本發(fā)明涉及建筑工程，具體為一種基于bim模型的路橋施工監(jiān)測方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、路橋施工作為關(guān)鍵的工程項目，借助bim模型能夠?qū)崿F(xiàn)更加高效、精準的設(shè)計與施工管理。通過建立詳細的bim模型，施工本方法可以整合材料、進度、成本等多種信息，形成一個全面的項目視圖，從而增強協(xié)作能力，確保施工過程的順利進行和資源的合理配置。

2、然而，盡管bim技術(shù)的應(yīng)用潛力巨大，現(xiàn)階段路橋施工管理仍面臨諸多挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的監(jiān)測方法往往依賴人工檢查和經(jīng)驗判斷，難以實時獲取和分析施工現(xiàn)場的數(shù)據(jù)。這種做法不僅增加了安全隱患的風險，可能導致嚴重的事故發(fā)生，還可能造成工期延誤和資源浪費。此外，信息孤島現(xiàn)象普遍存在，各類數(shù)據(jù)之間缺乏有效整合，決策過程中的信息不對稱使得管理者無法做出及時且科學的決策。

3、所以我們提出了一種基于bim模型的路橋施工監(jiān)測方法，以便于解決上述提出的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于bim模型的路橋施工監(jiān)測方法及系統(tǒng)，以解決上述背景技術(shù)提出傳統(tǒng)的監(jiān)測方法往往依賴人工檢查和經(jīng)驗判斷，難以實時獲取和分析施工現(xiàn)場的數(shù)據(jù)的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種基于bim模型的路橋施工監(jiān)測方法，具體步驟如下；

3、s1、數(shù)據(jù)采集，對路橋施工過程中的多源數(shù)據(jù)進行采集，根據(jù)基本施工規(guī)劃建立bim模型，模型基本顏色設(shè)置為綠色；

4、s2、數(shù)據(jù)預處理，對采集到的多源數(shù)據(jù)進行預處理，并將預處理后的多源數(shù)據(jù)進行重新分類，整理為第一數(shù)據(jù)集、第二數(shù)據(jù)集、第三數(shù)據(jù)集、第四數(shù)據(jù)集以及第五數(shù)據(jù)集；

5、s3、數(shù)據(jù)計算，對第一數(shù)據(jù)集、第二數(shù)據(jù)集、第三數(shù)據(jù)集、第四數(shù)據(jù)集以及第五數(shù)據(jù)集進行整合計算，從而生成異常判斷總系數(shù)ycz；

6、s4、數(shù)據(jù)分析，將異常判斷總系數(shù)ycz與預設(shè)的第一閾值y進行對比，從而生成第一對比結(jié)果，并根據(jù)第一對比結(jié)果判斷當前路橋施工是否出現(xiàn)異常；

7、若第一對比結(jié)果未出現(xiàn)異常，則進行二次對比，生成第二對比結(jié)果，根據(jù)第二對比結(jié)果，判斷具體異常節(jié)點以及異常量級；

8、s5、根據(jù)第二對比結(jié)果，生成對應(yīng)的報警指令并標注在bim模型上。

9、優(yōu)選的，所述步驟s1中，多源數(shù)據(jù)包括材料數(shù)據(jù)、施工工期數(shù)據(jù)、施工安全數(shù)據(jù)以及環(huán)境數(shù)據(jù)；

10、材料數(shù)據(jù)包括抗壓性能值、彈性模量值、耐腐蝕值以及材料壽命；

11、抗壓性能值分為基本模型抗壓性能值和實時抗壓性能值，彈性模量值分為基本模型彈性模量和實時彈性模量，耐腐蝕值分為基本模型耐腐蝕值和實時彈性模量，材料壽命分為基本模型材料壽命和實時材料壽命；

12、施工進度數(shù)據(jù)包括每日施工進度、設(shè)備運轉(zhuǎn)時間、工人人數(shù)以及工時消耗；

13、每日施工進度分為基本模型每日施工進度和實時每日施工進度，設(shè)備運轉(zhuǎn)時間分為基本模型設(shè)備運轉(zhuǎn)時間和實時設(shè)備運轉(zhuǎn)時間，工人人數(shù)分為基本模型工人人數(shù)和實時工人人數(shù)，工時消耗分為基本模型工時消耗和實時工時消耗；

14、施工安全數(shù)據(jù)包括結(jié)構(gòu)應(yīng)力值和荷載分布值；

15、結(jié)構(gòu)應(yīng)力值分為基本模型結(jié)構(gòu)應(yīng)力值和實時結(jié)構(gòu)應(yīng)力值，荷載分布值分為基本模型荷載分布值和實時荷載分布值；

16、環(huán)境數(shù)據(jù)包括地形起伏度、溫度值、濕度值、風速值、設(shè)備電功率值以及排水量；

17、地形起伏度分為基本模型地形起伏度和實時地形起伏度，溫度值分為基本模型溫度值和實時溫度值，濕度值分為基本模型濕度值和實時濕度值，風速值分為基本模型風速值和實時風速值，設(shè)備電功率值分為基本模型設(shè)備電功率值和實時設(shè)備電功率值，排水量分為基本模型排水量和實時排水量。

18、優(yōu)選的，所述步驟s2中，第一數(shù)據(jù)集包括基本模型抗壓性能值ya、基本模型彈性模量值yb、基本模型耐腐蝕值yc、基本模型材料壽命yd、基本模型每日施工進度ye、基本模型設(shè)備運轉(zhuǎn)時間yf、基本模型工人人數(shù)yg、基本模型工時消耗yh、基本模型結(jié)構(gòu)應(yīng)力值yi、基本模型荷載分布值yj、基本模型地形起伏度yk、基本模型溫度值yl、基本模型濕度值ym、基本模型風速值yn、基本模型設(shè)備電功率值yo以及基本模型排水量yp；

19、第二數(shù)據(jù)集包括實時抗壓性能值、實時彈性模量值、實時耐腐蝕值以及實時材料壽命；

20、其中實時抗壓性能值按照時間戳，分別記為：a1、a2、a3、...、an；

21、其中實時彈性模量值按照時間戳，分別記為：b1、b2、b3、...、bn；

22、其中實時耐腐蝕值按照時間戳，分別記為：c1、c2、c3、...、cn；

23、其中實時材料壽命按照時間戳，分別記為：d1、d2、d3、...、dn；

24、第三數(shù)據(jù)集包括實時每日施工進度、實時設(shè)備運轉(zhuǎn)時間、實時工人人數(shù)以及實時工時消耗；

25、其中實時每日施工進度按照時間戳，分別記為：e1、e2、e3、...、en；

26、其中實時設(shè)備運轉(zhuǎn)時間按照時間戳，分別記為：f1、f2、f3、...、fn；

27、其中實時工人人數(shù)按照時間戳，分別記為：g1、g2、g3、...、gn；

28、其中實時工時消耗按照時間戳，分別記為：h1、h2、h3、...、hn；

29、第四數(shù)據(jù)集包括實時結(jié)構(gòu)應(yīng)力值、實時荷載分布值、實時風速值以及實時排水量；

30、其中實時結(jié)構(gòu)應(yīng)力值按照時間戳，分別記為：i1、i2、i3、...、in；

31、其中實時荷載分布值按照時間戳，分別記為：j1、j2、j3、...、jn；

32、其中實時風速值按照時間戳，分別記為：n1、n2、n3、...、nn；

33、其中實時排水量按照時間戳，分別記為：p1、p2、p3、...、pn；

34、第五數(shù)據(jù)集包括實時地形起伏度、實時溫度值、實時濕度值以及實時設(shè)備電功率；

35、其中實時地形起伏度按照時間戳，分別記為：k1、k2、k3、...、kn；

36、其中實時溫度值按照時間戳，分別記為：l1、l2、l3、...、ln；

37、其中實時濕度值按照時間戳，分別記為：m1、m2、m3、...、mn；

38、其中實時設(shè)備電功率按照時間戳，分別記為：o1、o2、o3、...、on。

39、優(yōu)選的，所述步驟s3中，異常判斷總系數(shù)ycz通過下述公式計算獲取；

40、ycz＝[a1×es1×aqj]+[a2×es1×gqj]+[b1×es2×aqj]+[b2×es2×gqj]；

41、式中：a1、a2、b1以及b2為權(quán)重值，a1、a2、b1以及b2的值由用戶調(diào)整設(shè)置，s1為第一參考系數(shù)、s2為第二參考系數(shù)，aqj為安全介入系數(shù)，gqj為施工介入系數(shù)。

42、優(yōu)選的，第一參考系數(shù)s1和第二參考系數(shù)s2分別通過下述公式計算獲??；

43、

44、式中：ya為基本模型抗壓性能值，yb為基本模型彈性模量值，yc為基本模型耐腐蝕值，yd為基本模型材料壽命，yk為基本模型地形起伏度，yl為基本模型溫度值，ym為基本模型濕度值，yo為基本模型設(shè)備電功率值；

45、an、bn、cn、dn、kn、ln、mn以及on分別為n時間戳下的實時抗壓性能值、實時彈性模量值、實時耐腐蝕值、實時材料壽命、實時地形起伏度、實時溫度值、實時濕度值以及實時設(shè)備電功率；

46、ai、bi、ci、di、ki、li、mi以及oi分別為i時間戳下的實時抗壓性能值、實時彈性模量值、實時耐腐蝕值、實時材料壽命、實時地形起伏度、實時溫度值、實時濕度值以及實時設(shè)備電功率，t為總時間戳。

47、優(yōu)選的，所述安全介入系數(shù)aqj以及工期介入系數(shù)gqj分別通過下述公式計算獲?。?/p>

48、

49、式中：ye為基本模型施工進度，yf為基本模型設(shè)備運轉(zhuǎn)時間，yg為基本模型工人人數(shù)，yh為基本工時消耗，yi為基本模型結(jié)構(gòu)應(yīng)力值，yj為基本模型荷載分布值，yn為基本模型風速值，yp為基本模型排水量；

50、en、fn、gn、hn、in、gn、nn以及pn分別為n時間戳下的實時每日施工進度、實時設(shè)備運轉(zhuǎn)時間、實時工人人數(shù)、實時工時消耗、實時結(jié)構(gòu)應(yīng)力值、實時荷載分布值、實時風速值以及實時排水量；

51、ei、fi、gi、hi、ii、gi、ni以及pi分別為i時間戳下的實時每日施工進度、實時設(shè)備運轉(zhuǎn)時間、實時工人人數(shù)、實時工時消耗、實時結(jié)構(gòu)應(yīng)力值、實時荷載分布值、實時風速值以及實時排水量，t為總時間戳。

52、優(yōu)選的，所述步驟s4中第一對比結(jié)果如下；

53、當ycz≤y時，代表當前施工無異常狀態(tài)；

54、當ycz＞y時，代表當前施工存在異常狀態(tài)。

55、優(yōu)選的，所述步驟s4中，第二對比結(jié)果如下；

56、當es1×aqj+es2×aqj≤r時代表當前路橋處于一級異常狀態(tài)，異常類型為安全異常；

57、當es1×gqj+es2×gqj≤r時代表當前路橋處于一級異常狀態(tài)，異常類型為工期異常；

58、當r＜es1×aqj+es2×aqj≤r×103％時代表當前路橋處于二級異常狀態(tài)，異常類型為安全異常；

59、當r＜es1×gqj+es2×gqj≤r×103％時代表當前路橋處于二級異常狀態(tài)，異常類型為工期異常；

60、當es1×aqj+es2×aqj＞r×103％時代表當前路橋處于三級異常狀態(tài)，異常類型為安全異常；

61、當es1×gqj+es2×gqj＞×103％時代表當前路橋處于三級異常狀態(tài)，異常類型為工期異常。

62、優(yōu)選的，所述步驟s5中，具體報警指令如下；

63、當路橋施工為一級異常狀態(tài)時，數(shù)據(jù)由基礎(chǔ)的綠色轉(zhuǎn)為黃色，同時確定異常類型，若異常類型為安全異常，則在模型異常節(jié)點處以aq為標注進行框圖提示，若異常類型為工期異常，則在模型異常節(jié)點處以gq為標注進行框圖提示，若同時出現(xiàn)則同時標注；

64、當路橋施工為二級異常狀態(tài)時，數(shù)據(jù)由基礎(chǔ)的綠色轉(zhuǎn)為橙色，同時確定異常類型，若異常類型為安全異常，則在模型異常節(jié)點處以aq為標注進行框圖提示，若異常類型為工期異常，則在模型異常節(jié)點處以gq為標注進行框圖提示，若同時出現(xiàn)則同時標注；

65、當路橋施工為三級異常狀態(tài)時，數(shù)據(jù)由基礎(chǔ)的綠色轉(zhuǎn)為紅色，同時確定異常類型，若異常類型為安全異常，則在模型異常節(jié)點處以aq為標注進行框圖提示，若異常類型為工期異常，則在模型異常節(jié)點處以gq為標注進行框圖提示，若同時出現(xiàn)則同時標注。

66、本技術(shù)還包括一種基于bim模型的路橋施工監(jiān)測系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)預處理模塊、數(shù)據(jù)計算模塊、數(shù)據(jù)分析模塊以及數(shù)據(jù)反饋模塊；

67、數(shù)據(jù)采集模塊，對路橋施工過程中的多源數(shù)據(jù)進行采集；

68、數(shù)據(jù)預處理模塊，對采集到的多源數(shù)據(jù)進行預處理，并將預處理后的多源數(shù)據(jù)進行重新分類，整理為第一數(shù)據(jù)集、第二數(shù)據(jù)集、第三數(shù)據(jù)集、第四數(shù)據(jù)集以及第五數(shù)據(jù)集；

69、數(shù)據(jù)計算模塊，對第一數(shù)據(jù)集、第二數(shù)據(jù)集、第三數(shù)據(jù)集、第四數(shù)據(jù)集以及第五數(shù)據(jù)集進行整合計算，從而生成異常判斷總系數(shù)ycz；

70、數(shù)據(jù)分析模塊，將異常判斷總系數(shù)ycz與預設(shè)的第一閾值y進行對比，從而生成第一對比結(jié)果，并根據(jù)第一對比結(jié)果判斷當前路橋施工是否出現(xiàn)異常；

71、若第一對比結(jié)果未出現(xiàn)異常，則進行二次對比，生成第二對比結(jié)果，根據(jù)第二對比結(jié)果，判斷具體異常節(jié)點以及異常量級；

72、數(shù)據(jù)反饋模塊，生成報警指令并標注在bim模型上。

73、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

74、1、本方法通過系統(tǒng)化的數(shù)據(jù)采集與整合，該方法確保了信息的全面性和準確性，使得施工過程中的各種變量都能被實時監(jiān)控。這一實時性不僅使本方法能夠快速識別潛在的安全風險，還能有效地預防事故的發(fā)生，提升了整體施工安全性，而數(shù)據(jù)預處理與計算步驟極大地提高了數(shù)據(jù)的質(zhì)量和可用性。通過對多源數(shù)據(jù)的分類與整合，該方法消除了冗余信息，確保了分析結(jié)果的可靠性。此外，異常判斷總系數(shù)ycz的引入，賦予了本方法科學的決策依據(jù)，使得施工過程中的問題能以量化的方式呈現(xiàn)，進一步增強了施工管理的科學性和透明度，數(shù)據(jù)分析與報警指令的生成提升了信息傳遞的效率。通過與預設(shè)閾值的對比，本方法能夠及時發(fā)現(xiàn)施工異常并采取相應(yīng)措施。可視化的報警系統(tǒng)不僅便于本方法快速定位問題，還提高了響應(yīng)速度，從而減少了由于延誤導致的潛在損失。這一過程的優(yōu)化直接促進了資源的高效利用，不僅在安全管理上做出了顯著提升，也在施工效率和資源配置方面實現(xiàn)了優(yōu)化。

75、2、通過異常判斷總系數(shù)ycz的計算，可以實現(xiàn)實時監(jiān)測施工過程中的關(guān)鍵性能指標，幫助管理人員快速識別潛在風險，從而提高施工安全性，允許用戶根據(jù)項目的具體需求調(diào)整權(quán)重值，增強了系統(tǒng)的靈活性和適應(yīng)性，使其更能符合不同施工環(huán)境和條件的監(jiān)控需求。

76、3、通過明確的對比結(jié)果界定異常狀態(tài)，使施工管理人員能夠迅速理解當前施工狀態(tài)，減少判斷失誤，提升反應(yīng)速度，引入多級異常狀態(tài)的定義，能夠針對不同的異常類型采取相應(yīng)的響應(yīng)措施，優(yōu)化資源配置和處理流程，確保施工安全和工期管理更加精細化，通過bim模型中顏色變化與標注結(jié)合，提供了直觀的施工狀態(tài)監(jiān)控，提升了信息傳達的效率，幫助施工人員更快地識別問題。