CN104808610A - 基于bim建筑信息模型的机械控制***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于BIM建筑信息模型的机械控制***及方法，该***包括：数据库，用于存储三维立体的建筑信息模型；创建模块，创建完整的三维立体的建筑信息模型；接入模块，对相应的部位做相应的技术接入；对接模块，施工单位的施工组织筹划无缝对接到三维立体的建筑信息模型中；定义模块，由建筑机械供应商对机械的规格、属性、价格、使用方法、法规进行定义；搭建模块，搭建统一的业主管理平台。本发明对建筑机械的管理实现三维可视化，更直观，使用起来交互更具体、更简洁明了。
Description
技术领域
本发明涉及一种控制***及方法，具体地，涉及一种基于BIM建筑信息模型的机械控制***及方法。
背景技术
伴随着科学技术的发展和工业水平的日新月异，如今的建筑工程机械化相比较以前已有大大的提高。几乎在各个专业，机器都已可以全部或部分的代替原有的人力劳动。那么对建筑工程的进度、质量、安全、环境等等的管理就从对原有人员的管理逐步转变成对建筑机械的管理。而目前市场上工作人员的使用成本越来越高，而机械的使用成本越来越低。那么如何把对人员的管理转变成对机械的管理的问题应运而生。
由于采用机械化作业，不可避免的会出现一些不可预见的安全事故。导致这些事故的发生的主要原因为操作者经意或不经意的违章操作，甚至严重影响到施工人员的生命安全和工程质量及进度，造成巨大的损失。操作者的违章操作主要是由于对建筑机械的安全性操作没有有效的监控手段或监管措施。同时，随着社会的前进，各种各样符合法律规定的操作模式逐渐出现，基于建筑机械使用的特殊性,多数建筑机械均采用租赁的使用方式,而出租者对该机械设备并没有实质的监控措施，甚至无法直接控制,因而对于机械设备的具体状态无法把握,甚至对于恶意欠费等现象也无能为力。然而机械的使用也对建筑工程的质量、建筑工程的施工进度、建筑工程的施工安全、建筑工程的投资控制起到了至关重要的作用。
专利公开号为“CN 1227420C”、专利名称为“建筑机械管理***及建筑机械”的中国专利有监测建筑机械的位置信息的位置监测装置，判断是否要传送位置信息、在判断为要传送时输出传送信号的判断装置，响应传送信号、将这时所检测到的位置信息向应报告的基地电台传送的传送装置。此专利仅仅对建筑机械做了简单的位置定位，然后进行相关的数据传输。缺乏实用性，由于申请时间过老脱离时代步伐已久。
专利公开号为“CN 1296237C”、专利名称为“建筑机械管理***和方法”的中国专利仅允许建筑机械在规定的工作条件下操作，而当工作条件不满足时，禁止所述建筑机械操作，所述方法包括步骤：通过工作条件设置装置设置允许建筑机械在其内进行操作的工作区和工作时区作为工作条件，在储存装置中储存该工作区和工作时区，当建筑机械被起动时，通过条件判断装置，根据建筑机械的位置和起动时间，判断所设置的工作条件是否被满足，并且当不满足这个工作条件的任何一个，即工作区或工作时区时，禁止建筑机械的操作。该专利仅对建筑机械的是否能够被使用做了计算机自动化处理，当工作条件达到设定要求时，建筑机械能使用，达不到预先设定的工作条件时，建筑机械不能使用。
专利公开号为“CN 102789221B”、专利名称为“建筑机械基于物联网的远程监控***及其监控方法”的中国专利包括数据采集单元、中央处理器、FLASH存储电路、主电源控制电路和用于通过网络与远程控制中心通讯的无线通讯电路，此专利利用物联网技术实现对建筑机械的运行状态进行检测并对其实现远程安全控制，在避免现有建筑机械产品远程检测以及控制技术的不足，满足建筑机械产品远程监控功能基础上，针对涉及建筑机械安全运行状态进行检测并进行控制达到加强建筑工地机械设备的安全监督管理和控制的目的，特别是针对远程控制停止过程中，避免非初始安全状态下停止运行，防止和减少由远程停车所导致的安全事故的发生，避免现有技术中远程锁车导致的建筑施工环境的公共安全，此专利针对建筑机械在施工过程中的运动状态进行了监控和管理，功能形式较单一。
专利公开号为“CN203070052U”、专利名称为“智慧工地管理***”的中国专利包括：数字摄像头、GPS卫星***、地磅计量器、红外报警器、一卡通***、塔吊防撞***、环保粉尘检测装置、各类建筑机械故障报警装置、汽车无人值守装置、汽车轮胎清洗机，上述部件分别连接有信号发射无线接入点，所述信号发射无线接入点通过无线传输连接到信号接收无线接入点，所述信号接收无线接入点连接到无线交换机，所述无线交换机上连接有所述存储服务器、监控中心、视频服务器、智慧工地***服务器和数据中心。此专利利用已有的相关工地上能用到的传感器接入到工地服务器上来，通过无线网络或3G技术集中进行实时的视频监控。此专利还是专项于视频的采集录入和监控阶段，而没有对机械做更高程度的科技化控制和统筹的计划安排。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于BIM建筑信息模型的机械控制***及方法，其对建筑机械的管理实现三维可视化，更直观，使用起来交互更具体、更简洁明了。
根据本发明的一个方面，提供一种基于BIM建筑信息模型的机械控制***，其特征在于，包括：
数据库，用于存储三维立体的建筑信息模型；
创建模块，创建完整的三维立体的建筑信息模型；
接入模块，对相应的部位做相应的技术接入；
对接模块，施工单位的施工组织筹划无缝对接到三维立体的建筑信息模型中；
定义模块，由建筑机械供应商对机械的规格、属性、价格、使用方法、法规进行定义；
搭建模块，搭建统一的业主管理平台。
本发明还提供一种基于BIM建筑信息模型的机械控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：根据设计院提供设计图纸创建完整的三维立体的建筑信息模型；
步骤二：对相应的部位，空间或根据实际情况在合理的位置设置传感器做相关的技术接入；
步骤三：施工单位的施工组织筹划无缝对接到三维立体的建筑信息模型中，通过预演、模拟技术手段找出施工组织方案的不合理性并修正到最优；
步骤四：由建筑机械供应商对机械的规格、属性、价格、使用方法、法规进行定义；
步骤五：搭建统一的业主管理平台，对机械的一起管理都基于三维可视化的建筑信息模型中。
优选地，所述三维立体的建筑信息模型是可视化的。
优选地，所述机械包括挖机、混凝土泵车、混凝土运输车、吊车。
优选地，所述步骤一的创建的具体内容包括：新建项目、创建轴网、创建楼层标高、创建土建围护结构、添加结构柱、结构梁布置、创建结构楼板、墙布置、预留洞布置、添加钢筋。
优选地，所述步骤二的相应的部位包括：建筑物的梁、板、柱、地基、屋盖、大地板、地下连续墙、剪力墙。
优选地，所述步骤二的合理的位置包括：建筑项目施工工地现场的出入口、施工基坑周围的监测位置、周围土位移、挡土、车辆内部GPS位置、北斗定位位置、人员手持智能设备的3G、4G信号定位位置。
优选地，所述步骤四的定义的具体内容包括：建筑机械供应商根据施工要求和场地限制以及业主预算定义的最高质量、最优性价比的机械设备，对于超大型建筑物或国际上少有的超复杂工程对施工的高标准和严要求订制的特殊机械设备。
优选地，所述步骤五的统一的业主管理平台为统一的三维可视化的管理平台。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：一，本发明对建筑机械的管理实现三维可视化，更直观，使用起来交互更具体、更简洁明了。二，本发明的自动化程度更高，在需要用到相应的机器设备的时候计算机已经提前计算好时间，并安排车辆进场。对行车路线等都全程把控，真正做到零等候。大大节约了时间成本。提高了经济效益和进度控制。三，本发明实现工作标准化、程序化，做到有据可循有理可依，使得工作细入到每一个细小的细节上，对建筑工程的质量有着非常重要的意义。四，本发明对建筑工程进行科学合理和电子化监控之后，成功避免了重大安全事故的发生。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明基于BIM建筑信息模型的机械管理***的原理框图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1所示，本发明基于BIM建筑信息模型的机械控制***包括：
数据库，用于存储三维立体的建筑信息模型；
创建模块，创建完整的三维立体的建筑信息模型；
接入模块，对相应的部位做相应的技术接入；
对接模块，施工单位的施工组织筹划无缝对接到三维立体的建筑信息模型中；
定义模块，由建筑机械供应商对机械的规格、属性、价格、使用方法、法规等进行定义；
搭建模块，搭建统一的业主管理平台。
本发明基于BIM建筑信息模型的机械控制方法包括以下步骤：
步骤一：根据设计院提供设计图纸创建完整的三维立体的建筑信息模型；三维立体的建筑信息模型是可视化的。
步骤二：对相应的部位，空间或根据实际情况在合理的位置设置传感器做相关的技术接入(GPS、北斗、3G、4G等)，接入方式选择多样化，可根据已有的智能化设备软件开放的SDK(Software Development Kit，软件开发工具包)包自动抓取，也可以根据传感器对其传输的数据做程序开发直接引用；
步骤三：施工单位的施工组织筹划无缝对接到三维立体的建筑信息模型中，通过预演、模拟等技术手段找出施工组织方案的不合理性并修正到最优；
步骤四：由建筑机械供应商对机械的规格、属性、价格、使用方法、法规等进行定义；
步骤五：搭建统一的业主管理平台，对机械的一起管理都基于三维可视化的建筑信息模型中。
其中，步骤一的创建的具体内容包括：新建项目、创建轴网、创建楼层标高、创建土建围护结构、添加结构柱、结构梁布置、创建结构楼板、墙布置、预留洞布置、添加钢筋。
其中，步骤二的相应的部位包括：建筑物的梁、板、柱等支撑构建，当然也包括地基以及屋盖、大地板、地下连续墙、剪力墙等。
其中，步骤二的合理的位置包括：建筑项目施工工地现场的出入口、施工基坑周围的监测位置、周围土位移、挡土等，车辆内部GPS位置、北斗定位、人员手持智能设备的3G、4G信号定位等。
其中，步骤四的定义的具体内容包括：建筑机械供应商根据施工要求和场地限制以及业主预算定义的最高质量、最优性价比的机械设备，对于超大型建筑物或国际上少有的超复杂工程对施工的高标准和严要求订制的特殊机械设备等。
其中，步骤五的统一的业主管理平台为统一的三维可视化的管理平台，因为之前几个步骤使得几乎所有环境变量和人为的要求都建立在了此项目建筑信息模型中，故平台统一在三维可视化的模型下，可以由计算机自动进行演算和三维立体的与管理人员交互。
根据设计院提供设计图纸创建建筑的三维立体的建筑信息模型，同时完善所有材料信息、以及工程筹划的信息，这样就有了完整的工作顺序的时间计划信息，有了完整的时间信息的三维信息模型中加入各个建筑机械的工作顺序和流程以及工作重点指标法律法规等相应数据，这样在经过计算机科学的计算得出更加合理的工程施工组织筹划方案。机械进场的时间和顺序上得到了最佳方案后，机械入场。因为对所有周边环境信息进行实时的数据采集，包括了车载GPS、人员的门禁卡、人员定位的3G或者RFID等信息读取，这样机械在工作过程中的情况也同时在三维立体的模型中实施展示。通过虚拟的三维环境接入机械、人员、环境等变量信息，再通过管理平台统一交互和输出。
本发明利用三维立体的建筑信息模型对未进场的机械(机械包括挖机、混凝土泵车、混凝土运输车、吊车等)进行科学可视化的组织调派，对已经进入施工现场的机械(挖机、混凝土泵车、混凝土运输车、吊车等)进行合理安排与筹划，并结合各地的实际情况和地理位置信息等进行调度与管理，利用GPS、北斗等定位技术结合BIM的三维立体可视化的技术展示和筹划，使工程管理更直观、更高效。本发明的管理是三维立体可视化的、管理是通过计算机读取相关变量数据再根据预先设置好的公式和数学模型进行计算得出的最优方案，再结合大数据平台、GIS、物联网、RFID等热门成熟的技术使得整个工作平台科学、直观、操作友好、简单高效。本发明结合GPS技术对机械从停放场地到施工场地的行车路线进行合理安排，并导出在三维可视化的模型中进行比较和模拟演练。本发明结合施工单位的施工组织筹划方案，对建筑机械的进场顺序，进场时间，机械的规格等等相应的做合理科学自动化安排。本发明在预定的时间建筑机械进入现场施工后，对机械进行合理调配及***操作。本发明在建筑机械进场施工的时候，实施监控机械的状态，工作的合理性、工作的科学性、工作的安全文明和工作的规范程度。本发明将上述所有工作展现在三维立体模拟实际情况的建筑信息模型的管理平台上进行操作管理和最后的导出表格形式的结算数据等。
上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
Claims (9)
1.一种基于BIM建筑信息模型的机械控制***，其特征在于，包括：
数据库，用于存储三维立体的建筑信息模型；
创建模块，创建完整的三维立体的建筑信息模型；
接入模块，对相应的部位做相应的技术接入；
对接模块，施工单位的施工组织筹划无缝对接到三维立体的建筑信息模型中；
定义模块，由建筑机械供应商对机械的规格、属性、价格、使用方法、法规进行定义；
搭建模块，搭建统一的业主管理平台。
2.一种基于BIM建筑信息模型的机械控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：根据设计院提供设计图纸创建完整的三维立体的建筑信息模型；
步骤二：对相应的部位，空间或根据实际情况在合理的位置设置传感器做相关的技术接入；
步骤三：施工单位的施工组织筹划无缝对接到三维立体的建筑信息模型中，通过预演、模拟技术手段找出施工组织方案的不合理性并修正到最优；
步骤四：由建筑机械供应商对机械的规格、属性、价格、使用方法、法规进行定义；
步骤五：搭建统一的业主管理平台，对机械的一起管理都基于三维可视化的建筑信息模型中。
3.根据权利要求2所述的基于BIM建筑信息模型的机械控制方法，其特征在于，所述三维立体的建筑信息模型是可视化的。
4.根据权利要求2所述的基于BIM建筑信息模型的机械控制方法，其特征在于，所述机械包括挖机、混凝土泵车、混凝土运输车、吊车。
5.根据权利要求2所述的基于BIM建筑信息模型的机械控制方法，其特征在于，所述步骤一的创建的具体内容包括：新建项目、创建轴网、创建楼层标高、创建土建围护结构、添加结构柱、结构梁布置、创建结构楼板、墙布置、预留洞布置、添加钢筋。
6.根据权利要求2所述的基于BIM建筑信息模型的机械控制方法，其特征在于，所述步骤二的相应的部位包括：建筑物的梁、板、柱、地基、屋盖、大地板、地下连续墙、剪力墙。
7.根据权利要求2所述的基于BIM建筑信息模型的机械控制方法，其特征在于，所述步骤二的合理的位置包括：建筑项目施工工地现场的出入口、施工基坑周围的监测位置、周围土位移、挡土、车辆内部GPS位置、北斗定位位置、人员手持智能设备的3G、4G信号定位位置。
8.根据权利要求2所述的基于BIM建筑信息模型的机械控制方法，其特征在于，所述步骤四的定义的具体内容包括：建筑机械供应商根据施工要求和场地限制以及业主预算定义的最高质量、最优性价比的机械设备，对于超大型建筑物或国际上少有的超复杂工程对施工的高标准和严要求订制的特殊机械设备。
9.根据权利要求2所述的基于BIM建筑信息模型的机械控制方法，其特征在于，所述步骤五的统一的业主管理平台为统一的三维可视化的管理平台。
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