CN116596705A - 一种运用bim建模的装配式构件安装管理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种运用BIM建模的装配式构件安装管理方法，结合装配式建筑施工特点，将BIM技术与RFID技术进行集成应用于装配式建筑施工现场安全管理中，通过二者的优势结合，构建基于BIM与RFID的信息化智能监控体系，利用Revit软件创建装配式预制构件族库，利用虚拟现实和结构仿真技术，在施工前对建筑物进行虚拟施工模拟，可对装配式建筑施工过程进行实时监控，有效弥补现有安全监控中存在的不足，并在事故未发生前进行可视化预警，从而提高对危险源的管控能力，对施工现场危险源的可视化预警和实时监控，以确保安全施工，不仅完善和拓展了现代化装配式建筑施工安全管理研究理论体系，同时也对装配式建筑施工现场安全风险管控具有较好的实践意义。
Description
技术领域
本发明涉及建筑施工安全管理技术领域，尤其涉及一种运用BIM建模的装配式构件安装管理方法。
背景技术
随着科学技术的不断进步和发展，我国已逐步迈入大数据时代。大数据不只是指简单的大量数据，而是代表一种全新的思维方式，其基本功能价值在于能挖掘出数据的潜在规律，为决策者提供科学的依据。建筑业作为产生大量数据的行业之一，其数据化程度却较低。
《2016-2020年建筑业信息化发展纲要》中明确提出增强BIM与云计算、大数据、物联网等技术的集成应用能力。在此背景下，与大数据相关的BIM及RFID等信息技术得到快速发展，已经获得国内外建筑领域的广泛认可。
装配式建筑以标准化设计、工厂化生产、装配化施工、一体化装修和信息化管理作为产业化发展要求，在提升建筑质量、提高效率、节能环保等方面有着巨大优势。然而，装配式建筑的施工相较于现浇结构更为复杂和精细，施工过程中常见预制构件吊装安装及节点后浇混凝土连接等问题，不仅会影响施工效率，还有可能给结构带来安全隐患。
作为信息技术的代表，BIM(BuildingInformationModeling)技术因其可视化、参数化等特点能够合理规划装配式建筑的施工方案，提高安全管理水平；RFID(RadioFrequencyIdentification)技术因其信息识别速度快，储存容量大，凭借自身优势与安全管理信息化的需求高度契合，大大提高了装配式建筑施工质量与安全系数。因此，研究BIM和RFID技术在装配式建筑施工安全管理中的应用成为了建筑产业的焦点。
但目前将BIM技术融入装配式建筑施工安全管理的研究较少，装配式建筑在预制构件、施工机械、施工人员、管理技术方面都存在安全隐患。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种运用BIM建模的装配式构件安装管理方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种运用BIM建模的装配式构件安装管理方法，包括以下具体步骤：
(1)、建立BIM信息化安全管理模型；
S1、构建预制构件数据库，利用Revit软件创建装配式预制构件族库，所述装配式预制构件族库，包括叠合板、预制外墙板、预制楼梯、阳台板、空调板，并对这些预制构件进行分类、编号和命名，并借助参数化管理平台，能快速准确地找到对应族，下载后直接载入到项目中，从而拼装成三维可视化的结构模型，实现了预制构件的信息化管理；
S2、虚拟施工模拟；
利用虚拟现实和结构仿真技术，在施工前对建筑物进行虚拟施工模拟，通过提前模拟施工场地平面布置、虚拟建造、碰撞检测的施工环节；
利用Navisworks软件进行预制构件吊装过程的4D施工进度模拟；
(2)、建立BIM与RFID的信息化安全监控系统；
以RFID技术作为前端信息采集工具，进行施工现场实时信息采集；
以BIM信息化三维模型作为信息集成平台，集成现场实时信息与危险源数据库中的标准信息，并整合成BIM危险源信息模型；
通过两者信息的实时对比分析，对施工现场安全状态进行评估，实现对施工现场危险源的可视化预警和实时监控，以确保安全施工。
优选地，结合BIM5D技术对装配式建筑施工现场进行模拟施工，直观观察施工场地的平面布置、检查构件连接节点的碰撞问题，利用TimeLiner模块定义模型中每个构件的实际开工、完工时间，完成三维立体模型与进度时间模型的集成，根据施工模拟的数据结果，分析施工过程的交叉作业和施工场地布置不合理之处，从而优化安全施工方案和场地规划，合理解决预制构件运输、堆放和吊装施工安全问题，并制订专项安全管理措施。
优选地，在BIM技术与RFID技术集成应用基础上，以RFID技术作为前端信息采集工具，进行施工现场实时信息采集，实现对监控目标的实时位置定位追踪，通过IFC标准或开放API技术手段，将信息进行统一标准格式转换，再以BIM技术Navisworks软件作为BIM模型信息整合的平台，实现信息交互处理，完成RFID标签信息与BIM信息模型的链接、BIM信息模型与危险源数据库的链接，达到对施工现场的全面监测和安全把控。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明结合装配式建筑施工特点，将BIM技术与RFID技术进行集成应用于装配式建筑施工现场安全管理中，通过二者的优势结合，构建基于BIM与RFID的信息化智能监控体系，可对装配式建筑施工过程进行实时监控，有效弥补现有安全监控中存在的不足，并在事故未发生前进行可视化预警，从而提高对危险源的管控能力，不仅完善和拓展了现代化装配式建筑施工安全管理研究理论体系，同时也对装配式建筑施工现场安全风险管控具有较好的实践意义。
2、本发明采取文献调查法、对比分析法、统计分析法常规研究方法，还通过虚拟仿真法,利用虚拟现实和结构仿真技术及Revit、Navisworks的BIM软件,对装配式建筑施工过程进行虚拟仿真，同时还运用实证模拟法，结合具体的装配式建筑工程项目案例，对所构建的信息化智能监控体系进行模拟分析，通过模拟的实际效果来论证信息化智能监控体系的有效性。
附图说明
图1为本发明提出的BIM信息化安全管理模型示意图；
图2为本发明提出的BIM与RFID的信息化安全监控系统示意图；
图3为本发明提出的可行性分析技术路线示意图。
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。
参照图1-3，一种运用BIM建模的装配式构件安装管理方法，包括以下具体步骤：
(1)、建立BIM信息化安全管理模型；
S1、构建预制构件数据库，利用Revit软件创建装配式预制构件族库，装配式预制构件族库，包括叠合板、预制外墙板、预制楼梯、阳台板、空调板，并对这些预制构件进行分类、编号和命名，并借助参数化管理平台，能快速准确地找到对应族，下载后直接载入到项目中，从而拼装成三维可视化的结构模型，实现了预制构件的信息化管理；
S2、虚拟施工模拟；
利用虚拟现实和结构仿真技术，在施工前对建筑物进行虚拟施工模拟，虚拟施工模拟是指通过提前模拟施工场地平面布置、虚拟建造、碰撞检测的施工环节，有效解决施工工艺不明确以及施工精度把控导致的安全问题，实现施工方案的优化；
利用Navisworks软件进行预制构件吊装过程的4D施工进度模拟，从整体上把控施工进度，解决预制构件安装过程精确度引起的安全问题，提升装配式建筑施工安全管理水平；
(2)、建立BIM与RFID的信息化安全监控系统；
以RFID技术作为前端信息采集工具，进行施工现场实时信息采集；
以BIM信息化三维模型作为信息集成平台，集成现场实时信息与危险源数据库中的标准信息，并整合成BIM危险源信息模型；
通过两者信息的实时对比分析，对施工现场安全状态进行评估，实现对施工现场危险源的可视化预警和实时监控，以确保安全施工。
本实施例中，建立BIM信息化安全管理模型，结合BIM5D技术对装配式建筑施工现场进行模拟施工，直观观察施工场地的平面布置、检查构件连接节点的碰撞问题，利用TimeLiner模块定义模型中每个构件的实际开工、完工时间，完成三维立体模型与进度时间模型的集成，根据施工模拟的数据结果，分析施工过程的交叉作业和施工场地布置不合理之处，从而优化安全施工方案和场地规划，合理解决预制构件运输、堆放和吊装施工安全问题，并制订专项安全管理措施，降低安全事故发生概率
本实施例中，构建信息化安全监控系统，在BIM技术与RFID技术集成应用基础上，以RFID技术作为前端信息采集工具，进行施工现场实时信息采集，实现对监控目标的实时位置定位追踪，通过IFC标准或开放API技术手段，将信息进行统一标准格式转换，再以BIM技术Navisworks软件作为BIM模型信息整合的平台，实现信息交互处理，完成RFID标签信息与BIM信息模型的链接、BIM信息模型与危险源数据库的链接，达到对施工现场的全面监测和安全把控。
针对运用BIM建模的装配式构件安装管理方法可行性分析，其研究方法，采用文献调查法、对比分析法、统计分析法、虚拟仿真法及实证模拟法。
1)文献调查法
充分利用知网资源来搜集大量国内外文献资料，归纳装配式建筑施工安全管理理论、事故案例和安全施工相关规范，为本课题的研究提供充分的理论依据和基础材料。
2)对比分析法
通过对比国内外学者关于BIM技术与RFID技术的研究成果，分析国内外现有研究中存在的不足，同时借鉴国内外先进的信息技术应用经验，通过对比分析BIM与RFID的集成应用优势，从理论上论证BIM与RFID集成应用的高契合性。
3)统计分析法
根据住建部公布的安全事故情况通报，统计建筑施工安全事故相关数据，分析建筑施工安全风险的特征及规律；搜集和整理施工安全规范、标准，分析其中的内在联系，为危险源数据库的建立奠定基础。
4)虚拟仿真法
利用Revit、NavisworksBIM软件组装虚拟施工环境，建立三维信息化安全管理模型，通过导入工程模型和施工场地平面布置模型、导入施工进度计划，并将各施工阶段模型与进度计划进行关联，对施工过程进行虚拟仿真，为信息化智能监控体系的建立提供了协同平台。
5)实证模拟法
结合具体的装配式建筑工程项目案例，对所构建的信息化智能监控体系进行模拟分析，通过模拟的实际效果来论证信息化智能监控体系的有效性。
采取的技术路线，如附图3所示，通过快速高效地在Revit中创建实际工程的BIM信息化三维模型，利用Project软件完成该项目施工进度计划的创建，并将此进度计划导入到Navisworks中进行4D施工模型的创建，实现基于BIM技术的施工场地布置、预制构件运输、堆放、吊装施工建造模拟，解决预制构件安装过程安全管理问题。
以RFID技术作为前端信息采集工具，进行施工现场实时信息采集，实现对监控目标的实时位置定位追踪，通过IFC标准或开放API技术手段，将信息进行统一标准格式转换，再以BIM技术Navisworks软件作为BIM模型信息整合的平台，实现信息交互处理，完成RFID标签信息与BIM信息模型的链接、BIM信息模型与危险源数据库的链接，达到对施工现场的全面监测和安全把控。
针对现有BIM技术在国内的应用形式较为单一，主要研究BIM技术在施工阶段质量管理中应用，而针对装配式建筑施工安全管理应用的研究较少；BIM技术与RFID技术虽然在建筑领域的应用已逐渐成熟，但多是某一方面的应用，关于BIM与RFID集成应用方面的研究较少，整体上仍缺乏系统性，还不能有效解决装配式建筑实际施工安全问题；目前，主要是采取人工巡查的方式对装配式施工现场安全状态进行检查，这种方式往往会受到作业环境、人员经验客观条件的限制，难以达到对施工现场监测的全覆盖性、及时性和准确性，无法做到对潜在危险源的有效管控。
鉴于以上三点原因，本方案提出的运用BIM建模的装配式构件安装管理方法，结合BIM技术的可视化、模拟性的特点，及RFID技术信息识别的及时性和准确性优势，以BIM模型作为信息载体，采用RFID技术实现对施工现场的实时信息采集，将BIM技术与RFID技术进行有效集成，构建基于BIM与RFID的信息化智能监控体系，对装配式建筑施工现场安全风险管控具有较好的理论和实践意义，将成为改善当前装配式建筑施工安全形势的关键突破口。
本发明结合装配式建筑施工特点，将BIM技术与RFID技术进行集成应用于装配式建筑施工现场安全管理中，通过二者的优势结合，构建基于BIM与RFID的信息化智能监控体系，可对装配式建筑施工过程进行实时监控，有效弥补现有安全监控中存在的不足，并在事故未发生前进行可视化预警，从而提高对危险源的管控能力，不仅完善和拓展了现代化装配式建筑施工安全管理研究理论体系，同时也对装配式建筑施工现场安全风险管控具有较好的实践意义。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种运用BIM建模的装配式构件安装管理方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
(1)、建立BIM信息化安全管理模型；
S1、构建预制构件数据库，利用Revit软件创建装配式预制构件族库，并对这些预制构件进行分类、编号和命名，并借助参数化管理平台，能快速准确地找到对应族，下载后直接载入到项目中，从而拼装成三维可视化的结构模型，实现了预制构件的信息化管理；
S2、虚拟施工模拟；
利用虚拟现实和结构仿真技术，在施工前对建筑物进行虚拟施工模拟；
利用Navisworks软件进行预制构件吊装过程的4D施工进度模拟；
(2)、建立BIM与RFID的信息化安全监控系统；
以RFID技术作为前端信息采集工具，进行施工现场实时信息采集；
以BIM信息化三维模型作为信息集成平台，集成现场实时信息与危险源数据库中的标准信息，并整合成BIM危险源信息模型；
通过两者信息的实时对比分析，对施工现场安全状态进行评估，实现对施工现场危险源的可视化预警和实时监控。
2.根据权利要求1所述的一种运用BIM建模的装配式构件安装管理方法，其特征在于：所述装配式预制构件族库，包括叠合板、预制外墙板、预制楼梯、阳台板、空调板。
3.根据权利要求2所述的一种运用BIM建模的装配式构件安装管理方法，其特征在于：所述虚拟施工模拟是指通过提前模拟施工场地平面布置、虚拟建造、碰撞检测的施工环节。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种运用BIM建模的装配式构件安装管理方法，其特征在于：结合BIM5D技术对装配式建筑施工现场进行模拟施工，直观观察施工场地的平面布置、检查构件连接节点的碰撞问题，利用TimeLiner模块定义模型中每个构件的实际开工、完工时间，完成三维立体模型与进度时间模型的集成，根据施工模拟的数据结果，分析施工过程的交叉作业和施工场地布置不合理之处，从而优化安全施工方案和场地规划，合理解决预制构件运输、堆放和吊装施工安全问题，并制订专项安全管理措施。
5.根据权利要求4所述的一种运用BIM建模的装配式构件安装管理方法，其特征在于：在BIM技术与RFID技术集成应用基础上，以RFID技术作为前端信息采集工具，进行施工现场实时信息采集，实现对监控目标的实时位置定位追踪，通过IFC标准或开放API技术手段，将信息进行统一标准格式转换，再以BIM技术Navisworks软件作为BIM模型信息整合的平台，实现信息交互处理，完成RFID标签信息与BIM信息模型的链接、BIM信息模型与危险源数据库的链接，达到对施工现场的全面监测和安全把控。
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| CN118036901A (zh) * | 2024-04-11 | 2024-05-14 | 广东河海工程咨询有限公司 | 一种基于智能监测的生态堤防护岸安全预警系统 |
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