CN116629504A - 基于智慧建造的预制管桩全生命周期管理系统及应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于智慧建造的预制管桩全生命周期管理系统及应用方法，系统包括：数据存储模块、项目信息管理模块、模型展示模块和交互验收模块，数据存储模块对项目信息管理模块、模型展示模块和交互验收模块提供上传和下载服务；项目信息管理模块对项目信息进行管理；模型展示模块根据管桩的建造参数进行数据建模，建模数据存储在模型展示系统数据库内；交互验收模块通常设置在移动端，多用户通过交互验收模块读取文件数据，判断是否合格形成验收报告。本申请通过交互验收模块实现了移动端完成预制管桩全生命周期的管理验收过程操作，同时可实时查询预制管桩的信息与验收流程，实现了预制管桩无纸化验收。

Description

基于智慧建造的预制管桩全生命周期管理系统及应用方法

技术领域

本发明属于建筑技术领域，具体是涉及到一种基于智慧建造的预制管桩全生命周期管理系统及应用方法。

背景技术

施工行业由于长期的粗放型管理模式，对预制管桩全过程管理难以做到精细化。整个管理验收流程繁琐，极易出现错、漏、缺等现象。以太原武宿国际机场T3航站楼项目为例，太原武宿国际机场T3航站楼项目地质复杂、项目体量大，故对预制管桩质量把控是一大难题。因此如何做到精细化管理，对每一节预制管桩从出厂、进场、安装过程实时动态掌握，安装定位逐级显示，施工进度三维可视，运营维护信息易查询，是预制管桩施工管理迫切要解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于智慧建造的预制管桩全生命周期管理系统及应用方法，以解决上述问题。

为实现上述目的，本申请采用的技术方案是，提供一种基于智慧建造的预制管桩全生命周期管理系统及应用方法，系统包括：

数据存储模块、项目信息管理模块、模型展示模块和交互验收模块，所述交互验收模块分别和所述项目信息管理模块、所述数据存储模块和模型展示模块采用松耦合联系并交互通讯；

所述数据存储模块包括项目信息数据库、模型展示系统数据库和共享文件目录库，所述共享文件目录库包括与所述管桩建设相关的不同格式的介绍资料，且所述数据存储模块对所述项目信息管理模块、所述模型展示模块和所述交互验收模块提供上传和下载服务；

所述项目信息管理模块对项目信息进行管理，所述项目信息包括结合各管桩的建造参数及在空间信息模型中的位置关系建立各所述管桩对应的管桩全生命周期信息档案。其中，所述项目信息存储在所述项目信息数据库内，所述所述项目信息数据库还包括用户信息、角色信息和管桩信息，所述用户信息包括所述登录注册模块提交的用户信息，所述角色信息包括所述权限管理模块所配制的角色信息。

另外，项目信息管理还包括，对各所述管桩的建造参数进行统计，并根据所述管桩的建造参数输出二维码图片，所述二维码图片供所述识别模块进行识别处理。

所述模型展示模块模块基于WebGL技术实现，根据所述管桩的建造参数进行数据建模，建模数据包括对所述管桩的各建造阶段使用不同颜色进行标注，同时对各建造阶段中所述管桩的数据进行自动汇总，自动动态统计各建造阶段中所述管桩的数量及其所占百分比，建模数据存储在所述模型展示系统数据库内。

所述模型展示模块包括：

建模模块，根据所述管桩的建造参数进行数据建模；

模型要素提取统计模块，对所述管桩的建造参数进行要素提取并分类统计；

展示模块，对所述建模模块输出的建模数据和所述模型要素提取统计模块输出的要素分类统计进行展示，所述展示模块基于Web3DGIS技术实现。

所述交互验收模块可供多用户使用，多用户通过所述交互验收模块读取所述项目信息数据库、所述模型展示系统数据库和所述共享文件目录库内的文件数据，判断是否合格，按用户顺序形成验收报告。

可选的，所述交互验收模块包括：

登录注册模块，用于与管桩验收后台交互，实现账号的注册和登录；

权限管理模块，根据登录账号的角色权限配制相应的功能；

识别模块，用于识别所述项目信息中所述管桩的建造参数；

提交模块，用于在供验收过程中供验收人员提交待验管桩的建造阶段情况，所述建造阶段包括所述管桩的已完成状态、未完成状态和未通过状态。

可选的，所述数据存储模块、所述项目信息管理模块、所述模型展示模块和所述交互验收模块均采用面向服务架构组建开发。

本申请还提供一种基于智慧建造的预制管桩全生命周期管理系统的应用方法，适用于上述的基于智慧建造的预制管桩全生命周期管理系统，方法包括：

通过交互验收模块提交管桩信息并存储在数据存储模块内，项目信息管理模块结合各管桩的建造参数及在空间信息模型中的位置关系建立各所述管桩对应的管桩全生命周期信息档案，同时通过项目信息管理模块输出管桩二维码图片和管桩编号；

通过模型展示模块根据所述管桩的建造参数进行数据建模，并将建模数据存储在数据存储模块内；

通过交互验收模块扫描管桩二维码或输入管桩编号对管桩信息进行查询；

判断管桩是否合格，按用户顺序形成验收报告。

本发明的有益效果是，通过交互验收模块实现了手机上完成预制管桩全生命周期的管理验收过程操作，同时可实时查询预制管桩的信息与验收流程，实现了预制管桩无纸化验收；通过模型展示模块和项目信息管理模块实现了BIM模型与实体工程相结合，在BIM模型中用不同颜色显示未生产的预制管桩、已出厂验收的预制管桩、已进场验收的预制管桩、已施工完成的预制管桩并自动汇总，生成饼状图，自动动态统计各阶预制管桩的数量及其所占百分比，实现了预制管桩信息与BIM模型的实时挂接，选中BIM管桩模型可实时查看此预制管桩相应的详细属性信息与施工验收进展。

附图说明

图1为本发明提供的一种基于智慧建造的预制管桩全生命周期管理系统的结构示意图；

图2为本发明提供的一种基于智慧建造的预制管桩全生命周期管理系统的应用方法的流程示意图；

图3为本发明提供的一种基于智慧建造的预制管桩全生命周期管理系统的管桩验收流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的优选实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。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。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以使固定连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或维护工具不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或维护工具固有的其它步骤或单元。

如附图1所示，本发明提供一种基于智慧建造的预制管桩全生命周期管理系统，其特征是，包括：

数据存储模块100、项目信息管理模块200、模型展示模块300和交互验收模块400，交互验收模块400分别和项目信息管理模块200、数据存储模块100和模型展示模块300采用松耦合联系并交互通讯；数据存储模块100包括项目信息数据库、模型展示系统数据库和共享文件目录库，且数据存储模块100对项目信息管理模块200、模型展示模块300和交互验收模块400提供上传和下载服务；项目信息管理模块200对项目信息进行管理，项目信息包括结合各管桩的建造参数及在空间信息模型中的位置关系建立各管桩对应的管桩全生命周期信息档案；模型展示模块300根据管桩的建造参数进行数据建模，建模数据存储在模型展示系统数据库内；交互验收模块400可供多用户使用，多用户通过交互验收模块400读取项目信息数据库、模型展示系统数据库和共享文件目录库内的文件数据，判断是否合格，按用户顺序形成验收报告。

其中，数据存储模块100、项目信息管理模块200、模型展示模块300和交互验收模块400是通过SOA(Service-Oriented Architecture，面向服务架构)架构构建而成的，通过SOA架构实现数据存储模块100、项目信息管理模块200、模型展示模块300和交互验收模块400之间的系统调用和数据交互。

另外，在本申请中，通常采用XML技术对结构化文档信息等配置文件进行存储，用户自定义不同的需交换的数据结构，这些结构的集合体组成一个XML的schema。不同的XMLschema实现不同软件之间对存储于相应的关系数据库中定义了实体属性和关系属性的数据交换。

本项目前后端数据交换使用了JSON格式，用于前后端系统交互操作。

本项目服务端Web应用系统基于Express框架开发RESTful接口，实现了数据库查询、更新等功能，提供客户端调用。

本项目数据库系统使用了PostgreSQL数据库，用于存储管理用户信息、管桩信息等数据，提供基于SQL的数据库操作。

其中，数据存储模块100中，数据层分为项目信息数据库、模型展示系统数据库和共享文件目录库。其中，项目信息数据库包括用户信息、角色信息、项目信息和管桩信息；共享文件目录库包括文档、表格、图片、视频等格式的相关的介绍资料；模型展示系统数据库包括按照实际比例对工程设施等进行1:1建模而形成的三维模型。

相应的，项目信息管理模块200对项目信息进行管理，项目信息进行管理具体包括对各管桩的建造参数进行统计，并根据管桩的建造参数输出二维码图片，二维码图片供识别模块进行识别处理。另外，项目信息包括结合各管桩的建造参数及在空间信息模型中的位置关系建立各管桩对应的管桩全生命周期信息档案。

模型展示模块300为基于WebGL技术实现的BIM(Building InformationModeling，建筑信息模型)模型，实现BIM模型的浏览器端三维渲染和查询浏览。包括BIM模型渲染、三维场景浏览、模型要素拾取、专题图表展现、要素属性展示和BIM信息更新等功能，基于WebGL技术实现BIM模型的浏览器端三维可视化，在轻量化的前提下达到更好的模型展示效果。

其中，模型展示模块300包括：建模模块，根据管桩的建造参数进行数据建模；模型要素提取统计模块，对管桩的建造参数进行要素提取并分类统计；展示模块，对建模模块输出的建模数据和模型要素提取统计模块输出的要素分类统计进行展示，展示模块基于Web3DGIS技术实现。

BIM模型展示模块300采用了3D Tiles规范建立BIM数据的金字塔模型和调度BIM分层分块数据。

3D Tiles是用于流式传输大规模异构3D地理空间数据集的开放规范。为了扩展Cesium的地形和图像流，3D Tiles将用于流式传输3D内容，包括建筑物，树木，点云和矢量数据。

3D Tiles是在glTF的基础上，加入了分层LOD的概念，专门为流式传输和渲染海量3D地理空间数据而设计的，例如倾斜摄影、3D建筑、BIM/CAD、实例化要素集和点云。它定义了一种数据分层结构和一组切片格式，用于渲染数据内容。3D Tiles没有为数据的可视化定义明确的规则，客户可以按照自己合适的方式来可视化3D空间数据。同时，3D Tiles也是OGC标准规范成员之一，可用于在台式机、Web端和移动应用程序中实现与海量异构3D地理空间数据的共享、可视化、融合以及交互功能。

交互验收模块400包括：登录注册模块，用于与管桩验收后台交互，实现账号的注册和登录；权限管理模块，根据登录账号的角色权限配制相应的功能；识别模块，用于识别项目信息中管桩的建造参数；提交模块，用于在供验收过程中供验收人员提交待验管桩的建造阶段情况，建造阶段包括管桩的已完成状态、未完成状态和未通过状态。

其中，交互验收模块400通常以移动端APP的形式实现，使用者直接通过电脑或者手机等对项目进行管理验收等操作，实现厂家、总包、监理、分包等多角色登录和权限控制，与PC端Web应用系统联动协同实现管桩无纸化验收。

本发明的有益效果在于，通过交互验收模块400实现了手机上完成预制管桩全生命周期的管理验收过程操作，同时可实时查询预制管桩的信息与验收流程，实现了预制管桩无纸化验收；通过模型展示模块300和项目信息管理模块200实现了BIM模型与实体工程相结合，在BIM模型中用不同颜色显示未生产的预制管桩、已出厂验收的预制管桩、已进场验收的预制管桩、已施工完成的预制管桩并自动汇总，生成饼状图，自动动态统计各阶预制管桩的数量及其所占百分比，实现了预制管桩信息与BIM模型的实时挂接，选中BIM管桩模型可实时查看此预制管桩相应的详细属性信息与施工验收进展。

如图2所示，本申请还提供一种基于智慧建造的预制管桩全生命周期管理系统的应用方法，适用于上述的基于智慧建造的预制管桩全生命周期管理系统，方法包括：

步骤S11：厂家用户通过交互验收模块400提交管桩信息并存储在数据存储模块100内，项目信息管理模块200结合各管桩的建造参数及在空间信息模型中的位置关系建立各管桩对应的管桩全生命周期信息档案，同时通过项目信息管理模块200输出管桩二维码图片和管桩编号；

步骤S12：模型展示模块300根据管桩的建造参数进行数据建模，建模数据存储在数据存储模块100内；

步骤S13：通过交互验收模块400扫描管桩二维码或输入管桩编号对管桩信息进行查询，并判断管桩是否合格，按用户顺序形成验收报告。

在本方法中，步骤S11：通常包括：

(1)系统登录：用户输入用户名密码即可登录系统首页，登录成功后，根据用户权限按需配置相应功能。

(2)用户管理：提供管理员角色使用，使用表展示所有用户信息，包括用户名、手机号、密码等，提供添加、删除、编辑等功能。

(3)权限管理：对所有用户的权限进行管理，提供管理员角色使用，使用表格展示所有角色信息，包括角色名、权限等，提供添加、删除、编辑等功能。

主要角色包括：项目领导、施工总承包(质量部、安保部、物资部、工程部、测量室)、厂家、监理、专业分包单位、检测单位、系统管理员。

(4)项目信息管理：提供管理员角色使用，展示项目信息，包括项目名称、总包单位、分包单位、监理单位等，提供添加、删除、编辑等功能。

(5)预制管桩信息管理：提供厂家角色使用，使用表格展示管桩信息，包括工程名称、管桩原材编号、生产厂家、具备出厂日期、制桩人、规格型号、管桩质量证明文件：各类原材合格证、复试报告；管桩性能检验报告；管桩出厂检验报告；钢筋加工和安装验收记录；张拉记录；同条件试块抗压强度报告；蒸养记录；混凝土配合比(抗渗、氯离子、碱含量检验报告)等，提供添加、删除、编辑、文件上传等功能。

(6)二维码生成：提供厂家角色使用，根据管桩信息输出二维码图片，提供二维码图片下载功能。

在本方法中，步骤S13通常包括：

(1)无纸化验收：如图3所示，管桩验收流程依次包括：信息录入(厂家)、自检验收(厂家)、进场验收(施工总承包工程部、物资部、质量部，其中质量部需上传验收照片)、进场验收(监理单位)、测量定位/垂直度验收(施工总承包测量室，另需填写桩编号)、安全文明施工验收(施工总承包安保部)、沉桩单位验收(专业分包单位，另需填写沉桩单位、沉桩人、沉桩机械、沉桩记录人)、确认施工总承包质量、工程人员、监理人员全过程旁站(监理单位)、沉桩前验收(监理单位)、接桩验收(施工总承包质量部确认并上传举牌验收照片)、测量垂直度验收(施工总承包测量室)、接桩验收(监理单位)、总包沉桩完成验收(施工总承包测量室复测标高、质量部上传沉桩记录表)、监理沉桩完成验收(监理单位)、第三方检测(检测单位上传检测报告)。

(2)用户登录：用户输入用户名密码即可登录系统首页，登录成功后，根据用户权限按需配置相应功能。

(3)权限管理：系统根据登录用户的角色权限，按需配置相应功能。

(4)二维码识别：系统提供二维码扫描识别功能。领导用户通过微信扫描管桩二维码，跳转到预制管桩信息页面。其他用户通过输入管桩编号和扫描二维码可以进入管桩详细信息页面，详细信息页面有进入验收流程按钮，通过扫描二维码可以进入管桩验收流程，已完成的步骤是蓝色，未完成是黄色，未通过是红色，根据角色权限，只能点击属于登录用户操作的步骤，然后点击相应的步骤进入验收界面，填报信息，选择验收通过或者不通过两种状态。

(5)拍照：支持调用手机相机功能，拍摄现场照片并上传到服务端。

(7)文件上传：支持选择手机文件，上传到服务端。

(8)系统设置：设置必要的系统参数。

在本方法中，步骤S12通常包括：

(1)BIM模型渲染：基于WebGL技术，轻量化量化BIM模型数据，在浏览器端实现BIM模型的三维渲染。

(2)三维场景浏览：基于三维场景调度策略，实现第三人称视角三维场景漫游功能。

(3)模型要素拾取：支持鼠标拾取BIM要求，如预制管桩等，选中要素支持高亮显示。

(4)专题图表展现：基于ECharts饼状图展现管桩信息，包括未生产数量、已生产数量、已完成数量。

(5)要素属性展示：支持弹窗展示选中BIM要素的详细属性信息。

(6)BIM信息更新：根据桩编号将预制管桩信息同步挂接到BIM模型。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本申请的保护范围限于这些例子；在本申请的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上的本申请中一个或多个实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

本申请中一个或多个实施例旨在涵盖落入本申请的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本申请中一个或多个实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于智慧建造的预制管桩全生命周期管理系统，其特征是，包括：

数据存储模块：包括项目信息数据库、模型展示系统数据库和共享文件目录库，且所述数据存储模块对所述项目信息管理模块、所述模型展示模块和所述交互验收模块提供上传和下载服务；

项目信息管理模块：对项目信息进行管理，所述项目信息包括结合各管桩的建造参数及在空间信息模型中的位置关系建立各所述管桩对应的管桩全生命周期信息档案；

模型展示模块：根据所述管桩的建造参数进行数据建模，建模数据存储在所述模型展示系统数据库内；

交互验收模块：通常设置在移动端，可供多用户使用，多用户通过所述交互验收模块读取所述项目信息数据库、所述模型展示系统数据库和所述共享文件目录库内的文件数据，判断是否合格，按用户顺序形成验收报告。

2.如权利要求1所述的基于智慧建造的预制管桩全生命周期管理系统，其特征是，所述交互验收模块包括：

登录注册模块，用于与管桩验收后台交互，实现账号的注册和登录；

权限管理模块，根据登录账号的角色权限配制相应的功能；

识别模块，用于识别所述项目信息中所述管桩的建造参数；

提交模块，用于在供验收过程中供验收人员提交待验管桩的建造阶段情况，所述建造阶段包括所述管桩的已完成状态、未完成状态和未通过状态。

3.如权利要求2所述的基于智慧建造的预制管桩全生命周期管理系统，其特征是，所述项目信息存储在所述项目信息数据库内，所述项目信息数据库还包括用户信息、角色信息和管桩信息，所述用户信息包括所述登录注册模块提交的用户信息，所述角色信息包括所述权限管理模块所配制的角色信息。

4.如权利要求2所述的基于智慧建造的预制管桩全生命周期管理系统，其特征是，所述项目信息管理模块对项目信息进行管理，具体包括：

对各所述管桩的建造参数进行统计，并根据所述管桩的建造参数输出二维码图片，所述二维码图片供所述识别模块进行识别处理。

5.如权利要求1所述的基于智慧建造的预制管桩全生命周期管理系统，其特征是，所述模型展示模块基于WebGL技术实现。

6.如权利要求1所述的基于智慧建造的预制管桩全生命周期管理系统，其特征是，所述模型展示模块根据所述管桩的建造参数进行数据建模具体包括：

对所述管桩的各建造阶段使用不同颜色进行标注，同时对各建造阶段中所述管桩的数据进行自动汇总，自动动态统计各建造阶段中所述管桩的数量及其所占百分比。

7.如权利要求1所述的基于智慧建造的预制管桩全生命周期管理系统，其特征是，所述模型展示模块包括：

建模模块，根据所述管桩的建造参数进行数据建模；

模型要素提取统计模块，对所述管桩的建造参数进行要素提取并分类统计；

展示模块，对所述建模模块输出的建模数据和所述模型要素提取统计模块输出的要素分类统计进行展示，所述展示模块基于Web3DGIS技术实现。

8.如权利要求1所述的基于智慧建造的预制管桩全生命周期管理系统，其特征是，所述数据存储模块、所述项目信息管理模块、所述模型展示模块和所述交互验收模块均采用面向服务架构组建开发。

9.如权利要求1所述的基于智慧建造的预制管桩全生命周期管理系统，其特征是，所述共享文件目录库包括与所述管桩建设相关的不同格式的介绍资料。

10.一种基于智慧建造的预制管桩全生命周期管理系统的应用方法，适用于权利要求1-9中任一项所述的基于智慧建造的预制管桩全生命周期管理系统，方法包括：

通过交互验收模块提交管桩信息并存储在数据存储模块内，项目信息管理模块结合各管桩的建造参数及在空间信息模型中的位置关系建立各所述管桩对应的管桩全生命周期信息档案，同时通过项目信息管理模块输出管桩二维码图片和管桩编号；

通过模型展示模块根据所述管桩的建造参数进行数据建模，并将建模数据存储在数据存储模块内；

通过交互验收模块扫描管桩二维码或输入管桩编号对管桩信息进行查询，并判断管桩是否合格，按用户顺序形成验收报告。