CN115238430A - 基于物联网的基建工程现场监测系统 - Google Patents

基于物联网的基建工程现场监测系统 Download PDF

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王晓
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Abstract

本发明公开了基于物联网的基建工程现场监测系统，属于施工监管技术领域，包括规划模块、监测模块和服务器；所述规划模块用于进行监控项目规划，建立监控项目明细表，实时获取每日施工计划，进行比较后获得对应的监控项目，获取施工现场信息图纸，根据获取的施工现场信息图建立施工模型，识别监控项目对应的位置信息，根据获得的位置信息在施工模型内进行相应标记，当标记完成后进行施工模型优化，获得监控模型；在监控模型内进行监控区域标记，标记完成后，完成监控项目规划；所述监测模块用于对监控区域进行监测，对监控区域进行实时监控数据采集，建立监控数据分析模型，通过监控数据分析模型对监控数据进行分析，获得对应的分析结果。

Description

基于物联网的基建工程现场监测系统
技术领域
本发明属于施工监管技术领域，具体是基于物联网的基建工程现场监测系统。
背景技术
目前在进行诸如桥梁、楼房等基础设施建设中，当前主要是通过工程监理等工作人员对建设项目进度、人员、物料调配及工程施工质量进行监控管理，虽然可以一定程度满足工程施工和管理作业的需要，但工作效率低下，管理工作繁琐，监管作业全面性和系统性均相对较差，从而存在极大的漏洞和隐患；另一方面当前在对基建项目施工进行监管作业时，对监管数据缺乏全面且高效的分析能力，影响基建工程的施工效率和质量。因此，本发明提供了基于物联网的基建工程现场监测系统。
发明内容
为了解决上述方案存在的问题，本发明提供了基于物联网的基建工程现场监测系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
基于物联网的基建工程现场监测系统，包括规划模块、监测模块和服务器；
所述规划模块用于进行监控项目规划，建立监控项目明细表，实时获取每日施工计划，将获取的每日施工计划与监控项目明细表进行匹配，获得对应的监控项目，并打上对应的监控标签；
获取施工现场信息图纸，根据获取的施工现场信息图建立施工模型，识别监控项目对应的位置信息，根据获得的位置信息在施工模型内进行相应标记，当标记完成后进行施工模型优化，获得监控模型；在监控模型内进行监控区域标记，标记完成后，完成监控项目规划；
所述监测模块用于对监控区域进行监测，进行监控视频补充分析，当完成补充分析时，对监控区域进行实时监控数据采集，将监控数据打上对应的监控项目标签，建立监控数据分析模型，通过监控数据分析模型对监控数据进行分析，获得对应的分析结果。
进一步地，在监控模型内进行监控区域标记的方法包括：
识别施工计划的标记区域，标记为初始区域，识别监控项目的特征数据，根据识别的特征数据判定对应的监控项目是否具有附加区域项，当没有附加区域项时，将初始区域标记为监控区域，当有附加区域项时，根据对应的附加区域项在监控模型内标记对应的附加区域，将附加区域和初始区域整合为监控区域。
进一步地，进行监控视频补充分析的方法包括：
获取监测区域监控图像，根据对应的监控项目匹配对应的监测要求，判断获取的监控图像是否满足监测要求，当判断满足监测要求时，不进行操作；当判断不满足监测要求时，识别不合格项，根据识别的不合格项进行相应的设备补充。
进一步地，根据识别的不合格项进行相应的设备补充的方法包括：
对于监控范围不足的情况，识别未覆盖区域，根据识别的未覆盖区域进行补充监控设备的补充；
对于缺少辅助工具的情况，进行实时监控，当进行施工时，仍然没有补充辅助工具时，生成对应的报警信息，识别施工计划中该监控项目对应的负责人员，将对应的报警信息发送给对应的负责人员。
进一步地，根据识别的未覆盖区域进行补充监控设备的补充的方法包括：
将未覆盖区域在监控模型内进行相应的标记，识别未覆盖区域具有的待安装点，将待安装点进行组合，获得若干个点位组合，将点位组合标记为i，其中i＝1、2、……、n，n为正整数；获取点位组合内待安装点的个数，标记为SLi，获取补充监控设备的设备信息，根据获取的设备信息模拟各个点位组合对应的覆盖率，根据获得的覆盖率匹配对应的效率值，标记为XLi，根据公式
Figure BDA0003780234550000031
计算优先值，其中b1、b2均为比例系数，取值范围为0<b1≤1，0<b2≤1，选择优先值最高的点位组合，根据选择的点位组合进行补充监控设备的安装。
进一步地，监控数据分析模型是基于CNN网络或DNN网络进行建立的。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：提高施工监管的自动化程度、智能化程度，可有效实现对基建施工中各环境进行全面有效的监控；具有良好的数据运算分析能力，且数据运算分析能力强，可有效实现根据施工现场数据对施工工作进行全面的分析作业，从而达到及时发现施工工作的隐患及不足，并及时进行施工工艺调整和安全隐患排除作业，从而达到提高施工效率和质量的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明原理框图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明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。
如图1所示，基于物联网的基建工程现场监测系统，包括规划模块、监测模块和服务器；
规划模块和监测模块均与服务器之间通信连接；
所述规划模块用于进行监控项目规划，具体方法包括：
建立监控项目明细表，实时获取每日施工计划，将获取的每日施工计划与监控项目明细表进行匹配，获得对应的监控项目，并打上对应的监控标签；
获取施工现场信息图纸，根据获取的施工现场信息图建立施工模型，识别监控项目对应的位置信息，根据获得的位置信息在施工模型内进行相应标记，当标记完成后进行施工模型优化，获得监控模型；在监控模型内进行监控区域标记，标记完成后，完成监控项目规划。
监控项目明细表内包括哪些是需要进行质检监控的施工项目，哪些是需要进行安全监控的施工项目，以及后续可能用到的特征数据，通过人工的方式进行设置，可以参照对应的施工计划格式进行设置，便于后续进行相应的匹配检索。
每日施工计划可以通过对接施工方内的相关系统，实时获取系统内的施工计划更新数据。
将获取的每日施工计划与监控项目明细表进行匹配，获得对应的监控项目，获得的监控项目即为需要进行监控的项目，因为在每日计划中，可能具有并不需要进行监控的计划，即不在监控项目明细表内的，打上对应的监控标签，是根据对应的监控项目是需要进行安全监控还是质量监控，或者两者都需要进行监控。
根据获取的施工现场信息图建立施工模型，其中施工现场信息图指的是包含施工现场内各种信息图纸的总称，均为现有的图纸，施工模型即为利用当前的三维建模技术建立的三维数据模型，同理施工现场信息图只要包含建立施工模型中所需要用到的信息图即可。
当标记完成后进行施工模型优化，即为将非必须部分进行去除，便于相应的观察，并根据需要进行相应的补充，如标记位置在楼栋内，此时在整个施工模型内标记位置并不容易被观看，可以将对应上方的楼层进行去除，具体的可以通过人工的方式基于神经网络模型建立对应的优化模型，通过建立的优化模型对施工模型进行优化，获得监控模型，具体的建立和训练过程为本领域常识吗，因此不进行详细叙述。
在监控模型内进行监控区域标记的方法包括：
识别施工计划的标记区域，标记为初始区域，识别监控项目的特征数据，根据识别的特征数据判定对应的监控项目是否具有附加区域项，当没有附加区域项时，将初始区域标记为监控区域，当有附加区域项时，根据对应的附加区域项在监控模型内标记对应的附加区域，将附加区域和初始区域整合为监控区域。
识别监控项目的特征数据，通过在监控项目明细表中进行识别匹配，对应的特征数据是采用人工的方式根据对应监控项目进行设置的，如混凝土浇筑，除了包括对应浇筑过程中的质量监管特征、安全监管特征，还应包括对应罐车进场的行进路线。
根据对应的附加区域项在监控模型内标记对应的附加区域的方法为：基于CNN网络或DNN网络建立对应的附加分析模型，通过人工的方式设置对应的训练集进行训练，通过训练成功的附加分析模型对附加区域项和施工计划进行分析，获得对应的附加区域，再在监控模型内进行标记。
所述监测模块用于对监控区域进行监测，具体方法包括：
进行监控视频补充分析，当完成补充分析时，对监控区域进行实时监控数据采集，将监控数据打上对应的监控项目标签，建立监控数据分析模型，通过监控数据分析模型对监控数据进行分析，获得对应的分析结果。
监控数据分析模型是基于CNN网络或DNN网络进行建立的，通过人工的方式设置对应的训练集进行训练，具体的建立和训练过程为本领域常识，因此不进行详细叙述。
进行监控视频补充分析的方法包括：
获取监测区域监控图像，根据对应的监控项目匹配对应的监测要求，判断获取的监控图像是否满足监测要求，当判断满足监测要求时，不进行操作；当判断不满足监测要求时，识别不合格项，根据识别的不合格项进行相应的设备补充。
根据具有的监控项目设置有对应的监测要求，根据实际的施工监管要求进行设置的，建立对应匹配表进行匹配，因为是采用视频监控的方式监测的，因此对于某些项目需要补充些辅助监测的工具，如在进行混凝土浇筑时，无法直接观测出其浇筑厚度，可有通过设置代表尺度的工具安装在对应的区域内，即通过各种小工具将无法直接通过监控视频分析出的数据，结合其他工具进行转化出来，具体的通过人工的方式结合现有技术进行设置。
根据识别的不合格项进行相应的设备补充的方法包括：
对于监控范围不足的情况，识别未覆盖区域，在监控模型内进行相应的标记，识别未覆盖区域具有的待安装点，将待安装点进行组合，获得若干个点位组合，将点位组合标记为i，其中i＝1、2、……、n，n为正整数；获取点位组合内待安装点的个数，标记为SLi，获取补充监控设备的设备信息，根据获取的设备信息模拟各个点位组合对应的覆盖率，根据获得的覆盖率匹配对应的效率值，标记为XLi，根据公式
Figure BDA0003780234550000061
计算优先值，其中b1、b2均为比例系数，取值范围为0<b1≤1，0<b2≤1，选择优先值最高的点位组合，根据选择的点位组合进行补充监控设备的安装；
对于缺少辅助工具的情况，进行实时监控，当进行施工时，仍然没有补充辅助工具时，生成对应的报警信息，识别施工计划中该监控项目对应的负责人员，将对应的报警信息发送给对应的负责人员。
识别未覆盖区域具有的待安装点，可以通过基于神经网络模型建立对应的安装点位模型进行分析。
根据获取的设备信息模拟各个点位组合对应的覆盖率，根据对应设备的采集范围，利用当前的数学知识及现有技术可以进行相应的采集区域模型，根据各个设备在未覆盖区域的采集范围，可以获得对应的覆盖率，且当覆盖率达到全部覆盖未覆盖区域时，将会把对应重复采集范围计入覆盖率中，此时将会出现覆盖率大于100％的情况，对于未达到全部覆盖未覆盖区域时，不计入重复采集范围；根据可能具有的覆盖率通过人工的方式设置对应的效率值，基于差值法进行匹配，覆盖率低于100％，效率值为0，与100％差值越小，效率值越高。
上述公式均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最接近真实情况的一个公式，公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者大量数据模拟获得。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，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法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。

Claims (6)

1.基于物联网的基建工程现场监测系统，其特征在于，包括规划模块、监测模块和服务器；
所述规划模块用于进行监控项目规划，建立监控项目明细表，实时获取每日施工计划，将获取的每日施工计划与监控项目明细表进行匹配，获得对应的监控项目，并打上对应的监控标签；
获取施工现场信息图纸，根据获取的施工现场信息图建立施工模型，识别监控项目对应的位置信息，根据获得的位置信息在施工模型内进行相应标记，当标记完成后进行施工模型优化，获得监控模型；在监控模型内进行监控区域标记，标记完成后，完成监控项目规划；
所述监测模块用于对监控区域进行监测，进行监控视频补充分析，当完成补充分析时，对监控区域进行实时监控数据采集，将监控数据打上对应的监控项目标签，建立监控数据分析模型，通过监控数据分析模型对监控数据进行分析，获得对应的分析结果。
2.根据权利要求1所述的基于物联网的基建工程现场监测系统，其特征在于，在监控模型内进行监控区域标记的方法包括：
识别施工计划的标记区域，标记为初始区域，识别监控项目的特征数据，根据识别的特征数据判定对应的监控项目是否具有附加区域项，当没有附加区域项时，将初始区域标记为监控区域，当有附加区域项时，根据对应的附加区域项在监控模型内标记对应的附加区域，将附加区域和初始区域整合为监控区域。
3.根据权利要求1所述的基于物联网的基建工程现场监测系统，其特征在于，进行监控视频补充分析的方法包括：
获取监测区域监控图像，根据对应的监控项目匹配对应的监测要求，判断获取的监控图像是否满足监测要求，当判断满足监测要求时，不进行操作；当判断不满足监测要求时，识别不合格项，根据识别的不合格项进行相应的设备补充。
4.根据权利要求1所述的基于物联网的基建工程现场监测系统，其特征在于，根据识别的不合格项进行相应的设备补充的方法包括：
对于监控范围不足的情况，识别未覆盖区域，根据识别的未覆盖区域进行补充监控设备的补充；
对于缺少辅助工具的情况，进行实时监控，当进行施工时，仍然没有补充辅助工具时，生成对应的报警信息，识别施工计划中该监控项目对应的负责人员，将对应的报警信息发送给对应的负责人员。
5.根据权利要求4所述的基于物联网的基建工程现场监测系统，其特征在于，根据识别的未覆盖区域进行补充监控设备的补充的方法包括：
将未覆盖区域在监控模型内进行相应的标记，识别未覆盖区域具有的待安装点，将待安装点进行组合，获得若干个点位组合，将点位组合标记为i，其中i＝1、2、……、n，n为正整数；获取点位组合内待安装点的个数，标记为SLi，获取补充监控设备的设备信息，根据获取的设备信息模拟各个点位组合对应的覆盖率，根据获得的覆盖率匹配对应的效率值，标记为XLi，根据公式
Figure FDA0003780234540000021
计算优先值，其中b1、b2均为比例系数，取值范围为0<b1≤1，0<b2≤1，选择优先值最高的点位组合，根据选择的点位组合进行补充监控设备的安装。
6.根据权利要求1所述的基于物联网的基建工程现场监测系统，其特征在于，监控数据分析模型是基于CNN网络或DNN网络进行建立的。
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