基于BIM技术对高速公路建设管理的方法及系统与流程

本发明涉及高速公路建设管理技术领域，尤其涉及一种基于bim技术对高速公路建设管理的方法及系统。

背景技术：

目前，对于高速公路建设进行管理主要是依靠传统的人管人的粗放模式，这种传统的粗放模式存在的缺陷越来越明显：(1)管理效率低，在建设管理过程中的信息传达不及时、效率低、不准确，出现问题时，不能及时明确问题的根源、问题的责任人；(2)建设施工的效率低，容易出现实际施工情况与图纸有差距但是又不能及时发现导致施工差距、施工进度低等原因。因而当前高速公路建设管理过程中急需解决管理效率和质量上的问题。

技术实现要素：

为解决上述中的至少一个技术问题，本发明提供了一种基于bim(buildinginformationmodeling，即建筑信息化模型)技术对高速公路建设管理的方法和系统，通过将bim技术作为落实高速公路工程建设全生命周期管理理念的重要手段，推动整个交通行业进行的产业升级，实现智慧交通，提升当前高速公路建设管理的水平。

根据本发明实施例的第一方面，提供一种基于bim技术对高速公路建设管理的方法，包括：通过网络，使得基于bim技术建立的高速公路建设管理平台获取目标智能设备在高速公路施工过程中产生的施工相关信息；将所述获取到的目标智能设备的施工相关信息与所述高速公路建设管理平台中对应的预设控制参数进行比对；基于比对的结果，所述高速公路建设管理平台执行相应的响应事件。

可选的，所述目标智能设备包括安装有gps的智能压路机，所述通过网络，使得基于bim技术建立的高速公路建设管理平台获取目标智能设备在高速公路施工过程中产生的施工相关信息的步骤包括：通过gps网络定位，使得基于bim技术建立的高速公路建设管理平台获取智能压力机在高速公路施工过程中产生的以下中的一项或多项信息：路基填筑压实的起点位置、终点位置、填筑厚度、压实遍数、行进速度、激振力。

可选的，所述目标智能设备包括安装有gps和传感器的智能钻桩设备，所述通过网络，使得基于bim技术建立的高速公路建设管理平台获取目标智能设备在高速公路施工过程中产生的施工相关信息的步骤包括：通过gps网络定位，使得基于bim技术建立的高速公路建设管理平台获取智能钻桩设备的传感器采集的钻孔桩位坐标、垂直角度、进尺深度中的一项或多项信息。

可选的，所述目标智能设备包括安装有计重传感器、温度传感器和时间传感器的智能拌合站，所述通过网络，使得基于bim技术建立的高速公路建设管理平台获取目标智能设备在高速公路施工过程中产生的施工相关信息的步骤包括：通过网络，使得基于bim技术建立的高速公路建设管理平台获取智能拌合站的拌合材料的实际用量、拌合时间、拌合温度中的一项或多项信息。

可选的，所述基于比对的结果，所述高速公路建设管理平台执行相应的响应事件的步骤包括：如果所述获取到的目标智能设备的施工相关信息超过对应的预设控制参数，则使所述高速公路建设管理平台执行相应的报警事件、预警提示事件、或/和得到高速公路的施工实时进度信息。

根据本发明实施例的第二方面，提供一种基于bim技术对高速公路建设管理的系统，包括：信息获取单元，用于通过网络，使得基于bim技术建立的高速公路建设管理平台获取目标智能设备在高速公路施工过程中产生的施工相关信息；比对单元，用于将所述获取到的目标智能设备的施工相关信息与所述高速公路建设管理平台中对应的预设控制参数进行比对；执行单元，用于基于比对的结果，使所述高速公路建设管理平台执行相应的响应事件。

本发明的实施例提供的技术方案可以实现以下有益效果：本发明基于bim技术对高速公路建设进行有效管理，将物联网与高速公路建设管理牢牢绑定在一起，即使建设实施基地与管理人员远隔万里，也能通过本发明的目标智能设备将施工信息通过网络实时地传送到bim管理平台，实现管理人员与目标智能设备终端的信息交流，从而实现了公路建设管理的数字化、可视化和智能化。而且，在高速公路建设过程中，管理人员还可以通过bim模型对施工进度进行实时跟踪和管理。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是根据一示例性实施例示出的一种基于bim技术对高速公路建设管理的方法的流程图；

图2是根据一示例性实施例示出的一种基于bim技术建立高速公路建设管理平台的方法的流程图；

图3是本发明根据一示例性实施例示出的一种基于bim技术对高速公路建设管理的系统框图；

附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的结构。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包括一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

如图1所示，图1是根据一示例性实施例示出的一种基于bim技术对高速公路建设管理的方法的流程图，该方法可以应用于电子设备中。本领域技术人员可以理解，该电子设备可以包括但不限于诸如单台计算机、多台计算机、服务器集群、云服务器等等。该方法包括以下步骤：

在步骤s101中，通过网络，使得基于bim技术建立的高速公路建设管理平台获取目标智能设备在高速公路施工过程中产生的施工相关信息。

具体地，所述基于bim技术建立的高速公路建设管理平台可以看作高速公路相关管理者与目标智能设备进行信息交互的计算机系统，该计算机系统里承载了基于bim技术的高速公路三维立体结构、施工进度信息。

在一个例子中，请参考图2，所述基于bim技术建立的高速公路建设管理平台可以通过以下步骤来建立：

步骤s201，根据特定标准将高速公路施工过程中涉及的产品单元予以分级分类，并建立与已分级分类的产品单元对应的bim信息模块。

其中，所述特定标准例如包括《公路工程质量检验评定标准》(jtgf80/1-2017)，尤其包括《公路工程质量检验评定标准》(jtgf80/1-2017)附录a中对单位工程、分部工程及分项工程的工程划分的标准。本发明可以以该标准为参考，也可以完全按照该标准，将高速公路施工过程中涉及的产品单元予以分级分类，实际中可以根据具体情况进行自适应调整。

其中，所述高速公路实际施工过程中所涉及的产品单元包括但不限于：所述高速公路实际施工过程中所涉及的道路、桥梁、互通、涵洞、排水、防护中一项或多项工程中的产品单元。以道路为例，其包括的产品单元例如为路基断面；以涵洞为例，其包括的产品单元例如为涵洞基础、涵洞底板、涵洞箱身、涵洞翼墙等。

在一个例子中，参照《公路工程质量检验评定标准》，将高速公路施工过程中涉及的路基工程所包括的产品单元予以分级分类，将路基工程分为一级的分部工程和下一级的分项工程，如下表1所示。

表1

当然，表1中的分级分类仅是本发明的一个例子，在其他例子中，可以参照其他标准对所述高速公路实际施工过程中所涉及工程以及工程所包括的产品单元进行划分，划分的粒度可以更粗，也可以更细，根据实际情况而定。

进一步地，将高速公路施工过程中涉及的产品单元予以分级分类后，建立与已分级分类的产品单元对应的bim信息模块。所述多个bim信息模块的数据结构可以是与产品单元的分级分类对应的树状结构，也可以是集合或其他形式的结构。以树状结构的bim信息模块为例，其除了包括如表1所示的分级分类的产品单元名称，还包括每一级产品单元对应的属性信息，例如对于表1中最低一级的产品单元“土方路基”，其除了包括上一级对应的产品单元“路基土石方工程”或/和上上一级对应的产品单元“路基工程”的名称信息等，还可以包括与本级分类对应的路基宽度、填高、横坡、施工单位、施工时间等属性信息。当然，对于属性信息的设置可以继续参考下文详述的步骤s202。

为了使得最终建立的高速公路bim模型更具有统一性和规范性，在此对于构成bim模型的bim信息模块优选为标准的、统一的bim信息模块，即按照统一的标准建立bim信息模块。即对于相同结构的产品单元，其对应的bim信息模块的结构也是相同的，例如相同结构的土方路基，其包括的属性类别是相同的，仅仅是属性类别中的具体信息可以是不同的。更具体地例如，对于编号分别为1和2的土方路基，其包括的属性类型都是路基宽度、填高、横坡、施工单位、施工时间、软基处理厚度、各层填料的cbr值、压实度、含水量和分层填筑厚度，但是土方路基1和土方路基2中各项属性信息可以是不同的，例如土方路基1的含水量是10.7％，土方路基2的含水量是10.8％。

步骤s202，对bim信息模块的属性进行设置，所述属性包括产品名称、产品编号、产品来源、产品配方、施工信息、几何尺寸、材料性质、力学指标、工程数量中的一项或多项。

具体地，例如，对于桥梁工程所包括的桥墩构件的产品单元而言，其对应的bim信息模块的属性，例如包括桥墩构建的水泥厂家、钢筋生产厂家、钢筋型号、砂石用量、水泥用量、砂石和水泥以及水等的配合比、混凝土的塌落度、施工温度等属性信息。

当然，对于不同的bim信息模块，如土方路基和桥墩构件对应的bim信息模块是不同的，其包括的属性类别也可以是不同的或相同的，在此不做限定。

步骤s203，基于对bim信息模块的属性的设置，建立高速公路bim三维模型。

具体地，在对多个bim信息模块的属性进行设置后，可以基于多个bim信息模块之间的联系，建立高速公路bim三维模型，就如同bim三维模型是由多个bim信息模块的数据堆积而成的。

如上文所述，每一所述bim信息模块可以除了包括如表1所示的分级分类的产品单元名称，还包括每一级产品单元对应的属性信息，进而可以根据每一bim信息模块所对应的产品单元的空间几何信息，例如每一产品单元所属的上一级是什么结构，是否包括下一级结构以及下一级结构具体是什么，以及上级结构、本级结构或下级结构与同级的其他结构是否存在空间上的连接关系(例如同级的某一路段的桥梁和道路是否在空间上予以连接)，从而将具有空间几何联系的bim信息模块进行数据上的链接，进而建立高速公路bim三维模型。

当然，在此对基于bim信息模块的属性的设置而建立高速公路bim三维模型的方法并不做限定，可以采用现有技术来实现。

步骤s204，基于已建立的高速公路bim三维模型，建立高速公路管理平台。

具体地，在一个例子中，可以根据已建立的高速公路bim三维模型，确定高速公路建设过程中各工程结构涉及的目标智能设备，通过诸如wifi、3g、4g、5g等无线网络获取目标智能设备现场采集的实时数据或/和图像信息，将所采集的实时数据或/和图像信息与bim三维模型中的子结构(例如bim信息模块)进行对应，并针对不同子结构的相关参数设置预设值，进而建立通过比较目标智能设备现场采集的数据或/和图像信息与预设值的比较，来得到现场施工是否出现不正常情况、是否需要报警或进行预警提示、施工进度是否符合预期等分析结果的高速公路管理平台。

当然，上述基于bim技术建立的高速公路建设管理平台的过程仅是本发明的一个例子，还可以通过现有的相应技术来建立高速公路建设管理平台，在此不做限定。

进一步地，对于步骤s101中所述的目标智能设备在高速公路施工过程中产生的施工相关信息，可以参考以下多个例子。

在一种实现方式中，所述目标智能设备包括安装有gps的智能压路机，所述通过网络，使得基于bim技术建立的高速公路建设管理平台获取目标智能设备在高速公路施工过程中产生的施工相关信息的步骤包括：通过gps网络定位，使得基于bim技术建立的高速公路建设管理平台获取智能压力机在高速公路施工过程中产生的以下中的一项或多项信息：路基填筑压实的起点位置、终点位置、填筑厚度、压实遍数、行进速度、激振力。

在另一种实现方式中，所述目标智能设备包括安装有gps和传感器的智能钻桩设备，所述通过网络，使得基于bim技术建立的高速公路建设管理平台获取目标智能设备在高速公路施工过程中产生的施工相关信息的步骤包括：通过gps网络定位，使得基于bim技术建立的高速公路建设管理平台获取智能钻桩设备的传感器采集的钻孔桩位坐标、垂直角度、进尺深度中的一项或多项信息。

在又一种实现方式中，所述目标智能设备包括安装有计重传感器、温度传感器和时间传感器的智能拌合站，所述通过网络，使得基于bim技术建立的高速公路建设管理平台获取目标智能设备在高速公路施工过程中产生的施工相关信息的步骤包括：通过网络，使得基于bim技术建立的高速公路建设管理平台获取智能拌合站的拌合材料的实际用量、拌合时间、拌合温度中的一项或多项信息。

在步骤s102中，将所述获取到的目标智能设备的施工相关信息与所述高速公路建设管理平台中对应的预设控制参数进行比对。

具体地，例如，将获取到的智能压路机上传的路基填筑压实的起点位置、终点位置、填筑厚度、压实遍数、行进速度、激振力的多项信息与对应的预设控制参数进行比对。

其中，针对每一项信息，在高速公路建设管理平台中，一般都有对应的预设控制参数，如果某一项或多项信息没有对应的预设控制参数，则可以由相关管理人员后续添加到高速公路建设管理平台，以不断更新和补充高速公路建设管理平台中的数据。当然，在其他例子中，相关管理人员还可以根据实际情况的变化，对预设控制参数进行适应性调整，以更合理地对高速公路建设进行管理。

在步骤s103中，基于比对的结果，所述高速公路建设管理平台执行相应的响应事件。

具体的，在一个例子中，基于比对的结果，如果所述获取到的目标智能设备的施工相关信息超过对应的预设控制参数，则使所述高速公路建设管理平台执行相应的报警事件、预警提示事件、或/和得到高速公路的施工实时进度信息。在另一个例子中，所述高速公路建设管理平台能够根据比对的结果分析高速公路中相应子工程的施工进度，如果分析得到实际进度与计划进度不一致，则发出滞后告警信息。

更具体地，例如，通过4g网络将智能压路机实时上传到高速公路建设管理平台的路基填筑压实的起点位置、终点位置、填筑厚度、压实遍数、行进速度、激振力这多项信息，与对应的预设控制参数进行比对后，如果比对的结果是其中两项以上的信息远远高于预设控制参数，则高速公路建设管理平台以执行诸如发出警示音、弹出弹窗等事件来提醒平台的管理人员智能压路机在施工的过程中发生了异常情况，从而管理人员基于该高速公路建设管理平台以及与该平台通信的目标智能设备能够快速定位异常情况发生的位置以及异常的参数等信息。从而，通过高速公路建设管理平台智能化过程控制，使得以往难以解决的超厚填筑、压实度不够等常见问题，从根本上得到了严控。

又如，智能钻桩设备，通过gps定位和传感器这些物联网设备，对钻孔桩位坐标、垂直角度、进尺深度的数据，以“厘米级精度”实时采集，通过4g网络传输到高速公路建设管理平台之中，平台将互联网传输的数据和对应的预设控制参数进行比较，如果超过预设控制参数但是在一定范围内，则预警提示。

再如，配有计重传感器、温度、时间传感器等物联网设备的智能拌合站，通过4g网络将拌合材料的实际用量、拌合时间、拌合温度传输到高速公路建设管理平台之中，同时高速公路建设管理平台通过互联网调取第三方平台的相关数据，对配合比、拌合温度、拌合时间等生产过程进行实时跟踪和有效控制。

当然，本发明的智能设备并不限于上文的智能压路机、智能钻桩设备、智能拌合站，还可以包括其他智能设备，例如还包括智能摊铺机，智能摊铺机能够将gnss基站发送的差分信号和激光发射器发射的高程信息，进行处理解算，实现了实时的gnss平面厘米级和高程毫米级定位。提高平整度、实现无桩化、数字化、精准化施工。

通过多种智能设备将信息上传到高速公路建设管理平台，该平台能够有效动态地记录和存储施工过程中的相关信息，并对这些信息进行有效地管理。

进一步地，所述高速公路建设管理平台还可以将施工过程中设计的道路、桥梁等模型融入到地理信息平台gis中，并结合实际高速公路施工情况，同时结合智能设备产生的数据，对高速公路施工的进度进行模拟，对施工中产生的数据进行存储，展现路基、路床等填筑情况，并对路基超填数据进行预警。

应当注意，尽管在附图中以特定顺序描述了本发明方法的操作，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。相反，流程图中描绘的步骤可以改变执行顺序。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。

与前述基于bim技术对高速公路建设管理的方法实施例相对应，本发明还提供了一种基于bim技术对高速公路建设管理的系统的实施例。

如图3所示，图3是本发明根据一示例性实施例示出的一种基于bim技术对高速公路建设管理的系统框图，该系统应用于电子设备，包括：信息获取单元201、比对单元202和执行单元203。

其中，信息获取单元201，被配置为通过网络，使得基于bim技术建立的高速公路建设管理平台获取目标智能设备在高速公路施工过程中产生的施工相关信息。

比对单元202，被配置为将所述获取到的目标智能设备的施工相关信息与所述高速公路建设管理平台中对应的预设控制参数进行比对。

执行单元203，被配置为基于比对的结果，使所述高速公路建设管理平台执行相应的响应事件。

可选的，所述目标智能设备包括安装有gps的智能压路机，所述信息获取单元201具体用于：通过gps网络定位，使得基于bim技术建立的高速公路建设管理平台获取智能压力机在高速公路施工过程中产生的以下中的一项或多项信息：路基填筑压实的起点位置、终点位置、填筑厚度、压实遍数、行进速度、激振力。

可选的，所述目标智能设备包括安装有gps和传感器的智能钻桩设备，所述信息获取单元201具体用于：通过gps网络定位，使得基于bim技术建立的高速公路建设管理平台获取智能钻桩设备的传感器采集的钻孔桩位坐标、垂直角度、进尺深度中的一项或多项信息。

可选的，所述目标智能设备包括安装有计重传感器、温度传感器和时间传感器的智能拌合站，所述信息获取单元201具体用于：通过网络，使得基于bim技术建立的高速公路建设管理平台获取智能拌合站的拌合材料的实际用量、拌合时间、拌合温度中的一项或多项信息。

可选的，所述执行单元203具体用于：如果所述获取到的目标智能设备的施工相关信息超过对应的预设控制参数，则使所述高速公路建设管理平台执行相应的报警事件、预警提示事件、或/和得到高速公路的施工实时进度信息。

应当理解，上述系统可以预先设置在电子设备中，也可以通过下载等方式而加载到电子设备中。上述系统中的相应单元可以与电子设备中的单元或/和模块相互配合以实现相应的功能。

对于系统实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，其中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。可以根据实际的需要选择其中的部分或全部模块来实现本发明方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。

对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。