基于建筑信息模型的市政工程施工监测方法及其系统与流程

本发明属于市政工程施工监测领域，具体涉及一种基于建筑信息模型的市政工程施工监测方法及其系统。

背景技术：

工程项目的施工监测是工程项目管理的重要环节，传统可视监测方法还停留在数据报表的模式。建筑信息模型，简称BIM(building information modeling),是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。由于BIM技术具有信息化、可视化等特点，因此基于BIM的施工可视化监测在越江隧道中的应用对提升该类工程的管理水平，进而提高工程的整体价值具有重要意义。

现有技术中，专利文献CN105442642A公开了一种带有时间轴和变形色彩的三维可视化基坑监测数据方法，将基坑监测数据采用带有时间轴和变形色彩的三维可视化模型展现，减少监测人员对基坑变形情况核查的工作量；专利文献CN105825009A公开了一种基于建筑信息模型的桥梁竖向变形性能预警方法，将桥梁健康监测系统与BIM技术结合，桥梁竖向挠度的实时监测数据反映在桥梁模型上，该两种方法在建立BIM模型时，监测点并未采用BIM模型，只适用于专利文献中所涉及的深基坑领域或桥梁领域。专利文献CN105586995A公开了一种基于BIM的深基坑变形监测方法，建立基坑的形状、围护结构、周边环境以及监测点BIM三维模型，三维模型通过读取导入的监测数据生成基坑变形模型，但是，该监测方法应用领域也仅限于深基坑。现有技术中的监测方法均是针对一种工程的具体方案。

随着城市的发展，为了提高市民的生活质量，各大城市都在市政方面做了很多规划与建设，而这些大型市政工程在施工过程中的安全问题关系到人们的生命安全。为了避免在建设过程中出现安全问题，需要对施工工程进行监测，而目前，并没有通用的基于BIM的市政工程施工监测方法。

技术实现要素：

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种能够针对市政工程，且能够实时、直观地反映施工工程情况的基于建筑信息模型的市政工程施工监测方法及其系统。

本发明提供了一种基于建筑信息模型的市政工程施工监测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，根据监测方案的监测点布置构建监测点BIM模型；

步骤2，将所述监测点BIM模型和土建BIM模型、市政管线BIM模型、周边建筑三维模型整合，形成监测可视化模型；

步骤3，将各监测点的监测数据与所述监测可视化模型中相应的点相匹配；

步骤4，设置所有监测点的阈值；

步骤5，将所有监测点的监测数据与相对应的阈值进行比较得到比较结果，并根据比较结果使得所述监测可视化模型中相应的点显示不同的报警颜色；

步骤6，将监测数据超过阈值的监测点的报警信息发送到相关的邮箱或者移动设备上。

进一步，在本发明提供的基于建筑信息模型的市政工程施工监测方法中，还可以具有这样的特征：其中，监测点BIM模型包含每个监测点的位置坐标、监测点类型、编号。

进一步，在本发明提供的基于建筑信息模型的市政工程施工监测方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤3中，匹配前，将各监测点监测的监测数据编号，编号与所述监测点BIM模型中相对应的点的编号相同。

进一步，在本发明提供的基于建筑信息模型的市政工程施工监测方法中，还可以具有这样的特征：其中，监测点BIM模型和土建BIM模型、市政管线BIM模型、周边建筑三维模型基于同一地理坐标基点进行整合。

进一步，在本发明提供的基于建筑信息模型的市政工程施工监测方法中，还可以具有这样的特征：其中，监测点阈值设置时，将每个监测点依次设置阈值，或者将相同类别的监测点划分后统一设置阈值。

进一步，在本发明提供的基于建筑信息模型的市政工程施工监测方法中，还可以具有这样的特征：其中，监测可视化模型中的点显示的报警颜色与所述比较结果之间有以下三种情况：

当监测数据小于阈值的80％，所述监测可视化模型中相应的点显示绿色，一级报警；

当监测数据大于等于阈值的80％且小于阈值的100％，所述监测可视化模型中相应的点显示橙色，二级报警；

当监测数据大于等于阈值的100％，所述监测可视化模型中相应的点显示红色，三级报警。

进一步，在本发明提供的基于建筑信息模型的市政工程施工监测方法中，还可以具有这样的特征：其中，报警信息包含监测点的位置坐标、编号和最新监测值。

进一步，在本发明提供的基于建筑信息模型的市政工程施工监测方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤6中，所述移动设备为手机，监测数据超过阈值的监测点的信息以短信形式发送到所述手机上。

本发明还提供了一种根据上述的基于建筑信息模型的市政工程施工监测方法构建的监测系统，其特征在于，包括：采集部，用于采集所有监测点的监测数据，并将所述监测数据发送给监测部；监测部，包含：设定单元、存储单元、匹配单元、比较单元、曲线生成单元、显示单元、报警单元和信号发送单元，所述设定单元用于设定各监测点的阈值，所述存储单元用于存储监测可视化模型、各监测点不同时刻的监测数据，所述匹配单元用于将采集部采集的监测数据与监测可视化模型的各点相匹配，所述比较单元用于将每个监测点的监测数据与该监测点相对应的阈值进行比较得到比较结果，所述曲线生成单元用于根据存储单元存储的监测点信息生成每个监测点的时间-监测数据图、同一时刻不同监测点的监测数据图，所述报警单元根据所述比较结果发出报警信号，所述显示单元用于显示监测可视化模型、在监测可视化模型的各点显示报警颜色、显示每个监测点的时间-监测数据图、以及同一时刻不同监测点的监测数据图，所述信号发送单元将所述报警信号发送到移动设备或邮箱。

进一步，在本发明提供的监测系统中，还可以具有这样的特征：其中，监测部为PC终端，所述显示单元为显示屏。

本发明的优点如下：

根据本发明所涉及的基于建筑信息模型的市政工程施工监测方法，由于构建监测点BIM模型，并将监测点BIM模型与土建BIM模型、市政管线BIM模型、周边建筑三维模型整合为监测可视化模型，因此，对于各种市政工程均适用，且可以直观的展示监测点与各类结构之间的平面、空间位置关系；将监测点的监测数据与监测可视化模型中的点相匹配，并与设定的阈值进行比较，根据比较结果的不同在监测可视化模型中的相应的点上显示不同的报警颜色，能够直观的观察到工程中哪个位置出现安全问题或即将出现安全问题，能够及时的进行处理和加强；将监测数据超过阈值的监测点的报警信息发送到相关的邮箱或移动设备上，能够进一步提醒工作人员哪些监测点出现问题，因此本发明的基于建筑信息模型的市政工程施工监测方法能够将直观的展示监测点与各类结构之间的平面、空间位置关系，能够直观的看到出现隐患的监测点，并且能够将出现隐患的监测点的信息发送到相关邮箱和移动设备上。

本发明提供的监测系统采集部采集各监测点的监测数据，发送给监测部，各监测点的监测情况均通过显示单元显示，不同的情况对应不同的报警颜色，根据显示单元上监测可视化模型中各点的颜色，即可知道那些监测点已经出现问题，或即将可能出现问题，并已经出现问题的监测点的信息发送到相关的邮箱或短信发送到工作人员的手机上，从而提醒工作人员及时去解决，并且曲线生成单元能够生成某监测点的历史监测数据情况，和整个工程在某个时刻的监测数据情况，为工作人员调查和研究提供方便。

附图说明

图1是本发明中基于建筑信息模型的市政工程施工监测方法的流程图；

图2是本发明中监测系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明基于建筑信息模型的市政工程施工监测方法及其系统作具体阐述。

如图1所示，在本实施例中，基于建筑信息模型的市政工程施工监测方法包含以下步骤：

步骤S1，根据监测方案的监测点布置构建监测点BIM模型。

其中，监测点BIM模型包含每个监测点的位置坐标、监测点类型和编号等。

步骤S2，将监测点BIM模型和土建BIM模型、市政管线BIM模型、周边建筑三维模型整合，形成监测可视化模型。

将各监测点、土建土建BIM模型、市政管线BIM模型、周边建筑三维模型整合在同一界面。各模型整合时，基于同一地理坐标基点进行整合。所形成的监测可视化模型能够直观展示各监测点与各类结构之间的平面和空间位置关系，并且所形成监测可视化模型的方法适用于所有市政工程。

步骤S3，将从各监测点监测的监测数据与监测可视化模型中相应的点相匹配。

将各监测点监测的监测数据编号，编号与监测可视化模型中相对应的点编号相同，因此，监测数据能够与监测可视化模型中的点快速匹配。

步骤S4，设置所有监测点的阈值。阈值的设置是参考《建筑基坑工程监测技术规范GB50497-2009》并满足项目特殊性要求而设定的。阈值是作为监测点安全性的评价依据，是监测点是否报警的唯一参考指标。监测点的阈值设置时可以将每个监测点依次设置阈值，或者将相同类别的监测点划分后统一设置阈值。

步骤S5，将所有监测点的监测数据与相对应的阈值进行比较得到比较结果，并根据比较结果在监测可视化模型中相应的点显示不同的报警颜色。

比较结果分为三种情况：(1)监测数据小于阈值的80％；(2)监测数据大于等于阈值的80％且小于阈值的100％；(3)监测数据大于等于阈值的100％。

监测可视化模型中的点显示的报警颜色与比较结果的关系如下：

当监测数据小于阈值的80％时，监测可视化模型中相应的点显示绿色，一级报警，即不报警。

当监测数据大于等于阈值的80％且小于阈值的100％，监测可视化模型中相应的点显示橙色，二级报警。

当监测数据大于等于阈值的100％，监测可视化模型中相应的点显示红色，三级报警。

工作人员根据监测可视化模型中的点的颜色即可知道哪些监测点已经出现安全问题，或即将会出现安全问题，能够及时去该监测点所在地方处理。

步骤S6，将监测数据超过阈值的监测点的信息发送到相关的邮箱或者移动设备上。

监测数据大于等于阈值的100％时，该报警信息会发送到相关邮箱内或相关用户的移动设备上，在本实施例中，移动设备为手机，报警信息以短信方式发送到手机上。报警信息包含监测点的位置坐标、编号和最新监测值。进一步提醒工作人员哪些地方出现了安全问题，并且工作人员赶往现场的过程中，还能够查看该报警信息，如果该监测点一直处于报警状态，则工作人员也能接收到该监测点最新的报警状态。

一种根据上述方法构建的监测系统100，包括：采集部10、和监测部20。采集部10采集所有监测点的监测数据，并将监测数据发送给监测部20。

监测部20包含：设定单元21、存储单元22、匹配单元23、比较单元24、曲线生成单元25、报警单元26、显示单元27和信号发送单元28。

设定单元21用于设定各监测点的阈值。

存储单元22用于存储监测可视化模型、各监测点不同时刻的监测数据。其中，存储单元存储监测点的信息时以监测点为单位，位置坐标、监测点类型、编号和监测数据等均作为监测点的一个属性。比如存储为(位置坐标、监测点类型、编号……)。

匹配单元23用于将采集部采集的监测数据与监测可视化模型的各点相匹配。

比较单元24用于将每个监测点的监测数据与该监测点相对应的阈值进行比较得到比较结果。

曲线生成单元25用于根据存储单元存储的监测点信息生成每个监测点的时间-监测数据图、同一时刻不同监测点的监测数据图。当工作人员需要了解某个监测点一段时间的情况时，可以通过曲线生成单元生成该监测点的时间-监测数据图，从而查看该监测点的历史情况。当工作人员需要了解整个工程在某时刻的情况时，可以通过曲线生成单元生成同一时刻不同监测点的监测数据图，从而查看该时刻下整个工程的情况。

报警单元26根据比较单元得到的比较结果发出报警信号。

显示单元27用于显示监测可视化模型、在监测可视化模型的各点显示报警颜色、显示每个监测点的时间-监测数据图、以及同一时刻不同监测点的监测数据图。

信号发送单元28将报警信号发送到移动设备或邮箱200。

在本实施例中，监测部为PC终端，显示单元为显示屏，监测可视化模型、在各监测点显示所述报警信号、显示每个监测点的时间-监测数据图、以及同一时刻不同监测点的监测数据图通过显示屏显示。

监测系统的处理流程为：

步骤1，采集部采集所有监测点的监测数据，然后将监测数据发送给监测部。

步骤2，匹配单元将采集部采集的监测数据与监测可视化模型的各点进行匹配。匹配后，存储单元将监测数据存储到对应的监测点的信息中。

步骤3，比较单元将采集部采集的监测数据与设定单元设定的相对应的监测点的阈值进行比较，得到比较结果。

步骤4，根据比较结果，显示单元在监测可视化模型的各点上显示不同的颜色，从而能够直观的查看各监测点的报警情况。

步骤5，当监测数据大于等于阈值的100％时，信号发送单元将报警信号发送到相关的邮箱，或者以短信方式发送到工作人员的手机上。

上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。