一种多层次4d模型的bim风险监控系统及方法
【专利摘要】本发明公开一种多层次4D模型的BIM风险监控系统及方法，用于地铁施工风险监控，包括：BIM服务器，所述BIM服务器连接4D模型收集风险信息模块、4D模型收集施工进度信息模块和系统示意图模块，其中系统示意图模块包括工程模拟演练模块和系统施工进度模块。本发明基于施工的BIM应用，解决了BIM模型只作为设计辅助分析，实现了BIM模型的二次利用和二次开发，开创了BIM在施工领域的创新应用，采用多层次4D模型减少建模工作量并通过隧道施工进度的4D风险动态监控管理以及施工过程模拟的4D可视化，基于web的展现形式，使业主可以使用移动设备等手段随时查看工程的进展情况。
【专利说明】—种多层次4D模型的BIM风险监控系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及施工过程模拟和风险监控的【技术领域】，具体地说是一种将BM模型应用于地铁施工现场的多层次4D模型的BM风险监控系统及方法，实现向业主汇报进度等管理信息的“随时性”，“无纸化”。
【背景技术】
[0002]鉴于城市地铁工程的特殊性，具有隐蔽、庞大、复杂、局部区域风险集中等特点，研究地铁工程的安全及风险监控，有助于有效地降低灾害的影响，最大限度地保障人民生命财产安全，促进城市的可持续发展。对地铁工程的风险监控必须从规划设计、施工到运营全过程加强安全监控，其中施工阶段的监控最重要也是最难以实施的。
[0003]地铁施工安全风险监控的目的是对地铁施工过程的多种事故进行实时预警，这些事故包括建筑裂缝，坍塌、管线破损、人员死亡等，业主通过地铁施工风险监控系统可以了解施工的整体进度是否合理，成本造价等是否出现问题。地铁施工安全风险监控系统一般由输入模块、施工安全信息采集模块、数据输出模块、预警模块组成，施工安全信息采集的数据被储存到计算机的数据库中，供安全管理的技术人员查询，预警模块根据预选预选设置于系统中的准则预警。现有技术中，对于施工安全信息采集模块得到的数据分为人员、机械设备、环境、材料四个维度的实时数据，在对四个维度的数据进行存储和供计算机查询方面存在如下不足:通过CAD建模为施工过程提供可视化的平台，建模工作量大，监控施工时效率较低；所有数据均存储于同一计算机中，数据库存储量大，没有对施工进度、施工风险等信息进行分类存储、查询，监控系统需要的人力物力财力较多，施工的效率低下。
【发明内容】
[0004]针对现有技术的缺陷，本发明提供一种多层次4D模型的BIM风险监控系统及方法，将施工进度、施工风险信息进行分类储存，业主可以从BIM模型中提取风险源、施工进
度等信息。
[0005]本发明的技术方案是，提供一种多层次4D模型的BIM风险监控系统，所述多层次4D模型的BIM风险监控系统用于地铁施工风险监控，包括:BIM服务器，所述BIM服务器连接4D模型收集风险信息模块、4D模型收集施工进度信息模块和系统示意图模块。
[0006]优选的，所述系统示意图模块包括工程模拟演练模块和系统施工进度模块，所述BIM服务器通过数据接口将建模信息传输给业主。
[0007]优选的，所述风险信息主要包括沉降值、位移值。
[0008]优选的，所述施工进度信息包括每周掘进的榀数(0.5米的倍数)，由掘进引起的工程造价成本信息，每周掘进引起的地质变化(沉降值)，判断地质变化是否对地面建筑构成安全威胁等。
[0009]一种多层次4D模型的BM风险监控的方法，包括如下步骤:
[0010]利用传感器或水准仪收集对由设计单位选定的风险源进行定期(η天(η为整数天))测量，收集的目标对象主要为沉降值；
[0011]将测量的信息分类传输到专用加密数据库，同时工程造价人员将信息对应的预算使用成本分类同步传输到加密数据库，数据库响应映射到BIM模型；
[0012]BIM模型按照时间，成本分类对应的数据库关联值进行变化，比如颜色值(红绿黄)，进行进度的模拟推演等；
[0013]通过B/S模式，业主和项目部主要负责人可以及时的查看相关BM风险监控信息。
[0014]本发明相比现有技术，具有如下优点:
[0015]第一，将BIM (BuildingInformationModeling,建筑信息模型)和 4D (4Dimension)技术应用于暗挖施工运行管理中，开发出基于BIM的暗挖风险监控系统。通过建立基于BM的隧道4D信息模型，支持隧道施工的数据共享和集成管理，实现隧道施工进度的4D风险动态监控管理以及施工过程模拟的4D可视化，降低汇报人员向业主汇报工程进度的强度，提高生产率，为施工风险监控决策及响应、管理提供科学的信息化监控管理手段。
[0016]第二，基于BM的多层次4D模型，支持用户根据实际需求建立不同颗粒度的BM模型，可极大地缩减建模工作量，促进BIM技术在大型、复杂暗挖隧道施工工程中的应用。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本发明多层次4D模型的BM风险监控系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明周期性扫查超声数据的封装及分析的方法和装置作进一步的详细说明。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
[0019]如图1所示:一种多层次4D模型的BM风险监控系统，用于地铁施工风险监控，包括:BIM服务器3，所述BIM服务器3连接4D模型收集风险信息模块1、4D模型收集施工进度信息模块2和系统示意图模块4。
[0020]其中，风险信息主要包括沉降值、风险值，因为地铁暗挖施工主要风险为沉降值，收敛值的监测以及由此引起的建筑的沉降监测。施工进度信息包括每周掘进的榀数(0.5米的倍数)，由掘进引起的工程造价成本信息，每周掘进引起的地质变化(沉降值)，判断地质变化是否对地面建筑构成安全威胁等。
[0021 ] 针对城市暗挖隧道施工工程特点，建立BM模型，开发了相应的基于BM的施工风险监控系统，并结合实际解决了隧道暗挖工程动态施工汇报管理和风险监控管理的问题。
[0022]系统主要包括以BM服务器为核心的4个模块，分别具有如下性能:
[0023]4D模型收集风险信息模块:由局部、详细的3D模型及相应的详细风险监控计划组成，用于展示隧道掘进集中部位的管道及设备分布状况和施工过程风险源的状态，支持动态的施工风险监控管理。其3D模型应在深化设计阶段建立，且只需针对复杂、重点的部位建立详细3D模型，从而在满足实际需求情况下节省大量建模工作。
[0024]4D模型收集施工进度信息模块:由简化的整体BIM模型和整体实际风险源关联形成，支持整个暗挖施工工程的宏观4D施工风险进度监控管理。其BM模型应在施工图设计后依据设计图纸建立，并可采用BIM软件表示小颗粒度模型，比如室内给排水系统、供电管线线、通风空调等机电系统的管线和设备，比如室内给排水模型包括污水排水管、废水排水管、生活热水给水管、生活热水回水管、集水坑、排污泵等构件。
[0025]BIM服务器:由模型视图和数据库组成，支持整个BM平台的数据输入输出，是整个BIM风险监控项目的中枢神经，实时的反馈施工中风险进度监控的状态变化，将信息传输给BM模型，驱动模型做出消息反馈，通过Web方式展现给用户，实现风险监控信息的互联互通。
[0026]系统示意图模块:由工程模拟演练模型和系统施工进度两部分组成，用于实现风险源沉降值的变化与地下施工进度的关联，实时的反馈BIM模型的信息，可展现以日/周/月为单位划分的施工进度逻辑关系，在宏观模拟时辅助隧道施工工期模拟系统的逻辑关系展示。
[0027]上述多层次4D模型的BM风险监控的方法，包括如下步骤:
[0028]利用传感器或水准仪收集对由设计单位选定的风险源进行定期(η天(η为整数天))测量，收集的目标对象主要为沉降值。
[0029]将测量的信息分类传输到专用加密数据库，同时工程造价人员将本期的预算使用成本分类同步传输到加密数据库。各个应用端会保存本地数据备份，从而在支持协同工作的同时，减少网络传输，提闻系统性能。
[0030]数据库按照预先设定的数据定义格式或者特定格式响应映射到对应的BIM模型。
[0031]BIM模型按照时间，成本分类对应的数据库关联值进行变化，进度的模拟推演等。例如，可用图形表现进度进展状况，蓝色表示已经完成，绿色表示正在施工，红色表示计划施工的。该方式可让用户一目了然地了解整体工作进展状况，快速掌握进度滞后的区域，实现重点进度监控。用户也可查询任意选中施工单元的所有前置任务及其是否完成、计划开始时间、计划结束时间、负责单位和注意事项等信息
[0032]通过B/S模式但不限于此模式，业主和项目部主要负责人可以及时的查看相关BM风险监控信息。
[0033]业主查看的相关BM风险监控信息包括工程模拟演练模型和系统施工进度两部分，分别显示风险监控系统图和施工进度图:
[0034]风险监控系统图把各个施工队的施工信息直观的在地图中显示出来，而且对各施工队的上下级逻辑关系都能清楚的展现出来，这样就能方便的让施工工人快速、方便的查看到整个施工工序的逻辑关系和管道布线，及时做出正确的判断，避免给隧道施工的正常掘进带来不便。
[0035]在施工过程中，不可避免的会遇到风险源监控，在本系统中，将风险源的模型准确的显示在视图中，做到可视化，信息的及时反馈，在系统中，不仅可以查找到各级别的风险源关系，还能直观的看到风险源的相互之间与隧道的距离关系，帮助用户更快、更好的了解整个隧道掘进的进度与风险成本等关系。
[0036]业主以系统施工进度图可以很容易的查看最近12个月时间内施工的周报表；如查看最近I周施工进度的信息；再如最近3个周内施工的完成情况、风险改进措施、正在施工中的各自百分比等。通过4D模型中计划进度与实际进度的对比，可以分析当前工作的进展状况，了解落后的任务，并有针对性地进行进度控制；辅助施工方与其他单位交流，进度变更分析功能可以帮助用户分析当某一任务延后后，对其他任务或整体进度的影响情况。[0037]以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种多层次4D模型的BIM风险监控系统，所述多层次4D模型的BIM风险监控系统用于地铁施工风险监控，包括:BIM服务器，所述BIM服务器连接4D模型收集风险信息模块、4D模型收集施工进度信息模块和系统示意图模块。
2.如权利要求1所述的一种多层次4D模型的BIM风险监控系统，其特征在于，所述系统示意图模块包括工程模拟演练模块和系统施工进度模块。
3.如权利要求1所述的一种多层次4D模型的BIM风险监控系统，其特征在于，所述风险信息包括沉降值、位移值。
4.如权利要求1所述的一种多层次4D模型的BIM风险监控系统，其特征在于，所述施工进度信息包括每周掘进的榀数，由掘进引起的工程造价成本信息，每周掘进引起的地质变化。
5.一种多层次4D模型的BIM风险监控的方法，包括如下步骤: 利用传感器或水准仪收集对由设计单位选定的风险源进行定期测量，收集的目标对象为沉降值； 将测量的信息分类传输到专用加密数据库，同时工程造价人员将信息对应的预算使用成本分类同步传输到加密数据库，数据库响应映射到BIM模型； BIM模型按照时间，成本分类对应的数据库关联值进行变化，进行进度的模拟推演； 通过B/S模式，展现BIM风险监控信息。
【文档编号】G06Q50/08GK103440600SQ201310419153
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年9月13日 优先权日:2013年9月13日
【发明者】青舟, 刘海强, 董长明, 刘镜, 康登科, 郑文昌, 邹锦毅, 杨璐娉 申请人:成都中铁隆工程集团有限公司