一种基于bim的智慧工地系统
技术领域
1.本技术涉及工地管理技术领域，更具体地，涉及一种基于bim的智慧工地系统。
背景技术：2.目前，我国轨道交通发展迅猛，而车辆基地是轨道交通设计中最重要且最负责的单项工程。由于车辆基地占地面积较大，一般10～30ha不等，因此，车辆基地的施工过程极其复杂。按照传统的工地管理模式，往往会出现劳务人员信息不透明、信息传递不及时、大型施工设备资源利用率低等现象，从而导致工期延误，增加不必要的投资和浪费。目前，轨道交通行业已逐步应用智慧工地系统，可较好的解决轨道交通车辆基地施工过程存在的以上问题。但随着智慧工地的应用逐渐深入，其二维显示不直观等问题也逐步凸显，建筑信息模型(building information modeling，bim)是建筑领域广泛应用的建筑信息化工具，目前bim技术在工程设计等领域应用逐渐广泛，但在施工领域目前应用仍较少。
技术实现要素：3.针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于bim的智慧工地系统，该系统基于bim平台对施工现场进行智能化监控，有效地提高了施工现场的管理水平、效率以及施工的安全性。
4.为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了基于bim的智慧工地系统，该系统包括：基于bim模型建立的bim平台以及与所述bim平台连接的人员管理模块；其中，
5.所述人员管理模块具有人员监控单元，该人员监控单元包括定位单元与定位基站；
6.所述定位单元设置于作业人员的可穿戴智能设备中，用于定位作业人员的位置信息，所述定位基站与定位单元实时或每隔预设时间进行无线通信连接，用于将作业人员位置信息发送至bim平台，所述bim平台基于所述位置信息生成作业人员的作业轨迹。
7.进一步的，上述基于bim的智慧工地系统，所述人员管理模块还包括考勤记录单元与业务能力记录单元；
8.所述考勤记录单元包括人脸识别模块和/或指纹识别模块，用于生成作业人员考勤信息；所述个人业务能力记录单元用于生成作业人员业务能力信息，至少包括姓名、工号、工龄，工种、作业评级信息。
9.进一步的，上述基于bim的智慧工地系统，还包括施工设备管理模块，所述施工设备管理模块包括传感组件与安全控制组件；其中，
10.所述传感组件设置于施工设备上，用于实时采集施工设备运行数据并上传至bim平台；所述安全控制组件与所述bim平台连接，用于接收bim平台下发的异常运行数据，并发出警报。
11.进一步的，上述基于bim的智慧工地系统，还包括安防模块，所述安防模块包括周界防护单元和智能水电监测单元；其中，
12.所述周界防护单元包括对射探头装置与警报装置，所述对射探头装置用于监测施工现场的异常入侵信息并上传至bim平台，所述警报装置与所述bim平台连接，用于接收bim平台下发的异常入侵信息并发出警报，以及将警报数据上传至所述bim平台；
13.所述智能水电监测单元包括智能水表装置与智能电表装置，所述智能水表装置用于自动远程读取水表数据，所述智能电表装置用于自动远程读取电表数据，以及分析电路数据发出电路异常预警。
14.进一步的，上述基于bim的智慧工地系统，还包括天气预报模块；所述天气预报模块包括天气预报监控单元、天气预报处理单元与天气预报预警单元；
15.所述天气预报监控单元用于监测各气象台当天以及未来一段时间的天气数据并上传至所述bim平台，所述bim平台用于筛选出不符合预设标准的天气数据并发出天气处理指令至所述天气预报处理单元，以及发出天气预警指令至所述天气预报预警单元；
16.所述天气预报处理单元包括降温装置与降尘装置，天气预报处理单元接收所述天气处理指令并采用降温和/或降尘方法进行天气处理；
17.所述天气预报预警单元用于接收所述天气预警指令并发出预警。
18.进一步的，上述基于bim的智慧工地系统，还包括视频管理模块；所述视频管理模块包括视频监控单元；
19.所述视屏监控单元包括若干个分布于工地内的摄像装置，用于实时采集工地的场景图像并上传至所述bim平台，所述bim平台用于识别所述场景图像判断是否存在违规现象，并在场景图像中进行标注以及发出警报；所述违规现象至少包括作业人员行为异常与作业施工设备行为异常其中之一；
20.进一步的，上述基于bim的智慧工地系统，还包括危大工程管理模块；所述危大工程管理模块包括基坑监测单元、边坡监测单元与大体积混凝土监测单元；
21.所述基坑监测单元包括多个传感器，用于通过上述传感器监测基坑相邻的建筑物和/或附属设施的状况；所述边坡监测单元具有测量仪器，其用于通过该测量仪器获取边坡岩石移动状况，以监测边坡状态；所述大体积混凝土监测单元用于监测混凝土温湿度与环境温度，并计算里表温差与降温速率。
22.进一步的，上述基于bim的智慧工地系统，还包括物料统计管理模块，所述物料统计管理模块用于对施工现场的物料的进出记录与使用情况记录进行统计管理。
23.进一步的，上述基于bim的智慧工地系统，还包括项目节点监测模块，所述项目节点监测模块用于采集当前项目信息与进度数据并发送至所述bim平台，bim平台根据接收的数据分析当前项目信息与进度数据生成下一阶段指令。
24.进一步的，上述基于bim的智慧工地系统，所述bim平台包括处理单元、显示单元与数据关联单元；
25.所述处理单元用于接收并处理与bim平台连接的各模块的信息数据；
26.所述数据关联单元用于将所述信息数据与所述bim模型进行关联；
27.所述显示单元用于显示关联后的信息数据。
28.总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
29.本发明提供的一种基于bim的智慧工地系统，该系统通过bim技术对施工现场进行
智能化监控，该系统的定位单元设置于作业人员的可穿戴智能设备中，定位基站与定位单元实时或每隔预设时间进行无线通信连接，通过bim平台生成作业人员的作业轨迹，实现了现场作业人员的实时可视化监管，管理人员能够及时发现异常状况，并且有效地提高了施工现场的管理水平、施工效率以及施工的安全性，降低了施工成本。
附图说明
30.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，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的附图。
31.图1为本技术实施例提供的一种基于bim的智慧工地系统的结构示意图。
具体实施方式
32.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
33.本技术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”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，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、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
34.图1为本技术实施例提供的一种基于bim的智慧工地系统的结构示意图，请参阅图1，该系统包括基于bim模型建立的bim平台以及与bim平台连接的人员管理模块；
35.人员管理模块用于采集作业人员的位置信息并上传至所述bim平台述bim平台基于所述位置信息生成作业人员的作业轨迹；bim平台还用于建立施工现场的bim模型以及将接收的信息数据与所述bim平台进行关联。
36.在一个具体的实施例中，人员管理模块具有人员监控单元，该人员监控单元包括定位单元与定位基站；定位单元设置于安全帽或可穿戴智能设备例如智能手环中，用于定位作业人员的位置信息；定位基站与定位单元实时或每隔预设时间进行无线通信连接，计算出定位单元相对定位基站的距离和方向；根据定位基站的位置和定位单元相对定位基站的距离和方向，可以确定定位单元的位置信息，该定位单元的位置信息即作业人员位置信息。定位基站与bim平台进行无线通信连接，将作业人员的位置信息发送至bim平台，bim平台根据定位基站发送的作业人员的位置信息，对bim平台上显示的作业人员位置进行更新，并且根据接收到的作业人员位置信息，生成作业人员的作业轨迹。
37.进一步的，人员管理模块还包括考勤记录单元、业务能力记录单元与工资管理单元；其中，考勤记录单元包括人脸识别模块和/或指纹识别模块，用于生成作业人员考勤信息并上传至bim平台；工资管理单元用于生成作业人员工资信息并上传至bim平台；业务能力记录单元用于生成作业人员业务能力信息并上传至bim平台，业务能力信息至少包括姓名、工号、工龄，工种、作业评级信息等。
38.本技术提出的智慧工地系统还包括施工设备管理模块，其与渣土运输车、混凝土搅拌泵车、推土机、挖掘机、压路机和塔吊等施工设备连接；其中，施工设备管理模块包括传感组件与安全控制组件；传感组件设置于施工设备上，用于实时采集施工设备的位置信息、运力信息和工作状态信息并上传至bim平台；安全控制组件与bim平台连接，用于接收bim平台下发的异常运行数据，并发出警报。
39.本技术提出的智慧工地系统还包括安防模块，用于采集安防信息并上传至bim平台，安防模块包括周界防护单元和智能水电监测单元；其中，周界防护单元包括对射探头装置与警报装置，对射探头装置用于监测施工现场的异常入侵信息并上传至bim平台，警报装置与bim平台连接，用于接收bim平台下发的异常入侵信息并发出警报，并将警报数据上传至bim平台，能够有效防止现场物资被盗，防止外来人员或务工人员误入，避免各种潜在的生命财产危险。智能水电监测单元包括智能水表装置与智能电表装置，智能水表装置用于自动远程读取水表数据，并可按照月、日或时等不同方式查看，实现
‘
四节一环保’理念。智能电表装置用于自动远程读取电表数据，以及分析电路数据发出电路异常预警。进一步地，可通过水量与电量推算理论人数，防止车辆基地建设过程中造成的水、电浪费，能够有效的解决施工过程中的安全隐患。
40.本技术提出的智慧工地系统还包括天气预报模块，用于采集当前天气信息及未来天气预报信息并上传至所述bim平台；天气预报模块包括天气预报监控单元、天气预报处理单元与天气预报预警单元；天气预报监控单元用于监测各气象台当天以及未来一段时间的风速、风向、温度、湿度以及气压等天气数据并上传至bim平台，bim平台根据接收到的天气数据，筛选出不符合预设标准的天气数据并对应发出天气处理指令至所述天气预报处理单元，以及发出天气预警指令至天气预报预警单元；天气预报处理单元包括降温装置与降尘装置，天气预报处理单元接收天气处理指令后，响应天气处理指令采用降温与降尘方法进行天气处理，改善作业环境直至符合预设标准，天气预报预警单元用于接收天气预警指令并发出预警。例如当bim平台确定当前工地作业温度高于基地建设标准时，就会采取降温措施，启动工地喷淋系统；当bim平台确定未来将有强降雨，不适合基地作业，就会发出预警指令到天气预警单元，天气预警平台接收到bim平台发送的预警指令后，以声音的形式发出预警，提前提醒作业人员做好防水工作采取避雨措施。
41.本技术提出的智慧工地系统还包括视频管理模块，用于采集图像视频信息并上传至bim平台；视频管理模块包括视频监控单元与视频会议单元；视屏监控单元包括若干个分布于工地内的摄像装置，用于实时采集工地的场景图像并上传至所述bim平台，所述bim平台识别所述场景图像判断是否存在违规或异常现象，至少包括作业人员行为异常与作业大型施工设备行为异常其中之一，并在场景图像中进行标注以及发出警报；视屏会议单元用于实现远程视屏会议，加快基地建设过程中信息传递速度，缩短决策和执行周期，优化施工现场的沟通模式。
42.本技术提出的智慧工地系统还包括危大工程管理模块，用于采集危大工程的监测数据信息并上传至bim平台；危大工程管理模块包括基坑监测单元、边坡监测单元与大体积混凝土监测单元；基坑监测单元包括多个传感器，用于通过上述传感器如土压力盒、锚杆应力计以及孔隙水压计等监测基坑相邻的建筑物和/或附属设施的状况，例如在车辆基地基坑开挖阶段、支护阶段、支护施工阶段、地下建筑施工阶段及竣工后周边相邻建筑物、附属
设施等的稳定情况；边坡监测单元具有测量仪器，用于通过tdr、渗压计、固定式测斜仪以及雨量计等测量仪器获取边坡岩石移动状况，以监测边坡状态；大体积混凝土监测单元用于监测混凝土温湿度与环境温度，并计算里表温差与降温速率，当超出设定阈值时立刻发出警报。
43.本技术提出的智慧工地系统还包括物料统计管理模块与项目节点监测模块；物料统计管理模块用于通过人工和自动化机器自动识别物料的采购、消耗等，按照不同类别的物料分别进行统计所有物料的进出记录、使用情况记录，以指导施工现场的物料采购和使用。项目节点监测模块与施工项目相连接，用于采集当前项目信息与进度数据并发送至所述bim平台，bim平台分析当前项目信息与进度数据生成下一阶段指令，并提示下一阶段的项目内容。
44.本技术提出的bim平台包括处理单元、显示单元与数据关联单元；处理单元用于接收并处理与bim平台连接的各模块的信息数据；数据关联单元用于将信息数据与bim模型进行关联；显示单元用于显示关联后的信息数据。
45.本发明提供的一种基于bim的智慧工地系统，该系统通过bim技术对施工现场进行智能化监控，采集各工程信息并与所建立的bim模型相关联，从而在bim平台中对智慧工地进行可视化集成管理，实现了作业现场作业人员、施工设备、物料、天气、项目节点以及安防信息等的实时可视化监管，能够及时发现异常状况，有效提高施工现场的管理水平、施工效率以及施工的安全性并且降低了施工成本。
46.需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本技术并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本技术，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本技术所必须的。
47.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
48.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些服务接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
49.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
50.另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
51.以上所述者，仅为本公开的示例性实施例，不能以此限定本公开的范围。即但凡依
本公开教导所作的等效变化与修饰，皆仍属本公开涵盖的范围内。本领域技术人员在考虑说明书及实践这里的公开后，将容易想到本公开的其实施方案。本技术旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未记载的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的范围和精神由权利要求限定。
52.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
53.本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
技术特征：1.一种基于bim的智慧工地系统，其特征在于，包括基于bim模型建立的bim平台以及与所述bim平台连接的人员管理模块；其中，所述人员管理模块具有人员监控单元，该人员监控单元包括定位单元与定位基站；所述定位单元设置于作业人员的可穿戴智能设备中，用于定位作业人员的位置信息，所述定位基站与定位单元实时或每隔预设时间进行无线通信连接，用于将作业人员位置信息发送至bim平台，所述bim平台基于所述位置信息生成作业人员的作业轨迹。2.如权利要求1所述的基于bim的智慧工地系统，所述人员管理模块还包括考勤记录单元与业务能力记录单元；所述考勤记录单元包括人脸识别模块和/或指纹识别模块，用于生成作业人员考勤信息；所述个人业务能力记录单元用于生成作业人员业务能力信息，至少包括姓名、工号、工龄，工种、作业评级信息。3.如权利要求1所述的基于bim的智慧工地系统，还包括施工设备管理模块，所述施工设备管理模块包括传感组件与安全控制组件；其中，所述传感组件设置于施工设备上，用于实时采集施工设备运行数据并上传至bim平台；所述安全控制组件与所述bim平台连接，用于接收bim平台下发的异常运行数据，并发出警报。4.如权利要求1所述的基于bim的智慧工地系统，还包括安防模块，所述安防模块包括周界防护单元和智能水电监测单元；其中，所述周界防护单元包括对射探头装置与警报装置，所述对射探头装置用于监测施工现场的异常入侵信息并上传至bim平台，所述警报装置与所述bim平台连接，用于接收bim平台下发的异常入侵信息并发出警报，以及将警报数据上传至所述bim平台；所述智能水电监测单元包括智能水表装置与智能电表装置，所述智能水表装置用于自动远程读取水表数据，所述智能电表装置用于自动远程读取电表数据，以及分析电路数据发出电路异常预警。5.如权利要求1所述的基于bim的智慧工地系统，还包括天气预报模块；所述天气预报模块包括天气预报监控单元、天气预报处理单元与天气预报预警单元；所述天气预报监控单元用于监测各气象台当天以及未来一段时间的天气数据并上传至所述bim平台，所述bim平台用于筛选出不符合预设标准的天气数据并发出天气处理指令至所述天气预报处理单元，以及发出天气预警指令至所述天气预报预警单元；所述天气预报处理单元包括降温装置与降尘装置，天气预报处理单元接收所述天气处理指令并采用降温和/或降尘方法进行天气处理；所述天气预报预警单元用于接收所述天气预警指令并发出预警。6.如权利要求1所述的基于bim的智慧工地系统，还包括视频管理模块；所述视频管理模块包括视频监控单元；所述视屏监控单元包括若干个分布于工地内的摄像装置，用于实时采集工地的场景图像并上传至所述bim平台，所述bim平台用于识别所述场景图像判断是否存在违规现象，并在场景图像中进行标注以及发出警报；所述违规现象至少包括作业人员行为异常与作业施工设备行为异常其中之一。7.如权利要求1所述的基于bim的智慧工地系统，还包括危大工程管理模块；所述危大
工程管理模块包括基坑监测单元、边坡监测单元与大体积混凝土监测单元；所述基坑监测单元包括多个传感器，用于通过上述传感器监测基坑相邻的建筑物和/或附属设施的状况；所述边坡监测单元具有测量仪器，其用于通过该测量仪器获取边坡岩石移动状况，以监测边坡状态；所述大体积混凝土监测单元用于监测混凝土温湿度与环境温度，并计算里表温差与降温速率。8.如权利要求1所述的基于bim的智慧工地系统，还包括物料统计管理模块，所述物料统计管理模块用于对施工现场的物料的进出记录与使用情况记录进行统计管理。9.如权利要求1所述的基于bim的智慧工地系统，还包括项目节点监测模块，所述项目节点监测模块用于采集当前项目信息与进度数据并发送至所述bim平台，bim平台根据接收的数据分析当前项目信息与进度数据生成下一阶段指令。10.如权利要求1所述的基于bim的智慧工地系统，所述bim平台包括处理单元、显示单元与数据关联单元；所述处理单元用于接收并处理与bim平台连接的各模块的信息数据；所述数据关联单元用于将所述信息数据与所述bim模型进行关联；所述显示单元用于显示关联后的信息数据。
技术总结本申请公开了一种基于BIM的智慧工地系统，该系统包括基于BIM模型建立的BIM平台以及与BIM平台连接的人员管理模块，人员管理模块用于生成作业人员的作业轨迹；该系统还包括施工设备管理模块用于监测施工设备运行状态；安防模块用于监测施工现场异常入侵信息；天气预报模块用于监测气象信息并发出预警；视频管理模块用于监控工地场景；危大工程管理模块用于监测基坑建筑物状态；项目节点监测模块用于监测项目进度数据。本发明通过BIM技术对施工现场进行智能化监控，在BIM平台中对智慧工地进行可视化集成管理，有效提高施工现场的管理水平、施工效率以及施工的安全性并且降低了施工成本。成本。成本。
技术研发人员：郭钦 刘奥 李成洋 姚应峰 李威 种传强 廖永亮 陈东 完颜靖 叶冠宏 孟鸿飞 赵文涛 郭文浩
受保护的技术使用者：中铁第四勘察设计院集团有限公司
技术研发日：2022.07.18
技术公布日：2022/11/1
