CN214623728U - 基于bim的建筑施工监管系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种基于BIM的建筑施工监管系统，通过在坝体施工工程中的各关键应力检测点上分别设置半导体压力传感器，能对施工过程中各关键控制点的应力变化值进行准确测量，通过数据传输模块分别与各半导体压力传感器电连接，数据传输模块与BIM数据库电连接，从而实时同步获取并存储施工工程中，各安全压力检测点的应力变化值，便于后续建模时对上述数据的有效利用；同时在各安全压力检测点处设置定位装置，各定位装置均与数据传输模块电连接，实现对各安全压力检测点的位置数据实时获取和存储，便于合成BIM模型时使用上述数据获得准确性较高的BIM。

Description

基于BIM的建筑施工监管系统

技术领域

本申请涉及工程技术领域，特别是一种基于BIM的建筑施工监管系统。

背景技术

BIM(Building Information Model，建筑信息模型)进入我国已是10年有余，主要用于工程建设行业中，它将工程项目中各参与方需要和产生的信息参数作为基础进行建模,携带信息属性的模型在工程项目策划、建设、运营维护的全生命周期中进行共享、传递和更新。

模型中储存了多项信息，包括：几何结构、空间关系、地域性信息、建筑物组件数量及特性、预算成本、物料库存及项目时间表，用于展示建筑物整个生命周期。

采用建筑物信息模型，可实时得知物料的数量及共同特性，界定工程范围，以相对比例显示整体设施或设施群组的系统、组件及工序，并集合各建造业文件，包括：图纸、采购详情、申请程序及其他规格。这些信息能直接用于建筑的管理。

现有水利工程包括地形BIM模型和建筑BIM模型，在施工工程中，常需实时获取工程进度，以便通过BIM的协同功能，实现各专业对工程的共同监管。现有实时施工数据多通过人工输入，效率低，准确性差，监控效果差。

多修建在山区等偏远地区，施工工程中，对于已建成结构体的受力情况，仅能根据经验，定期测量，无法获取实时数据。坝体多修建与河道等土壤松软区域，此类区域的建筑物受到土壤特性的影响，对其施工工程中的安全性监测要求较高。定期人工测量容易导致最佳时机的贻误。现有监管系统，严重限制了BIM模型在水利工程领域的运用。

实用新型内容

本申请提供了一种用于解决上述技术问题的基于BIM的建筑施工监管系统。

本申请提供了一种基于BIM的建筑施工监管系统，包括：多个半导体压力传感器、多个定位模块、多个摄像头组件、电池组件、数据传输模块、BIM数据库，多个半导体压力传感器分别设置于坝体施工过程中的各关键应力检测点上；

多个定位模块分别设置于坝体施工过程中的各关键应力检测点上；

多个半导体压力传感器分别与数据传输模块电连接；

多个定位模块分别与数据传输模块电连接；

多个摄像头组件设置于坝体施工工地周围区域，并朝向施工区域获取图像设置；

多个摄像头组件分别与数据传输模块电连接；

各数据传输模块分别与BIM数据库电连接。

优选的，数据传输模块包括：第一数据传输模块、第二数据传输模块，第一数据传输模块与半导体压力传感器、定位模块电连接；第二数据传输模块与摄像头组件电连接。

优选的，第一数据传输模块为Zigbee标准数据传输模块。

优选的，电池组件包括：第一电池组件；第一电池组件分别与半导体压力传感器、定位模块、第一数据传输模块电连接。

优选的，电池组件包括：第二电池组件，第二电池组件分别与摄像头组件、第二数据传输模块电连接。

优选的，半导体压力传感器包括：探头、传感器接口、信号调理电路，探头设置于坝体施工过程中关键应力检测点处，并与关键点受力接触设置；探头与传感器接口电连接；传感器接口与信号调理电路电连接；信号调理电路与第一数据传输模块电连接。

优选的，包括：报警模块，报警模块与BIM数据库电连接。

本申请能产生的有益效果包括：

1)本申请所提供的基于BIM的建筑施工监管系统，通过在坝体施工工程中的各关键应力检测点上分别设置半导体压力传感器，能对施工过程中各关键控制点的应力变化值进行准确测量，通过数据传输模块分别与各半导体压力传感器电连接，数据传输模块与BIM数据库电连接，从而实时同步获取并存储施工工程中，各安全压力检测点的应力变化值，便于后续建模时对上述数据的有效利用；同时在各安全压力检测点处设置定位装置，各定位装置均与数据传输模块电连接，实现对各安全压力检测点的位置数据实时获取和存储，便于合成BIM模型时使用上述数据获得准确性较高的BIM。

2)本申请所提供的基于BIM的建筑施工监管系统，通过在各压力检测点设置定位装置，能对该关键点的位置进行准确定位，且一旦坝体在施工工程中由于地形位移导致坝体出现移位时，可准确记录并获取关键点的位置变化，便于在建模时利用此类数据。

3)本申请所提供的基于BIM的建筑施工监管系统，采用zig bee通讯标准的数据传输模块进行各传感器数据传输，利用该协议的数据传输模块所具有的低功耗、低传输速率等特点，延长数据采集传输可靠性，能保证在整个施工工程中持续对各关键点的应力有效测量。

附图说明

图1为本申请提供的基于BIM的建筑施工监管系统示意图；

图例说明：

10、半导体压力传感器；11、传感器接口；12、信号调理电路；13、定位模块；20、第一数据传输模块；31、第一电池组件；32、第二电池组件；21、第二数据传输模块；60、摄像头组件；40、BIM数据库；51、阈值判断模块；50、报警模块。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施方式的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

参见图1，本申请提供的基于BIM的建筑施工监管系统，包括：多个半导体压力传感器10、多个定位模块13、多个摄像头组件60、电池组件、数据传输模块、BIM数据库40，多个半导体压力传感器10分别设置于坝体施工过程中的各关键应力检测点上；

多个定位模块13分别设置于坝体施工过程中的各关键应力检测点上；

多个半导体压力传感器10分别与数据传输模块电连接；

多个定位模块13分别与数据传输模块电连接；

多个摄像头组件60设置于坝体施工工地周围区域，并朝向施工区域获取图像设置；

多个摄像头组件60分别与数据传输模块电连接；

各数据传输模块分别与BIM数据库40电连接。

通过在坝体施工工程中分别在坝体施工中的关键应力检测点上分别设置半导体压力传感器10能有效获取各应力点的有效应力值，并配合设置于相同位置的定位模块13，实现对应力值与所测点的位置信息同步获取，并通过数据传输模块将所获得的应力值和位置信息同步传输至BIM数据库40中，当需要对施工工程中各关键点的应力变化情况进行建模时，能有效直接利用上述信息，提高信息获取效率、准确性，并配合BIM建模工程实现对信息的有效可视化利用。

通过在施工工地周围设置摄像头组件60，能对施工过程的视频图像实时获取并更新传输至数据库中，便于后期建模时，能根据需要调取模型对应时刻的现场施工情况视频，从而实现对实时施工情况、受力情况的游侠分析利用，提高数据利用准确性。本申请中所用半导体压力传感器10可以为矿山监控中常用的压力传感器，在此不累述。所用定位模块13为常用定位装置，例如深圳市天工测控技术有限公司生产的SKM52型号gps天线一体化定位模块13。

优选的，数据传输模块包括：第一数据传输模块20、第二数据传输模块21，第一数据传输模块20与半导体压力传感器10、定位模块13电连接；第二数据传输模块21与摄像头组件60电连接。

通过分别采用第一、第二数据传输模块21分别对所获取的视频数据、压力位置数据进行传输，便于采用不同标准的传输模块，提高对不同大小，更新频率的数据进行传输，提高数据传输效率，同时降低能耗。例如对于应力、位置等信息，长时间更新缓慢，数据传输频率要求较低，视频数据较大，且更新频率较高。

优选的，第一数据传输模块20为Zigbee标准数据传输模块。本申请中所用第一数据传输模块20包括：深圳市沃进科技有限公司生产的型号为A7139的ZigBee远距离智能组网模块，采用该型号的模块能在实现数据传输的同时，采用Zigbee标准进行数据传输。该模块为单个芯片，其上按现有设置方式整合了Zig Bee射频前端，内存，微处理器，ADC，USART。

优选的，电池组件包括：第一电池组件31；第一电池组件31分别与半导体压力传感器10、定位模块13、第一数据传输模块20电连接。对半导体压力传感器10、定位模块13、第一数据传输模块20供电，由于数据更新较少，耗电量较低，故与摄像组件采用不同的供电模块，有利于提高电能的利用效率。

优选的，电池组件包括：第二电池组件32，第二电池组件32分别与摄像头组件60、第二数据传输模块21电连接。通过对耗电较高的摄像头组件60、第二数据传输模块21采用另一组功率更高的电池组件，能有效保障摄像头组件60的长期持续工作，避免断电导致数据采集遗失。

优选的，半导体压力传感器10包括：探头、传感器接口11、信号调理电路12，探头设置于坝体施工过程中关键应力检测点处，并与关键点受力接触设置；探头与传感器接口11电连接；传感器接口11与信号调理电路12电连接；信号调理电路12与第一数据传输模块20电连接。

优选的，包括：阈值判断模块51，阈值判断模块51与BIM数据库40电连接。通过设置阈值判断模块51，能对所获取应力值与预设阈值进行差值比较，比较后对所得差值进行判断，当该关键点所受应力大于阈值超过一定范围后，改变该时刻数据的存储延伸，从而在建模时体现出某一时刻的变化情况，提高建模后对施工工程中应力异常变化的获取，提高分析准确性。

优选的，包括：报警模块50，报警模块50与BIM数据库40电连接。通过对输入数据库内对应力值变化，进行与阈值的比较，当应力值超过阈值后，发出报警信息，提示用户对此时刻的信息进行重点关注，不旦能利用BIM建模实现数据可视化处理，能提高对工程施工过程的监管有效性。便于后续回溯分析施工过程中问题时，对可能产生问题的过程准确、高效定位。

本申请中所用摄像组件，可以为深圳市品众智能电子有限公司生产的x8高清摄像头；BIM数据库40可以为BIM建模所需数据库，也可以为存储模块如存储Seagate/希捷生产的ST4000NM0025型号SAS40T容量的硬盘；第二数据传输模块21为Wifi模块为深圳市海睿兴科技有限公司生产的ESP-32S型号。

阈值判断模块51可以为设置阈值的PLC模块；报警模块50可以为能向数据库中返回提示信息的PLC模块，所用PLC模块为三菱PLC FX1N-60MR-001。

尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于BIM的建筑施工监管系统，其特征在于，包括：多个半导体压力传感器(10)、多个定位模块(13)、多个摄像头组件(60)、电池组件、数据传输模块、BIM数据库(40)，多个半导体压力传感器(10)分别设置于坝体施工过程中的各关键应力检测点上；

多个定位模块(13)分别设置于坝体施工过程中的各关键应力检测点上；

多个半导体压力传感器(10)分别与数据传输模块电连接；

多个定位模块(13)分别与数据传输模块电连接；

多个摄像头组件(60)设置于坝体施工工地周围区域，并朝向施工区域获取图像设置；

多个摄像头组件(60)分别与数据传输模块电连接；

各数据传输模块分别与BIM数据库(40)电连接。

2.根据权利要求1所述的基于BIM的建筑施工监管系统，其特征在于，所述数据传输模块包括：第一数据传输模块(20)、第二数据传输模块(21)，第一数据传输模块(20)与半导体压力传感器(10)、定位模块(13)电连接；第二数据传输模块(21)与摄像头组件(60)电连接。

3.根据权利要求2所述的基于BIM的建筑施工监管系统，其特征在于，所述第一数据传输模块(20)为Zigbee标准数据传输模块。

4.根据权利要求2所述的基于BIM的建筑施工监管系统，其特征在于，所述电池组件包括：第一电池组件(31)；第一电池组件(31)分别与半导体压力传感器(10)、定位模块(13)、第一数据传输模块(20)电连接。

5.根据权利要求2所述的基于BIM的建筑施工监管系统，其特征在于，所述电池组件包括：第二电池组件(32)，第二电池组件(32)分别与摄像头组件(60)、第二数据传输模块(21)电连接。

6.根据权利要求1所述的基于BIM的建筑施工监管系统，其特征在于，所述半导体压力传感器(10)包括：探头、传感器接口(11)、信号调理电路(12)，探头设置于坝体施工过程中关键应力检测点处，并与关键点受力接触设置；探头与传感器接口(11)电连接；传感器接口(11)与信号调理电路(12)电连接；信号调理电路(12)与第一数据传输模块(20)电连接。

7.根据权利要求1所述的基于BIM的建筑施工监管系统，其特征在于，包括：报警模块(50)，所述报警模块(50)与BIM数据库(40)电连接。

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