CN114997628B - 一种基于多维特征数据的bim可视化设计分析管理平台 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于多维特征数据的BIM可视化设计分析管理平台，通过对指定建筑工程进行三维图像采集，由此构建指定建筑工程对应的BIM模型，进而能够直观可视化地展示指定建筑工程结构上各螺栓连接点的连接状况，不需要人工进行爬梯观察，有效避免了人工观察监测方式在观察覆盖面上和监测安全方面存在的的缺陷,且在对指定建筑工程上各螺栓连接点对应的连接质量进行监测分析过程中，从各螺栓连接点的外观缺陷程度和连接强度维度出发，进行外观缺陷程度和连接强度监测，进而综合上述监测结果进行连接质量分析，实现了连接质量的多维度监测，能够有效提高连接质量的可靠度。

Description

一种基于多维特征数据的BIM可视化设计分析管理平台
技术领域
本发明涉及BIM模型数据分析技术领域，特别涉及建筑工程BIM模型数据分析技术，具体而言，是一种基于多维特征数据的BIM可视化设计分析管理平台。
背景技术
钢结构由于结构性能好,空间跨度大,可循环利用,施工周期短等优点,在建筑业得到了广泛的应用,尤其在高层建筑、大型工厂、交通能源工程、住宅建筑中更能发挥钢结构的自身优势。
但由于钢结构建筑一般是框架式建筑，其建造特点是将若干钢构件通过焊接、螺接等连接方式进行固定，从而构成建筑框架，其连接点的连接质量将直接决定钢结构建筑的稳定性，因此钢结构建筑在建造完成之后容易发生失稳风险，尤其是采用螺接的钢结构建筑，这是因为螺栓紧固件受制造材质的限制，其连接效果更容易受到外界环境的影响，进而导致采用螺接的钢结构建筑更容易发生失稳风险。在这种情况下，对处于使用状态下采用螺接的钢结构建筑进行连接质量监测分析显得尤为重要。
但现有技术中，对处于使用状态下采用螺接的钢结构建筑进行连接质量监测分析采用的监测方式大多采用人工爬梯到达各个螺栓连接点位置进行人工观察，该种监测方式一方面给监测人员带来极大的工作强度，且存在着高空作业的风险，给监测人员的人身安全带来极大的威胁，同时由于钢结构建筑上的螺栓连接点数量众多，而人工观察受主观因素影响容易存在遗漏观察的现象，不仅影响螺栓连接点的监测覆盖面，还降低了监测效率；另一方面人工观察大多只是对螺栓的外观缺陷程度进行观察，忽略了对螺栓连接强度的观察，导致观察维度过于片面，进而影响连接质量分析的可靠度，且在对螺栓的外观缺陷程度进行人工观察过程中，只关注螺栓的外观缺陷面积，没有考虑到外观缺陷结构、外观缺陷类型对外观缺陷程度的影响，导致外观缺陷程度的关注点过于单一，与实际贴合度不高，无法全面精准反映螺栓的外观缺陷程度。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种基于多维特征数据的BIM可视化设计分析管理平台，包括：
指定建筑工程BIM模型构建模块，用于对待进行连接质量分析的处于使用状态下的钢结构建筑工程记为指定建筑工程，进而对指定建筑工程进行三维图像采集，由此构建BIM模型；
指定建筑工程螺栓连接点统计模块，用于从指定建筑工程的BIM模型中统计指定建筑工程结构上存在的螺栓连接点数量，并对各螺栓连接点分别编号为1,2,...,i,...,n；
螺栓连接点连接状态图像提取模块，用于将指定建筑工程的BIM模型聚焦在各螺栓连接点所在位置，并提取各螺栓连接点对应的连接状态图像；
连接状态图像处理模块，用于从各螺栓连接点对应的连接状态图像中提取连接表征参数和连接主体构成参数；
螺栓连接点连接质量分析模块，用于根据各螺栓连接点对应的连接表征参数分析各螺栓连接点对应的连接质量系数；
螺栓连接点连接价值分析模块，用于基于各螺栓连接点对应的连接主体构成参数分析各螺栓连接点对应的连接价值系数；
质量数据库，用于存储各种外观缺陷结构在螺栓连接关系中的权重影响因子，存储各种外观缺陷部位对应的决定作用因子，存储各种连接作用类型对应的重要性因子，并存储指定建筑工程在建造完成时各螺栓连接点对应的初始连接质量系数；
安全预警处理终端，用于获取指定建筑工程对应的当前投入使用时长，并以此识别指定建筑工程处于当前投入使用时长下各螺栓连接点对应的达标连接质量系数，进而将指定建筑工程中各螺栓连接点对应的连接质量系数与达标连接质量系数进行对比，若任意一个螺栓连接点的连接质量系数小于达标连接质量系数，则进行安全预警，同时将该螺栓连接点记为异常螺栓连接点，进而统计异常螺栓连接点的数量，并获取异常螺栓连接点的编号；
异常标识终端，用于基于异常螺栓连接点的编号在指定建筑工程的BIM模型中将异常螺栓连接点进行标识显示。
在本申请较佳的技术方案中，所述连接表征参数包括连接外观缺陷参数和连接状态参数，其中连接外观缺陷参数包括外观缺陷结构、外观缺陷部位、外观缺陷类型和外观缺陷面积，连接状态参数包括螺杆直径、通孔直径、螺杆弯曲度、垫片水平度和螺栓拧入深度。
在本申请较佳的技术方案中，所述外观缺陷结构包括螺栓和螺母，外观缺陷部位包括关键部位和一般部位。
在本申请较佳的技术方案中，所述连接主体构成参数包括被连接件数量和连接作用类型，其中连接作用类型包括承载连接类型和非承载连接类型。
在本申请较佳的技术方案中，所述螺栓连接点连接质量分析模块包括螺栓连接点外观缺陷分析单元、螺栓连接点连接强度分析单元和整体连接质量评估单元。
在本申请较佳的技术方案中，所述螺栓连接点外观缺陷分析单元用于基于各螺栓连接点对应的连接外观缺陷参数进行缺陷程度表征值分析，其具体分析过程执行以下步骤：
S1:从各螺栓连接点对应的连接外观缺陷参数中提取外观缺陷结构，并将其与质量数据库中存储的各种外观缺陷结构在螺栓连接关系中的权重影响因子进行匹配，从中匹配出各螺栓连接点在外观缺陷结构上的权重影响因子，记为εi；
S2:从各螺栓连接点对应的连接外观缺陷参数中提取外观缺陷部位，并将其与质量数据库中存储的各种外观缺陷部位对应的决定作用因子进行匹配，从中匹配出各螺栓连接点在外观缺陷部位上的决定作用因子，记为λi；
S3:从各螺栓连接点对应的连接外观缺陷参数中提取外观缺陷类型，并将其与各种外观缺陷类型对应的缺陷力度指数进行匹配，从中匹配出各螺栓连接点对应的缺陷力度指数，记为
Figure GDA0003953502380000041
S4:基于各螺栓连接点对应在外观缺陷结构上的权重影响因子、在外观缺陷部位上的决定作用因子、缺陷力度指数和外观缺陷面积分析各螺栓连接点对应的缺陷程度表征值，其分析公式为
Figure GDA0003953502380000051
DCi表示为第i个螺栓连接点对应的缺陷程度表征值，si表示为第i个螺栓连接点对应的外观缺陷面积，Si表示为第i个螺栓连接点对应外观缺陷结构的表面积，e表示为自然常数。
在本申请较佳的技术方案中，所述螺栓连接点连接状态分析单元用于基于各螺栓连接点对应的连接状态参数进行连接强度表征值分析，其具体分析过程执行以下步骤：
(1)从各螺栓连接点对应的连接状态参数中提取螺杆直径和通孔直径，并将其通过固定适配度计算公式
Figure GDA0003953502380000052
计算出各螺栓连接点对应的固定适配度，其中σi表示为第i个螺栓连接点对应的固定适配度，Di、di分别表示为第i个螺栓连接点对应的通孔直径、螺杆直径，Δd表示为参考径距差；
(2)从各螺栓连接点对应的连接状态图像中识别各螺栓连接点对应的螺栓型号规格，进而将其与设定的各种螺栓型号规格对应的规定螺栓拧入深度进行比对，从中筛选出各螺栓连接点对应的规定螺栓拧入深度；
(3)从各螺栓连接点对应的连接状态参数中提取螺栓拧入深度，并将其与各螺栓连接点对应的规定螺栓拧入深度进行对比，计算各螺栓连接点对应的螺栓拧入深度适配度，其计算公式为
Figure GDA0003953502380000061
δi表示为第i个螺栓连接点对应的螺栓拧入深度适配度，Hi、H′i分别表示为第i个螺栓连接点对应的螺栓拧入深度、规定螺栓拧入深度；
(4)从各螺栓连接点对应的连接状态参数中提取螺杆弯曲度和垫片水平度，并基于各螺栓连接点对应的固定适配度、螺栓拧入深度适配度、螺杆弯曲度和垫片水平度分析各螺栓连接点对应的连接强度表征值，其分析公式为
Figure GDA0003953502380000062
CSi表示为第i个螺栓连接点对应的连接强度表征值，pi、li分别表示为第i个螺栓连接点对应的螺杆弯曲度、垫片水平度，p0、l0分别表示为螺杆允许弯曲度、垫片需求水平度。
在本申请较佳的技术方案中，所述整体连接质量评估单元用于根据各螺栓连接点对应的缺陷程度表征值和连接强度表征值评估各螺栓连接点对应的连接质量系数，其评估公式为
Figure GDA0003953502380000063
LQi表示为第i个螺栓连接点对应的连接质量系数，a、b分别表示为缺陷程度、连接强度对应的占比系数。
在本申请较佳的技术方案中，所述基于各螺栓连接点对应的连接主体构成参数分析各螺栓连接点对应的连接价值系数具体包括如下步骤：
第一步：从连接主体构成参数中提取连接作用类型，并将各螺栓连接点对应的连接作用类型与质量数据库中各种连接作用类型对应的重要性因子进行匹配，从中筛选出各螺栓连接点对应的重要性因子；
第二步：根据各螺栓连接点对应的被连接件数量和重要性因子分析各螺栓连接点对应的连接价值系数，其分析公式为
Figure GDA0003953502380000071
CVi表示为第i个螺栓连接点对应的连接价值系数，xi、fi分别表示为第i个螺栓连接点对应的被连接件数量、重要性因子，X表示为参考被连接件数量。
在本申请较佳的技术方案中，所述识别指定建筑工程处于当前投入使用时长下各螺栓连接点对应的达标连接质量系数具体包括：
将各螺栓连接点对应的连接价值系数与预定义的各种连接价值等级对应的连接价值系数范围进行对比，从中获取各螺栓连接点对应的连接价值等级；
将各螺栓连接点对应的连接价值等级和指定建筑工程对应的当前投入使用时长导入连接质量衰减算法中，得到各螺栓连接点对应的连接质量衰减度；
从质量数据库中提取指定建筑工程在建造完成时各螺栓连接点对应的初始连接质量系数；
基于各螺栓连接点对应的初始连接质量系数和连接质量衰减度统计指定建筑工程处于当前投入使用时长下各螺栓连接点对应的达标连接质量系数，其统计公式为
Figure GDA0003953502380000081
LQ′i表示为指定建筑工程处于当前投入使用时长下第i个螺栓连接点对应的达标连接质量系数，LQi初始表示为第i个螺栓连接点对应的初始连接质量系数，
Figure GDA0003953502380000082
表示为第i个螺栓连接点对应的连接质量衰减度。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1.本发明通过对指定建筑工程进行三维图像采集，由此构建指定建筑工程对应的BIM模型，进而能够直观可视化地展示指定建筑工程结构上各螺栓连接点的连接状况，不需要人工进行爬梯观察，有效避免了人工观察监测方式在观察覆盖面上和监测安全方面存在的的缺陷，不仅能够覆盖指定建筑工程结构上所有螺栓连接点的连接质量监测，还提高了连接质量的监测效率，同时在一定程度上保障了监测人员的人身安全，有利于保障钢结构建筑上螺栓连接点的连接质量监测水平。
2.本发明在根据指定建筑工程的BIM模型进行指定建筑工程上各螺栓连接点对应的连接质量监测分析过程中，从各螺栓连接点的外观缺陷程度和连接强度维度出发，进行外观缺陷程度和连接强度监测，进而综合上述监测结果进行连接质量分析，实现了连接质量的多维度监测，能够有效提高连接质量的可靠度，且在进行螺栓连接点外观缺陷程度监测过程中，融合了外观缺陷结构、外观缺陷部位、外观缺陷类型和外观缺陷面积对外观缺陷程度的影响，使得外观缺陷程度的监测关注点更加全面，且贴合实际，进而大大提高了外观缺陷程度的监测精准度和监测合理性。
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为本发明系统模块连接示意图；
图2为本发明的螺栓连接点连接质量分析模块连接示意图。
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。
参照图1，本发明提供一种基于多维特征数据的BIM可视化设计分析管理平台，包括指定建筑工程BIM模型构建模块、指定建筑工程螺栓连接点统计模块、螺栓连接点连接状态图像提取模块、连接状态图像处理模块、螺栓连接点连接质量分析模块、螺栓连接点连接价值分析模块、质量数据库、安全预警处理终端和异常标识终端。
上述中指定建筑工程BIM模型构建模块与指定建筑工程螺栓连接点统计模块连接，指定建筑工程螺栓连接点统计模块与螺栓连接点连接状态图像提取模块连接，螺栓连接点连接状态图像提取模块与连接状态图像处理模块连接，连接状态图像处理模块分别与螺栓连接点连接质量分析模块和螺栓连接点连接价值分析模块连接，螺栓连接点连接质量分析模块和螺栓连接点连接价值分析模块分别与安全预警处理终端连接，安全预警处理终端与异常标识终端连接，质量数据库分别与螺栓连接点连接质量分析模块、螺栓连接点连接价值分析模块和安全预警处理终端连接。
所述指定建筑工程BIM模型构建模块用于对待进行连接质量分析的处于使用状态下的钢结构建筑工程记为指定建筑工程，进而对指定建筑工程进行三维图像采集，由此构建BIM模型。
本发明实施例通过对指定建筑工程进行三维图像采集，由此构建指定建筑工程对应的BIM模型，进而能够直观可视化地展示指定建筑工程结构上各螺栓连接点的连接状况，不需要人工进行爬梯观察，有效避免了人工观察监测方式在观察覆盖面上和监测安全方面存在的的缺陷，不仅能够覆盖指定建筑工程结构上所有螺栓连接点的连接质量监测，还提高了连接质量的监测效率，同时在一定程度上保障了监测人员的人身安全，有利于保障钢结构建筑上螺栓连接点的连接质量监测水平。
所述指定建筑工程螺栓连接点统计模块用于从指定建筑工程的BIM模型中统计指定建筑工程结构上存在的螺栓连接点数量，并对各螺栓连接点分别编号为1,2,...,i,...,n。
所述螺栓连接点连接状态图像提取模块用于将指定建筑工程的BIM模型聚焦在各螺栓连接点所在位置，并提取各螺栓连接点对应的连接状态图像。
所述连接状态图像连接表征参数提取模块用于从各螺栓连接点对应的连接状态图像中提取连接表征参数和连接主体构成参数，其中连接表征参数包括连接外观缺陷参数和连接状态参数。
上述中连接外观缺陷参数包括外观缺陷结构、外观缺陷部位、外观缺陷类型和外观缺陷面积，连接状态参数包括螺杆直径、通孔直径、螺杆弯曲度、垫片水平度和螺栓拧入深度。
需要说明的是外观缺陷结构包括螺栓和螺母，外观缺陷部位包括关键部位和一般部位，其中螺栓的关键部位为螺杆，螺栓的一般部位为螺帽，螺母的关键部位为内螺纹，螺母的一般部位为除内螺纹之外的其他部位。
上述中连接主体构成参数包括被连接件数量和连接作用类型，所述连接作用类型包括承载连接类型和非承载连接类型。
需要说明的是上述实施例中提到的被连接件数量指的是单个螺栓连接的钢构件数量，且单个螺栓连接的钢构件数量越多，该螺栓连接点的重要性越大，连接作用类型是指螺栓连接点起到的连接作用，不同的连接作用对应的连接价值不同，例如起到承载作用的螺栓连接点，其对应的连接价值就大于非承载作用的螺栓连接点。
所述螺栓连接点连接质量分析模块用于根据各螺栓连接点对应的连接表征参数分析各螺栓连接点对应的连接质量系数，参照图2所示，其中螺栓连接点连接质量分析模块包括螺栓连接点外观缺陷分析单元、螺栓连接点连接强度分析单元和整体连接质量评估单元。
所述螺栓连接点外观缺陷分析单元用于基于各螺栓连接点对应的连接外观缺陷参数进行缺陷程度表征值分析，其具体分析过程执行以下步骤：
S1:从各螺栓连接点对应的连接外观缺陷参数中提取外观缺陷结构，并将其与质量数据库中存储的各种外观缺陷结构在螺栓连接关系中的权重影响因子进行匹配，从中匹配出各螺栓连接点在外观缺陷结构上的权重影响因子，记为εi；
S2:从各螺栓连接点对应的连接外观缺陷参数中提取外观缺陷部位，并将其与质量数据库中存储的各种外观缺陷部位对应的决定作用因子进行匹配，从中匹配出各螺栓连接点在外观缺陷部位上的决定作用因子，记为λi；
S3:从各螺栓连接点对应的连接外观缺陷参数中提取外观缺陷类型，其中外观缺陷类型包括破损、凹陷、裂缝等，并将其与各种外观缺陷类型对应的缺陷力度指数进行匹配，从中匹配出各螺栓连接点对应的缺陷力度指数，记为
Figure GDA0003953502380000121
S4:基于各螺栓连接点对应在外观缺陷结构上的权重影响因子、在外观缺陷部位上的决定作用因子、缺陷力度指数和外观缺陷面积分析各螺栓连接点对应的缺陷程度表征值，其分析公式为
Figure GDA0003953502380000122
DCi表示为第i个螺栓连接点对应的缺陷程度表征值，εi、λi、
Figure GDA0003953502380000123
分别表示为第i个螺栓连接点对应在外观缺陷结构上的权重影响因子、在外观缺陷部位上的决定作用因子、缺陷力度指数，si表示为第i个螺栓连接点对应的外观缺陷面积，Si表示为第i个螺栓连接点对应外观缺陷结构的表面积，e表示为自然常数。
所述螺栓连接点连接强度分析单元用于基于各螺栓连接点对应的连接状态参数进行连接强度表征值分析，其具体分析过程执行以下步骤：
(1)从各螺栓连接点对应的连接状态参数中提取螺杆直径和通孔直径，并将其通过固定适配度计算公式
Figure GDA0003953502380000131
计算出各螺栓连接点对应的固定适配度，其中σi表示为第i个螺栓连接点对应的固定适配度，Di、di分别表示为第i个螺栓连接点对应的通孔直径、螺杆直径，Δd表示为参考径距差，其中参考径距差是指螺栓直径和通孔直径之间的参考差值；
(2)从各螺栓连接点对应的连接状态图像中识别各螺栓连接点对应的螺栓型号规格，进而将其与设定的各种螺栓型号规格对应的规定螺栓拧入深度进行比对，从中筛选出各螺栓连接点对应的规定螺栓拧入深度；
(3)从各螺栓连接点对应的连接状态参数中提取螺栓拧入深度，并将其与各螺栓连接点对应的规定螺栓拧入深度进行对比，计算各螺栓连接点对应的螺栓拧入深度适配度，其计算公式为
Figure GDA0003953502380000132
δi表示为第i个螺栓连接点对应的螺栓拧入深度适配度，Hi、H′i分别表示为第i个螺栓连接点对应的螺栓拧入深度、规定螺栓拧入深度；
在一个具体实施例中，螺栓拧入深度过浅会导致固定不紧，螺栓拧入深度过深会导致脱扣，因此螺栓拧入深度要符合规定拧入深度；
(4)从各螺栓连接点对应的连接状态参数中提取螺杆弯曲度和垫片水平度，并基于各螺栓连接点对应的固定适配度、螺栓拧入深度适配度、螺杆弯曲度和垫片水平度分析各螺栓连接点对应的连接强度表征值，其分析公式为
Figure GDA0003953502380000141
CSi表示为第i个螺栓连接点对应的连接强度表征值，pi、li分别表示为第i个螺栓连接点对应的螺杆弯曲度、垫片水平度，p0、l0分别表示为螺杆允许弯曲度、垫片需求水平度。
在一个具体实施例中，螺栓连接点对应的固定适配度和螺栓拧入深度适配度越大，且螺杆弯曲度越小，垫片水平度越大，螺栓的连接强度越大，表明螺栓的紧固性能越好；
需要说明的是螺栓处于正常紧固连接状态时，螺杆是垂直于螺帽的，且垫片处于水平状态下，当螺栓连接异常时，螺杆可能存在变形弯曲，且垫片的水平状态也可能存在变化，进而导致螺栓的连接强度变小。
所述整体连接质量评估单元用于根据各螺栓连接点对应的缺陷程度表征值和连接强度表征值评估各螺栓连接点对应的连接质量系数，其评估公式为
Figure GDA0003953502380000142
LQi表示为第i个螺栓连接点对应的连接质量系数，a、b分别表示为缺陷程度、连接强度对应的占比系数，其中缺陷程度表征值对连接质量的影响是负影响，连接强度表征值对连接质量的影响为正影响。
所述螺栓连接点连接价值分析模块用于基于各螺栓连接点对应的连接主体构成参数分析各螺栓连接点对应的连接价值系数，其具体分析过程包括如下步骤：
第一步：从连接主体构成参数中提取连接作用类型，并将各螺栓连接点对应的连接作用类型与质量数据库中各种连接作用类型对应的重要性因子进行匹配，从中筛选出各螺栓连接点对应的重要性因子；
第二步：根据各螺栓连接点对应的被连接件数量和重要性因子分析各螺栓连接点对应的连接价值系数，其分析公式为
Figure GDA0003953502380000151
CVi表示为第i个螺栓连接点对应的连接价值系数，xi、fi分别表示为第i个螺栓连接点对应的被连接件数量、重要性因子，X表示为参考被连接件数量。
优选地，本发明对各螺栓连接点进行连接价值分析为后续判断各螺栓连接点的连接质量是否达标提供针对性可靠的判断依据。
本发明实施例在根据指定建筑工程的BIM模型进行指定建筑工程上各螺栓连接点对应的连接质量监测分析过程中，从各螺栓连接点的外观缺陷程度和连接强度维度出发，进行外观缺陷程度和连接强度监测，进而综合上述监测结果进行连接质量分析，实现了连接质量的多维度监测，能够有效提高连接质量的可靠度，且在进行螺栓连接点外观缺陷程度监测过程中，融合了外观缺陷结构、外观缺陷部位、外观缺陷类型和外观缺陷面积对外观缺陷程度的影响，使得外观缺陷程度的监测关注点更加全面，且贴合实际，进而大大提高了外观缺陷程度的监测精准度和监测合理性。
所述质量数据库用于存储各种外观缺陷结构在螺栓连接关系中的权重影响因子，存储各种外观缺陷部位对应的决定作用因子，存储各种连接作用类型对应的重要性因子，并存储指定建筑工程在建造完成时各螺栓连接点对应的初始连接质量系数。
所述安全预警处理终端用于获取指定建筑工程对应的当前投入使用时长，并以此识别指定建筑工程处于当前投入使用时长下各螺栓连接点对应的达标连接质量系数，其识别方法包括：
将各螺栓连接点对应的连接价值系数与预定义的各种连接价值等级对应的连接价值系数范围进行对比，从中获取各螺栓连接点对应的连接价值等级；
将各螺栓连接点对应的连接价值等级和指定建筑工程对应的当前投入使用时长导入连接质量衰减算法中，得到各螺栓连接点对应的连接质量衰减度；
上述中连接质量衰减算法的具体操作步骤如下：
将各螺栓连接点对应的连接价值等级与设置的各种连接价值等级在各投入使用时长下的连接质量衰减度进行匹配，由此得到各螺栓连接点对应的连接质量衰减度；
从质量数据库中提取指定建筑工程在建造完成时各螺栓连接点对应的初始连接质量系数；
基于各螺栓连接点对应的初始连接质量系数和连接质量衰减度统计指定建筑工程处于当前投入使用时长下各螺栓连接点对应的达标连接质量系数，其统计公式为
Figure GDA0003953502380000171
LQ′i表示为指定建筑工程处于当前投入使用时长下第i个螺栓连接点对应的达标连接质量系数，LQi初始表示为第i个螺栓连接点对应的初始连接质量系数，
Figure GDA0003953502380000172
表示为第i个螺栓连接点对应的连接质量衰减度。
安全预警处理终端在识别之后将指定建筑工程中各螺栓连接点对应的连接质量系数与达标连接质量系数进行对比，若任意一个螺栓连接点的连接质量系数小于达标连接质量系数，则进行安全预警，同时将该螺栓连接点记为异常螺栓连接点，进而统计异常螺栓连接点的数量，并获取异常螺栓连接点的编号。
所述异常标识终端用于基于异常螺栓连接点的编号在指定建筑工程的BIM模型中将异常螺栓连接点进行标识显示。
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 (5)

1.一种基于多维特征数据的BIM可视化设计分析管理平台，其特征在于，包括：
指定建筑工程BIM模型构建模块，用于对待进行连接质量分析的处于使用状态下的钢结构建筑工程记为指定建筑工程，进而对指定建筑工程进行三维图像采集，由此构建BIM模型；
指定建筑工程螺栓连接点统计模块，用于从指定建筑工程的BIM模型中统计指定建筑工程结构上存在的螺栓连接点数量，并对各螺栓连接点分别编号为1,2,...,i,...,n；
螺栓连接点连接状态图像提取模块，用于将指定建筑工程的BIM模型聚焦在各螺栓连接点所在位置，并提取各螺栓连接点对应的连接状态图像；
连接状态图像处理模块，用于从各螺栓连接点对应的连接状态图像中提取连接表征参数和连接主体构成参数；
所述连接表征参数包括连接外观缺陷参数和连接状态参数，其中连接外观缺陷参数包括外观缺陷结构、外观缺陷部位、外观缺陷类型和外观缺陷面积，连接状态参数包括螺杆直径、通孔直径、螺杆弯曲度、垫片水平度和螺栓拧入深度；
所述连接主体构成参数包括被连接件数量和连接作用类型，其中连接作用类型包括承载连接类型和非承载连接类型；
螺栓连接点连接质量分析模块，用于根据各螺栓连接点对应的连接表征参数分析各螺栓连接点对应的连接质量系数；
螺栓连接点连接价值分析模块，用于基于各螺栓连接点对应的连接主体构成参数分析各螺栓连接点对应的连接价值系数；
质量数据库，用于存储各种外观缺陷结构在螺栓连接关系中的权重影响因子，存储各种外观缺陷部位对应的决定作用因子，存储各种连接作用类型对应的重要性因子，并存储指定建筑工程在建造完成时各螺栓连接点对应的初始连接质量系数；
安全预警处理终端，用于获取指定建筑工程对应的当前投入使用时长，并以此识别指定建筑工程处于当前投入使用时长下各螺栓连接点对应的达标连接质量系数，进而将指定建筑工程中各螺栓连接点对应的连接质量系数与达标连接质量系数进行对比，若任意一个螺栓连接点的连接质量系数小于达标连接质量系数，则进行安全预警，同时将该螺栓连接点记为异常螺栓连接点，进而统计异常螺栓连接点的数量，并获取异常螺栓连接点的编号；
异常标识终端，用于基于异常螺栓连接点的编号在指定建筑工程的BIM模型中将异常螺栓连接点进行标识显示；
所述螺栓连接点连接质量分析模块包括螺栓连接点外观缺陷分析单元、螺栓连接点连接强度分析单元和整体连接质量评估单元；
所述整体连接质量评估单元用于根据各螺栓连接点对应的缺陷程度表征值和连接强度表征值评估各螺栓连接点对应的连接质量系数，其评估公式为
Figure FDA0003953502370000021
LQi表示为第i个螺栓连接点对应的连接质量系数，a、b分别表示为缺陷程度、连接强度对应的占比系数；
所述基于各螺栓连接点对应的连接主体构成参数分析各螺栓连接点对应的连接价值系数具体包括如下步骤：
第一步：从连接主体构成参数中提取连接作用类型，并将各螺栓连接点对应的连接作用类型与质量数据库中各种连接作用类型对应的重要性因子进行匹配，从中筛选出各螺栓连接点对应的重要性因子；
第二步：根据各螺栓连接点对应的被连接件数量和重要性因子分析各螺栓连接点对应的连接价值系数，其分析公式为
Figure FDA0003953502370000031
CVi表示为第i个螺栓连接点对应的连接价值系数，xi、fi分别表示为第i个螺栓连接点对应的被连接件数量、重要性因子，X表示为参考被连接件数量。
2.根据权利要求1所述的一种基于多维特征数据的BIM可视化设计分析管理平台，其特征在于：所述外观缺陷结构包括螺栓和螺母，外观缺陷部位包括关键部位和一般部位。
3.根据权利要求1所述的一种基于多维特征数据的BIM可视化设计分析管理平台，其特征在于：所述螺栓连接点外观缺陷分析单元用于基于各螺栓连接点对应的连接外观缺陷参数进行缺陷程度表征值分析，其具体分析过程执行以下步骤：
S1:从各螺栓连接点对应的连接外观缺陷参数中提取外观缺陷结构，并将其与质量数据库中存储的各种外观缺陷结构在螺栓连接关系中的权重影响因子进行匹配，从中匹配出各螺栓连接点在外观缺陷结构上的权重影响因子，记为εi；
S2:从各螺栓连接点对应的连接外观缺陷参数中提取外观缺陷部位，并将其与质量数据库中存储的各种外观缺陷部位对应的决定作用因子进行匹配，从中匹配出各螺栓连接点在外观缺陷部位上的决定作用因子，记为λi；
S3:从各螺栓连接点对应的连接外观缺陷参数中提取外观缺陷类型，并将其与各种外观缺陷类型对应的缺陷力度指数进行匹配，从中匹配出各螺栓连接点对应的缺陷力度指数，记为
Figure FDA0003953502370000042
S4:基于各螺栓连接点对应在外观缺陷结构上的权重影响因子、在外观缺陷部位上的决定作用因子、缺陷力度指数和外观缺陷面积分析各螺栓连接点对应的缺陷程度表征值，其分析公式为
Figure FDA0003953502370000041
DCi表示为第i个螺栓连接点对应的缺陷程度表征值，si表示为第i个螺栓连接点对应的外观缺陷面积，Si表示为第i个螺栓连接点对应外观缺陷结构的表面积，e表示为自然常数。
4.根据权利要求1所述的一种基于多维特征数据的BIM可视化设计分析管理平台，其特征在于：所述螺栓连接点连接强度分析单元用于基于各螺栓连接点对应的连接状态参数进行连接强度表征值分析，其具体分析过程执行以下步骤：
(1)从各螺栓连接点对应的连接状态参数中提取螺杆直径和通孔直径，并将其通过固定适配度计算公式
Figure FDA0003953502370000051
计算出各螺栓连接点对应的固定适配度，其中σi表示为第i个螺栓连接点对应的固定适配度，Di、di分别表示为第i个螺栓连接点对应的通孔直径、螺杆直径，Δd表示为参考径距差；
(2)从各螺栓连接点对应的连接状态图像中识别各螺栓连接点对应的螺栓型号规格，进而将其与设定的各种螺栓型号规格对应的规定螺栓拧入深度进行比对，从中筛选出各螺栓连接点对应的规定螺栓拧入深度；
(3)从各螺栓连接点对应的连接状态参数中提取螺栓拧入深度，并将其与各螺栓连接点对应的规定螺栓拧入深度进行对比，计算各螺栓连接点对应的螺栓拧入深度适配度，其计算公式为
Figure FDA0003953502370000052
δi表示为第i个螺栓连接点对应的螺栓拧入深度适配度，Hi、H′i分别表示为第i个螺栓连接点对应的螺栓拧入深度、规定螺栓拧入深度；
(4)从各螺栓连接点对应的连接状态参数中提取螺杆弯曲度和垫片水平度，并基于各螺栓连接点对应的固定适配度、螺栓拧入深度适配度、螺杆弯曲度和垫片水平度分析各螺栓连接点对应的连接强度表征值，其分析公式为
Figure FDA0003953502370000053
CSi表示为第i个螺栓连接点对应的连接强度表征值，pi、li分别表示为第i个螺栓连接点对应的螺杆弯曲度、垫片水平度，p0、l0分别表示为螺杆允许弯曲度、垫片需求水平度。
5.根据权利要求1所述的一种基于多维特征数据的BIM可视化设计分析管理平台，其特征在于：所述识别指定建筑工程处于当前投入使用时长下各螺栓连接点对应的达标连接质量系数具体包括：
将各螺栓连接点对应的连接价值系数与预定义的各种连接价值等级对应的连接价值系数范围进行对比，从中获取各螺栓连接点对应的连接价值等级；
将各螺栓连接点对应的连接价值等级和指定建筑工程对应的当前投入使用时长导入连接质量衰减算法中，得到各螺栓连接点对应的连接质量衰减度；
从质量数据库中提取指定建筑工程在建造完成时各螺栓连接点对应的初始连接质量系数；
基于各螺栓连接点对应的初始连接质量系数和连接质量衰减度统计指定建筑工程处于当前投入使用时长下各螺栓连接点对应的达标连接质量系数，其统计公式为
Figure FDA0003953502370000061
LQi′表示为指定建筑工程处于当前投入使用时长下第i个螺栓连接点对应的达标连接质量系数，LQi初始表示为第i个螺栓连接点对应的初始连接质量系数，
Figure FDA0003953502370000062
表示为第i个螺栓连接点对应的连接质量衰减度。
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