CN116305502B - 基于数字化建造的智能化数据分析系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于数字化建造的智能化数据分析系统及方法，涉及数据分析技术领域，包括：S1、建立数字化建筑模型；S2、确定初始设备安装位置和监控方向；S3、智能化分析初始监控范围；S4、分析建筑物遮挡，确定监控盲区；S5、调整设备安装位置，缩小监控盲区，本发明在进行数字化石化建筑的建造时，通过对监控设备的监控范围和监控盲区分析，在建造阶段之前，完成监控设备的智能化分析和调整，减少监控盲区的存在，使得后期石化建筑建造完成之后，避免因为监控盲区的存在而导致出现安全隐患。

Description

基于数字化建造的智能化数据分析系统及方法

技术领域

本发明涉及数据分析技术领域，具体是基于数字化建造的智能化数据分析系统及方法。

背景技术

建筑信息模型技术是一种应用于工程设计、建造、管理的数据化工具，通过对建筑的数据化和模型化整合，在项目策划、运行和维护的全生命周期过程中进行共享和传递，使工程技术人员对各种建筑信息做出正确理解和高效应对，在提高建造效率、节约成本和缩短工期方面起到了至关重要的作用；

由于石化建筑的特殊性，在进行数字化建造时，监控设备的安装位置和监控方向设计显得尤为重要，一方面，若存在监控重叠区域，会导致监控设备的浪费，另一方面，若存在监控盲区，在后期石化建筑投入使用后存在安全隐患，因此，在进行石化建筑的数字化建造时，如何精准的规划监控设备的安装位置和监控方向显得尤为重要；

所以，人们急需基于数字化建造的智能化数据分析系统及方法来解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供基于数字化建造的智能化数据分析系统及方法，以解决现有技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于数字化建造的智能化数据分析方法，该智能化数据分析方法包括以下步骤：

S1、建立数字化建筑模型；

S2、确定初始设备安装位置和监控方向；

S3、智能化分析初始监控范围；

S4、分析建筑物遮挡，确定监控盲区；

S5、调整设备安装位置，缩小监控盲区。

根据上述技术方案，在S1中，对数字化建筑模型进行映射，并在映射的二维模型上建立平面直角坐标系，并赋予二维模型上的每一个点以坐标值(X_i,Y_i)；

此处进行数字化建筑模型的映射，转化为二维模型，目的是为了方便后期进行数字化分析，因为在进行监控设备的监控盲区分析时，并不是一定需要进行三维模型的分析，转化为二维模型，在不影响分析结果的情况下，可以进一步的降低系统的运算量，提高运行速度；

在S2中，二维模型中监控设备的安装位置组成坐标值的集合P={(X₁,Y₁),(X₂,Y₂),(X₃,Y₃),...,(X_n,Y_n)}，其中，n表示数字化建筑模型中存在n个监控设备，监控设备的监控方向组成集合D={(k₁,α₁),(k₂,α₂),(k₃,α₃),...,(k_n,α_n)}，其中，k_n表示第n个监控设备的监控中心点到监控设备所在位置连线的斜率，本发明利用斜率来表示监控设备的监控数据，目的是为了方便后期分析和判断建筑物是否对监控设备的监控范围造成了遮挡，实现数字化的分析，而并不是通过图像分析的方式来进行判断，可以提高系统分析的精准度；α_n表示第n个监控设备的监控范围角度。

根据上述技术方案，在S3中，确定监控设备的监控范围为(X_t-X_j)²+(Y_t-Y_j)²≤R²，其中，a≤X_j≤b，c≤Y_j≤d，a、b、c、d均是根据监控设备的安装位置以及监控角度确定的范围阈值，R表示监控设备的有效监控距离，t表示第t个监控设备。

根据上述技术方案，在S4中，包括以下步骤：

S401、确定数字化建筑模型中所有建筑物的轮廓坐标集合Q={Q₁,Q₂,Q₃,...,Q_m}，其中，Q_m表示第m个建筑物的轮廓所形成的坐标子集，Q_m={q₁,q₂,q₃,...,q_s}，其中，q₁,q₂,q₃,...,q_s分别表示第m个建筑物的轮廓图上的坐标值，q_s=(X_s,Y_s)；

此处确定数字化建筑模型中所有建筑物的轮廓坐标值，而建筑物内部的坐标点不计入统计范围，因为在建筑物内存在监控设备进行监控，而本发明的目的是为了分析建筑物外部是否存在监控盲区，因此，去除建筑物内部的坐标点，可以有效的缩小数据量，提高运算速度和判断精度；

S402、将集合Q中的坐标值代入监控设备的监控范围不等式(X_k-X_j)²+(Y_k-Y_j)²≤R²，对建筑物是否在任意监控设备的监控范围内进行确定和筛除；

S402-1、当任一建筑物轮廓图上的所有坐标值都不满足不等式时，判定该建筑物不在对应监控设备的监控范围内，对于该建筑物与对应监控设备的监控范围分析结束；

S402-2、当任一建筑物轮廓图上的所有坐标值都满足不等式时，判断该建筑物在对应监控设备的监控范围内，跳转至S403；

S402-3、当任一建筑物轮廓图的部分坐标值满足不等式时，判断该建筑物部分区域在监控设备的监控范围内，跳转至S403；

S403、将建筑物轮廓图上的坐标值与监控设备的安装坐标值相连，此处相连的目的是为了分析建筑物的轮廓图是否完全对监控设备的监控范围造成了遮挡，还是仅仅对监控设备的监控范围造成了部分遮挡，因为如果建筑物对监控设备的监控范围完全造成了遮挡，那么监控设备就仅仅只能对建筑物的一侧进行监控，并且，进行连线的目的也是为了方便后期根据本斜率分析和确定为监控盲区的区域，根据下列公式计算连线的斜率S_j和直线距离L_j：

S_j=(Y_j-Y_t)/(X_j-X_t)；

L_j=[(Y_j-Y_t)²+(X_j-X_t)²]^1/2；

S404、将连线的斜率S_j和直线距离L_j组成集合SL_m={(S₁,L₁),(S₂,L₂),(S₃,L₃)...,(S_s-z,L_s-z)}，其中，z＞0，当任一建筑物轮廓图上的所有坐标值都满足不等式时，z=0，组成集合SL={SL₁,SL₂,SL₃,...,SL_m}，其中，集合SL中的子集存在空集；

S405、当同一集合SL_m存在至少两个斜率相同的建筑物轮廓点时，比较建筑物轮廓点与监控设备所在坐标点连线的直线距离，以距离最小的坐标点作为监控设备的监控终点，在同一斜率下，与监控设备之间连线的距离大于最小距离的坐标点，均为该监控的监控盲区，在坐标点符合不等式(X_k-X_j)²+(Y_k-Y_j)²≤R²的前提下，因为如果坐标点不满足不等式，那么该坐标点必然不在监控设备的监控范围内；

S406、对监控盲区的坐标点进行统计，形成集合U，在进行其他监控设备监控盲区的分析时，判断集合U中的坐标点是否在监控范围内，以此来确定最终整个数字化建筑模型的监控设备监控盲区；

S407、确定监控盲区的坐标点数量H，当H≥h时，确定需要对监控设备的安装位置和监控方向进行调整，其中，h表示设定的数量阈值。

根据上述技术方案，在S5中，调整监控设备的安装位置和监控方向，调整之后按照S4进行再次迭代分析，直至监控盲区的坐标点数量满足H＜h，判定为监控设备的监控合格。

因为在石化建筑的建设过程中，对于安全性的要求格外的严格，需要对石化建筑区域的每一个点实现监控，本发明的上述技术方案，使得可以在不增加监控设备的情况下，尽可能的视线监控盲区的缩小，为石化建筑的安全性作出了保障，避免后期在监控盲区出现危害石化建筑的行为导致无据可依。

基于数字化建造的智能化数据分析系统，该智能化数据分析系统包括数据预处理模块、监控分析模块和调整分析模块；

所述数据预处理模块用于建立数字化建筑模型，并对数据化建筑模型进行预处理，方便后期进行数字化的智能分析；所述监控分析模块用于根据监控设备的安装位置以及建筑物的位置，分析监控范围是否遮挡，是否存在监控盲区，因为石化建筑的安全性至关重要，减少监控盲区的存在可以减少事故的发生；所述调整分析模块用于根据监控分析模块的分析结果对监控设备的安装位置和监控方向进行调整并分析是否满足监控设备的监控要求。

根据上述技术方案，所述数据预处理模块包括模型建立单元、模型映射单元、坐标系建立单元、坐标值赋予单元和设备确认单元；

所述模型建立单元用于建立数字化建筑模型；所述模型映射单元用于对建立的数字化建筑模型进行映射，获得二维模型；所述坐标系建立单元用在二维模型上建立平面直角坐标系，方便后期进行数字化分析和处理；所述坐标值赋予单元用于赋予二维模型上的每一个点以坐标值，以便于后期进行监控盲区的分析；所述设备确认单元用于确定监控设备在二维模型中的安装位置和监控方向，以便于后期分析监控盲区。

根据上述技术方案，所述监控分析模块包括轮廓提取单元、范围分析单元、数据处理单元、坐标点筛除单元、盲区确认单元和调整判断单元；

所述轮廓提取单元用于提取二维模型中建筑物的外轮廓坐标点，以便于确认建筑物是否对监控设备的监控方向造成了遮挡；所述范围分析单元用于确定建筑物是否在监控设备的监控范围内，以便于确定是否进行盲区的分析和计算；所述数据处理单元用于对监控范围内的任意坐标点进行数据的分析，具体包括坐标点与监控设备所在位置坐标点连线的斜率计算和距离计算；所述坐标点筛除单元用于筛除被建筑物遮挡的坐标点；所述盲区确认单元根据筛除的坐标点形成监控盲区，并在其他监控设备的监控盲区分析时，确定最终的监控盲区，因为某一监控设备的监控盲区可能会被其他监控设备监控，因此，监控盲区会缩小；所述调整判断单元用于根据监控盲区的大小确定是否进行监控设备的调整。

根据上述技术方案，所述调整分析模块包括位置调整单元、方向调整单元、迭代分析单元和结果判定单元；

所述位置调整单元用于调节监控设备的安装位置，所述方向调整单元用于调整监控设备的监控方向，所述迭代分析单元用于在监控设备的安装位置和监控方向调整之后，通过监控分析模块分析监控设备的监控盲区；所述结果判定单元用于最终确定监控盲区是否满足设计要求。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明在进行数字化石化建筑的建造时，通过对监控设备的监控范围和监控盲区分析，在建造阶段之前，完成监控设备的智能化分析和调整，减少监控盲区的存在，使得后期石化建筑建造完成之后，避免因为监控盲区的存在而导致出现安全隐患，同时，本发明在进行监控设备的监控范围分析时，并不是通过增加监控设备的数量来减少监控盲区，而是通过数字化的分析，调整监控设备的安装位置和监控方向来减少监控盲区的存在，更加的智能化，能够有效的降低建造成本。

附图说明

图1为本发明基于数字化建造的智能化数据分析方法的步骤流程示意图；

图2为本发明基于数字化建造的智能化数据分析系统及方法的二维模型示意图。

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。

实施例1：如图1～图2所示，基于数字化建造的智能化数据分析方法，该智能化数据分析方法包括以下步骤：

S1、建立数字化建筑模型；

对数字化建筑模型进行映射，并在映射的二维模型上建立平面直角坐标系，并赋予二维模型上的每一个点以坐标值(X_i,Y_i)；

此处进行数字化建筑模型的映射，转化为二维模型，目的是为了方便后期进行数字化分析，因为在进行监控设备的监控盲区分析时，并不是一定需要进行三维模型的分析，转化为二维模型，在不影响分析结果的情况下，可以进一步的降低系统的运算量，提高运行速度；

S2、确定初始设备安装位置和监控方向；

二维模型中监控设备的安装位置组成坐标值的集合P={(X₁,Y₁),(X₂,Y₂),(X₃,Y₃),...,(X_n,Y_n)}，其中，n表示数字化建筑模型中存在n个监控设备，监控设备的监控方向组成集合D={(k₁,α₁),(k₂,α₂),(k₃,α₃),...,(k_n,α_n)}，其中，k_n表示第n个监控设备的监控中心点到监控设备所在位置连线的斜率，本发明利用斜率来表示监控设备的监控数据，目的是为了方便后期分析和判断建筑物是否对监控设备的监控范围造成了遮挡，实现数字化的分析，而并不是通过图像分析的方式来进行判断，可以提高系统分析的精准度；α_n表示第n个监控设备的监控范围角度，例如：α_n为75°，表示第n个监控设备的监控范围角度为75°。

S3、智能化分析初始监控范围；

确定监控设备的监控范围为(X_t-X_j)²+(Y_t-Y_j)²≤R²，其中，a≤X_j≤b，c≤Y_j≤d，a、b、c、d均是根据监控设备的安装位置以及监控角度确定的范围阈值，R表示监控设备的有效监控距离，t表示第t个监控设备，虽然监控设备可以实现远距离的监控，但是在超出实际监控范围后，监控画面会出现模糊不清的情况，因此，确定监控设备的有效监控范围可以避免后期出现监控画面模糊的情况，此处在进行监控范围的确定时采用了不等式的方式来表示监控区域，也是为了后期进行数字化的分析做准备。

S4、分析建筑物遮挡，确定监控盲区；

包括以下步骤：

S401、确定数字化建筑模型中所有建筑物的轮廓坐标集合Q={Q₁,Q₂,Q₃,...,Q_m}，其中，Q_m表示第m个建筑物的轮廓所形成的坐标子集，Q_m={q₁,q₂,q₃,...,q_s}，其中，q₁,q₂,q₃,...,q_s分别表示第m个建筑物的轮廓图上的坐标值，q_s=(X_s,Y_s)；

例如：石化建筑存在大型的储油罐或者是炼油建筑，只提取建筑的外轮廓坐标点的坐标值；

此处确定数字化建筑模型中所有建筑物的轮廓坐标值，而建筑物内部的坐标点不计入统计范围，因为在建筑物内存在监控设备进行监控，而本发明的目的是为了分析建筑物外部是否存在监控盲区，因此，去除建筑物内部的坐标点，可以有效的缩小数据量，提高运算速度和判断精度；

S402、将集合Q中的坐标值代入监控设备的监控范围不等式(X_k-X_j)²+(Y_k-Y_j)²≤R²，对建筑物是否在任意监控设备的监控范围内进行确定和筛除；

S402-1、当任一建筑物轮廓图上的所有坐标值都不满足不等式时，判定该建筑物不在对应监控设备的监控范围内，对于该建筑物与对应监控设备的监控范围分析结束；因为只有当建筑物的轮廓点在监控设备的监控范围内时，才会满足不等式，因此，在进行单个监控设备的监控盲区分析时，若建筑物完全不在监控范围内，那边对于当前监控设备的分析也就没必要进行计算；

S402-2、当任一建筑物轮廓图上的所有坐标值都满足不等式时，判断该建筑物在对应监控设备的监控范围内，跳转至S403；

S402-3、当任一建筑物轮廓图的部分坐标值满足不等式时，判断该建筑物部分区域在监控设备的监控范围内，跳转至S403；

S403、将建筑物轮廓图上的坐标值与监控设备的安装坐标值相连，此处相连的目的是为了分析建筑物的轮廓图是否完全对监控设备的监控范围造成了遮挡，还是仅仅对监控设备的监控范围造成了部分遮挡，因为如果建筑物对监控设备的监控范围完全造成了遮挡，那么监控设备就仅仅只能对建筑物的一侧进行监控，并且，进行连线的目的也是为了方便后期根据本斜率分析和确定为监控盲区的区域，根据下列公式计算连线的斜率S_j和直线距离L_j：

S_j=(Y_j-Y_t)/(X_j-X_t)；

L_j=[(Y_j-Y_t)²+(X_j-X_t)²]^1/2；

S404、将连线的斜率S_j和直线距离L_j组成集合SL_m={(S₁,L₁),(S₂,L₂),(S₃,L₃)...,(S_s-z,L_s-z)}，其中，z＞0，当任一建筑物轮廓图上的所有坐标值都满足不等式时，z=0，组成集合SL={SL₁,SL₂,SL₃,...,SL_m}，其中，集合SL中的子集存在空集；

S405、当同一集合SL_m存在至少两个斜率相同的建筑物轮廓点时，例如：在进行某一监控设备的监控盲区分析时，存在两个坐标点与监控设备所在位置坐标点的连线斜率均为1，但是其中一个坐标点与监控设备所在位置坐标点的连线长度为32，另一个坐标点连线长度为24，那么连线长度为32的坐标点必然会被连线长度为24的坐标点遮挡，即监控设备无法对连线长度为32的坐标点进行监控，连线长度为32的坐标点为监控盲区，比较建筑物轮廓点与监控设备所在坐标点连线的直线距离，以距离最小的坐标点作为监控设备的监控终点，在同一斜率下，与监控设备之间连线的距离大于最小距离的坐标点，均为该监控的监控盲区，在坐标点符合不等式(X_k-X_j)²+(Y_k-Y_j)²≤R²的前提下，因为如果坐标点不满足不等式，那么该坐标点必然不在监控设备的监控范围内；

S406、对监控盲区的坐标点进行统计，形成集合U，在进行其他监控设备监控盲区的分析时，判断集合U中的坐标点是否在监控范围内，以此来确定最终整个数字化建筑模型的监控设备监控盲区；

此处坐标点的定位可以根据实际分析进行调整，因为在进行斜率分析时，可能任一坐标点在监控盲区内，但是并不在对应的斜率上，因此，对于坐标点的定义，可以任一定义，并不是按照规定的长度实现一个坐标点的定义，可以是无序的坐标点，但是，在同一组数字化建筑模型的分析上，坐标点的定义是相同的，目的是为了避免在进行不同的监控设备监控范围分析时，影响分析结果；

S407、确定监控盲区的坐标点数量H，当H≥h时，确定需要对监控设备的安装位置和监控方向进行调整，其中，h表示设定的数量阈值。

S5、调整设备安装位置，缩小监控盲区；

调整监控设备的安装位置和监控方向，调整之后按照S4进行再次迭代分析，直至监控盲区的坐标点数量满足H＜h，判定为监控设备的监控合格。

因为在石化建筑的建设过程中，对于安全性的要求格外的严格，需要对石化建筑区域的每一个点实现监控，本发明的上述技术方案，使得可以在不增加监控设备的情况下，尽可能的视线监控盲区的缩小，为石化建筑的安全性作出了保障，避免后期在监控盲区出现危害石化建筑的行为导致无据可依。

实施例2：基于数字化建造的智能化数据分析系统，该智能化数据分析系统包括数据预处理模块、监控分析模块和调整分析模块；

所述数据预处理模块用于建立数字化建筑模型，并对数据化建筑模型进行预处理，方便后期进行数字化的智能分析；

所述数据预处理模块包括模型建立单元、模型映射单元、坐标系建立单元、坐标值赋予单元和设备确认单元；

所述模型建立单元用于建立数字化建筑模型；所述模型映射单元用于对建立的数字化建筑模型进行映射，获得二维模型；所述坐标系建立单元用在二维模型上建立平面直角坐标系，方便后期进行数字化分析和处理；所述坐标值赋予单元用于赋予二维模型上的每一个点以坐标值，以便于后期进行监控盲区的分析；所述设备确认单元用于确定监控设备在二维模型中的安装位置和监控方向，以便于后期分析监控盲区。

所述监控分析模块用于根据监控设备的安装位置以及建筑物的位置，分析监控范围是否遮挡，是否存在监控盲区，因为石化建筑的安全性至关重要，减少监控盲区的存在可以减少事故的发生；

所述监控分析模块包括轮廓提取单元、范围分析单元、数据处理单元、坐标点筛除单元、盲区确认单元和调整判断单元；

所述轮廓提取单元用于提取二维模型中建筑物的外轮廓坐标点，以便于确认建筑物是否对监控设备的监控方向造成了遮挡；所述范围分析单元用于确定建筑物是否在监控设备的监控范围内，以便于确定是否进行盲区的分析和计算；所述数据处理单元用于对监控范围内的任意坐标点进行数据的分析，具体包括坐标点与监控设备所在位置坐标点连线的斜率计算和距离计算；所述坐标点筛除单元用于筛除被建筑物遮挡的坐标点；所述盲区确认单元根据筛除的坐标点形成监控盲区，并在其他监控设备的监控盲区分析时，确定最终的监控盲区，因为某一监控设备的监控盲区可能会被其他监控设备监控，因此，监控盲区会缩小；所述调整判断单元用于根据监控盲区的大小确定是否进行监控设备的调整。

所述调整分析模块用于根据监控分析模块的分析结果对监控设备的安装位置和监控方向进行调整并分析是否满足监控设备的监控要求；

所述调整分析模块包括位置调整单元、方向调整单元、迭代分析单元和结果判定单元；

所述位置调整单元用于调节监控设备的安装位置，所述方向调整单元用于调整监控设备的监控方向，所述迭代分析单元用于在监控设备的安装位置和监控方向调整之后，通过监控分析模块分析监控设备的监控盲区；所述结果判定单元用于最终确定监控盲区是否满足设计要求。

实施例3:该智能化数据分析方法包括以下步骤：

S1、建立石化建筑的数字化建筑模型；

对数字化建筑模型进行映射，并在映射的二维模型上建立平面直角坐标系，并赋予二维模型上的每一个点以坐标值(X_i,Y_i)；

S2、确定初始设备安装位置和监控方向；

二维模型中监控设备的安装位置组成坐标值的集合P={(X₁,Y₁),(X₂,Y₂),(X₃,Y₃),...,(X₄₀,Y₄₀)}，其中，n=40表示数字化建筑模型中存在40个监控设备，监控设备的监控方向组成集合D={(k₁,α₁),(k₂,α₂),(k₃,α₃),...,(k₄₀,α₄₀)}，其中，k₄₀表示第40个监控设备的监控中心点到监控设备所在位置连线的斜率，α₁=α₂=α₃=...=α₄₀=75°表示所有40个监控设备的监控范围角度。

S3、智能化分析初始监控范围；

确定监控设备的监控范围为(X_t-X_j)²+(Y_t-Y_j)²≤R²，其中，a≤X_j≤b，c≤Y_j≤d，a、b、c、d均是根据监控设备的安装位置以及监控角度确定的范围阈值，R表示监控设备的有效监控距离，t表示第t个监控设备。

S4、分析建筑物遮挡，确定监控盲区；

包括以下步骤：

S401、确定数字化建筑模型中所有建筑物的轮廓坐标集合Q={Q₁,Q₂,Q₃,...,Q₇}，其中，Q₇表示第7个建筑物的轮廓所形成的坐标子集，Q₇={q₁,q₂,q₃,...,q₅₄₀}，其中，q₁,q₂,q₃,...,q₅₄₀分别表示第7个建筑物的轮廓图上的坐标值，q_s=(X_s,Y_s)；

S402、将集合Q中的坐标值代入监控设备的监控范围不等式(X_k-X_j)²+(Y_k-Y_j)²≤R²，对建筑物是否在任意监控设备的监控范围内进行确定和筛除；

建筑物轮廓图上的所有坐标值都满足不等式，判断第7座建筑物在对应监控设备的监控范围内，跳转至S403；

S403、将建筑物轮廓图上的坐标值与监控设备的安装坐标值相连，根据下列公式计算连线的斜率S_j和直线距离L_j：

S_j=(Y_j-Y_t)/(X_j-X_t)；

L_j=[(Y_j-Y_t)²+(X_j-X_t)²]^1/2；

S404、将连线的斜率S_j和直线距离L_j组成集合SL₇={(S₁,L₁),(S₂,L₂),(S₃,L₃)...,(S₅₄₀,L₅₄₀)}组成集合SL={SL₁,SL₂,SL₃,...,SL₇}，其中，集合SL中的子集存在空集；

S405、当集合SL₇存在S₅=1，S₄₂=1，比较建筑物轮廓点与监控设备所在坐标点连线的直线距离L₅=32，L₄₂=24，以距离最小的坐标点作为监控设备的监控终点，则第7座建筑物的第42个坐标点为监控终点，第5个坐标点为监控盲区；

S406、对监控盲区的坐标点进行统计，形成集合U，在进行其他监控设备监控盲区的分析时，判断集合U中的坐标点是否在监控范围内，以此来确定最终整个数字化建筑模型的监控设备监控盲区；

S407、确定监控盲区的坐标点数量H=36，监控盲区的坐标点数量满足H=36＜h=50，判定为监控设备的监控合格。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (7)

1.基于数字化建造的智能化数据分析方法，其特征在于，该智能化数据分析方法包括以下步骤：

S1、建立数字化建筑模型；

S2、确定初始设备安装位置和监控方向；

S3、智能化分析初始监控范围；

确定监控设备的监控范围为(X_t-X_j)²+(Y_t-Y_j)²≤R²，其中，a≤X_j≤b，c≤Y_j≤d，a、b、c、d均是根据监控设备的安装位置以及监控角度确定的范围阈值，R表示监控设备的有效监控距离，t表示第t个监控设备；

S4、分析建筑物遮挡，确定监控盲区；

包括以下步骤：

S401、确定数字化建筑模型中所有建筑物的轮廓坐标集合Q={Q₁,Q₂,Q₃,...,Q_m}，其中，Q_m表示第m个建筑物的轮廓所形成的坐标子集，Q_m={q₁,q₂,q₃,...,q_s}，其中，q₁,q₂,q₃,...,q_s分别表示第m个建筑物的轮廓图上的坐标值，q_s=(X_s,Y_s)；

S402、将集合Q中的坐标值代入监控设备的监控范围不等式(X_k-X_j)²+(Y_k-Y_j)²≤R²，对建筑物是否在任意监控设备的监控范围内进行确定和筛除；

S402-1、当任一建筑物轮廓图上的所有坐标值都不满足不等式时，判定该建筑物不在对应监控设备的监控范围内，对于该建筑物与对应监控设备的监控范围分析结束；

S402-2、当任一建筑物轮廓图上的所有坐标值都满足不等式时，判断该建筑物在对应监控设备的监控范围内，跳转至S403；

S402-3、当任一建筑物轮廓图的部分坐标值满足不等式时，判断该建筑物部分区域在监控设备的监控范围内，跳转至S403；

S403、将建筑物轮廓图上的坐标值与监控设备的安装坐标值相连，根据下列公式计算连线的斜率S_j和直线距离L_j：

S_j=(Y_j-Y_t)/(X_j-X_t)；

L_j=[(Y_j-Y_t)²+(X_j-X_t)²]^1/2；

S404、将连线的斜率S_j和直线距离L_j组成集合SL_m={(S₁,L₁),(S₂,L₂),(S₃,L₃)...,(S_s-z,L_s-z)}，其中，z＞0，当任一建筑物轮廓图上的所有坐标值都满足不等式时，z=0，组成集合SL={SL₁,SL₂,SL₃,...,SL_m}，其中，集合SL中的子集存在空集；

S405、当同一集合SL_m存在至少两个斜率相同的建筑物轮廓点时，比较建筑物轮廓点与监控设备所在坐标点连线的直线距离，以距离最小的坐标点作为监控设备的监控终点，在同一斜率下，与监控设备之间连线的距离大于最小距离的坐标点，均为该监控的监控盲区，在坐标点符合不等式(X_k-X_j)²+(Y_k-Y_j)²≤R²的前提下；

S406、对监控盲区的坐标点进行统计，形成集合U，在进行其他监控设备监控盲区的分析时，判断集合U中的坐标点是否在监控范围内，以此来确定最终整个数字化建筑模型的监控设备监控盲区；

S407、确定监控盲区的坐标点数量H，当H≥h时，确定需要对监控设备的安装位置和监控方向进行调整，其中，h表示设定的数量阈值；

S5、调整设备安装位置，缩小监控盲区。

2.根据权利要求1所述的基于数字化建造的智能化数据分析方法，其特征在于：在S1中，对数字化建筑模型进行映射，并在映射的二维模型上建立平面直角坐标系，并赋予二维模型上的每一个点以坐标值(X_i,Y_i)；

在S2中，二维模型中监控设备的安装位置组成坐标值的集合P={(X₁,Y₁),(X₂,Y₂),(X₃,Y₃),...,(X_n,Y_n)}，其中，n表示数字化建筑模型中存在n个监控设备，监控设备的监控方向组成集合D={(k₁,α₁),(k₂,α₂),(k₃,α₃),...,(k_n,α_n)}，其中，k_n表示第n个监控设备的监控中心点到监控设备所在位置连线的斜率，α_n表示第n个监控设备的监控范围角度。

3.根据权利要求1所述的基于数字化建造的智能化数据分析方法，其特征在于：在S5中，调整监控设备的安装位置和监控方向，调整之后按照S4进行再次迭代分析，直至监控盲区的坐标点数量满足H＜h，判定为监控设备的监控合格。

4.根据权利要求1-3任一项所述的基于数字化建造的智能化数据分析方法的基于数字化建造的智能化数据分析系统，其特征在于：该智能化数据分析系统包括数据预处理模块、监控分析模块和调整分析模块；

所述数据预处理模块用于建立数字化建筑模型，并对数据化建筑模型进行预处理；所述监控分析模块用于根据监控设备的安装位置以及建筑物的位置，分析监控范围是否遮挡，是否存在监控盲区；所述调整分析模块用于根据监控分析模块的分析结果对监控设备的安装位置和监控方向进行调整并分析是否满足监控设备的监控要求。

5.根据权利要求4所述的基于数字化建造的智能化数据分析系统，其特征在于：所述数据预处理模块包括模型建立单元、模型映射单元、坐标系建立单元、坐标值赋予单元和设备确认单元；

所述模型建立单元用于建立数字化建筑模型；所述模型映射单元用于对建立的数字化建筑模型进行映射，获得二维模型；所述坐标系建立单元用在二维模型上建立平面直角坐标系，方便后期进行数字化分析和处理；所述坐标值赋予单元用于赋予二维模型上的每一个点以坐标值；所述设备确认单元用于确定监控设备在二维模型中的安装位置和监控方向。

6.根据权利要求5所述的基于数字化建造的智能化数据分析系统，其特征在于：所述监控分析模块包括轮廓提取单元、范围分析单元、数据处理单元、坐标点筛除单元、盲区确认单元和调整判断单元；

所述轮廓提取单元用于提取二维模型中建筑物的外轮廓坐标点；所述范围分析单元用于确定建筑物是否在监控设备的监控范围内；所述数据处理单元用于对监控范围内的任意坐标点进行数据的分析；所述坐标点筛除单元用于筛除被建筑物遮挡的坐标点；所述盲区确认单元根据筛除的坐标点形成监控盲区，并在其他监控设备的监控盲区分析时，确定最终的监控盲区；所述调整判断单元用于根据监控盲区的大小确定是否进行监控设备的调整。

7.根据权利要求6所述的基于数字化建造的智能化数据分析系统，其特征在于：所述调整分析模块包括位置调整单元、方向调整单元、迭代分析单元和结果判定单元；

所述位置调整单元用于调节监控设备的安装位置，所述方向调整单元用于调整监控设备的监控方向，所述迭代分析单元用于在监控设备的安装位置和监控方向调整之后，通过监控分析模块分析监控设备的监控盲区；所述结果判定单元用于最终确定监控盲区是否满足设计要求。