基于大数据的建筑施工模型及建模方法与流程

本发明涉及建筑施工技术领域，特别涉及一种基于大数据的建筑施工模型及建模方法。

背景技术：

建筑施工是人们为建造各式各样的建筑产品而在一定的空间、时间内，按照特定的设计蓝图，利用各种建筑材料、机械设备进行的生产活动。建筑施工往往呈现施工周期长，多专业、多工种、多工序在同一项目上交叉作业，隐蔽工程多等特点，因此是一个技术复杂的生产过程，需要应用材料、力学、结构、工艺等理论解决施工中不断出现的技术难题，确保工程质量和施工安全。

随着科学技术的发展，在建筑施工领域，目前大都会使用bim工具来对建筑施工的全过程进行监控。bim(buildinginformationmodeling，建筑信息模型)，是建筑学、工程学及土木工程的新工具，其核心是通过建立虚拟的建筑工程三维模型，利用数字化技术，为这个模型提供完整的、与实际情况一致的建筑工程信息库，从而帮助实现建筑信息的集成。从建筑的设计、施工、运行直至建筑全寿命周期的终结，各种信息始终整合于一个三维模型信息数据库中，设计团队、施工单位、设施运营部门和业主等各方人员可以基于bim进行协同工作，有效提高工作效率、节省资源、降低成本、以实现可持续发展。

例如专利申请号为201910592717.2，名称为“基于bim实时施工模型的4d模拟系统”公开了一种基于bim实时施工模型的4d模拟系统，包括：目标建筑物信息采集系统、bin建模系统、施工进度计划编制系统、模型与进度链接处理系统和4d模拟实时施工模型展示系统。该发明通过对目标建筑物的实际施工进度进行信息采集，同时采集施工进度计划数据，并将施工进度计划数据更新到目标建筑物的bim模型中，实现动态的对目标建筑物施工清理进行三维展示，准确的反应出目标建筑物的实际状态，实现对目标建筑物施工进度、资源、成本及场地信息化、集成化和可视化管理。

然而，如上文所提到的，建筑施工在实际实施过程中可能会出现各类问题和状况，使用现有的bim模型只能被动地监控实际施工状况，当出现施工问题时，需要停工并联系各方工程人员开会确认解决方案，因此，施工效率较低。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于大数据的建筑施工模型及建模方法，以解决现有建筑施工的施工效率较低的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于大数据的建筑施工模型的建模方法，所述建模方法包括：

建立云端数据库和客户端，并使所述云端数据库和所述客户端无线通信连接；

在所述云端数据库中导入多种项目的项目计划表，以形成项目计划库；

在所述客户端中导入待施工项目的施工图纸，并根据所述施工图纸构建三维建筑模型框架；

从所述云端数据库中选取一项目计划表，并使所述客户端根据选取的所述项目计划表对所述三维建筑模型框架进行虚拟施工，形成三维建筑模型；

在虚拟施工过程中，若出现异常状况，则所述客户端将所述异常状况进行记录以形成异常报告，并在虚拟施工结束后，将所述异常报告输出并上传至所述云端数据库。

可选的，在所述的基于大数据的建筑施工模型的建模方法中，所述建模方法还包括：

在所述客户端中构建图纸转换模块、模型施工模块、异常记录模块和结果输出模块；

在所述图纸转换模块中导入待施工项目的施工图纸，以使所述图纸转换模块根据所述施工图纸构建三维建筑模型框架；

从所述云端数据库中选取一项目计划表，并使所述模型施工模块根据选取的所述项目计划表对所述三维建筑模型框架进行虚拟施工，以形成三维建筑模型；

在虚拟施工过程中，若出现异常状况，则所述异常记录模块将所述异常状况进行记录以形成异常报告；

在虚拟施工结束后，所述结果输出模块将所述异常报告输出并上传至所述云端数据库。

可选的，在所述的基于大数据的建筑施工模型的建模方法中，所述建模方法还包括：

从所述云端数据库中选取多个项目计划表，并使所述模型施工模块根据选取的所述项目计划表分别对所述三维建筑模型框架进行虚拟施工，以形成对应的三维建筑模型和异常报告。

可选的，在所述的基于大数据的建筑施工模型的建模方法中，所述建模方法还包括：

从形成的多个异常报告中选择异常数最少的异常报告所对应的项目计划表作为所述待施工项目的实施计划表，以根据所述实施计划表对所述待施工项目进行施工。

可选的，在所述的基于大数据的建筑施工模型的建模方法中，所述建模方法还包括：

将所述异常报告中的异常状况进行分析，并整理出对应的解决方案，并将所述解决方案和对应的所述异常报告同步输出并上传至所述云端数据库。

可选的，在所述的基于大数据的建筑施工模型的建模方法中，所述建模方法还包括：

所述云端数据库将所述异常报告和对应的解决方案进行汇总整理，以形成施工问题及解决方案库。

可选的，在所述的基于大数据的建筑施工模型的建模方法中，所述建模方法还包括：

在所述云端数据库中导入规范条文，以形成规范条文库；

所述客户端依据所述规范条文对所述三维建筑模型框架进行虚拟施工，以使形成的三维建筑模型符合施工标准。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种基于大数据的建筑施工模型，包括无线通信连接的云端数据库和客户端；所述云端数据库包括项目计划库，所述项目计划库包括多种项目的项目计划表；所述客户端用于导入待施工项目的施工图纸，根据所述施工图纸构建三维建筑模型框架，从所述云端数据库中选取一项目计划表，根据选取的所述项目计划表对所述三维建筑模型框架进行虚拟施工以形成三维建筑模型，并将虚拟施工过程中出现的异常状况记录形成异常报告，将所述异常报告输出并上传至所述云端数据库。

可选的，在所述的基于大数据的建筑施工模型中，所述云端数据库还包括施工问题及解决方案库和规范条文库；所述施工问题及解决方案库包括异常报告和对应的解决方案；所述规范条文库包括各类规范条文。

可选的，在所述的基于大数据的建筑施工模型中，所述客户端包括图纸转换模块、模型施工模块、异常记录模块和结果输出模块；所述图纸转换模块用于导入待施工项目的施工图纸，并根据所述施工图纸构建三维建筑模型框架；所述模型施工模块用于从所述云端数据库中选取一项目计划表，并根据选取的所述项目计划表对所述三维建筑模型框架进行虚拟施工，以形成三维建筑模型；所述异常记录模块用于在虚拟施工过程中，若出现异常状况，则将所述异常状况进行记录以形成异常报告；所述结果输出模块用于在虚拟施工结束后，将所述异常报告输出并上传至所述云端数据库。

本发明提供的基于大数据的建筑施工模型及建模方法，其中建模方法包括：建立云端数据库和客户端，并使所述云端数据库和所述客户端无线通信连接；在所述云端数据库中导入多种项目的项目计划表，以形成项目计划库；在所述客户端中导入待施工项目的施工图纸，以根据所述施工图纸构建三维建筑模型框架；从所述云端数据库中选取一项目计划表，并使所述客户端根据选取的所述项目计划表对所述三维建筑模型框架进行虚拟施工，以形成三维建筑模型；在虚拟施工过程中，若出现异常状况，则所述客户端将所述异常状况进行记录以形成异常报告，并在虚拟施工结束后，将所述异常报告输出并上传至所述云端数据库。通过对施工图纸的虚拟施工，可以提前知晓待施工项目按照项目计划表施工时可能出现的问题，提前对这些问题列出解决方案，便可以在实际施工中遇到该问题时按照解决方案进行解决，使得施工效率较高，解决了现有建筑施工的施工效率较低的问题。

附图说明

图1为本实施例提供的基于大数据的建筑施工模型的建模方法流程图；

图2为本实施例提供的基于大数据的建筑施工模型的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的基于大数据的建筑施工模型及建模方法作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，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、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本实施例提供一种基于大数据的建筑施工模型的建模方法，如图1所示，所述建模方法包括：

s1，建立云端数据库和客户端，并使所述云端数据库和所述客户端无线通信连接；

s2，在所述云端数据库中导入多种项目的项目计划表，以形成项目计划库；

s3，在所述客户端中导入待施工项目的施工图纸，并根据所述施工图纸构建三维建筑模型框架；

s4，从所述云端数据库中选取一项目计划表，并使所述客户端根据选取的所述项目计划表对所述三维建筑模型框架进行虚拟施工，形成三维建筑模型；

s5，在虚拟施工过程中，若出现异常状况，则所述客户端将所述异常状况进行记录以形成异常报告，并在虚拟施工结束后，将所述异常报告输出并上传至所述云端数据库。

本实施例提供的基于大数据的建筑施工模型的建模方法，通过对施工图纸的虚拟施工，可以提前知晓待施工项目按照项目计划表施工时可能出现的问题，提前对这些问题列出解决方案，便可以在实际施工中遇到该问题时按照解决方案进行解决，避免了因施工问题而导致的停工等，使得施工效率较高，解决了现有建筑施工的施工效率较低的问题。

每一项目计划表包括但不限于每一工种的施工安排和施工次序，施工安排包括所需人力和对应的时间。较佳的，项目计划表中还可以考虑不同施工季节、施工区域所有的天气原因、政策原因等而导致的施工安排的不同。多个项目计划表可以是针对同一施工项目的不同施工安排和施工次序，也可以是针对不同施工项目的项目计划。以及，在云端数据库中导入项目计划表时，可以将当前客户端已施工过的项目的项目计划表导入，还可以通过云端数据库的无线通信连接将其他客户端上的项目计划表导入，甚至，还可以手动新建所需的项目计划表。

具体的，在本实施例中，所述建模方法还可以包括：

在所述客户端中构建图纸转换模块、模型施工模块、异常记录模块和结果输出模块；

在所述图纸转换模块中导入待施工项目的施工图纸，以使所述图纸转换模块根据所述施工图纸构建三维建筑模型框架；

从所述云端数据库中选取一项目计划表，并使所述模型施工模块根据选取的所述项目计划表对所述三维建筑模型框架进行虚拟施工，以形成三维建筑模型；

在虚拟施工过程中，若出现异常状况，则所述异常记录模块将所述异常状况进行记录以形成异常报告；

在虚拟施工结束后，所述结果输出模块将所述异常报告输出并上传至所述云端数据库。

进一步的，在本实施例中，可以从所述云端数据库中选取多个项目计划表，并使所述模型施工模块根据选取的所述项目计划表分别对所述三维建筑模型框架进行虚拟施工，以形成对应的三维建筑模型和异常报告。通过按照多个项目计划表进行虚拟施工，对对应的异常报告进行分析，可以从形成的多个异常报告中选择异常状况数最少的异常报告所对应的项目计划表作为所述待施工项目的实施计划表，以根据所述实施计划表对所述待施工项目进行施工。如此，便可以减少甚至避免因经验不足或考虑欠周而导致的项目施工问题过多，进而使得施工周期拉长、施工效率较低的问题。

在本实施例中，较佳的，所述建模方法还包括：将所述异常报告中的异常状况进行分析，并整理出对应的解决方案，并将所述解决方案和对应的所述异常报告同步输出并上传至所述云端数据库。如此一来，有利于在后续遇到相似的问题时直接获取解决方案，从而节省了解决问题所需要的时间。

更进一步的，在本实施例中，所述建模方法还包括：所述云端数据库将所述异常报告和对应的解决方案进行汇总整理，以形成施工问题及解决方案库。如此一来，可以使得客户端也可以获取其他客户端所上传的异常报告和对应的解决方案，从而丰富了云端数据库中的数据，更有利于各施工单位的资源共享。

当然，在本实施例中，为了使虚拟施工更贴合实际施工的要求，所述建模方法还包括：

在所述云端数据库中导入规范条文，以形成规范条文库；

所述客户端依据所述规范条文对所述三维建筑模型框架进行虚拟施工，以使形成的三维建筑模型符合施工标准。

此外，虚拟施工过程还可以设定为倍率进行，从而能够快速地知晓虚拟施工的结果。例如，一个项目的实际施工周期为三年，将其中的各施工进度按照倍率快速运算进行，能够在三天内生成三维建筑模拟和异常报告。当然，具体的倍率选择需要考虑客户端的数据处理能力和待施工项目的体量。

除此之外，虚拟施工过程还可以借助全息影像功能，实时显示三维建筑模型的施工进度，有利于工程人员确认施工过程是否合理、正确。

相应的，本实施例还提供一种基于大数据的建筑施工模型，如图2所示，包括无线通信连接的云端数据库和客户端；所述云端数据库包括项目计划库，所述项目计划库包括多种项目的项目计划表；所述客户端用于导入待施工项目的施工图纸，根据所述施工图纸构建三维建筑模型框架，从所述云端数据库中选取一项目计划表，根据选取的所述项目计划表对所述三维建筑模型框架进行虚拟施工以形成三维建筑模型，并将虚拟施工过程中出现的异常状况记录形成异常报告，将所述异常报告输出并上传至所述云端数据库。

本实施例提供的基于大数据的建筑施工模型，通过对施工图纸的虚拟施工，可以提前知晓待施工项目按照项目计划表施工时可能出现的问题，提前对这些问题列出解决方案，便可以在实际施工中遇到该问题时按照解决方案进行解决，避免了因施工问题而导致的停工等，使得施工效率较高，解决了现有建筑施工的施工效率较低的问题。

具体的，在本实施例中，所述云端数据库还包括施工问题及解决方案库和规范条文库；所述施工问题及解决方案库包括异常报告和对应的解决方案；所述规范条文库包括各类规范条文。

以及，在本实施例中，所述客户端包括图纸转换模块、模型施工模块、异常记录模块和结果输出模块；所述图纸转换模块用于导入待施工项目的施工图纸，并根据所述施工图纸构建三维建筑模型框架；所述模型施工模块用于从所述云端数据库中选取一项目计划表，并根据选取的所述项目计划表对所述三维建筑模型框架进行虚拟施工，以形成三维建筑模型；所述异常记录模块用于在虚拟施工过程中，若出现异常状况，则将所述异常状况进行记录以形成异常报告；所述结果输出模块用于在虚拟施工结束后，将所述异常报告输出并上传至所述云端数据库。

以下，以一具体实施例说明本发明提供的基于大数据的建筑施工模型及建模方法。

例如，在上海青浦区需要对一写字楼进行施工，该写字楼包括楼层数为32层的a楼和楼层数为35层的b楼，以及在a楼和b楼的5楼～12楼之间设置有连通走廊，和在a楼和b楼地下的两层停车场。已经获取的数据有该写字楼的各类施工图纸，包括建筑施工图纸、结构图纸、水暖图纸等，以及该施工地皮的相关测量数据，如地质状况，水管、天然气管道的走向等。施工方还列出了三种项目计划表，包括各施工类别所需的时间、人力、材料等。

首先，在云端大数据库中输入施工方提供的三种项目计划表，并从云端大数据中筛选出上海其他区域对写字楼施工相关的若干种项目计划表，如5种项目计划表。这8种项目计划表用于在客户端进行虚拟施工。

接着，云端大数据库中还需导入施工问题及解决方案库和规范条文库。施工问题及解决方案库的来源可以是当前客户端所经历过的施工问题及对应的解决方案，还可以是其他客户端上传的施工问题及对应的解决方案。规范条文库包括但不限于各类建筑施工的国家标准等。

然后，在客户端中导入该写字楼的所有施工图纸，客户端自动根据这些施工图纸构建出三维建筑模型框架。若施工图纸相互之间存在不兼容的情况，则客户端会对该异常情况进行提示，以使工程人员进行确认，并对施工图纸做出调整和修改。如此反复，直至三维建筑模型框架构建完成，且没有异常情况提示。

接着，客户端依据选择的8中项目计划表顺次进行虚拟施工，以形成相应的三维建筑模型。在具体虚拟施工时，可以针对每一项目计划表的虚拟施工设置不同的施工倍率，从而减少虚拟施工所耗费的时间。

在客户端虚拟施工过程中，由于各项目计划表中各类施工的时间、周期等各不尽相同，因此出现的施工问题也是不同的。例如施工周期中出现了雨季，则需要考虑雨天无法施工所延期的问题。甚至，在项目计划表中还可以增加施工地对施工的相关政策文件，如在夜间无法施工、在节假日、公休日等无法施工，以及对于重型设备、材料的运输部分道路禁止通行等。

在虚拟施工过程中，出现任何异常状况，客户端都会进行记录、整理，形成异常报告。较佳的，在出现异常状况后，客户端还会主动根据异常描述从云端数据库中的施工问题及解决方案库中找寻最接近的解决方案，并在异常报告中体现，便于工程人员确认。

在虚拟施工结束后，客户端会汇总8种项目计划表所对应的异常报告，并标记出根据这8中项目计划表所选择的最佳施工方案。最佳施工方案可以是8中项目计划表中的一种，也可以是从8中项目计划表中各抽取部分施工计划所形成的的新的项目计划表。同时，客户端还会将最佳施工方案对应的项目计划表连同施工图纸一同上传至云端数据库，从而丰富云端数据库中的资源。此外，最佳施工方案中可能存在异常状况，客户端还会提供针对该异常状况如何解决的解决方案，从而有利于工程人员借鉴，减少问题解决所耗费的时间。

假若工程人员对客户端提供的解决方案还有补充或修改，还可以在补充修改后将新的解决方案连同异常状况一同上传至云端数据库，从而丰富云端数据库中的资源。

在选择出最佳施工方案后，经工程人员确认，施工方便可以按照该方案进行实际施工。若实际施工中出现虚拟施工出现的同样问题，则可以直接使用已经提出的解决方案进行解决。若出现了虚拟施工中没出现的问题，则可以当场确认解决，并在解决后将记录的问题和解决方案上传至云端大数据，丰富数据库资源。

综上所述，本实施例提供的基于大数据的建筑施工模型及建模方法，其中建模方法包括：建立云端数据库和客户端，并使所述云端数据库和所述客户端无线通信连接；在所述云端数据库中导入多种项目的项目计划表，以形成项目计划库；在所述客户端中导入待施工项目的施工图纸，以根据所述施工图纸构建三维建筑模型框架；从所述云端数据库中选取一项目计划表，并使所述客户端根据选取的所述项目计划表对所述三维建筑模型框架进行虚拟施工，以形成三维建筑模型；在虚拟施工过程中，若出现异常状况，则所述客户端将所述异常状况进行记录以形成异常报告，并在虚拟施工结束后，将所述异常报告输出并上传至所述云端数据库。通过对施工图纸的虚拟施工，可以提前知晓待施工项目按照项目计划表施工时可能出现的问题，提前对这些问题列出解决方案，便可以在实际施工中遇到该问题时按照解决方案进行解决，使得施工效率较高，解决了现有建筑施工的施工效率较低的问题。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。