CN105204470A - 基于三维模型的实景可视化的智能化工地管理*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于三维模型的实景可视化的智能化工地管理***，人车管理***，根据门禁***的刷卡信息获得人员及车辆的刷卡数据，通过扫描条形码获得对应的固定人员及设定的机械设备的扫描数据；工地视频监控***，通过设置在工地现场的多个摄像机获得工地现场的实时视频监控数据；环境数据采集及应用***，通过设置在工地现场的环境监测装置获取对应的环境数据；信息实时播报***，将获取的公共广播数据传送至信息播报数据库；基于本智慧化工地管理技术，可以开发和集成多样化的工程数据管理子***，同时与已有的项目管理信息***和数据库集成，实现项目管理决策支持、项目实施偏差预警、项目经验信息反馈等智能化管理功能。
Description
技术领域
本发明涉及智能化工地领域，具体涉及基于三维模型的实景可视化的智能化工地管理***。
背景技术
传统的施工管理信息***只能根据项目管理的需要，开发在线流转的项目管理流程和表单，无法自动、实时采集或从***中直接、自动提取施工现场产生的各类数据并对数据进行加工处理，不具备在统一的信息平台上集成和发布数据、信息的功能，不能为工程人员提供有效的决策支持。
现有的专利中，申请号：201220675601.9，申请名称为：智慧工地管理***，具体公开了：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。上述***并没有基于三维模型的实际可视化展示，操作人员在进行监视时并不能全面的了解现场的实际工程进展，不够智能化。
申请号：201310324645.6，申请名称为：一种工地数字化管理***及其应用方法，具体公开了：所述管理***包括五大子***：人员定位***、门禁***、物资管理***、盾构操作***以及管片跟踪***，各所述子***均与远程数据库服务器建立连接，在远程数据库服务器内建有与五大子***相对应的五大子数据库，各所述子***利用RFID无线射频技术对工地范围内的主要管理对象进行读写操作，并将所读取到数据实时上传入相应的各大子数据库内，通过各大子数据库之间的数据交叉验证，以获取手持式RFID读头的操作权限和盾构机的操作权限。本发明的优点是，改善目前传统粗放性管理，明确管理责任，提高管理水平，实现工程信息化管理、数字化管理、可视化管理。上述专利所公开的内容也没有基于工地的三维模型，也无法实现工地的实景展示。
总之，现有技术无法满足目前的需求，无法实现在三维模型上直观的基于实景的工程监控，主要表现在下述几个方面：
1.未实现在项目三维模型的基础上集成项目管理的各种应用，未实现以项目三维模型为核心实现项目管理多种数据的交互与应用，未实现项目管理的智能化、智慧化。
2.门禁***获取到的人员、车辆信息未实现数据的统计、分析及深度挖掘和应用，数据未与项目管理信息***进行联动，人员、车辆的门禁管理未与项目管理信息***实现互动；
3.工地视频监控未集成到项目三维模型上，视频摄像头设置的位置也未标准化；
4.未设置专用于项目级的安全、质量培训考试***，安全、质量培训考试***也未与项目管理信息***进行关联与互动；
5.环境数据采集不全面，未设置正常、关注、警示等数据区间，采集的数据超标时无报警或报警的手段也比较单一；
6.未实现信息播报***的集成与联网，未实现每天自动定时播报与出现紧急情况下的即时播报；
7.未实现技术文件、管理文件管理与实体模型的关联，无法实时查看模型相关的技术、管理文件。
发明内容
为解决现有技术存在的不足，本发明公开了基于三维模型的实景可视化的智能化工地管理***，本发明在统一的信息平台上集成、处理和发布各类工程数据，实现项目管理决策支持、项目实施偏差预警、项目经验信息反馈等智能化管理功能。
为实现上述目的，本发明的具体方案如下：
基于三维模型的实景可视化的智能化工地管理***，包括：
人车管理***，根据门禁***的刷卡信息获得人员及车辆的刷卡数据，通过扫描条形码获得对应的固定人员及设定的机械设备的扫描数据；刷卡数据及扫描数据均通过智慧工地三维展示***进行展示；
工地视频监控***，通过设置在工地现场的多个摄像机获得工地现场的实时视频监控数据，视频监控数据通过智慧工地三维展示***进行展示；
环境数据采集及应用***，通过设置在工地现场的环境监测装置获取对应的环境数据并将环境数据实时通过智慧工地三维展示***进行展示；
信息实时播报***，将获取的公共广播数据传送至信息播报数据库并进行实时通过智慧工地三维展示***进行播报；
智慧工地三维展示***，根据工地项目构建对应的三维模型，将人车管理***、工地视频监控***、环境数据采集及应用***及信息实时播报***所分别对应的装置在三维模型中进行实景标注，通过智慧工地三维展示***以三维视图的方式实景展示工地现场的实时数据。
所述智慧工地三维展示***还与云发布***通信，通过云发布***将智慧工地三维展示***的信息进行云发布。
所述人车管理***包括至少一个设置在现场的门禁***，现场的固定人员及设定的机械设备分别配置条形码，门禁***根据栓卡信息将卡对应的人员及车辆信息传输至人车管理数据库，通过扫描条形码将对应的固定人员及设定的机械设备信息传输至一卡通服务器中的人车管理数据库。
优选的，所述设置在现场的门禁***包括设置在在现场出入口的进出场门禁***及设置在重要区域的小区域门禁***，进出场门禁***及小区域门禁***分别与施工管理信息***服务器通信。
所述工地视频监控***包括设置在工地现场的多个摄像机，所述摄像机通过云台安装在施工现场的设定位置，摄像机用于实时监测所能覆盖的监控对象并将实时监控视频数据上传至智慧工地三维展示***。
所述环境数据采集及应用***包括设置在仓储区的环境监测装置及设置在工地处的气象监测装置，设置在仓储区的环境监测装置包括分别与环境监测主机相连的温湿度传感器、烟雾报警传感器、明火探测传感器及水浸传感器，设置在工地处的气象监测装置包括与气象监测主机分别相连的温度传感器、噪音传感器及风向风速传感器，环境监测主机及气象监测主机分别将监测的数据实时传送至环境监测数据库，环境监测数据库的数据实时上传至施工管理信息***服务器，在施工管理信息***服务器中将信息将数据进行处理，超过设定阈值时通过短信及邮件的方式及时告知相关管理人员。
所述信息实时播报***包括公共广播主机，公共广播主机与电话呼入应答机相连，公共广播主机将电话呼入应答机对应的电话呼入信息及公共广播数据上传至信息播报数据库，厂内按照总平面布置在特定位置设置音柱，音柱与公共广播主机相连，信息实时播报***用于实现定时播报、实时广播、应急提醒及播报。
进一步的，上述基于三维模型的实景可视化的智能化工地管理***还包括安全质量培训考试***、塔机安全监控***、技术文件管理***及管理文件管理***。
所述安全质量培训考试***包括设置在培训室内的考试***主机，设置在办公区会议室的签到机，签到机将会议考勤刷卡数据传送至考试***主机，考试***主机中包括有安全质量数据库及培训考试数据库，将考试***主机采集的考试人员的成绩信息上传至人车管理***的一卡通服务器，将考试人员的成绩信息与人车管理***的信息进行联动，考试人员的成绩信息小于设定阈值的人员对应的卡将无效继而将无法进行施工现场。
所述技术文件及管理文件管理***包括技术文件管理***及管理文件管理***，技术文件管理***通过技术类文档接口与文控管理***通信，管理文件管理***通过管理类文档接口与文控管理***通信，采用面向三维实体对象的信息关联方法，在文控管理***与智慧工地三维展示门户实体对象中实现属性关联，实现三维视图下的各种管理及技术文档的调阅。
所述塔机安全监控***包括多个灯塔，每个灯塔均设置有对应的塔机分交换机，塔机分交换机分别与相应的摄像机及灯塔无线网桥相连，通过摄像机现对塔机状态的实时监控。
本发明通过对上述***进行集成，能够综合显示并处理相关的数据和信息，并可以在手机、PAD、笔记本电脑等不同终端进行操作，预留与项目管理信息***的接口，为进一步改进和提升留出空间。
本发明的有益效果：
本发明在统一的三维模型信息平台上集成、处理和发布各类工程数据，根据项目管理的需要，集成、处理和发布数据的方式可选。利用各类终端设备获取所需的项目管理信息与数据，通过本***在工程现场随时、随地调取所需的项目管理数据，基于本智慧化工地管理技术，可以开发和集成多样化的工程数据管理子***并不断扩展，同时与已有的项目管理信息***和数据库集成，实现项目管理决策支持、项目实施偏差预警、项目经验信息反馈等智能化管理功能。
附图说明
图1本发明的实施例子硬件架构图；
图2本发明的实施例子硬件核心交换区域图；
图3本发明的实施例子功能架构图。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明进行详细说明：
智慧工地三维展示***：建设项目的三维实体模型，将人车管理***、工地视频监控***、安全质量培训考试***、环境数据采集及应用***、信息实时播报***及技术文件管理***、管理文件管理***等管理***在三维模型中进行集成，能够通过该***实现工地的智能化、智慧化管理，并以三维视图的方式实景展示工地现场的实时管理信息与数据。
人车管理***：根据门禁***的刷卡信息获得人员及车辆的进出场信息，并对所获取的信息进行汇总、处理，以多种方式展示所获取的数据以满足项目管理需求，将获取的数据发至其他项目管理信息***进行数据应用，并获取其他项目管理信息的数据以对人、车的进出许可等进行管理；通过工地现场扫描条形码获取现场施工管理及作业人员、主要机械设备的相关信息并进行管理；
工地视频监控***：对全面展示电力工程进展需要设置的的摄像机位置进行标准化，通过这些摄像机获取工地现场的实时视频监控数据，并将视频监控数据通过智慧工地三维展示***进行实地展示；
安全质量培训考试***：建设项目级的安全和质量培训及考试***，项目参建人员可以通过该***参加岗位所需的管理和业务培训，并参加相关考试以确定具备所从事岗位的管理技能要求，并视考评结果决定是否允许相关人员在工地上从事相应工作。
环境数据采集及应用***：通过设置在工地现场的环境监测装置获取对应的环境数据，并将环境数据实时通过智慧工地三维展示***进行展示，设置数据的正常、注意和警示三种区间，根据工地项目管理要求设置各种环境数据的各区间数值，数据达到警示区间时，通过数据界面、手机短信、声光报警等方式报警；
信息实时播报***：将设置在工地现场的、网络化的播报***集成到智慧工地三维展示***，实现每天定时播报天气预报、安全质量信息等，并在项目出现紧急情况时，通过手机实现播报通知，实现应急实时播报；
技术、管理文件管理***：将项目管理形成的技术、管理文件与三维模型中的实际模型进行关联，可以通过点击相应的三维模型查看相关的技术、管理文件。
智慧工地三维展示***还与云发布***通信，通过云发布***将智慧工地三维展示***的信息进行云发布。
如图1所示，人车管理***包括设置在门岗处的第一二层交换机，第一二层交换机分别与门岗摄像机、门岗无线网桥、门岗无线AP、门岗大车道闸、门岗小车道闸出口、门岗小车道闸入口、门岗三辊闸、贝雷桥摄像机及客户端通讯，客户端分别与LED显示屏及访客管理***通信。
人车管理***还包括设置在另一门岗处的第二二层交换机，第二二层交换机分别与小车道闸入口、小车道闸出口、摆闸、门岗分交换机、客户端及第一摄像机通信，所述门岗分交换机分别与大车道闸及第二摄像机通信，客户端分别与LED显示屏及访客管理***通信。
环境数据采集及应用***包括仓储区分交换机，所述仓储区分交换机分别与仓储区硬盘录像机、第一仓储区大仓库摄像机及恒温恒湿库分交换机通信，恒温恒湿库分交换机分别与环境监测主机、恒温恒湿库摄像机、第二仓储区大仓库摄像机、特种材料库摄像机、仓储区大门口摄像机相连，所述环境监测主机分别与温湿度传感器、烟雾报警传感器、明火探测传感器、水浸传感器相连。
工地视频监控***包括循环水泵房灯塔分交换机，所述循环水泵房灯塔分交换机分别与循环水泵房灯塔无线网桥、循环水泵房摄像机及无线网桥通信，无线网桥、小区域门禁无线网桥、小区域门禁分交换机、无线AP依次连接通信，所述小区域门禁分交换机还与循环水泵房三辊闸相连。
工地视频监控***还包括灯塔二层交换机，所述灯塔二层交换机分别与灯塔无线AP、设置在主厂房东南角的摄像机、灯塔室外防水音柱及第一灯塔无线网桥相连，第一灯塔无线网桥与另外一个灯塔对应的第二灯塔无线网桥相连，第二灯塔无线网桥与灯塔分交换机相连，灯塔分交换机分别与对应的灯塔室外防水音柱及设置在锅炉房处的摄像机相连。
设置在门岗处的第一二层交换机、设置在另一门岗处的第二二层交换机及灯塔二层交换机均与智慧化工地主交换机相连，智慧化工地主交换机还分别与第一室外发射天线、第二室外发射天线、第一无线AP、第二无线AP、无线网桥、设置在检修楼顶的分交换机、一卡通服务器、环境监测服务器、监控硬盘录像机公共广播主机电弧呼入应答机相连。
设置在检修楼顶的分交换机分别与气象监测主机、设置在项管中心处的摄像机、设置在项管中心处的防水音柱相连，所述气象监测主机分别与温湿度传感器、噪音传感器、风向风速传感器相连。
第二室外天线与厂前区无线网桥相连，厂前区无线网桥、厂前区分交换机、厂前区摄像机依次相连，厂前区分交换机还与厂前区三辊闸相连。
与智慧化工地主交换机相连的无线网桥与锅炉塔吊无线网桥相连，锅炉塔吊无线网桥依次与锅炉塔吊分交换机相连，锅炉塔吊分交换机分别与多个锅炉房俯拍摄像机相连。
第一室外天线分别与对应的多个灯塔无线网桥相连，每个灯塔无线网桥均与对应的灯塔分交换机相连，每个灯塔分交换机均与对应的摄像机相连。
如图2所示，为本发明的实施例子硬件核心交换区域图；智慧化工地主交换机与核心交换机相连，核心交换机分别与和考试***主机相连的二层交换机、会议签到机、智慧化工地路由器、施工管理信息***服务器、EDOC服务器、门户网站服务器、CTB5服务器、桌面云***平台服务器、塔吊监控服务器、总监控中心相连，智慧化工地路由器与本部的客户端相连。
如图3所示，人车管理***，在现场出入口设置进出场门禁、重要区域设小区域门禁***，实现实时监控，实现对进出现场人员及车辆的管理、统计及展示；
利用一卡通技术，在项目现场设进出场门禁和重要区域门禁，人车分流，实现人、车实时监控、统计。
功能实现：按时间段统计、分析人员、车辆进场情况；按单位统计、分析人员、车辆进场情况；按工种统计、分析人员、车辆进场情况；按门禁区域统计、分析人员、车辆进场情况；综合条件统计、分析人员、车辆进场情况；图形化(柱状图、饼状图)分析人员、车辆进场情况；详细人员、车辆进场信息的检索和查询功能。
工地视频监控***：厂内按照总平面布置在特定位置设置多个摄像机，可实时监控项目进展，设置定向拍摄摄像机，对锅炉及主厂房结构进行连续摄影；
企业本部、项目部均可全方位、多角度实时监控项目进展。集成展示现场视频监控信息。
功能实现：链接指定位置的监控设备，查看现场实时画面；按权限级别操控监控设备；历史监控视频在线播放；与三维门户展示的集成。
环境数据采集及应用***：现场设置环境检测仪，实时提供温度、湿度、风向、风速、噪音等环境信息，并设置停止施工、警示注意及正常施工的区间；仓储区设置恒温恒湿库的温度、湿度检测，设置烟浸、水浸、明火的报警；
实现实时检测现场环境数据，为安全清洁施工提供依据。集成工地环境监测数据和仓储环境监测数据，针对温度、湿度、风速、噪音等重要的指标，通过工地现场值班人员监督和***自动探测提示、告警等一系列环境监测***有机整合起来，对于重大告警可通过短信及邮件的方式及时告知相关管理人员。
功能实现：实时温度、湿度、风速、风向、噪音展示和预警；历史温度、湿度、风速、风向、噪音查询、分析；实现仪表盘显示实时情况；实现曲线分析历史数据；结合国家相关施工标准和现场管理，通过三维展示门户统一实时告警。
信息实时播报***：厂内按照总平面布置在特定位置设置音柱，建设广播***，实现定时播报、实时广播、应急提醒及播报功能；
实现定时及应急播报，对工地全场即时发布项目信息。自主维护广播信息或实时展示公共广播***中的信息。功能实现：当天广播信息展现、播放；历史广播信息展现、播放。
安全质量培训考试***：工地现场设置专门的安全质量宣教室，对安全质量进行培训，并通过该***对安全、质量培训效果进行评估；
实现安全质量在线培训、考试以及培训效果评估，同时根据现场施工人员的安全在线考试成绩结果，可实现与人车管理***的联动，考试不合格的人员和车辆禁止进入项目现场。
安全质量培训考试***：工地现场设置专门的安全质量宣教室，对安全质量进行培训，并通过该***对安全、质量培训效果进行评估；
办公区会议室设置签到机，通过与施工管理信息***的数据交互，实现通过打卡自动签到并出签到表，实现对会议室的管理；建设内网专线的视频会议***，通过该***进行设计交底及图纸会审，建设移动视频会议***作为内线视频会议***的补充，实现移动端手机或PAD视频会议功能；
实现安全质量在线培训、考试以及培训效果评估，同时根据现场施工人员的安全在线考试成绩结果，可实现与人车管理***的联动，考试不合格的人员和车辆禁止进入项目现场。
塔机安全监控***：通过对塔机运行相关参数的集成，实现对塔机状态的实时监控，避免因操作者的疏忽或判断失误而造成的安全事故，保证塔机的安全使用。
智慧工地三维展示***：实现各***功能的统一展现，权限矩阵的统一管理及各应用***的统一单点登录管理，同时可以通过三维视图的方式展示各应用***，采用三维对象关联的方式实现三维文档关联查询。
功能实现：决策管理中心：报表统计、综合查询及管理告警信息；权限控制中心：统一用户权限矩阵管理，各***单点登录管理；三维展示中心：平台统一展示、可视化信息交互、三维对象信息查看。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (10)
1.基于三维模型的实景可视化的智能化工地管理***，其特征是，包括：
人车管理***，根据门禁***的刷卡信息获得人员及车辆的刷卡数据，通过扫描条形码获得对应的固定人员及设定的机械设备的扫描数据；刷卡数据及扫描数据均通过智慧工地三维展示***进行展示；
工地视频监控***，通过设置在工地现场的多个摄像机获得工地现场的实时视频监控数据，视频监控数据通过智慧工地三维展示***进行展示；
环境数据采集及应用***，通过设置在工地现场的环境监测装置获取对应的环境数据并将环境数据实时通过智慧工地三维展示***进行展示；
信息实时播报***，将获取的公共广播数据传送至信息播报数据库并进行实时通过智慧工地三维展示***进行播报；
智慧工地三维展示***，根据工地项目构建对应的三维模型，将人车管理***、工地视频监控***、环境数据采集及应用***及信息实时播报***所分别对应的装置在三维模型中进行实景标注，通过智慧工地三维展示***以三维视图的方式实景展示工地现场的实时数据。
2.如权利要求1所述的基于三维模型的实景可视化的智能化工地管理***，其特征是，所述智慧工地三维展示***还与云发布***通信，通过云发布***将智慧工地三维展示***的信息进行云发布。
3.如权利要求1所述的基于三维模型的实景可视化的智能化工地管理***，其特征是，所述人车管理***包括至少一个设置在现场的门禁***，现场的固定人员及设定的机械设备分别配置条形码，门禁***根据栓卡信息将卡对应的人员及车辆信息传输至人车管理数据库，通过扫描条形码将对应的固定人员及设定的机械设备信息传输至一卡通服务器中的人车管理数据库。
4.如权利要求1所述的基于三维模型的实景可视化的智能化工地管理***，其特征是，，所述设置在现场的门禁***包括设置在在现场出入口的进出场门禁***及设置在重要区域的小区域门禁***，进出场门禁***及小区域门禁***分别与施工管理信息***服务器通信。
5.如权利要求1所述的基于三维模型的实景可视化的智能化工地管理***，其特征是，所述工地视频监控***包括设置在工地现场的多个摄像机，所述摄像机通过云台安装在施工现场的设定位置，摄像机用于实时监测所能覆盖的监控对象并将实时监控视频数据上传至智慧工地三维展示***。
6.如权利要求1所述的基于三维模型的实景可视化的智能化工地管理***，其特征是，所述环境数据采集及应用***包括设置在仓储区的环境监测装置及设置在工地处的气象监测装置，设置在仓储区的环境监测装置包括分别与环境监测主机相连的温湿度传感器、烟雾报警传感器、明火探测传感器及水浸传感器，设置在工地处的气象监测装置包括与气象监测主机分别相连的温度传感器、噪音传感器及风向风速传感器，环境监测主机及气象监测主机分别将监测的数据实时传送至环境监测数据库，环境监测数据库的数据实时上传至施工管理信息***服务器，在施工管理信息***服务器中将信息将数据进行处理，超过设定阈值时通过短信及邮件的方式及时告知相关管理人员。
7.如权利要求1所述的基于三维模型的实景可视化的智能化工地管理***，其特征是，所述信息实时播报***包括公共广播主机，公共广播主机与电话呼入应答机相连，公共广播主机将电话呼入应答机对应的电话呼入信息及公共广播数据上传至信息播报数据库，厂内按照总平面布置在特定位置设置音柱，音柱与公共广播主机相连，信息实时播报***用于实现定时播报、实时广播、应急提醒及播报。
8.如权利要求1所述的基于三维模型的实景可视化的智能化工地管理***，其特征是，上述基于三维模型的实景可视化的智能化工地管理***还包括安全质量培训考试***、塔机安全监控***、技术文件管理***及管理文件管理***；
所述安全质量培训考试***包括设置在培训室内的考试***主机，设置在办公区会议室的签到机，签到机将会议考勤刷卡数据传送至考试***主机，考试***主机中包括有安全质量数据库及培训考试数据库，将考试***主机采集的考试人员的成绩信息上传至人车管理***的一卡通服务器，将考试人员的成绩信息与人车管理***的信息进行联动，考试人员的成绩信息小于设定阈值的人员对应的卡将无效继而将无法进行施工现场。
9.如权利要求8所述的基于三维模型的实景可视化的智能化工地管理***，其特征是，所述技术文件及管理文件管理***包括技术文件管理***及管理文件管理***，技术文件管理***通过技术类文档接口与文控管理***通信，管理文件管理***通过管理类文档接口与文控管理***通信，采用面向三维实体对象的信息关联方法，在文控管理***与智慧工地三维展示门户实体对象中实现属性关联，实现三维视图下的各种管理及技术文档的调阅。
10.如权利要求8所述的基于三维模型的实景可视化的智能化工地管理***，其特征是，所述塔机安全监控***包括多个灯塔，每个灯塔均设置有对应的塔机分交换机，塔机分交换机分别与相应的摄像机及灯塔无线网桥相连，通过摄像机现对塔机状态的实时监控。
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