本发明涉及历史建筑安全监测技术领域，尤其涉及一种基于bim和物联网的远程监测预警系统。
背景技术
通常，在历史建筑中会设置多个检测点，每个检测点处分别设有传感设备，通过设置在各个检测点处的各个传感设备能够采集历史建筑内外部不同区域的相关信息，根据传感设备的不同类型，这些传感设备包括温度传感器、湿度传感器、压力传感器、光学传感器、一氧化碳浓度传感器、甲烷浓度传感器、氧气浓度传感器等。由于探测点分布较为分散，对传感设备的检测维护都较为困难，且根据现有的监测系统，不容易直观有效的掌握传感设备的状态以及历史建筑的状态。
另外，在历史建筑行业，历史建筑信息模型(buildinginformationmodeling，bim)贯穿于历史建筑工程的整个周期，为所有的历史建筑项目提供了协调、一致的信息。历史建筑信息模型是一个由计算机三维模型所形成的的数据库，用数位化的历史建筑元件表示真实世界中用来建造历史建筑物的构件历史建筑信息模型，涵盖了几何学、空间关系、地理资讯、各种历史建筑元件的性质及数量(例如供应商的详细资讯)，可以用来展示整个历史建筑生命周期，包括了兴建过程及营运过程。历史建筑内各个部分、各个系统都可以呈现出来。这些信息在历史建筑设计、施工和管理的过程中能够加快决策进度、提高决策质量。
bim的特征主要有以下几点：
参数化设计：bim将历史建筑的不同构件和文字信息按照类别划分为不同的类型，将构件的属性设计为各种对应的参数。
关联：在模型和视图之间创建双向关联。任何视图的变更都能够被传递到整个模型中，并更新相关视图或明细表。
协同设计：协同设计是相同专业的不同设计人员或者不同专业的设计人员基于同一数据模型同时进行不同设计工作的工作方式。
可持续设计：bim模型中包含的历史建筑信息能够在全生命周期中得到有效利用，历史建筑生命周期内的所有软件能够共享同一个bim模型，从而获得最佳的项目实施方案，满足绿色设计理念。
关于房屋检测，现有的检测制度和说检测时机的规定和掌握存在着一定的漏洞，正如优秀历史建筑保护修缮技术规程中关于保护修缮检测中一般规定第一句写道“优秀历史建筑保护修缮工程应进行房屋综合检测”。这就说明现有的房屋检测是因修缮工程才应进行检测的逻辑推理和因果关系。
然而，反其道而行之才是合理的、必须的，只有经过必要的检测，发现各类问题然后进行修缮那才是应该而且是恰到好处的。举一个极其简单而又通俗易懂的例子就十分形象的说明问题，优秀历史建筑就好比人类的儿童和老人，处于特殊地位而应该受到特殊保护一样，建立监护人或者监护制度，对儿童有定期体检，对于上了年纪的老人建议定期体检一样，对优秀历史建筑建立起必要可行的监护制度，变检测为监测才更为合理、科学。历史建筑物的损坏老化是一个长期的过程(自然灾害除外)是一个潜移默化的从量变到质变的过程，只有建立起科学的监测制度，才能真正全面的掌握这些历史建筑的动态变化、危险程度、变化趋势。当然因为改变用途和必要的装饰更新则另当别论，不能一概而论。
但是，现在仍缺乏一种能够直观有效掌握各类优秀的历史建筑的实时状态信息(包括历史建筑状态信息、历史建筑内外部环境状态信息和历史建筑变化趋势信息等)，并且根据需要确定不间断连续监测、预警，对特殊对象进行特殊关照的针对各种历史建筑，尤其是历史建筑的监测预警系统。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种能够直观有效掌握历史建筑的实时状态信息，并且根据需要确定不间断连续监测、预警，对特殊对象进行特殊关照的基于bim和物联网的远程监测预警系统。
本发明采用如下技术方案：
一种基于bim和物联网的远程监测管理系统，适用于对建筑进行远程监测管理，所述建筑对应一唯一的建筑信息，所述建筑内预设有至少一个监测点，每个所述监测点分别对应一唯一的监测点位置信息；所述远程监测管理系统包括：
数据采集模块，所述数据采集模块包括多个传感器，所述多个传感器分别设置在各个所述监测点处，所述数据采集模块用于采集并输出对应所述历史建筑的整体结构的实时结构信息和对应所述历史建筑的周围环境的实时环境信息；
数据库模块，所述数据库模块连接所述数据采集模块，所述数据库模块用于接收并存储所述实时结构信息和所述实时环境信息，所述数据库模块还用于存储所述建筑信息和所述监测点位置信息；
第一建模模块，所述第一建筑模块连接所述数据库模块，所述第一建模模块用于从所述数据库模块获取所述建筑信息并根据所述建筑信息进行建模以得到一对应所述历史建筑的建筑信息模型，所述第一建模模块输出所述建筑信息模型，所述建筑信息模型包括所述历史建筑全生命周期内的所有建筑原件的相关信息；
第二建模模块，所述第二建模模块连接所述数据库模块，所述第二建模模块用于从所述数据库模块获取所述监测点位置信息、所述实时结构信息及所述实时环境信息并根据所述监测点位置信息、所述实时结构信息以及所述实时环境信息进行建模以得到一对应所述历史建筑的健康监测模型，所述第二建模模块输出所述健康监测模型，所述健康监测模型包括所述历史建筑全生命周期内的关联于每个所述传感器的监测点位置信息、所述实时结构信息及所述实时环境信息；
第三建模模块，所述第三建模模块连接所述第一建模模块和所述第二建模模块，所述第三建模模块用于接收所述建筑信息模型和所述健康监测模型并对所述建筑信息模型和所述健康监测模型进行合并处理以得到一对应所述历史建筑的建筑监控信息模型，所述第三建模模块输出所述建筑监控信息模型，所述建筑监控信息模型包括所述历史建筑全生命周期内的所有建筑原件的相关信息、关联于每个所述传感器的监测点位置信息、关联于每个所述传感器的所述实时结构信息及关联于每个所述传感器的所述实时环境信息；
所述远程监测管理系统分别连接多个用户终端，所述用户终端模块用于接收所述建筑监控信息模型并提供给用户通过所述建筑监控信息模型以三维视图的方式调取和查看所述历史建筑全生命周期内的所有建筑原件的结构信息和关联于每个所述传感器的监测点位置信息、所述实时结构信息及所述实时环境信息。
优选的，所述历史建筑信息包括：对应所述历史建筑的整体结构的结构信息、对应所述历史建筑的建筑位置的位置信息、对应所述历史建筑的建筑历史的历史信息、对应所述历史建筑的维护记录的维护信息及对应所述历史建筑的历史人工检测记录的人工检测记录。
优选的，所述远程监测管理系统还包括：
处理模块，所述处理模块连接所述第三建模模块，所述处理模块用于接收所述第三建模模块并对所述第三建模模块进行分析处理以得到所述历史建筑的整体结构的结构变化信息，所述处理模块还用于输出所述结构变化信息。
优选的，所述远程监测管理系统还包括：
报警模块，所述报警模块连接所述处理模块，所述报警模块用于接收所述结构变化信息并根据所述预设的安全值对所述结构变化信息进行比对处理，所述结构变化信息超出所述安全值时所述报警包块输出报警信息。
优选的，所述历史建筑监控信息模型采用不同的预警颜色显示所述历史建筑的所述实时结构信息和实时环境信息。
优选的，所述用户终端包括移动终端和计算机终端；
所述移动终端与所述远程监测管理系统之间采用无线方式连接；
所述计算机终端与所述远程监测管理系统之间采用有线方式或者无线方式连接。
本发明的有益效果：通过根据建筑信息构建建筑信息模型，建筑信息模型是一个由计算机三维模型所形成的的数据库，包含了建筑全生命周期所有信息，这些信息在建筑设计、施工和管理的过程中能够加快决策进度、提高决策质量；
根据监测点位置信息、实时结构信息及实时环境信息构建健康监测模型，健康监测模型能够使用户掌握历史建筑中的所有监测点处的传感器的位置、实时结构信息和实时状态信息；
根据建筑信息模型和健康监测模型合并形成一个建筑监控信息模型，能够以三维视图的方式在历史建筑监控信息模型中直观的看到历史建筑的整体结构以及传感器在历史建筑中的相对位置，并且根据实时结构信息和实时状态信息能够历史建筑和历史建筑所处内外环境进行主动、直观、有效的监测，以便维护者有效控制由于历史建筑的结构变化所带来的相关问题，可以直观监测整个历史建筑生命周期的实时性态，并且根据需要确定不间断连续监测、预警。
附图说明
图1为本发明较佳的实施例中，基于bim和物联网的远程监测管理系统的功能模块示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，下述技术方案，技术特征之间可以相互组合。
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明：
如图1所示，一种基于bim和物联网的远程监测管理系统，适用于对建筑进行远程监测管理，上述建筑对应一唯一的建筑信息，上述建筑内预设有至少一个监测点，每个上述监测点分别对应一唯一的监测点位置信息；上述远程监测管理系统包括：
数据采集模块1，上述数据采集模块1包括多个传感器，上述多个传感器分别设置在各个上述监测点处，上述数据采集模块1用于采集并输出对应上述历史建筑的整体结构的实时结构信息和对应上述历史建筑的周围环境的实时环境信息；
数据库模块2，上述数据库模块2连接上述数据采集模块1，上述数据库模块2用于接收并存储上述实时结构信息和上述实时环境信息，上述数据库模块2还用于存储上述建筑信息和上述监测点位置信息；
第一建模模块3，上述第一建筑模块连接上述数据库模块2，上述第一建模模块3用于从上述数据库模块2获取上述建筑信息并根据上述建筑信息进行建模以得到一对应上述历史建筑的建筑信息模型，上述第一建模模块3输出上述建筑信息模型，上述建筑信息模型包括上述历史建筑全生命周期内的所有建筑原件的相关信息；
第二建模模块4，上述第二建模模块4连接上述数据库模块2，上述第二建模模块4用于从上述数据库模块2获取上述监测点位置信息、上述实时结构信息及上述实时环境信息并根据上述监测点位置信息、上述实时结构信息以及上述实时环境信息进行建模以得到一对应上述历史建筑的健康监测模型，上述第二建模模块4输出上述健康监测模型，上述健康监测模型包括上述历史建筑全生命周期内的关联于每个上述传感器的监测点位置信息、上述实时结构信息及上述实时环境信息；
第三建模模块5，上述第三建模模块5连接上述第一建模模块3和上述第二建模模块4，上述第三建模模块5用于接收上述建筑信息模型和上述健康监测模型并对上述建筑信息模型和上述健康监测模型进行合并处理以得到一对应上述历史建筑的建筑监控信息模型，上述第三建模模块5输出上述建筑监控信息模型，上述建筑监控信息模型包括上述历史建筑全生命周期内的所有建筑原件的相关信息、关联于每个上述传感器的监测点位置信息、关联于每个上述传感器的上述实时结构信息及关联于每个上述传感器的上述实时环境信息；
上述远程监测管理系统分别连接多个用户终端8，上述用户终端8模块用于接收上述建筑监控信息模型并提供给用户通过上述建筑监控信息模型以三维视图的方式调取和查看上述历史建筑全生命周期内的所有建筑原件的结构信息和关联于每个上述传感器的监测点位置信息、上述实时结构信息及上述实时环境信息。
在本实施里中，通过根据建筑信息构建建筑信息模型，建筑信息模型是一个由计算机三维模型所形成的数据库，包含了建筑全生命周期所有信息，这些信息在建筑设计、施工和管理的过程中能够加快决策进度、提高决策质量；
根据监测点位置信息、实时结构信息及实时环境信息构建健康监测模型，健康监测模型能够使用户掌握历史建筑中的所有监测点处的传感器的位置、实时结构信息和实时状态信息；
根据建筑信息模型和健康监测模型合并形成一个建筑监控信息模型，能够以三维视图的方式在历史建筑监控信息模型中直观的看到历史建筑的整体结构以及传感器在历史建筑中的相对位置，并且根据实时结构信息和实时状态信息能够历史建筑和历史建筑所处内外环境进行主动、直观、有效的监测，以便维护者有效控制由于历史建筑的结构变化所带来的相关问题，可以直观监测整个历史建筑生命周期的实时性态，并且根据需要确定不间断连续监测。
建筑信息模型贯穿于建筑工程的整个周期，为所有的建筑项目提供了协调、一致的信息，建筑信息模型具有一下特点：参数化设计的，bim将建筑的不同构件和文字信息按照类别划分为不同的类型，将构件的属性设计为各种对应的参数；关联，在模型和视图之间创建双向关联，任何视图的变更都能够被传递到整个模型中，并更新相关视图或明细表；协同设计，协同设计是相同专业的不同设计人员或者不同专业的设计人员基于同一数据模型同时进行不同设计工作的工作方式；可持续设计，bim模型中包含的建筑信息能够在全生命周期中得到有效利用，建筑生命周期内的所有软件能够共享同一个bim模型，从而获得最佳的项目实施方案，满足绿色设计理念。
历史建筑保存价值高，每一个构件、部位都是历史的载体，采用bim技术，可以将监测系统(设置在每个监测点处的传感器构成检测系统)和结构信息整合到一个完整的建筑信息模型中，可以直观监测整个历史建筑生命周期的实时性态。
本发明较佳的实施例中，上述历史建筑信息包括：对应上述历史建筑的整体结构的结构信息、对应上述历史建筑的建筑位置的位置信息、对应上述历史建筑的建筑历史的历史信息、对应上述历史建筑的维护记录的维护信息及对应上述历史建筑的历史人工检测记录的人工检测记录。
本发明较佳的实施例中，上述远程监测管理系统还包括：
处理模块6，上述处理模块6连接上述第三建模模块5，上述处理模块6用于接收上述第三建模模块5并对上述第三建模模块5进行分析处理以得到上述历史建筑的整体结构的结构变化信息，上述处理模块6还用于输出上述结构变化信息。
本发明较佳的实施例中，上述远程监测管理系统还包括：
报警模块7，上述报警模块7连接上述处理模块6，上述报警模块7用于接收上述结构变化信息并根据上述预设的安全值对上述结构变化信息进行比对处理，上述结构变化信息超出上述安全值时上述报警包块输出报警信息。
本发明较佳的实施例中，上述历史建筑监控信息模型采用不同的预警颜色显示上述历史建筑的上述实时结构信息和实时环境信息。在系统工作过程中设置结构信息变化模型曲线，并根据每个建筑不同的特点设置曲线的最大值，也就是预警值。当曲线变化高于预警值时，采用红色表示处于危险状态；如曲线接近预警值时，采用黄色表示预警状态；当曲线低于预警值较多时，采用绿色表示结构安全状态。
在本实施例中，建筑监控信息模型用不同的预警颜色显示历史建筑自身的结构以及外部环境方面的真实情况。
本发明较佳的实施例中，上述用户终端8包括移动终端和计算机终端；
上述移动终端与上述远程监测管理系统之间采用无线方式连接，提供在线监控服务；
上述计算机终端与上述远程监测管理系统之间采用有线方式或者无线方式连接，提供在线监控服务。
在一个实施例中，建立历史建筑的bim模型，在基于autocad平台的上bim模型中添加健康监测系统(即上述多个传感器)的相关信息，具体的，根据健康监测系统的多个传感器的位置信息和传感器采集到的信息构建健康监测模型，将bim模型和健康监测模型合并处理得到建筑监控信息模型，从而在bim模型中添加健康监测系统(即上述多个传感器)的相关信息，确保bim模型中的多个传感器的布置位置的准确性；
如果需要查看远程监测管理系统某个传感器采集的数据时，还可以直接在建筑信息模型中通过关联于传感器的相关数据进行查找进行。
通过说明和附图，给出了具体实施方式的特定结构的典型实施例，基于本发明精神，还可作其他的转换。尽管上述发明提出了现有的较佳实施例，然而，这些内容并不作为局限。
对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。