CN109886479A - 一种基于北斗gnss和bim的吊装设备施工期定位监控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种基于北斗GNSS和BIM的吊装设备施工期定位监控方法，利用北斗GNSS对吊装设备实时定位，并将相关数据映射至BIM模型中。施工管理者通过BIM二次开发，对上述数据进行二次处理，生产吊装设备运动轨迹、运动热图，并与工程进度对比，评估吊装设备工作效率，优化作业管理。本发明减少了数据传递的层级，提高了数据流转的效率，增强了数据的可阅读性，解决了施工现场设备实时跟踪和动态管理。
Description
技术领域
本发明专利属于土木工程施工管理，特别涉及一种基于北斗GNSS和BIM的吊装设备施工期定位监控方法。
背景技术
吊运设备GNSS定位的应用主要集中在对设备本身位置的监控，例如塔吊、汽车吊的位置，但无法记录其实际的吊装工作，即如塔吊吊车或汽车吊吊臂的工作状况。因此，工地管理对实际的吊装效果缺乏动态监控。
即使现场监管人员发现设备工作效能不佳，但通过层层汇报、转达后，实际上迟滞了对设备工作的调度和优化。
发明内容
发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种基于北斗GNSS和BIM的吊装设备施工期定位监控方法，主要解决了施工现场设备实时跟踪和动态管理。
技术方案：一种基于北斗GNSS和BIM的吊装设备施工期定位监控方法，
由以下步骤组成：
（1）建立施工BIM模型，包含相应的吊装设备，根据工作需求，将吊装设备模型置于施工BIM模型的相应区域；
（2）吊装设备上安装基于北斗GNSS的高精度定位；
（3）在BIM模型中通过二次开发，建立BIM交互平台，定位、通过该交互平台，定位数据实时映射至BIM模型储存；
（4）通过BIM交互平台调用，模型动态显示吊运设备的工作位置；
（5）管理人员利用上述成果，分析设备的工作效率和工作效能，并根据实际情况调整、优化整个吊装作业。
本发明的进一步改进在于，步骤（2）中，基于北斗GNSS的高精度定位的定位装置，精度达到cm/min级。
本发明的进一步改进在于，在北斗GNSS高精度定位基础上，集成设备运行数据采集等功能，实现去对设备工作状况的全方位监控。
本发明的进一步改进在于，步骤（3）中，BIM模型以点状显示不同吊装设备实际吊运装置的实时位置。
本发明的进一步改进在于，步骤（4）中，分时段、分区段统计每个吊装设备的定位数据，在BIM模型中生成相应时间段该吊运设备的运行三维轨迹图、三维工作热图的分析数据。
本发明的进一步改进在于，步骤（5）中，管理人员通过BIM交互平台，通过BIM模型叠加设备三维轨迹图、工作热图，结合设备运行数据，分析设备的工作效率和工作效能，并根据实际情况调整、优化整个吊装作业。
本发明的进一步改进在于，施工人员利用手机、PAD登陆BIM模型，查询个人工作具体情况，并根据管理指令，调整施工方案。
与现有技术相比，本发明提供的一种基于北斗GNSS和BIM的吊装设备施工期定位监控方法，至少实现了如下的有益效果：
（1）吊装设备的定位、监控成果，能够实时映射至BIM模型中并显示、储存；BIM模型能够动态显示吊运设备的工作位置；
（2）在BIM模型中通过二次开发，建立BIM交互平台，结合设备其他运行参数，能够生成吊装设备的运行三维轨迹图、工作热图及工作状况分析表；
（3）管理人员能够利用上述成果，分析设备的工作效率和工作效能，并根据实际情况调整、优化整个吊装作业；
（4）施工人员可利用手机、PAD登陆BIM模型，查询个人工作具体情况，并根据管理指令，调整施工方案。
（5）基于北斗GNSS的高精度定位、设备，具有GNSS高精度定位、设备运行数据采集等功能；
（6）整个三维定位、监控由BIM二次开发提供交互平台，无论是管理者还是施工人员都通过BIM交互平台都能查询相关信息，动态调整。
（7）本发明利用BIM的三维可视化手段，将跟踪记录的数据生成三维轨迹图和工作热图，减少了数据传递的层级，提高了数据流转的效率，增强了数据的可阅读性，解决了施工现场设备实时跟踪和动态管理。
当然，实施本发明的任一产品并不特定需要同时达到以上所述的所有技术效果。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
图1为本发明的流程图。
具体实施方式
现详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
实施例1，
本发明在我国长江下游沿岸某城市国际会展中心（会议中心）的应用。会议中心地上建筑面积约5 万平方米，地下建筑面积约3.1万平方米，地下为混凝土结构和型钢混凝土组合结构，地上部分为框架钢结构，钢结构用钢量约1.4万吨。
本工程地下室混凝土施工主要使用5台塔吊和6台汽车吊进行水平和垂直运输，地上部分钢结构主要使用5台塔吊、1台280吨履带吊和1台汽车吊对钢结构构件的水平和垂直运输。施工前由各专业分别建立BIM模型，土建和机电专业使用Revit软件建立模型，钢结构专业使用Tekla软件建立模型，幕墙专业使用犀牛软件建立模型，最后使用Revit软件将四个专业的模型拼装至一个模型中，并在模型中建立塔吊模型和履带吊模型，从而完成整体模型的建立。
将集成北斗GNSS定位芯片的装置安装于塔吊吊钩位置和履带吊大臂顶部，采集起重机械运动轨迹和持续时间。通过数据处理平台收集的北斗GNSS定位数据，分析起重机械的运转情况，并将数据映射至BIM模型中。管理人通过施工经验分析起重设备运转是否正常。例如北斗GNSS收集的数据反应吊钩空间坐标相对建筑物坐标很大，且持续时间比较长，则说明该起重设备处于停止工作状态。如北斗GNSS收集的数据反应吊钩空间中坐标相对建筑物坐标比较近，且持续时间约8~15分钟（一般钢结构构件就位时间约8`15分钟），则说明该起重设备处于工作状态。若经判断设备处于停止工作状态时，管理人员第一时间到达现场了解实际情况后，对现场施工进行协调处理，从而使设备得到高效的使用。
由以下步骤组成：
（1）建立施工BIM模型，包含相应的吊装设备，根据工作需求，将吊装设备模型置于施工BIM模型的相应区域；
（2）吊装设备上安装基于北斗GNSS的高精度定位；
（3）在BIM模型中通过二次开发，建立BIM交互平台，定位、通过该交互平台，定位数据实时映射至BIM模型储存；
（4）通过BIM交互平台调用，模型动态显示吊运设备的工作位置；
（5）管理人员利用上述成果，分析设备的工作效率和工作效能，并根据实际情况调整、优化整个吊装作业。
其中，BIM模型为施工级别BIM模型，含相应的吊装设备。
基于上述实施例，本发明利用北斗GNSS对吊装设备实时定位，并将相关数据映射至BIM模型中。施工管理者通过BIM二次开发，对上述数据进行二次处理，生产吊装设备运动轨迹、运动热图，并与工程进度对比，评估吊装设备工作效率，优化作业管理。利用BIM的三维可视化手段，将跟踪记录的数据生成三维轨迹图和工作热图，减少数据传递的层级，提高数据流转的效率，增强数据的可阅读性，主要解决了施工现场设备实时跟踪和动态管理。整个三维定位、监控由BIM二次开发提供交互平台，无论是管理者还是施工人员都通过BIM交互平台都能查询相关信息，动态调整。
为了进一步解释本实施例，需要说明的是，步骤（2）中，基于北斗GNSS的高精度定位的定位装置，精度达到cm/min级。
为了进一步解释本实施例，需要说明的是，在北斗GNSS高精度定位基础上，集成设备运行数据采集等功能，实现去对设备工作状况的全方位监控。
为了进一步解释本实施例，需要说明的是，步骤（3）中，BIM模型以点状显示不同吊装设备实际吊运装置的实时位置。
为了进一步解释本实施例，需要说明的是，步骤（4）中，分时段、分区段统计每个吊装设备的定位数据，在BIM模型中生成相应时间段该吊运设备的运行三维轨迹图、三维工作热图的分析数据。
为了进一步解释本实施例，需要说明的是，步骤（5）中，管理人员通过BIM交互平台，通过BIM模型叠加设备三维轨迹图、工作热图，结合设备运行数据，分析设备的工作效率和工作效能，并根据实际情况调整、优化整个吊装作业。
本发明的进一步改进在于，施工人员利用手机、PAD登陆BIM模型，查询个人工作具体情况，并根据管理指令，调整施工方案。
通过上述实施例可知，本发明提供的一种基于北斗GNSS和BIM的吊装设备施工期定位监控方法，至少实现了如下的有益效果：
（1）吊装设备的定位、监控成果，能够实时映射至BIM模型中并显示、储存；BIM模型能够动态显示吊运设备的工作位置；
（2）在BIM模型中通过二次开发，建立BIM交互平台，结合设备其他运行参数，能够生成吊装设备的运行三维轨迹图、工作热图及工作状况分析表；
（3）管理人员能够利用上述成果，分析设备的工作效率和工作效能，并根据实际情况调整、优化整个吊装作业；
（4）施工人员可利用手机、PAD登陆BIM模型，查询个人工作具体情况，并根据管理指令，调整施工方案。
（5）基于北斗GNSS的高精度定位、设备，具有GNSS高精度定位、设备运行数据采集等功能；
（6）整个三维定位、监控由BIM二次开发提供交互平台，无论是管理者还是施工人员都通过BIM交互平台都能查询相关信息，动态调整。
（7）本发明利用BIM的三维可视化手段，将跟踪记录的数据生成三维轨迹图和工作热图，减少了数据传递的层级，提高了数据流转的效率，增强了数据的可阅读性，解决了施工现场设备实时跟踪和动态管理。
虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。
Claims (7)
1.一种基于北斗GNSS和BIM的吊装设备施工期定位监控方法，其特征在于，
由以下步骤组成：
（1）建立施工BIM模型，包含相应的吊装设备，根据工作需求，将吊装设备模型置于施工BIM模型的相应区域；
（2）吊装设备上安装基于北斗GNSS的高精度定位；
（3）在BIM模型中通过二次开发，建立BIM交互平台，定位、通过该交互平台，定位数据实时映射至BIM模型储存；
（4）通过BIM交互平台调用，模型动态显示吊运设备的工作位置；
（5）管理人员利用上述成果，分析设备的工作效率和工作效能，并根据实际情况调整、优化整个吊装作业。
2.根据权利要求1所述的一种基于北斗GNSS和BIM的吊装设备施工期定位监控方法，其特征在于，
所述步骤（2）中，所述基于北斗GNSS的高精度定位的定位装置，精度达到cm/min级。
3.根据权利要求1所述的一种基于北斗GNSS和BIM的吊装设备施工期定位监控方法，其特征在于，
在北斗GNSS高精度定位基础上，集成设备运行数据采集的功能，实现去对设备工作状况的全方位监控。
4.根据权利要求1所述的一种基于北斗GNSS和BIM的吊装设备施工期定位监控方法，其特征在于，
所述步骤（3）中，BIM模型以点状显示不同吊装设备实际吊运装置的实时位置。
5.根据权利要求1所述的一种基于北斗GNSS和BIM的吊装设备施工期定位监控方法，其特征在于，
所述步骤（4）中，分时段、分区段统计每个吊装设备的定位数据，在BIM模型中生成相应时间段该吊运设备的运行三维轨迹图、三维工作热图的分析数据。
6.根据权利要求1所述的一种基于北斗GNSS和BIM的吊装设备施工期定位监控方法，其特征在于，
所述步骤（5）中，管理人员通过BIM交互平台，通过BIM模型叠加设备三维轨迹图、工作热图，结合设备运行数据，分析设备的工作效率和工作效能，并根据实际情况调整、优化整个吊装作业。
7.根据权利要求1所述的一种基于北斗GNSS和BIM的吊装设备施工期定位监控方法，其特征在于，
施工人员利用手机、PAD登陆BIM模型，查询个人工作具体情况，并根据管理指令，调整施工方案。
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