CN117709884A - 一种基于bim和rfid技术的工程施工进度管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于BIM和RFID技术的工程施工进度管理系统，本发明设计的技术方案包括：RFID标签、RFID读写器和BIM计算机；所述RFID标签用于储存建筑工程的施工项目信息；所述RFID读写器用于读取RFID标签和录入现场人员的实时施工进度信息；所述BIM计算机包括储存模块和施工进度计算模块；所述储存模块用于储存建筑工程的建筑三维模块、RFID标签的信息和实时施工进度信息；所述施工进度计算模块用于根据储存模块储存的建筑三维模块、RFID标签的信息和实时施工进度信息进行计算并输出施工报表；本申请解决了现有建设工程中RFID对构件的状态分析不精准的问题。
Description
技术领域
本发明涉及BIM领域，设计了一种基于BIM和RFID技术的工程施工进度管理系统。
背景技术
BIM(Building Information Modeling)即建筑信息模型技术，是一种将建筑信息转化为三维模型来开张各项管理工作的技术，根据建筑工程信息、数据构建科学模型，对相关操作信息数据进入深入分析。
RFID(Radio Frequency Identification)即无线射频信息识别技术，能结合无线电波及时通讯，可以在建筑工程上储存所需要的信息，通过专用设备直接读取存储信息。
近年来随着建筑工程行业朝着数字化、智能化的方向发展，BIM+RFID技术在工程的施工阶段应用日益广泛，弥补了传统工程系统缺少现场施工进度管理的缺陷，但由于建筑行业独有的复杂性，一个项目从设计到建设再到运营，工程周期长，涉及专业范围广，导致多数施工现场属于粗放型管理，获取的施工进度信息不完整，例如现有相关系统一般利用RFID对建筑构件进行采集数据，采集的数据通常为构件在生产、运输、使用中所记录的数据，然后输入到BIM系统进行建模分析，单单通过RFID对构件的状态分析，无法完整的将现场工程施工进度实时、完整、精准的进行管理。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提出一种基于BIM和RFID技术的工程施工进度管理系统，本发明设计的技术方案包括：
RFID标签、RFID读写器和BIM计算机；所述RFID标签用于储存建筑工程的施工项目信息；所述RFID读写器用于读取RFID标签和录入现场人员的实时施工进度信息；所述BIM计算机包括储存模块和施工进度计算模块；所述储存模块用于储存建筑工程的建筑三维模块、RFID标签的信息和实时施工进度信息；所述施工进度计算模块用于根据储存模块储存的建筑三维模块、RFID标签的信息和实时施工进度信息进行计算并输出施工报表。
优选地，所述RFID标签设置在组装构件与施工现场建筑相应位置上，并设有定位模块，用于实时监控组装构件的位置和录入施工现场建筑的信息。
优选地，所述RFID读写器包括固定式RFID读写器与手持式RFID读写器；所述固定式RFID读写器安装在流水线上，用于对组装构件上的RFID标签进行信息读取，获得施工构件信息；所述手持式RFID读写器配备在现场人员上，用于对施工现场建筑相应位置上的RFID标签进行信息读取。
优选地，所述施工构件信息包括构件预制阶段的数据核对、构件运输与验收进场、构件尺寸及孔位信息、构件安装次序确定、构件现场存放情况和构件安装后质量验收。
优选地，所述施工进度计算模块计算并输出施工报表包括以下步骤：
S10：获取BIM模块的数据；
S20：计算预估施工进度时间Y1；
S30：计算实际施工进度时间Y2；
S40：生成施工报表。
优选地，所述S20的预估施工进度时间公式如下：
通过电性连接获取BIM模块中工程建设的数据，然后计算预估施工进度：
式中，Y1为预估的施工进度、T1施工当天的时间、T2为施工开始的时间、T3为预估施工结束的时间。
优选地，所述S30的计算实际施工进度时间Y2公式如下：
式中，Y2为实际的施工进度、K1为施工完成量、K2为施工总量；
施工进度延迟时间：
ΔT＝(Y2*k-Y1)*(T3-T2)
式中，k为实际的施工实际调整系数；
所述实际的施工实际调整系数公式如下：
式中，kv为实时施工进度完成的建设材料的体积；kV为计划需要完成的建设材料总体积；kn为实时施工进度完成的建设材料的数量；kN为计划需要完成的建设材料总数量。
优选地，所述系统还包括第一对讲模块和第二对讲模块；所述第一对讲模块和第二对讲模块包括麦克风模块、音响模块和无线通讯模块；所述第一对讲模块设置在RFID读写器内，用于与第二对讲模块进行无线沟通；所述第二对讲模块与BIM计算机电性连接。
有益效果：
1、通过设置RFID标签在组装构件和施工现场建筑相应位置上，并且现场人员可以通过手持式RFID读写器录入现场进度信息，能将现场信息实时、完整、精准的传递到BIM数据库，使BIM对于施工进度的建模和分析更加准确；
2、根据现场人员录入的现场进度信息，可以通过计算模块清晰了解到施工进度状态以及材料投入状态，能更加合理的分配资金、及时调整施工工期，最大限度降低管理层对于现场施工的不利影响；
3、通过设置对讲模块，增强现场人员与管理人员的沟通效果。
附图说明
图1是本发明一个较佳实施例的系统结构示意图；
图2是本发明一个较佳实施例的施工进度计算模块的输出报表流程示意图；
图3是本发明一个较佳实施例的RFID读写器连接对讲机的结构示意图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，下述的实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
本发明设计了一种基于BIM和RFID技术的工程施工进度管理系统，技术方案包含，如图1所示，具体包括：
RFID标签、RFID读写器和BIM计算机；所述RFID标签用于储存建筑工程的施工项目信息；所述RFID读写器用于读取RFID标签和录入现场人员的实时施工进度信息；所述BIM计算机包括储存模块和施工进度计算模块；所述储存模块用于储存建筑工程的建筑三维模块、RFID标签的信息和实时施工进度信息；所述施工进度计算模块用于根据储存模块储存的建筑三维模块、RFID标签的信息和实时施工进度信息进行计算并输出施工报表。
优选地，所述RFID标签设置在组装构件与施工现场建筑相应位置上，并设有定位模块，用于实时监控组装构件的位置和录入施工现场建筑的信息。
优选地，所述RFID读写器包括固定式RFID读写器与手持式RFID读写器；所述固定式RFID读写器安装在流水线上，用于对组装构件上的RFID标签进行信息读取，获得施工构件信息；所述手持式RFID读写器配备在现场人员上，用于对施工现场建筑相应位置上的RFID标签进行信息读取。
具体的，手持式RFID读写器22包含信息录入系统，用于录入现场人员的实时施工进度信息。
优选地，所述施工构件信息包括构件预制阶段的数据核对、构件运输与验收进场、构件尺寸及孔位信息、构件安装次序确定、构件现场存放情况和构件安装后质量验收。
具体的，在建筑工程施工前，需要对各施工构件进行专项深入，进行RFID标签1的信息录入，依次为构件预制阶段的数据核对(信息写入信息标签，在预制阶段通过信息标签内数据的读取获得构件的详细情况)、构件运输与验收进场(将构件的生产需求输入在信息标签之中，通过读写器读写来明确运输目的地和目标构件是否是一致的)、构件尺寸及孔位信息(写入尺寸以及孔位的信息，以构件自身数据存储的方式，在读写器读写后知悉改构件的具体尺寸和孔位信息，确保所有构件安装在正确位置，减少不必要的返工发生)、构件安装次序确定(将具体施工次序录入RFID标签，通过读写器扫描获取构件的预设次序，确保次序的正确性)、构件现场存放情况(录入构件对应的施工位置，扫描后知悉构件的施工次序，将构件各自分配到存储仓库)和构件安装后质量验收(录入构件的位置关系及质量，读写后，可明确构件的生产运输流程以及质量情况，在后续质量管控及验收过程可知悉构件的质量情况)，此外本发明在施工构件信息的基础上还可以添加工作检验功能，用于管理人员的工作进度。
优选地，如图2所示，所述施工进度计算模块计算并输出施工报表包括以下步骤：
S10：获取BIM模块的数据；
S20：计算预估施工进度时间Y1；
S30：计算实际施工进度时间Y2；
S40：生成施工报表。
具体的，施工进度计算模块进行计算并输出结果之前，由于建筑三维模型、RFID标签的信息和实施施工进度信息的内容多样化，其中涉及的数据信息混乱，来源也多，例如RFID标签信息通常需要认人为进行标记，需要专业知识背景的作业人员进行标记，有些复杂数据还可能因为具有较大的变化增加标记难度，这些都会导致最终的RFID标签信息出现部分数据标记错误，产生标签噪声；这种情况会导致后续对数据管控水平下降，间接影响输出结果，因此本发明还可以在施工进度计算模块进行计算并输出结果之前，以一致性、正确性、完整性数据为目标，对RFID标签的信息和实时施工进度信息进行优化处理，包括：
利用状态数据关联性对RFID标签的信息和实时施工进度信息进行融合处理，利用关联度分析，剔除了弱关联度的RFID标签的信息和实时施工进度信息，并通过对RFID读写器和BIM计算机设定权值系数，结合加权数据融合方式实现RFID标签的信息和实时施工进度信息的数据融合，所述关联度分析公式如下：
式中，x为RFID标签的信息，y为实时施工进度信息，T(x，y)为两个融合数据的关联度，取值在0-1之间，T(x，y)越高表示关联度越高，Z(x，y)为两个融合数据的概率密度分布，Z(x)和Z(y)为两个融合数据的统计概率；
具体的，可以为将数据划分到节点集中后，根据节点数据的丰富度与子节点数量之间存在着一定关联，并且当子节点的数量越多，该子节点在后续融合过程中的相关性更高，即Z(x)和Z(y)为两个融合数据的在节点集中通过数据挖掘得到的统计概率，并设置时间关联度的阈值为0.5，当大于0.5保留相关的RFID标签的信息和实时施工进度信息，当小于等于0.5剔除相关的RFID标签的信息和实时施工进度信息。
优选地，所述S20的预估施工进度时间公式如下：
通过电性连接获取BIM模块中工程建设的数据，然后计算预估施工进度：
式中，Y1为预估的施工进度、T1施工当天的时间、T2为施工开始的时间、T3为预估施工结束的时间。
优选地，S30的计算实际施工进度时间Y2公式如下：
式中，Y2为实际的施工进度、K1为施工完成量、K2为施工总量；
施工进度延迟时间：
ΔT＝(Y2*k-Y1)*(T3-T2)
式中，k为实际的施工实际调整系数；
实际的施工实际调整系数公式如下：
式中，kv为实时施工进度完成的建设材料的体积；kV为计划需要完成的建设材料总体积；kn为实时施工进度完成的建设材料的数量；kN为计划需要完成的建设材料总数量。
具体的，S20和S30中的数据均由BIM模块31根据RFID标签1获取的实时施工进度进行仿真输出的结果；然后上述计算得到的数据和BIM模块31原先储存的数据进行汇总，生成报表，包括施工日报、月报、季度报表、还可以根据汇总情况，分析得到开工情况、完工情况、进度滞后情况、产值情况、设备使用情况及物料消耗情况。
优选地，如图3所示，所述系统还包括第一对讲模块和第二对讲模块；所述第一对讲模块和第二对讲模块包括麦克风模块、音响模块和无线通讯模块；所述第一对讲模块设置在RFID读写器内，用于与第二对讲模块进行无线沟通；所述第二对讲模块与BIM计算机电性连接。
具体的，RFID标签1为双频单极子RFID标签，由于建筑工程内复杂，无线通讯信息容易受干扰，考验无线通讯天线信号，本申请使用双频单极子RFID标签的天线，而天线传输品质主要体现的参数为宽度、厚度、厚度误差基于宽度误差等，双频单极子RFID标签天线具体参数表如下：
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的试验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (8)
1.一种基于BIM和RFID技术的工程施工进度管理系统，其特征在于，包括：RFID标签、RFID读写器和BIM计算机；所述RFID标签用于储存建筑工程的施工项目信息；所述RFID读写器用于读取RFID标签和录入现场人员的实时施工进度信息；所述BIM计算机包括储存模块和施工进度计算模块；所述储存模块用于储存建筑工程的建筑三维模块、RFID标签的信息和实时施工进度信息；所述施工进度计算模块用于根据储存模块储存的建筑三维模块、RFID标签的信息和实时施工进度信息进行计算并输出施工报表。
2.根据权利要求1所述的一种基于BIM和RFID技术的工程施工进度管理系统，其特征在于，所述RFID标签设置在组装构件与施工现场建筑相应位置上，并设有定位模块，用于实时监控组装构件的位置和录入施工现场建筑的信息。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于BIM和RFID技术的工程施工进度管理系统，其特征在于，所述RFID读写器包括固定式RFID读写器与手持式RFID读写器；所述固定式RFID读写器安装在流水线上，用于对组装构件上的RFID标签进行信息读取，获得施工构件信息；所述手持式RFID读写器配备在现场人员上，用于对施工现场建筑相应位置上的RFID标签进行信息读取。
4.根据权利要求3所述的一种基于BIM和RFID技术的工程施工进度管理系统，其特征在于，所述施工构件信息包括构件预制阶段的数据核对、构件运输与验收进场、构件尺寸及孔位信息、构件安装次序确定、构件现场存放情况和构件安装后质量验收。
5.根据权利要求1所述的一种基于BIM和RFID技术的工程施工进度管理系统，其特征在于，所述施工进度计算模块计算并输出施工报表包括以下步骤：
S10：获取BIM模块的数据；
S20：计算预估施工进度时间Y1；
S30：计算实际施工进度时间Y2；
S40：生成施工报表。
6.根据权利要求5所述的一种基于BIM和RFID技术的工程施工进度管理系统，其特征在于，所述S20的预估施工进度时间公式如下：
通过电性连接获取BIM模块中工程建设的数据，然后计算预估施工进度：
式中，Y1为预估的施工进度、T1施工当天的时间、T2为施工开始的时间、T3为预估施工结束的时间。
7.根据权利要求5所述的一种基于BIM和RFID技术的工程施工进度管理系统，其特征在于，所述S30的计算实际施工进度时间Y2公式如下：
式中，Y2为实际的施工进度、K1为施工完成量、K2为施工总量；
施工进度延迟时间：
ΔT＝(Y2*k-Y1)*(T3-T2)
式中，k为实际的施工实际调整系数；
所述实际的施工实际调整系数公式如下：
式中，kv为实时施工进度完成的建设材料的体积；kV为计划需要完成的建设材料总体积；kn为实时施工进度完成的建设材料的数量；kN为计划需要完成的建设材料总数量。
8.根据权利要求1所述的一种基于BIM和RFID技术的工程施工进度管理系统，其特征在于，所述系统还包括第一对讲模块和第二对讲模块；所述第一对讲模块和第二对讲模块包括麦克风模块、音响模块和无线通讯模块；所述第一对讲模块设置在RFID读写器内，用于与第二对讲模块进行无线沟通；所述第二对讲模块与BIM计算机电性连接。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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