CN117094660A - 一种基于数字孪生技术的施工监控方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于数字孪生技术的施工监控方法及系统。本发明通过将施工状况自动采集及数字孪生模拟技术进行结合,实现了对施工现场进度情况以更真实、直观地方式展示给监控人员,可极大提升施工监控的效率。
Description
技术领域
本发明涉及智慧施工技术领域,具体而言,涉及一种基于数字孪生技术的施工监控方法、系统、电子设备及计算机存储介质。
背景技术
对施工进度进行实时监控是工程管理的重要内容,但现有的施工进度监控方式仍主要基于监控人员现场查看的方式来实现。这种方式一方面需要耗费较多的人力物力,且效率低下;另一方面,监控人员实际上难以对现场所有细节全部进行查看,即便查看了更多的细节,监控人员对于施工进度的评估结果往往也是不够准确的。本发明旨在解决该技术问题。
发明内容
为解决上述技术问题至少之一,本发明具体提供了一种基于数字孪生技术的施工监控方法、系统、电子设备及计算机存储介质,以提高施工监控的效率。
本发明提供了一种基于数字孪生技术的施工监控方法,包括如下步骤:
根据布设于施工现场的监控设备获取施工现场的施工数据;
采用数字孪生技术对所述施工数据进行模拟处理,得到数字施工状况图;
将所述数字施工状况图在指定的终端设备中进行输出。
进一步地,所述监控设备包括外置监控设备和内置监控设备。
进一步地,所述采用数字孪生技术对所述施工数据进行模拟处理,得到数字施工状况图,包括:
确定数字施工基座中的若干目标模拟点位,从所述施工数据中调取与各所述目标模拟点位对应的目标施工数据;
根据所述目标施工数据和所述目标模拟点位的基础数据生成区域施工三维数字模型,将所述区域施工三维数字模型添加于对应的所述目标模拟点位,得到所述数字施工状况图。
进一步地,在所述得到所述数字施工状况图之后,所述方法还包括:
根据所述施工数据分析得出施工工人的第一分布点位数据,对所述第一分布点位数据进行聚类处理,得到第二分布点位数据;
依照所述第二分布点位数据将与所述施工工人对应的三维工人模型添加至所述数字施工状况图中。
进一步地,所述对所述第一分布点位数据进行聚类处理,得到第二分布点位数据,包括:
确定与各所述第一分布点位数据对应的所述目标模拟点位,根据所述目标模拟点位的大小尺寸确定聚类参数;
根据所述聚类参数对所述第一分布点位数据进行聚类处理,得到第二分布点位数据。
进一步地,所述将所述数字施工状况图在指定的终端设备中进行输出,包括:
根据所述数字施工状况图确定施工进度,根据所述施工进度确定出指定的终端设备;
将所述数字施工状况图发送至所述指定的终端设备进行可视化输出。
进一步地,所述将所述数字施工状况图发送至所述指定的终端设备进行可视化输出,包括:
根据所述指定的终端设备的业务类别将所述数字施工状况图的至少一部分发送至所述指定的终端设备进行可视化输出。
本发明的还提供了一种基于数字孪生技术的施工监控系统,包括获取模块、处理模块、存储模块;所述处理模块与所述获取模块、所述存储模块电连接;
所述存储模块,用于存储可执行的计算机程序代码;
所述获取模块,用于获取布设于施工现场的监控设备的监控数据,并传输给所述处理模块;
所述处理模块,用于通过调用所述存储模块中的所述可执行的计算机程序代码,执行如前任一项所述的方法。
本发明还提供了一种电子设备,包括:存储有可执行程序代码的存储器;与所述存储器耦合的处理器;所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码,执行如前任一项所述的方法。
本发明还提供了一种计算机存储介质,该存储介质上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器运行时执行如前任一项所述的方法。
本发明的有益效果在于:
本发明通过将施工状况自动采集及数字孪生模拟技术进行结合,实现了对施工现场进度情况以更真实、直观地方式展示给监控人员,可极大提升施工监控的效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,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相关的附图。
图1是本发明实施例公开的一种基于数字孪生技术的施工监控方法的结构示意图;
图2是本发明实施例公开的一种基于数字孪生技术的施工监控系统的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本公开的示范性实施例做出说明,其中包括本公开实施例的各种细节以助于理解,应当将它们认为仅仅是示范性的。因此,本领域普通技术人员应当认识到,可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改,而不会背离本公开的范围和精神。同样,为了清楚和简明,以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
参阅图1所示流程示意图,本发明实施例提供了一种基于数字孪生技术的施工监控方法,包括如下步骤:
根据布设于施工现场的监控设备获取施工现场的施工数据;
采用数字孪生技术对所述施工数据进行模拟处理,得到数字施工状况图;
将所述数字施工状况图在指定的终端设备中进行输出。
本发明的方案中,施工现场可以布设各种类型的监控设备,基于监控设备的监测数据可以对施工现场的实况数据进行提取,在后台使用数字孪生技术对提取的施工数据进行模拟处理,再将模拟得出的数字施工状况图在合适的终端设备中输出。于是,本发明通过将施工状况自动采集及数字孪生模拟技术进行结合,实现了对施工现场进度情况以更真实、直观地方式展示给监控人员,可极大提升施工监控的效率。
进一步地,所述监控设备包括外置监控设备和内置监控设备。
在本实施例中,依据施工现场的具体类型,布设的监控设备可能会存在外置和内置情况,甚至二者混合的情况。其中,内/外置监控设备均可包括监控摄像头、区域刷卡机、配备摄像头的监控无人机、施工人员配备的移动设备等。通过分析上述监控设备所采集的实时及历史数据,可以分析提取出上述施工现场的施工数据。
需要说明的是,在施工现场的外部、内部等合适区域布设监控摄像头及调控监控无人机,通过图像识别技术即可直接提取到涉及施工进度。以及,通过在施工现场的外部、内部等合适区域设置的区域刷卡机可以获取到施工工人的刷卡数据,刷卡数据包括施工工种、刷卡天数等信息,对刷卡数据进行分析可以间接预测出当前的施工进度,尤其适于对施工现场的内部区域的进度进行预测。以及,施工人员配备的移动设备可将自身的定位及设备ID等信息回传至后台,后台可以基于定位对各设备ID进行区域聚类分析,从而确定出各工种施工工人在施工现场的聚集区域分布情况,聚集区域分布情况也有利于辅助分析施工进度,例如早先的A日脚手架工人在区域B施工,在后的C日混凝土浇筑工人在区域B施工,可判定C日开始区域B由脚手架搭建进度转入混凝土浇筑进度。当然,为了获得更好的施工进度识别结论,上述各类型的数据可以组合使用。
进一步地,所述采用数字孪生技术对所述施工数据进行模拟处理,得到数字施工状况图,包括:
确定数字施工基座中的若干目标模拟点位,从所述施工数据中调取与各所述目标模拟点位对应的目标施工数据;
根据所述目标施工数据和所述目标模拟点位的基础数据生成区域施工三维数字模型,将所述区域施工三维数字模型添加于对应的所述目标模拟点位,得到所述数字施工状况图。
在本实施例中,在施工开始之前,依照施工计划搭建出施工区域的数字施工基座,该基座中至少包含了施工区域边界、各区域的施工顺序,以及与施工顺序对应的施工结果数据(例如三维数字模型)。在施工开始之后,即可依照施工顺序确定当前需要进行建模或模型更新的各目标模拟点位,基于调取的与该目标模拟点位对应的目标施工数据以及该目标模拟点位自身的基础数据便可以生成对应的区域施工三维数字模型,区域施工三维数字模型即是与真实施工进度孪生的物理模型。再将全部目标模拟点位的区域施工三维数字模型添加完成之后,即得到整个施工现场实时的数字施工状况图。
其中,目标模拟点位的基础数据主要包括预先确定的该点位三维轮廓,以及不同三维轮廓区域对应的材质、纹理、颜色、廓面造型等,这样得出的区域施工三维数字模型真实感更强,更有利于监控人员获取有效信息。
需要说明的是,由于前述的监控设备包括外置监控设备和内置监控设备,对应的区域施工三维数字模型也有内外之分,于是本发明中得到的数字施工状况图可以通过透视、视角切换等方式查看施工现场的外部进度和内部进度。
进一步地,在所述得到所述数字施工状况图之后,所述方法还包括:
根据所述施工数据分析得出施工工人的第一分布点位数据,对所述第一分布点位数据进行聚类处理,得到第二分布点位数据;
依照所述第二分布点位数据将与所述施工工人对应的三维工人模型添加至所述数字施工状况图中。
在本实施例中,从施工数据还可以提取出施工工人的分布情况,将对应的施工工人的三维工人模型也添加至数字施工状况图中,使得监控人员还能实时掌握人员分布情况,有利于对施工进度作更深刻的理解。
进一步地,所述对所述第一分布点位数据进行聚类处理,得到第二分布点位数据,包括:
确定与各所述第一分布点位数据对应的所述目标模拟点位,根据所述目标模拟点位的大小尺寸确定聚类参数;
根据所述聚类参数对所述第一分布点位数据进行聚类处理,得到第二分布点位数据。
在本实施例中,施工现场可能存在数量较多的施工工人,如果全部添加至数字施工状况图中,会造成图像混乱,甚至动/静态的三维工人模型会遮挡部分区域施工三维数字模型,不利于监控人员获取有效信息。于是,本发明根据目标模拟点位的大小尺寸确定聚类参数,目标模拟点位的越大则聚类参数越小,即将更少的同区域内施工工人的三维模型进行聚合(例如2个聚合为1个),反之则聚类参数越大,以将更多的同区域内施工工人的三维模型进行聚合(例如5个聚合为1个)。这样便可以在小尺寸的目标模拟点位添加更少的施工工人的三维模型,在尺寸更大的目标模拟点位添加更大的施工工人的三维模型。
另外,还可以将各目标模拟点位的施工工人数量分级别,不同级别配置不同的颜色,从而聚合后的施工工人的三维模型就具备了不同的颜色。于是,虽然将施工工人数量进行了聚合减少,但监控人员仍然可通过模型颜色来确定施工工人的数量。
进一步地,所述将所述数字施工状况图在指定的终端设备中进行输出,包括:
根据所述数字施工状况图确定施工进度,根据所述施工进度确定出指定的终端设备;
将所述数字施工状况图发送至所述指定的终端设备进行可视化输出。
在本实施例中,依据实时的数字施工状况图能够确定出当下的施工进度,在不同的施工进度环节需要不同的监控人员进行介入,例如,在浇筑环节需要监理人员在后台、现场进行施工监控,整体监控人员需要在后台对施工全程进行监控等。依据施工进度确定出指定的终端设备,这利于将数字施工状况图自动发送至合适的监控人员处,进而提升监控效率。
进一步地,所述将所述数字施工状况图发送至所述指定的终端设备进行可视化输出,包括:
根据所述指定的终端设备的业务类别将所述数字施工状况图的至少一部分发送至所述指定的终端设备进行可视化输出。
在本实施例中,前述的监理人员、整体监控人员等配备的终端设备对应着不同的业务类别,而不同的业务类别对应的监控对象、监控区域等均有区别。针对该情况,本发明依据指定的终端设备的业务类别来仅将数字施工状况图的一部分发送给指定的终端设备,使得各业务类型的指定的终端设备只能查看自身业务范围内的数字施工状况图,而非全局的数字施工状况图,提升施工监控业务的数据安全性。
如图2所示,本发明实施例还公开了一种基于数字孪生技术的施工监控系统,包括获取模块、处理模块、存储模块;所述处理模块与所述获取模块、所述存储模块连接;
所述存储模块,用于存储可执行的计算机程序代码;
所述获取模块,用于获取布设于施工现场的监控设备的监控数据,并传输给所述处理模块;
所述处理模块,用于通过调用所述存储模块中的所述可执行的计算机程序代码,执行如前任一项所述的方法。
本发明实施例还公开了一种电子设备,包括:存储有可执行程序代码的存储器;与所述存储器耦合的处理器;所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码,执行如前述实施例所述的方法。
本发明实施例还公开了一种计算机存储介质,该存储介质上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器运行时执行如前述实施例所述的方法。
本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统(SOC)、复杂可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括:实施在一个或者多个计算机程序中,该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释,该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器,可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令,并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。
用于实施本公开的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程负载均衡装置的处理器或控制器,使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行,作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
在本公开的上下文中,机器可读介质可以是有形的介质,其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备,或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
为了提供与用户的交互,可以在计算机上实施此处描述的系统和技术,该计算机具有:用于向用户显示信息的显示装置(例如,CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器);以及键盘和指向装置(例如,鼠标或者轨迹球),用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给计算机。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互;例如,提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如,视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈);并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。
应该理解,可以使用上面所示的各种形式的流程,重新排序、增加或删除步骤。例如,本发公开中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行,只要能够实现本公开公开的技术方案所期望的结果,本文在此不进行限制。
上述具体实施方式,并不构成对本公开保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是,根据设计要求和其他因素,可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本公开的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等,均应包含在本公开保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于数字孪生技术的施工监控方法,其特征在于,包括如下步骤:
根据布设于施工现场的监控设备获取施工现场的施工数据;
采用数字孪生技术对所述施工数据进行模拟处理,得到数字施工状况图;
将所述数字施工状况图在指定的终端设备中进行输出。
2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生技术的施工监控方法,其特征在于:所述监控设备包括外置监控设备和内置监控设备。
3.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生技术的施工监控方法,其特征在于:所述采用数字孪生技术对所述施工数据进行模拟处理,得到数字施工状况图,包括:
确定数字施工基座中的若干目标模拟点位,从所述施工数据中调取与各所述目标模拟点位对应的目标施工数据;
根据所述目标施工数据和所述目标模拟点位的基础数据生成区域施工三维数字模型,将所述区域施工三维数字模型添加于对应的所述目标模拟点位,得到所述数字施工状况图。
4.根据权利要求3所述的一种基于数字孪生技术的施工监控方法,其特征在于:在所述得到所述数字施工状况图之后,所述方法还包括:
根据所述施工数据分析得出施工工人的第一分布点位数据,对所述第一分布点位数据进行聚类处理,得到第二分布点位数据;
依照所述第二分布点位数据将与所述施工工人对应的三维工人模型添加至所述数字施工状况图中。
5.根据权利要求4所述的一种基于数字孪生技术的施工监控方法,其特征在于:所述对所述第一分布点位数据进行聚类处理,得到第二分布点位数据,包括:
确定与各所述第一分布点位数据对应的所述目标模拟点位,根据所述目标模拟点位的大小尺寸确定聚类参数;
根据所述聚类参数对所述第一分布点位数据进行聚类处理,得到第二分布点位数据。
6.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生技术的施工监控方法,其特征在于:所述将所述数字施工状况图在指定的终端设备中进行输出,包括:
根据所述数字施工状况图确定施工进度,根据所述施工进度确定出指定的终端设备;
将所述数字施工状况图发送至所述指定的终端设备进行可视化输出。
7.根据权利要求6所述的一种基于数字孪生技术的施工监控方法,其特征在于:所述将所述数字施工状况图发送至所述指定的终端设备进行可视化输出,包括:
根据所述指定的终端设备的业务类别将所述数字施工状况图的至少一部分发送至所述指定的终端设备进行可视化输出。
8.一种基于数字孪生技术的施工监控系统,包括获取模块、处理模块、存储模块;所述处理模块与所述获取模块、所述存储模块电连接;
所述存储模块,用于存储可执行的计算机程序代码;
所述获取模块,用于获取布设于施工现场的监控设备的监控数据,并传输给所述处理模块;
其特征在于:所述处理模块,用于通过调用所述存储模块中的所述可执行的计算机程序代码,执行如权利要求1-7任一项所述的方法。
9.一种电子设备,包括:存储有可执行程序代码的存储器;与所述存储器耦合的处理器;其特征在于:所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码,执行如权利要求1-7任一项所述的方法。
10.一种计算机存储介质,该存储介质上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器运行时执行如权利要求1-7任一项所述的方法。
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CN117648596A (zh) * | 2023-11-28 | 2024-03-05 | 河北建工集团有限责任公司 | 一种建筑施工的数字孪生与智能传感器融合方法与系统 |
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2023
- 2023-07-14 CN CN202310870957.0A patent/CN117094660A/zh active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN117648596A (zh) * | 2023-11-28 | 2024-03-05 | 河北建工集团有限责任公司 | 一种建筑施工的数字孪生与智能传感器融合方法与系统 |
CN117648596B (zh) * | 2023-11-28 | 2024-04-30 | 河北建工集团有限责任公司 | 一种建筑施工的数字孪生与智能传感器融合方法与系统 |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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