参数对应的设定值，则判断钢结构建筑成品BIM模型存在安装质量缺陷，此时将该钢构件作为缺陷钢构件，将该成品安装参数作为安装质量缺陷参数，若各钢构件对应各成品安装参数的匹配度均大于或等于该成品安装参数对应的设定值，则判断钢结构建筑成品BIM模型不存在安装质量缺陷。
在一种可能的设计中，所述对缺陷钢构件对应的安装质量缺陷参数从建造过程BIM模型中进行质量追踪处理的处理过程如下：从各监控时间段对应的建造过程BIM模型中提取缺陷钢构件存在的建造过程BIM模型，将其记为备选建造过程BIM模型，此时统计备选建造过程BIM模型的数量，并将各备选建造过程BIM模型按照监控时间段的先后顺序进行编号。
将钢结构建筑成品BIM模型分别与各备选建造过程BIM模型进行重合对比，从中获取缺陷钢构件在各备选建造过程BIM模型中对应匹配的钢构件，并将其记为指定钢构件。
分别从各备选建造过程BIM模型中提取指定钢构件对应的建造安装参数，并基于缺陷钢构件对应的安装质量缺陷参数从指定钢构件对应的建造安装参数中提取安装质量缺陷参数对应的建造值。
将缺陷钢构件对应的安装质量缺陷参数与各备选建造过程BIM模型中指定钢构件对应安装质量缺陷参数的建造值进行对比，从中筛选出与安装质量缺陷参数一致的备选建造过程BIM模型，并将其作为目标建造过程BIM模型。
统计目标建造过程BIM模型的数量，若目标建造过程BIM模型只有一个，则该目标建造过程BIM模型对应的建造过程即为缺陷钢构件对应安装质量缺陷参数出现的源头，若目标建造过程BIM模型有多个，则获取各目标建造过程BIM模型的编号，从中筛选出编号最靠前的目标建造过程BIM模型，该模型对应的建造过程即为缺陷钢构件对应安装质量缺陷参数出现的源头。
本发明的有益效果如下：1、本发明通过从钢结构建筑对应的建筑设计图纸中提取各钢构件对应的设计外观参数，并在各钢构件原料运输到施工场地之后获取各钢构件原料对应的实体外观参数，同时识别出各钢构件原料对应建筑设计图纸上匹配成功的钢构件，由此将各钢构件原料的实体外观参数与匹配钢构件对应的设计外观参数进行对比，能够在建造前及时识别出钢构件原料存在的质量缺陷，实现了钢构件外观质量的提前管理，一方面有效避免了在建造完毕后才发现钢构件存在外观质量缺陷导致的丧失最佳补救机会情况的发生，另一方面当需要进行钢构件外观质量缺陷追踪时其获取的实体外观参数为外观质量缺陷追踪提供真实可靠的证据，进而保障了外观质量缺陷追踪的正常进行。
2、本发明通过搭建钢结构建筑原始BIM模型、建造过程BIM模型和钢结构建筑成品BIM模型，并将钢结构建筑成品BIM模型与钢结构建筑原始BIM模型进行重合对比，从而判断钢结构建筑成品BIM模型是否存在安装质量缺陷，当判断存在安装质量缺陷时，对缺陷钢构件对应的安装质量缺陷参数从建造过程BIM模型中进行质量追踪处理，实现了钢构件对应安装质量缺陷的跟踪溯源，能够精准确定其安装质量缺陷出现的源头。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1为本发明的系统连接结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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例，都属于本发明保护的范围。
参阅图1，一种基于BIM技术的建筑物建造质量追踪分析管理系统，包括钢构件设计外观参数提取模块、钢构件原料外观参数采集模块、钢构件原料质量缺陷分析判断模块、钢构件原料质量缺陷追踪处理终端、钢结构建筑原始BIM模型搭建模块、建造过程BIM模型实时搭建模块、钢结构建筑成品BIM模型搭建模块、钢构件安装质量缺陷分析判断模块和钢构件安装质量缺陷追踪处理终端，其中钢构件设计外观参数提取模块和钢构件原料外观参数采集模块均与钢构件原料质量缺陷分析判断模块连接，钢构件原料质量缺陷分析判断模块与钢构件原料质量缺陷追踪处理终端连接，钢构件设计外观参数提取模块与钢结构建筑原始BIM模型搭建模块连接，钢结构建筑原始BIM模型搭建模块和钢结构建筑成品BIM模型搭建模块均与钢构件安装质量缺陷分析判断模块连接，钢构件安装质量缺陷分析判断模块和建造过程BIM模型实时搭建模块均与钢构件原料质量缺陷追踪处理终端连接，钢结构建筑成品BIM模型搭建模块与建造过程BIM模型实时搭建模块连接。
钢构件设计外观参数提取模块用于获取钢结构建筑对应的建筑设计图纸，进而基于建筑设计图纸将钢结构建筑分解为若干钢构件，并将分解的各钢构件按照预定义的顺序进行设计编号，分别标记为1,2,...,i,...,n，同时从建筑设计图纸上提取各钢构件对应的设计外观参数，其中设计外观参数包括设计长度和设计截面规格，这里提到的设计截面规格是指钢构件截面的设计尺寸规格。
钢构件原料外观参数采集模块用于获取钢结构建筑对应各钢构件原料的生产厂家信息和标记编号，并当各钢构件原料运输到施工场地之后，对其进行外观扫描，得到各钢构件原料对应的实体外观参数，其中实体外观参数包括实体长度和实体截面规格，这里提到的实体截面规格是指钢构件原料截面的实体尺寸规格。
钢构件原料质量缺陷分析判断模块用于识别各钢构件原料对应建筑设计图纸上匹配成功的钢构件，将其记为匹配钢构件，其识别方法为将各钢构件原料的标记编号与建筑设计图纸上各钢构件的设计编号进行匹配，若某钢构件原料的标记编号与建筑设计图纸上某钢构件的设计编号一致，则表明该钢构件原料与建筑设计图纸上该钢构件匹配成功，由此将各钢构件原料的实体外观参数与匹配钢构件对应的设计外观参数进行对比，从而判断各钢构件原料是否存在质量缺陷，其判断方法具体包括：（1）从建筑设计图纸中提取标注的图纸比例。
（2）将各钢构件原料对应的实体外观参数和其对应匹配钢构件的设计外观参数及图纸比例代入设定的相对误差计算公式计算各钢构件原料对应各实体外观参数的相对误差，其中相对误差计算公式为
Figure 348642DEST_PATH_IMAGE003
。
（3）将各钢构件原料对应各实体外观参数的相对误差取绝对值，得到各钢构件对应各实体外观参数的相对误差绝对值，并将其与预设的最大允许相对误差绝对值进行对比，若某钢构件原料对应任意一个实体外观参数的相对误差绝对值大于最大允许相对误差绝对值，则判断该钢构件原料存在质量缺陷。
需要说明的是在相对误差的计算公式中图纸比例的一般表示形式为1：K,其中K代表设计外观参数对应的实际值，而实体外观参数与设计外观参数对应的实际值越接近，相对误差越小。
钢构件原料质量缺陷分析判断模块还包括当存在质量缺陷时，记录存在质量缺陷的钢构件原料对应的标记编号。
钢构件原料质量缺陷追踪处理终端用于对存在质量缺陷的钢构件原料进行质量追踪处理，其处理方式为获取存在质量缺陷的钢构件原料对应的生产厂家信息，并基于生产厂家信息将存在质量缺陷的钢构件原料对应的实体外观参数与生产厂家进行对接。
本实施例通过从钢结构建筑对应的建筑设计图纸中提取各钢构件对应的设计外观参数，并在各钢构件原料运输到施工场地之后获取各钢构件原料对应的实体外观参数，同时识别出各钢构件原料对应建筑设计图纸上匹配成功的钢构件，由此将各钢构件原料的实体外观参数与匹配钢构件对应的设计外观参数进行对比，能够在建造前及时识别出钢构件原料存在的质量缺陷，实现了钢构件外观质量的提前管理，一方面有效避免了在建造完毕后才发现钢构件存在外观质量缺陷导致的丧失最佳补救机会情况的发生，另一方面当需要进行钢构件外观质量缺陷追踪时其获取的实体外观参数为外观质量缺陷追踪提供真实可靠的证据，进而保障了外观质量缺陷追踪的正常进行。
钢结构建筑原始BIM模型搭建模块用于从钢结构建筑对应的建筑设计图纸上提取各钢构件对应的设计安装参数，其中设计安装参数包括结构设计安装参数和联结点设计紧固参数，而结构设计参数包括两端点的设计三维坐标、联结点的设计数量及各联结点的设计三维坐标，联结点紧固设计参数包括各联结点的设计螺栓数量及设计螺栓形状，进而基于上述参数搭建钢结构建筑原始BIM模型，同时根据建筑设计图纸上各钢构件的设计编号在钢结构建筑原始BIM模型上进行对应标记。
需要说明的是本发明中钢结构建筑中各钢构件之间是通过螺栓来紧固联结的。
建造过程BIM模型实时搭建模块用于对钢结构建筑的建造过程进行视频监控，得到建造过程视频，并将建造过程视频按照设定的时间段截取建造过程三维图像，得到各监控时间段对应的建造过程三维图像，进而基于建造过程三维图像进行建造过程BIM模型搭建，具体搭建过程如下：第一步：从各监控时间段对应的建造过程三维图像中提取已建造的钢构件数量及各已建造钢构件对应的建造安装参数，其中建造安装参数包括结构建造安装参数和联结点建造紧固参数，结构建造安装参数包括两端点的建造三维坐标、联结点的建造数量及各联结点的建造三维坐标，联结点建造紧固参数包括各联结点的建造螺栓数量及建造螺栓形状。
第二步：基于各已建造钢构件对应的建造安装参数进行建造过程BIM模型搭建得到各监控时间段对应的建造过程BIM模型。
钢结构建筑成品BIM模型搭建模块用于在钢结构建筑建造完毕后，对其进行三维图像采集，进而基于采集的钢结构建筑成品三维图像进行钢结构建筑成品BIM模型搭建，具体搭建过程如下：步骤1：从钢结构建筑成品三维图像上统计组成钢结构建筑成品的钢构件数量，并从钢结构建筑成品三维图像上提取各钢构件对应的成品安装参数，其中成品安装参数包括结构成品安装参数和联结点成品紧固参数，结构成品安装参数包括两端点的成品三维坐标、联结点的成品数量及各联结点的成品三维坐标，联结点紧固成品参数包括各联结点的成品螺栓数量及成品螺栓形状。
步骤2：基于各钢构件对应的成品安装参数进行钢结构建筑成品BIM模型搭建。
钢构件安装质量缺陷分析判断模块用于将钢结构建筑成品BIM模型与钢结构建筑原始BIM模型进行重合对比，从而判断钢结构建筑成品BIM模型是否存在安装质量缺陷，其判断方法执行以下步骤：S1:将钢结构建筑成品BIM模型与钢结构建筑原始BIM模型进行重合对比，从中获取钢结构建筑成品BIM模型中各钢构件在钢结构建筑原始BIM模型中对应匹配的钢构件，并基于钢结构建筑原始BIM模型上各钢构件标记的编号对钢结构建筑成品BIM模型中各钢构件进行对应编号为
Figure 680266DEST_PATH_IMAGE004
。
S2:将钢结构建筑成品BIM模型中各钢构件对应的成品安装参数与其在钢结构建筑原始BIM模型对应匹配钢构件的设计安装参数进行对比，计算钢结构建筑成品BIM模型中各钢构件对应各成品安装参数的匹配度，其中两端点的成品三维坐标对应匹配度的计算方法如下：这里以一个端点为示例进行计算，将示例端点的成品三维坐标记为
Figure 121612DEST_PATH_IMAGE005
，将示例端点的设计三维坐标记为
Figure 109160DEST_PATH_IMAGE006
。
将各钢构件对应示例端点的成品三维坐标与其在钢结构建筑原始BIM模型中匹配钢构件对应示例端点的设计三维坐标进行对比，计算钢结构建筑成品BIM模型中各钢构件对应示例端点的成品三维坐标匹配度，其计算公式为
Figure 395784DEST_PATH_IMAGE007
，
Figure 785177DEST_PATH_IMAGE008
表示为钢结构建筑成品BIM模型中第
Figure 128915DEST_PATH_IMAGE009
个钢构件对应示例端点的成品三维坐标匹配度，
Figure 400497DEST_PATH_IMAGE010
表示为第
Figure 490813DEST_PATH_IMAGE009
个钢构件对应示例端点的成品三维坐标与设计三维坐标之间的距离，
Figure 265871DEST_PATH_IMAGE011
表示为允许距离误差，其中成品三维坐标与设计三维坐标之间的距离与允许距离误差越接近，匹配度越大。
其中联结点的成品数量对应匹配度的计算方法如下：将钢结构建筑成品BIM模型中各钢构件对应联结点的成品数量记为
Figure 783440DEST_PATH_IMAGE012
,将各钢构件在钢结构建筑原始BIM模型中匹配钢构件对应联结点的设计数量记为
Figure 276738DEST_PATH_IMAGE013
。
将各钢构件对应联结点的成品数量与其在钢结构建筑原始BIM模型中匹配钢构件对应联结点的设计数量进行对比，计算钢结构建筑成品BIM模型中各钢构件对应联结点的成品数量匹配度，其计算公式为
Figure 908095DEST_PATH_IMAGE014
，
Figure 537659DEST_PATH_IMAGE015
表示为钢结构建筑成品BIM模型中第
Figure 694971DEST_PATH_IMAGE016
个钢构件对应联结点的成品数量匹配度，其中各钢构件对应联结点的成品数量与设计数量越接近，匹配度越大。
其中联结点的成品三维坐标对应匹配度的计算方法参考上述两端点的成品三维坐标对应匹配度的计算方法。
其中联结点的成品螺栓数量对应匹配度的计算方法如下：这里以一个联结点为示例进行计算，将钢结构建筑成品BIM模型中各钢构件对应示例联结点的成品螺栓数量记为
Figure 409986DEST_PATH_IMAGE017
，将各钢构件在钢结构建筑原始BIM模型中匹配钢构件对应示例联结点的设计螺栓数量记为
Figure 842105DEST_PATH_IMAGE018
。
将各钢构件对应示例联结点的成品螺栓数量与其在钢结构建筑原始BIM模型中匹配钢构件对应示例联结点的设计螺栓数量进行对比，计算钢结构建筑成品BIM模型中各钢构件对应示例联结点的成品螺栓数量匹配度，其计算公式为
Figure 795017DEST_PATH_IMAGE019
，
Figure 919968DEST_PATH_IMAGE020
表示为钢结构建筑成品BIM模型中第
Figure 588191DEST_PATH_IMAGE021
个钢构件对应示例联结点的成品螺栓数量匹配度，其中各钢构件对应示例联结点的成品螺栓数量与设计螺栓数量越接近，匹配度越大。
其中联结点的成品螺栓形状对应匹配度的计算方法如下：这里以联结点为示例进行计算，将各钢构件对应示例联结点的成品螺栓形状与其在钢结构建筑原始BIM模型中匹配钢构件对应示例联结点的设计螺栓形状进行对比，若某钢构件对应示例联结点的成品螺栓形状与其在钢结构建筑原始BIM模型中匹配钢构件对应示例联结点的设计螺栓形状一致，则将钢结构建筑成品BIM模型中该钢构件对应示例联结点的成品螺栓数量匹配度记为
Figure 558421DEST_PATH_IMAGE022
，反之，若某钢构件对应示例联结点的成品螺栓形状与其在钢结构建筑原始BIM模型中匹配钢构件对应示例联结点的设计螺栓形状不一致，则将钢结构建筑成品BIM模型中该钢构件对应示例联结点的成品螺栓数量匹配度记为
Figure 896999DEST_PATH_IMAGE023
，其中
Figure 927271DEST_PATH_IMAGE024
。
S3:将钢结构建筑成品BIM模型中各钢构件对应各成品安装参数的匹配度与各成品安装参数对应的设定值进行对比，若任意一个钢构件对应某成品安装参数的匹配度小于该成品安装参数对应的设定值，则判断钢结构建筑成品BIM模型存在安装质量缺陷，此时将该钢构件作为缺陷钢构件，将该成品安装参数作为安装质量缺陷参数，若各钢构件对应各成品安装参数的匹配度均大于或等于该成品安装参数对应的设定值，则判断钢结构建筑成品BIM模型不存在安装质量缺陷。
钢构件安装质量缺陷追踪处理终端用于对缺陷钢构件对应的安装质量缺陷参数从建造过程BIM模型中进行质量追踪处理，其处理过程如下：从各监控时间段对应的建造过程BIM模型中提取缺陷钢构件存在的建造过程BIM模型，将其记为备选建造过程BIM模型，此时统计备选建造过程BIM模型的数量，并将各备选建造过程BIM模型按照监控时间段的先后顺序进行编号。
将钢结构建筑成品BIM模型分别与各备选建造过程BIM模型进行重合对比，从中获取缺陷钢构件在各备选建造过程BIM模型中对应匹配的钢构件，并将其记为指定钢构件。
分别从各备选建造过程BIM模型中提取指定钢构件对应的建造安装参数，并基于缺陷钢构件对应的安装质量缺陷参数从指定钢构件对应的建造安装参数中提取安装质量缺陷参数对应的建造值。
将缺陷钢构件对应的安装质量缺陷参数与各备选建造过程BIM模型中指定钢构件对应安装质量缺陷参数的建造值进行对比，从中筛选出与安装质量缺陷参数一致的备选建造过程BIM模型，并将其作为目标建造过程BIM模型。
统计目标建造过程BIM模型的数量，若目标建造过程BIM模型只有一个，则该目标建造过程BIM模型对应的建造过程即为缺陷钢构件对应安装质量缺陷参数出现的源头，若目标建造过程BIM模型有多个，则获取各目标建造过程BIM模型的编号，从中筛选出编号最靠前的目标建造过程BIM模型，该模型对应的建造过程即为缺陷钢构件对应安装质量缺陷参数出现的源头。
本发明通过搭建钢结构建筑原始BIM模型、建造过程BIM模型和钢结构建筑成品BIM模型，并将钢结构建筑成品BIM模型与钢结构建筑原始BIM模型进行重合对比，从而判断钢结构建筑成品BIM模型是否存在安装质量缺陷，当判断存在安装质量缺陷时，对缺陷钢构件对应的安装质量缺陷参数从建造过程BIM模型中进行质量追踪处理，实现了钢构件对应安装质量缺陷的跟踪溯源，能够精准确定其安装质量缺陷出现的源头。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于BIM技术的建筑物建造质量追踪分析管理系统，其特征在于，包括：
钢构件设计外观参数提取模块用于获取钢结构建筑对应的建筑设计图纸，进而基于建筑设计图纸将钢结构建筑分解为若干钢构件，并将分解的各钢构件按照预定义的顺序进行设计编号，分别标记为1,2,...,i,...,n，同时从建筑设计图纸上提取各钢构件对应的设计外观参数；
钢构件原料外观参数采集模块用于获取钢结构建筑对应各钢构件原料的生产厂家信息和标记编号，并当各钢构件原料运输到施工场地之后，对其进行外观扫描，得到各钢构件原料对应的实体外观参数；
钢构件原料质量缺陷分析判断模块用于识别各钢构件原料对应建筑设计图纸上匹配成功的钢构件，将其记为匹配钢构件，由此将各钢构件原料的实体外观参数与匹配钢构件对应的设计外观参数进行对比，从而判断各钢构件原料是否存在质量缺陷，若存在质量缺陷，则记录存在质量缺陷的钢构件原料对应的标记编号；
钢构件原料质量缺陷追踪处理终端用于对存在质量缺陷的钢构件原料进行质量追踪处理；
钢结构建筑原始BIM模型搭建模块用于从钢结构建筑对应的建筑设计图纸上提取各钢构件对应的设计安装参数，进而基于上述设计安装参数搭建钢结构建筑原始BIM模型，同时根据建筑设计图纸上各钢构件的设计编号在钢结构建筑原始BIM模型上进行对应标记；
建造过程BIM模型实时搭建模块用于对钢结构建筑的建造过程进行视频监控，并按照设定的时间段采集建造过程三维图像，得到各监控时间段对应的建造过程三维图像，进而基于建造过程三维图像进行建造过程BIM模型搭建，得到各监控时间段对应的建造过程BIM模型；
钢结构建筑成品BIM模型搭建模块用于在钢结构建筑建造完毕后，对其进行三维图像采集，进而基于采集的钢结构建筑成品三维图像进行钢结构建筑成品BIM模型搭建；
钢构件安装质量缺陷分析判断模块用于将钢结构建筑成品BIM模型与钢结构建筑原始BIM模型进行重合对比，从而判断钢结构建筑成品BIM模型是否存在安装质量缺陷，若存在安装质量缺陷，则将存在安装质量缺陷的钢构件记为缺陷钢构件，并获取缺陷钢构件对应的安装质量缺陷参数；
钢构件安装质量缺陷追踪处理终端用于对缺陷钢构件对应的安装质量缺陷参数从建造过程BIM模型中进行质量追踪处理；
所述判断钢结构建筑成品BIM模型是否存在安装质量缺陷对应的判断方法执行以下步骤：
S1:将钢结构建筑成品BIM模型与钢结构建筑原始BIM模型进行重合对比，从中获取钢结构建筑成品BIM模型中各钢构件在钢结构建筑原始BIM模型中对应匹配的钢构件，并基于钢结构建筑原始BIM模型上各钢构件标记的编号对钢结构建筑成品BIM模型中各钢构件进行对应编号为
Figure DEST_PATH_IMAGE002
；
S2:将钢结构建筑成品BIM模型中各钢构件对应的成品安装参数与其在钢结构建筑原始BIM模型对应匹配钢构件的设计安装参数进行对比，计算钢结构建筑成品BIM模型中各钢构件对应各成品安装参数的匹配度；
S3:将钢结构建筑成品BIM模型中各钢构件对应各成品安装参数的匹配度与各成品安装参数对应的设定值进行对比，若任意一个钢构件对应某成品安装参数的匹配度小于该成品安装参数对应的设定值，则判断钢结构建筑成品BIM模型存在安装质量缺陷，此时将该钢构件作为缺陷钢构件，将该成品安装参数作为安装质量缺陷参数，若各钢构件对应各成品安装参数的匹配度均大于或等于该成品安装参数对应的设定值，则判断钢结构建筑成品BIM模型不存在安装质量缺陷；
所述对缺陷钢构件对应的安装质量缺陷参数从建造过程BIM模型中进行质量追踪处理的处理过程如下：
从各监控时间段对应的建造过程BIM模型中提取缺陷钢构件存在的建造过程BIM模型，将其记为备选建造过程BIM模型，此时统计备选建造过程BIM模型的数量，并将各备选建造过程BIM模型按照监控时间段的先后顺序进行编号；
将钢结构建筑成品BIM模型分别与各备选建造过程BIM模型进行重合对比，从中获取缺陷钢构件在各备选建造过程BIM模型中对应匹配的钢构件，并将其记为指定钢构件；
分别从各备选建造过程BIM模型中提取指定钢构件对应的建造安装参数，并基于缺陷钢构件对应的安装质量缺陷参数从指定钢构件对应的建造安装参数中提取安装质量缺陷参数对应的建造值；
将缺陷钢构件对应的安装质量缺陷参数与各备选建造过程BIM模型中指定钢构件对应安装质量缺陷参数的建造值进行对比，从中筛选出与安装质量缺陷参数一致的备选建造过程BIM模型，并将其作为目标建造过程BIM模型；
统计目标建造过程BIM模型的数量，若目标建造过程BIM模型只有一个，则该目标建造过程BIM模型对应的建造过程即为缺陷钢构件对应安装质量缺陷参数出现的源头，若目标建造过程BIM模型有多个，则获取各目标建造过程BIM模型的编号，从中筛选出编号最靠前的目标建造过程BIM模型，该模型对应的建造过程即为缺陷钢构件对应安装质量缺陷参数出现的源头；
其中两端点的成品三维坐标对应匹配度的计算方法如下：这里以一个端点为示例进行计算，将示例端点的成品三维坐标记为
Figure DEST_PATH_IMAGE004
，将示例端点的设计三维坐标记为
Figure DEST_PATH_IMAGE006
；
将各钢构件对应示例端点的成品三维坐标与其在钢结构建筑原始BIM模型中匹配钢构件对应示例端点的设计三维坐标进行对比，计算钢结构建筑成品BIM模型中各钢构件对应示例端点的成品三维坐标匹配度，其计算公式为，
Figure DEST_PATH_IMAGE008
表示为钢结构建筑成品BIM模型中第
Figure DEST_PATH_IMAGE010
个钢构件对应示例端点的成品三维坐标匹配度，
Figure DEST_PATH_IMAGE012
Figure DEST_PATH_IMAGE014
表示为第
Figure DEST_PATH_IMAGE016
个钢构件对应示例端点的成品三维坐标与设计三维坐标之间的距离，
Figure DEST_PATH_IMAGE018
表示为允许距离误差，其中成品三维坐标与设计三维坐标之间的距离与允许距离误差越接近，匹配度越大；
其中联结点的成品数量对应匹配度的计算方法如下：将钢结构建筑成品BIM模型中各钢构件对应联结点的成品数量记为
Figure DEST_PATH_IMAGE020
,将各钢构件在钢结构建筑原始BIM模型中匹配钢构件对应联结点的设计数量记为
Figure DEST_PATH_IMAGE022
；
将各钢构件对应联结点的成品数量与其在钢结构建筑原始BIM模型中匹配钢构件对应联结点的设计数量进行对比，计算钢结构建筑成品BIM模型中各钢构件对应联结点的成品数量匹配度，其计算公式为
Figure DEST_PATH_IMAGE024
，
Figure DEST_PATH_IMAGE026
表示为钢结构建筑成品BIM模型中第
Figure DEST_PATH_IMAGE028
个钢构件对应联结点的成品数量匹配度，其中各钢构件对应联结点的成品数量与设计数量越接近，匹配度越大；
其中联结点的成品三维坐标对应匹配度的计算方法参考上述两端点的成品三维坐标对应匹配度的计算方法；
其中联结点的成品螺栓数量对应匹配度的计算方法如下：这里以一个联结点为示例进行计算，将钢结构建筑成品BIM模型中各钢构件对应示例联结点的成品螺栓数量记为
Figure DEST_PATH_IMAGE030
，将各钢构件在钢结构建筑原始BIM模型中匹配钢构件对应示例联结点的设计螺栓数量记为
Figure DEST_PATH_IMAGE032
；
将各钢构件对应示例联结点的成品螺栓数量与其在钢结构建筑原始BIM模型中匹配钢构件对应示例联结点的设计螺栓数量进行对比，计算钢结构建筑成品BIM模型中各钢构件对应示例联结点的成品螺栓数量匹配度，其计算公式为
Figure DEST_PATH_IMAGE034
，
Figure DEST_PATH_IMAGE036
表示为钢结构建筑成品BIM模型中第
Figure DEST_PATH_IMAGE038
个钢构件对应示例联结点的成品螺栓数量匹配度，其中各钢构件对应示例联结点的成品螺栓数量与设计螺栓数量越接近，匹配度越大；
其中联结点的成品螺栓形状对应匹配度的计算方法如下：这里以联结点为示例进行计算，将各钢构件对应示例联结点的成品螺栓形状与其在钢结构建筑原始BIM模型中匹配钢构件对应示例联结点的设计螺栓形状进行对比，若某钢构件对应示例联结点的成品螺栓形状与其在钢结构建筑原始BIM模型中匹配钢构件对应示例联结点的设计螺栓形状一致，则将钢结构建筑成品BIM模型中该钢构件对应示例联结点的成品螺栓数量匹配度记为
Figure DEST_PATH_IMAGE040
，反之，若某钢构件对应示例联结点的成品螺栓形状与其在钢结构建筑原始BIM模型中匹配钢构件对应示例联结点的设计螺栓形状不一致，则将钢结构建筑成品BIM模型中该钢构件对应示例联结点的成品螺栓数量匹配度记为
Figure DEST_PATH_IMAGE042
，其中
Figure DEST_PATH_IMAGE044
。
2.根据权利要求1所述的一种基于BIM技术的建筑物建造质量追踪分析管理系统，其特征在于：所述设计外观参数包括设计长度和设计截面规格，实体外观参数包括实体长度和实体截面规格。
3.根据权利要求1所述的一种基于BIM技术的建筑物建造质量追踪分析管理系统，其特征在于：所述识别各钢构件原料对应建筑设计图纸上匹配成功的钢构件对应的识别方法为将各钢构件原料的标记编号与建筑设计图纸上各钢构件的设计编号进行匹配，若某钢构件原料的标记编号与建筑设计图纸上某钢构件的设计编号一致，则表明该钢构件原料与建筑设计图纸上该钢构件匹配成功。
4.根据权利要求1所述的一种基于BIM技术的建筑物建造质量追踪分析管理系统，其特征在于：所述分析判断各钢构件原料是否存在质量缺陷具体包括：
（1）从建筑设计图纸中提取标注的图纸比例；
（2）将各钢构件原料对应的实体外观参数和其对应匹配钢构件的设计外观参数及图纸比例代入设定的相对误差计算公式计算各钢构件原料对应各实体外观参数的相对误差，其中相对误差计算公式为
Figure DEST_PATH_IMAGE046
；
（3）将各钢构件原料对应各实体外观参数的相对误差取绝对值，得到各钢构件对应各实体外观参数的相对误差绝对值，并将其与预设的最大允许相对误差绝对值进行对比，若某钢构件原料对应任意一个实体外观参数的相对误差绝对值大于最大允许相对误差绝对值，则判断该钢构件原料存在质量缺陷。
5.根据权利要求1所述的一种基于BIM技术的建筑物建造质量追踪分析管理系统，其特征在于：所述对存在质量缺陷的钢构件原料进行质量追踪处理对应的处理方式为获取存在质量缺陷的钢构件原料对应的生产厂家信息，并基于生产厂家信息将存在质量缺陷的钢构件原料对应的实体外观参数与生产厂家进行对接。
6.根据权利要求1所述的一种基于BIM技术的建筑物建造质量追踪分析管理系统，其特征在于：所述设计安装参数包括结构设计安装参数和联结点设计紧固参数，其中结构设计参数包括两端点的设计三维坐标、联结点的设计数量及各联结点的设计三维坐标，联结点紧固设计参数包括各联结点的设计螺栓数量及设计螺栓形状。
7.根据权利要求1所述的一种基于BIM技术的建筑物建造质量追踪分析管理系统，其特征在于：所述基于建造过程三维图像进行建造过程BIM模型搭建对应的具体搭建过程如下：
第一步：从各监控时间段对应的建造过程三维图像中提取已建造的钢构件数量及各已建造钢构件对应的建造安装参数，其中建造安装参数包括结构建造安装参数和联结点建造紧固参数，结构建造安装参数包括两端点的建造三维坐标、联结点的建造数量及各联结点的建造三维坐标，联结点建造紧固参数包括各联结点的建造螺栓数量及建造螺栓形状；
第二步：基于各已建造钢构件对应的建造安装参数进行建造过程BIM模型搭建。
8.根据权利要求1所述的一种基于BIM技术的建筑物建造质量追踪分析管理系统，其特征在于：所述基于采集的钢结构建筑成品三维图像进行钢结构建筑成品BIM模型搭建对应的具体搭建过程如下：
步骤1：从钢结构建筑成品三维图像上统计组成钢结构建筑成品的钢构件数量，并从钢结构建筑成品三维图像上提取各钢构件对应的成品安装参数，其中成品安装参数包括结构成品安装参数和联结点成品紧固参数，结构成品安装参数包括两端点的成品三维坐标、联结点的成品数量及各联结点的成品三维坐标，联结点紧固成品参数包括各联结点的成品螺栓数量及成品螺栓形状；
步骤2：基于各钢构件对应的成品安装参数进行钢结构建筑成品BIM模型搭建。
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