CN116187923A - 一种港口数字化系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种港口数字化系统，包括：用于为项目参建各方搭建一个即时、协同、可视化的工作空间的数字建设管理子系统；用于对人员和船机设备实时监控预警管理的基于BIM+GIS的人船机监管子系统；用于对人员进场控制与分类统计、车辆智能管理、材料进出场核验、绿色工地建设、智能用水、用电、碳排放等能耗管理、施工设备运行数据实时监管等的智慧工地子系统；用于收集监测数据，通过时间轴图表实时查看各种监测数据即时数据与历史曲线，自定义报警阈值，实现试点项目监测数据的自动化采集、整理、分析及预警的智慧监测子系统；及用于服务生产各环节系统模块的信息互通以保证生产和流程的顺利进行的预制构件数字一体化生产管理子系统。
Description
技术领域
本发明港口数字化领域技术领域，尤其是涉及一种港口数字化系统，具体涉及一种基于BIM+GIS的港口数字化系统。
背景技术
随着新型基础设施等重大工程的加快实施，大数据、云计算、5G网络、区块链、AI人工智能等新技术应用更加广泛，数字化赋能成为各领域推进动能转换和效率变革的重要举措。智慧工地是数字化、智能化技术在工程施工领域应用的具体体现，重在围绕预制构件生产过程管理建立互联协同、智能生产、全程可视化管控的工程项目信息化生态圈，是实现交通工程智慧化建设、精细化管理的重要载体。如何实现搭建服务于预制厂生产、优质、安全、绿色、以及智能的数字化施工平台，使数字化转型成为提升管理水平和竞争力的硬核支撑和新引擎是目前需要解决的技术问题。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种港口数字化系统，以解决现有技术中存在的技术问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供一种港口数字化系统，其包括：用于为项目参建各方搭建一个即时、协同、可视化的工作空间的数字建设管理子系统；用于对人员和船机设备实时监控预警管理的基于BIM+GIS的人船机监管子系统；用于对人员进场控制与分类统计、车辆智能管理、电子地磅材料进出场数智核验、绿色工地建设、智能用水、用电、碳排放等能耗管理、施工设备运行数据实时监管等的智慧工地子系统；用于收集现场监测点位的监测数据，通过时间轴图表实时查看各种监测数据即时数据与历史曲线，自定义报警阈值，实现试点项目监测数据的自动化采集、整理、分析及预警的智慧监测子系统；及用于服务生产各环节系统模块的信息互通以保证生产和流程的顺利进行的预制构件数字一体化生产管理子系统；
所述数字建设管理子系统、基于BIM+GIS的人船机监管子系统、智慧工地子系统、智慧监测子系统、预制构件数字一体化生产管理子系统依次连接。
优选的，所述数字建设管理子系统以数据为核心，通过系统架构整体策划设计，以BIM模型为载体，以云计算和大数据为手段，为项目参建各方搭建一个即时、协同、可视化的工作空间。
优选的，所述数字建设管理子系统包括施工过程模块和功能模块；所述施工过程模块设计了工作台和驾驶舱分别满足项目管理与项目展示的需求，在使用上，所述施工过程模块考虑到项目建设中复杂的现实场景，系统提供了桌面客户端、网页端、移动app端全端口的应用，三个端口应用共用一套系统数据，一端进行的操作会同步在其他应用端更新，系统主要的业务场景和操作内容在系统网页端完成，三维进度模拟、版本对比等较为依赖电脑性能的功能选择在电脑客户端完成，而工作人员在工地现场及时的数据录入和问题反馈则通过移动app端完成；
所述功能模块包含模型管理、设计管理、进度管控、费用预控、采购管理、质量追溯、安全管控、智慧监理和智慧工地。
优选的，所述基于BIM+GIS的人船机监管子系统基于BIM+GIS的船机设备实时监控预警管理系统开发方案将从实现管理者对现场大范围船机设备的即时监管需求出发，设计时采用GIS技术搭建海岛级的真实地理信息场景，结合BIM技术展现项目的施工进展，通过收集现场智能物联网终端回传的船机设备定位数据在宏观场景中对船机设备进行标定，系统支持实时监控船机设备的运行轨迹，设置电子围栏，规定船机设备的运行范围，对设备的越界行为进行预警提醒；所述基于BIM+GIS的船机设备实时监控预警管理系统基于GIS大场景设计全新的管理界面；所述基于BIM+GIS的人船机监管子系统的功能模块包括：船机定位、电子围栏外、航道锚地展示、人员定位、视频监控、环境监测、隐患排查。
优选的，所述智慧工地子系统通过使用物联网大数据等技术手段来辅助项目管理人员对工地现场的特种设备，环境，材料，人员进行管理，基于现场的实际需求进行深度挖掘，结合物联网、大数据、云计算技术成功打造的智慧工地平台，为用户解决施工现场管理难、安全事故频发问题，实现施工现场生产管理、安全生产管理、安全质量管理、绿色低碳环境管理信息化；对施工人员、设备、流程的实时运转情况进行全局监控展示；选择具体人、机、预警消息节点进行交互，智慧工地平台围绕安全管理、监控中心、质量管理、生产管理、环水保管理等板块，通过硬件设备监控及数据采集、平台统计分析及业务处理的闭环流程，满足现场项目人员、劳务人员的等多维度用户的使用。
优选的，所述智慧监测子系统结合现场气象站、风速风向传感器、水文监测站以及云端气候气象等数据，平台生成气象趋势数据，对极端天气、不适宜施工时间地点进行自动标识，并推送潮汐水位预警、飓风灾害预测、风速预警、强对流天气预警、降雨量预警等消息提醒，以便项目部合理安排航运计划、施工计划，规避自然灾害风险，所述智慧监测子系统在多个场地安装有检测设备，包括预制场、拌合站污水处理池以及码头。
优选的，所述智慧监测子系统在预制场、施工栈桥区域边界安装无线扬尘噪声监测设备，实时监控风速风向、空气温湿度、噪声、PM2.5、PM10参数，通过LED显示的同时同步至云平台，按阈值进行预警和消息推送，并联动智能喷洒设备，当PM2.5、PM10超过预设阈值时，自动启动喷洒喷淋与计算用水量达到节能环保功能。
优选的，所述智慧监测子系统在拌合站污水处理池、施工栈桥周边水域可布设水质无线监测设备，自动采集PH值、溶解氧、浑浊度及各类离子含量参数，数据远程同步至云端，设定阈值、推送预警消息，水质动态变化通过实时看板进行公示。
优选的，所述智慧监测子系统在码头安装水位状态监测设备，由水位计、数据采集终端、数据传输终端和供电系统组成，用于水位数据采集；其中数据采集终端作为核心设备，负责将水位计采集的水位数据经过编码后通过2G/3G/4G、北斗卫星等方式上传到服务中心，实现数据实时上传，同时选NBIoT、网桥传输水位数据，动态监测码头水位状况。
优选的，所述预制构件数字一体化生产管理子系统应服务于生产各环节系统模块的信息互通以保证生产和流程的顺利进行，系统开发方案及思路为综合应用BIM技术和物联网技术，对预制厂生产全过程进行信息化管理，以生产计划管理、计划耗材管理、预制件信息管理、每日任务推送与生产日报、台座利用情况管理、堆场管理、生产台账一键生成、RFID自动工序采集硬件与实施、物料管理系统功能，建立数据库，使用二维码和移动端作为入口，管理预制构件生产从订单管理到施工作业、出场全生产周期全过程的各个环节，实现构件生命周期各个阶段的状态更新和信息记录，生产管理系统主要围绕一个核心，关注两大要素，面向三方用户，体现万物互联。
采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：
本发明能够推进各条线业务协同管理，提高对现场的穿透管理，带动相关产业发展，提供功效，降低成本。实现项目基于BIM的施工全过程数智管理，最终形成一套完整的港口工程建设阶段全过程数智管理技术体系。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施例提供的系统结构的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图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。
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
请参见图1，一种港口数字化系统，包括用于为项目参建各方搭建一个即时、协同、可视化的工作空间的数字建设管理子系统；用于对人员和船机设备实时监控预警管理的基于BIM+GIS的人船机监管子系统；用于对人员进场控制与分类统计、车辆智能管理、电子地磅材料进出场数智核验、绿色工地建设、智能用水、用电、碳排放等能耗管理、施工设备运行数据实时监管等的智慧工地子系统；用于收集现场监测点位的监测数据，通过时间轴图表实时查看各种监测数据即时数据与历史曲线，自定义报警阈值，实现试点项目监测数据的自动化采集、整理、分析及预警的智慧监测子系统；及用于服务生产各环节系统模块的信息互通以保证生产和流程的顺利进行，提高生产效率的预制构件数字一体化生产管理子系统。数字建设管理子系统、基于BIM+GIS的人船机监管子系统、智慧工地子系统、智慧监测子系统、预制构件数字一体化生产管理子系统依次连接。
其中，所述数字建设管理子系统以数据为核心，通过系统架构整体策划设计，以BIM模型为载体，以云计算和大数据为手段，为项目参建各方搭建一个即时、协同、可视化的工作空间，使得项目施工过程的协同管理更加及时、方便和高效。数字建设管理子系统包括施工过程模块和功能模块。
其中，所述基于BIM+GIS的人船机监管子系统、智慧工地子系统、智慧监测子系统、预制构件数字一体化生产管理子系统四个子系统的数据整理、分析、预警等操作均在上述数字建设管理子系统所构建的工作空间中进行，有效保证了数据安全。
进一步的，所述施工过程模块设计了工作台和驾驶舱分别满足项目管理与项目展示的需求。在使用上，所述施工过程模块考虑到项目建设中复杂的现实场景，系统提供了桌面客户端、网页端、移动app端全端口的应用。三个端口应用共用一套系统数据，一端进行的操作会同步在其他应用端更新。系统主要的业务场景和操作内容在系统网页端完成，保证了便捷性与易操作性。三维进度模拟、版本对比等较为依赖电脑性能的功能可选择在电脑客户端完成，而工作人员在工地现场及时的数据录入和问题反馈则可通过移动app端完成。
所述功能模块包含模型管理、设计管理、进度管控、费用预控、采购管理、质量追溯、安全管控、智慧监理、智慧工地。
其中，模型管理依据施工模块提供的构件参数，并实时向服务器发送目标构件数据，服务器在接收到数据后，与数据库中已有数据进行比照，判断模型是否正常；设计管理用于保存施工各阶段的方案及施工图纸；进度管控可获取项目的BIM建筑模型信息以及工程项目的施工进度计划，依据施工现场数据和BIM模型对施工进度进行模拟，保证施工过程与BIM模拟的施工情况保持基本一致；费用预控对项目的采购费用，机器使用费，维修费用等各项费用进行实时记录，保证项目经费不会超支；采购管理包括采购立项管理和采购任务管理，采购立项管理用于立项的填报、初审以及审批的流程化管理，采购任务管理用于分配采购任务并可对采购进度进行查询；质量追溯包括数据处理单元和追溯信息单元，数据处理单元用于对数据信息进行快速处置，追溯信息单元用于向客户展示产品的智联追溯信息。所述安全管控包括门禁，车辆道闸等，实现人员与车辆的作业隔离，保障了人员安全；智慧监理利用无人机、5G等，对施工安全、质量进行监督，及时发现问题并改进，有效的提高了工作效率；智慧工地用于接收人员就职、离岗信息。
所述智慧工地子系统通过使用物联网大数据等技术手段来辅助项目管理人员对工地现场的特种设备，环境，材料，人员进行管理。基于现场的实际需求进行深度挖掘，结合物联网、大数据、云计算等技术成功打造的智慧工地平台，为用户解决施工现场管理难、安全事故频发等问题。实现施工现场生产管理、安全生产管理、安全质量管理、绿色低碳环境管理信息化；对施工人员、设备、流程的实时运转情况进行全局监控展示；可选择具体人、机、预警消息等节点进行交互。智慧工地平台围绕安全管理、监控中心、质量管理、生产管理、环水保管理等板块，通过硬件设备监控及数据采集、平台统计分析及业务处理的闭环流程，满足现场项目人员、劳务人员的等多维度用户的使用。
其中，智慧工地子系统所采集的人员、车辆、施工设备实时数据等数据会实时通过BIM服务器发送至基于BIM+GIS的人船机监管子系统和智慧监测子系统，并与上述两个子系统中各自传感器所采集数据进行汇总整理、分析和进一步预警，并将预警结果实时反馈至智慧工地子系统，确保施工过程各项数据维持在正常范围内。
所述智慧监测子系统结合现场气象站、风速风向传感器、水文监测站以及云端气候气象等数据，平台生成气象趋势数据，对极端天气、不适宜施工时间地点进行自动标识，并推送潮汐水位预警、飓风灾害预测、风速预警、强对流天气预警、降雨量预警等消息提醒，以便项目部合理安排航运计划、施工计划，规避自然灾害风险。所述智慧监测子系统在多个场地安装有检测设备，包括预制场、拌合站污水处理池以及码头。
进一步的，所述智慧监测子系统在预制场、施工栈桥区域边界安装无线扬尘噪声监测设备，实时监控风速风向、空气温湿度、噪声、PM2.5PM10等参数，通过LED显示的同时同步至云平台，按阈值进行预警和消息推送，并联动智能喷洒设备，当PM2.5，PM10超过预设阈值时，自动启动喷洒喷淋与计算用水量达到节能环保功能。
进一步的，所述智慧监测子系统在拌合站污水处理池、施工栈桥周边水域可布设水质无线监测设备，自动采集PH值、溶解氧、浑浊度及各类离子含量等参数。数据远程同步至云端，可设定阈值、推送预警消息。水质动态变化可通过实时看板进行公示。
进一步的，所述智慧监测子系统在码头安装水位状态监测设备，由水位计、数据采集终端、数据传输终端和供电系统组成，主要用于水位数据采集。其中采集终端作为核心设备，负责将水位计采集的水位数据经过编码后通过2G/3G/4G、北斗卫星等方式上传到服务中心，实现数据实时上传，同时可选NBIoT、网桥传输水位数据，动态监测码头水位状况，保障码头作业安全。
所述预制构件数字一体化生产管理子系统开发方案及思路为综合应用BIM技术和物联网技术，对预制厂生产全过程进行信息化管理，以生产计划管理、计划耗材管理、预制件信息管理、每日任务推送与生产日报、台座利用情况管理、堆场管理、生产台账一键生成、RFID自动工序采集硬件与实施、物料管理系统等功能。建立数据库，使用二维码和移动端作为入口，管理预制构件生产从订单管理到施工作业、出场全生产周期全过程的各个环节，实现构件生命周期各个阶段的状态更新和信息记录。生产管理系统主要围绕一个核心，关注两大要素，面向三方用户，体现万物互联。
所述基于BIM+GIS的人船机监管子系统、智慧工地子系统、智慧检测子系统会实时采集大量数据并进行处理、预警，同时实现数据互通，而预制构件数字一体化生产管理子系统就是服务于生产各环节系统模块的信息互通以保证生产和流程的顺利进行，以提高生产效率。
数字建设管理子系统为各子系统创建协同工作空间，智慧工地子系统采集数据发送至基于BIM+GIS的人船机监管子系统和智慧检测子系统，上述两个子系统分别进行数据处理分析预警反馈至智慧工地子系统，最后预制构件数字一体化生产管理子系统保证个模块之间信息互通。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种港口数字化系统，其特征在于，包括：用于为项目参建各方搭建一个即时、协同、可视化的工作空间的数字建设管理子系统；用于对人员和船机设备实时监控预警管理的基于BIM+GIS的人船机监管子系统；用于对人员进场控制与分类统计、车辆智能管理、电子地磅材料进出场数智核验、绿色工地建设、智能用水、用电、碳排放等能耗管理、施工设备运行数据实时监管等的智慧工地子系统；用于收集现场监测点位的监测数据，通过时间轴图表实时查看各种监测数据即时数据与历史曲线，自定义报警阈值，实现试点项目监测数据的自动化采集、整理、分析及预警的智慧监测子系统；及用于服务生产各环节系统模块的信息互通以保证生产和流程的顺利进行的预制构件数字一体化生产管理子系统；
所述数字建设管理子系统、基于BIM+GIS的人船机监管子系统、智慧工地子系统、智慧监测子系统、预制构件数字一体化生产管理子系统依次连接。
2.根据权利要求1所述的港口数字化系统，其特征在于，所述数字建设管理子系统以数据为核心，通过系统架构整体策划设计，以BIM模型为载体，以云计算和大数据为手段，为项目参建各方搭建一个即时、协同、可视化的工作空间。
3.根据权利要求2所述的港口数字化系统，其特征在于，所述数字建设管理子系统包括施工过程模块和功能模块；
所述施工过程模块设计了工作台和驾驶舱分别满足项目管理与项目展示的需求，在使用上，所述施工过程模块考虑到项目建设中复杂的现实场景，系统提供了桌面客户端、网页端、移动app端全端口的应用，三个端口应用共用一套系统数据，一端进行的操作会同步在其他应用端更新，系统主要的业务场景和操作内容在系统网页端完成，三维进度模拟、版本对比等较为依赖电脑性能的功能选择在电脑客户端完成，而工作人员在工地现场及时的数据录入和问题反馈则通过移动app端完成；
所述功能模块包含模型管理、设计管理、进度管控、费用预控、采购管理、质量追溯、安全管控、智慧监理和智慧工地。
4.根据权利要求1所述的港口数字化系统，其特征在于，所述基于BIM+GIS的人船机监管子系统基于BIM+GIS的船机设备实时监控预警管理系统开发方案将从实现管理者对现场大范围船机设备的即时监管需求出发，设计时采用GIS技术搭建海岛级的真实地理信息场景，结合BIM技术展现项目的施工进展，通过收集现场智能物联网终端回传的船机设备定位数据在宏观场景中对船机设备进行标定，系统支持实时监控船机设备的运行轨迹，设置电子围栏，规定船机设备的运行范围，对设备的越界行为进行预警提醒；所述基于BIM+GIS的船机设备实时监控预警管理系统基于GIS大场景设计全新的管理界面；所述基于BIM+GIS的人船机监管子系统的功能模块包括：船机定位、电子围栏外、航道锚地展示、人员定位、视频监控、环境监测、隐患排查。
5.根据权利要求1所述的港口数字化系统，其特征在于，所述智慧工地子系统通过使用物联网大数据等技术手段来辅助项目管理人员对工地现场的特种设备，环境，材料，人员进行管理，基于现场的实际需求进行深度挖掘，结合物联网、大数据、云计算技术成功打造的智慧工地平台，为用户解决施工现场管理难、安全事故频发问题，实现施工现场生产管理、安全生产管理、安全质量管理、绿色低碳环境管理信息化；对施工人员、设备、流程的实时运转情况进行全局监控展示；选择具体人、机、预警消息节点进行交互，智慧工地平台围绕安全管理、监控中心、质量管理、生产管理、环水保管理等板块，通过硬件设备监控及数据采集、平台统计分析及业务处理的闭环流程，满足现场项目人员、劳务人员的等多维度用户的使用。
6.根据权利要求1所述的港口数字化系统，其特征在于，所述智慧监测子系统结合现场气象站、风速风向传感器、水文监测站以及云端气候气象等数据，平台生成气象趋势数据，对极端天气、不适宜施工时间地点进行自动标识，并推送潮汐水位预警、飓风灾害预测、风速预警、强对流天气预警、降雨量预警等消息提醒，以便项目部合理安排航运计划、施工计划，规避自然灾害风险，所述智慧监测子系统在多个场地安装有检测设备，包括预制场、拌合站污水处理池以及码头。
7.根据权利要求1所述的港口数字化系统，其特征在于，所述智慧监测子系统在预制场、施工栈桥区域边界安装无线扬尘噪声监测设备，实时监控风速风向、空气温湿度、噪声、PM2.5、PM10参数，通过LED显示的同时同步至云平台，按阈值进行预警和消息推送，并联动智能喷洒设备，当PM2.5、PM10超过预设阈值时，自动启动喷洒喷淋与计算用水量达到节能环保功能。
8.根据权利要求1所述的港口数字化系统，其特征在于，所述智慧监测子系统在拌合站污水处理池、施工栈桥周边水域可布设水质无线监测设备，自动采集PH值、溶解氧、浑浊度及各类离子含量参数，数据远程同步至云端，设定阈值、推送预警消息，水质动态变化通过实时看板进行公示。
9.根据权利要求1所述的港口数字化系统，其特征在于，所述智慧监测子系统在码头安装水位状态监测设备，由水位计、数据采集终端、数据传输终端和供电系统组成，用于水位数据采集；其中数据采集终端作为核心设备，负责将水位计采集的水位数据经过编码后通过2G/3G/4G、北斗卫星等方式上传到服务中心，实现数据实时上传，同时选NBIoT、网桥传输水位数据，动态监测码头水位状况。
10.根据权利要求1所述的港口数字化系统，其特征在于，所述预制构件数字一体化生产管理子系统应服务于生产各环节系统模块的信息互通以保证生产和流程的顺利进行，系统开发方案及思路为综合应用BIM技术和物联网技术，对预制厂生产全过程进行信息化管理，以生产计划管理、计划耗材管理、预制件信息管理、每日任务推送与生产日报、台座利用情况管理、堆场管理、生产台账一键生成、RFID自动工序采集硬件与实施、物料管理系统功能，建立数据库，使用二维码和移动端作为入口，管理预制构件生产从订单管理到施工作业、出场全生产周期全过程的各个环节，实现构件生命周期各个阶段的状态更新和信息记录，生产管理系统主要围绕一个核心，关注两大要素，面向三方用户，体现万物互联。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN117932105A (zh) * | 2024-03-21 | 2024-04-26 | 山西嘉鹏佳科技有限公司 | 一种基于gis的公路工程施工数据管理系统及其方法 |
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2022
- 2022-11-29 CN CN202211506641.5A patent/CN116187923A/zh active Pending
Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN117932105A (zh) * | 2024-03-21 | 2024-04-26 | 山西嘉鹏佳科技有限公司 | 一种基于gis的公路工程施工数据管理系统及其方法 |
| CN117932105B (zh) * | 2024-03-21 | 2024-06-04 | 山西嘉鹏佳科技有限公司 | 一种基于gis的公路工程施工数据管理系统及其方法 |
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