CN113987625A - 一种基于bim的施工作业人员定位方法 - Google Patents
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Abstract
一种基于BIM的施工作业人员定位方法,所述方法包括:根据建筑施工现场,创建BIM,并利用集成平台对BIM进行识别;作业人员携带定位标签进入施工现场;定位标签发送当前的位置数据至集成平台,集成平台将位置数据与BIM进行整合,在集成平台上呈现三维虚拟施工现场,并将不同的定位标签所代表的不同的作业人员在三维虚拟施工现场中呈现;将BIM内的施工现场划分为不同危险程度的警示区域,并对定位对象的位置数据进行实时计算和判断,得到安全评估结果。本发明通过设计一种基于BIM的施工作业人员定位方法,支持对施工作业人员实时位置查看,避免在危险区域或重大工程区域作业,保障作业人员安全。
Description
技术领域
本发明涉及工程建造技术领域,尤其涉及一种基于BIM的施工作业人员定位方法。
背景技术
工程项目的施工现场事故频发,国家规范虽然有相应的人员安全规范和严格要求,但仅是书面上的文件,没有相对完善的人员安全管控措施,每天的人为提醒监督乃为杯水车薪,加之施工现场环境复杂,仅仅依靠安全人员的监督是远远不够的,在出现突发事项时无法精准定位则是无法保证生命安全。
目前,BIM技术是一种应用于面向建筑全生命周期的可视化数据管理工具,通过对建筑全生命周期的数据整合,在项目规划、运行和维护的全生命周期过程中进行共享和传递,便于技术人员对施工问题做出正确理解和高效的应对措施,在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥重要作用。
现有技术中,为了解决施工现场事故频发的现象,通过在BIM模块中展示人员的定位,通过数据处理装置可把时间差转化为距离差,再利用相关算法计算出施工人员位置,最后再通过BIM模型进行展示并通过安全帽的报警装置提醒施工人员,达到安全预警的目的,但是数据传输过程繁琐,受局部信号强弱会导致传递速率降低且数据存在丢失风险,无法保证施工人员的安全以及准确的位置。
发明内容
鉴于以上技术问题,本发明提供了一种基于BIM的施工作业人员定位方法。
为实现以上目标,采用一下技术方案:
一种基于BIM的施工作业人员定位方法,包括:
根据建筑施工现场,创建BIM,并利用集成平台对所述BIM进行识别;
作业人员携带定位标签进入施工现场;
所述定位标签发送当前的位置数据至所述集成平台,所述集成平台将所述位置数据与所述BIM进行整合,在所述集成平台上呈现三维虚拟施工现场,并将不同的所述定位标签所代表的不同的作业人员在所述三维虚拟施工现场中呈现;
将所述BIM内的施工现场划分为不同危险程度的警示区域,并对定位对象的所述位置数据进行实时计算和判断,得到安全评估结果。
进一步的,所述创建BIM,具体包括:
面向建筑全生命期设计BIM架构;
将海量BIM数据分布式存储和虚拟集成于NoSql型数据库中;
基于多源异构数据进行BIM建模。
进一步的,所述BIM具体包括地面场地、地下结构、施工机械和临时设施。
进一步的,所述定位标签包括GPS模块和UWB模块,利用所述GPS模块和所述UWB模块,使得所述定位标签可发送包含有GPS数据和UWB定位数据的所述位置数据至所述集成平台。
进一步的,所述集成平台为Unity平台,所述BIM利用Revit软件构建。
进一步的,从所述Revit软件中导出3D模型文件和属性数据文件,通过导入功能导入至到3ds Max软件中,通过实体管理模型组织功能以及ID匹配,使得在Unity平台中实现了所述BIM的所有信息的导入和展示,得到所述三维虚拟施工现场。
进一步的,所述位置数据以XML格式存储,利用AR4C应用程序的内置XML解析器脚本在所述Unity平台中创建出位置管理组件,并根据不同的所述定位标签创建ID,通过映射集成的方式,使得所述ID的所述位置数据在所述Unity平台的所述三维虚拟施工现场中实时呈现。
进一步的,所述对定位对象的所述位置数据进行实时计算和判断,具体包括:
将不同危险程度的所述警示区域映射到所述三维虚拟施工现场中,并将所述警示区域划分危险等级,在计算出所述位置数据是处于危险等级高于预设阈值的所述警示区域后,所述安全评估结果呈现为不安全,并对呈现为不安全的所述安全评估结果进行预警。
进一步的,还包括,将所述安全评估结果发送至所述定位标签,并对呈现为不安全的所述安全评估结果所代表的作业人员进行警报提示。
采用上述方案,本发明的有益效果是:
本发明通过设计一种基于BIM的施工作业人员定位方法,支持对施工作业人员实时位置查看,避免在危险区域或重大工程区域作业,保障作业人员安全;在建筑数据的基础上,支持读取和集成人员数据和安全风险数据,形成面向人员安全管理的信息模型,提高管理效率;在集成信息模型的基础上,用户可根据工程需要进行定制化的功能研发,形成基于BIM的施工作业人员定位***,使得用途多样化。
附图说明
图1为本发明一种基于BIM的施工作业人员定位方法的流程图。
具体实施方式
体现本发明特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施方式上具有各种的变化,其皆不脱离本发明的范围,且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用,而非用以限制本发明。
如图1所示,本发明实施例提供一种基于BIM的施工作业人员定位方法,包括如下步骤S1~S4:
在步骤S1中,根据建筑施工现场,创建BIM,并利用集成平台对所述BIM进行识别。
在步骤S2中,作业人员携带定位标签进入施工现场。
在步骤S3中,所述定位标签发送当前的位置数据至所述集成平台,所述集成平台将所述位置数据与所述BIM进行整合,在所述集成平台上呈现三维虚拟施工现场,并将不同的所述定位标签所代表的不同的作业人员在所述三维虚拟施工现场中呈现。
在步骤S4中,将所述BIM内的施工现场划分为不同危险程度的警示区域,并对定位对象的所述位置数据进行实时计算和判断,得到安全评估结果。
其中,根据建筑施工安全管控需要以及完整BIM模型的创建流程,提出面向建筑施工安全的BIM架构设计,包括集成施工安全BIM基本框架、架构流程、应用架构及方法,作业人员携带起到定位作用的定位标签进入到BIM模型所代表的施工现场,定位标签实时将位置数据发送至集成平台,集成平台根据位置数据和BIM模型,在三维虚拟施工现场中实时呈现作业人员的位置,并对在危险区域的作业人员作出评估,以此减少施工伤亡事故。
在一实施方式中,所述创建BIM,具体包括:面向建筑全生命期设计BIM架构;将海量BIM数据分布式存储和虚拟集成于NoSql型数据库中;基于多源异构数据进行BIM建模。
其中,针对完整BIM模型的创建流程,提出面向建筑全生命期的集成BIM构建框架,包括集成BIM基本框架、架构流程、应用架构及方法;以通用数据标准IFC,提出一种面向对象层级的多源异构数据BIM存储与集成方法,包括数模分离方法、分类存储方法和数据集成方法,通过唯一标识实现“模型-数据”的双向链接;引入地理本体思想,在海量空间数据驱动下,实现基于本体驱动的空间数据集成,在此基础上同面向建筑运维阶段的信息模型进行数据集成,实现数据的扩展效果,对于丰富数据程度、解决数字鸿沟提供帮助。
作为补充的,所述BIM具体包括地面场地、地下结构、施工机械和临时设施。
在一实施方式中,所述定位标签包括GPS模块和UWB模块,利用所述GPS模块和所述UWB模块,使得所述定位标签可发送包含有GPS数据和UWB定位数据的所述位置数据至所述集成平台。
其中,基于施工现场作业人员不安全行为管控的实际需要,采用GPS和UWB技术结合的定位方式,GPS模块实现对地面施工作业区域的作业人员的定位,UWB模块则实现对地下有限空间下作业人员的定位,作业人员携带的定位标签集成GPS和UWB定位模块,定位方式根据定位对象所处位置自动切换,从而实现施工现场作业人员的实时定位。
作为解释的,GPS是一种全球定位***,是一种以人造地球卫星为基础的高精度无线电导航的定位***,它在全球任何地方以及近地空间都能够提供准确的地理位置和精确的时间信息;UWB是超宽带技术,是一种无线载波通信技术,它不采用正弦载波,而是利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据,因此其所占的频谱范围很宽,UWB技术具有***复杂度低,发射信号功率谱密度低,对信道衰落不敏感,截获能力低,定位精度高等优点,尤其适用于室内等密集多径场所的高速无线接入。
在一实施方式中,所述集成平台为Unity平台,所述BIM利用Revit软件构建。
其中,为了能够让定位实时显示,选择Unity平台作为主要的开发环境,Unity平台是一个实时的3D平台,用于可视化交互的3D模型和虚拟体验,并且可以互连多种类软件并交换多种数据,根据需要,使用Revit软件进行BIM建模,使得施工现场结构,场地布控,机械位置,材料摆放等直观地展示,同时对于工程状况、施工人员和现场管理人员的工作状态获取实时了解,对于现场的安全施工管理有很大帮助。
在一实施方式中,从所述Revit软件中导出3D模型文件和属性数据文件,通过导入功能导入至到3ds Max软件中,通过实体管理模型组织功能以及ID匹配,使得在Unity平台中实现了所述BIM的所有信息的导入和展示,得到所述三维虚拟施工现场。
其中,具体的,从Autodesk Revit分别导出3D模型文件(FBX文件)和属性数据文件(XML),再通过导入功能导入至到Autodesk 3ds Max中,通过实体管理模型组织功能以及ID匹配,使得Unity平台中实现了BIM模型所有信息的导入和展示,
在一实施方式中,所述位置数据以XML格式存储,利用AR4C应用程序的内置XML解析器脚本在所述Unity平台中创建出位置管理组件,并根据不同的所述定位标签创建ID,通过映射集成的方式,使得所述ID的所述位置数据在所述Unity平台的所述三维虚拟施工现场中实时呈现。
其中,位置数据则按照xml格式进行存储,使得可以根据自己的设计需求定义专属标记,使得跨***或平台的信息共享或传输可通过XML实现,AR4C应用程序则根据内置XML解析器脚本在Unity平台中创建出位置管理组件,并能够根据建筑位置创建实时ID,通过映射集成的方式,BIM模型和位置数据实现了数据集成。用户能够通过定位标签将位置数据实时准确的展示在Unity可视化环境中。
针对定位可视化技术,本实施例中采用增强现实技术来实现,利用便携式定位标签,通过数字内容增强真实环境的技术,在真实物体上叠加数字信息和3D物体,使用户可以与真实物体和虚拟物体进行交互,可以直接改善建筑工地的信息可视化,其中,AR4C应用程序主要是为现场管理人员和工人设计,可以在施工现场的任何时间和任何地点为这些个人提供特定于上下文的信息,AR4C应用程序是一个原型版本,由于集成了谷歌Project Tango技术,其运动跟踪和深度感知都可以通过是为智能手机等移动设备得知。
在一实施方式中,所述对定位对象的所述位置数据进行实时计算和判断,具体包括:
将不同危险程度的所述警示区域映射到所述三维虚拟施工现场中,并将所述警示区域划分危险等级,在计算出所述位置数据是处于危险等级高于预设阈值的所述警示区域后,所述安全评估结果呈现为不安全,并对呈现为不安全的所述安全评估结果进行预警。
作为补充的,定位方法还包括,将所述安全评估结果发送至所述定位标签,并对呈现为不安全的所述安全评估结果所代表的作业人员进行警报提示。
具体的,可以在定位标签设置警报扬声器,在警报提示时进行报读,以提醒作业人员注意安全,同时,在所述三维虚拟施工现场进行警报时,可以在展示所述三维虚拟施工现场的显示器上进行闪烁警报,并进行语音提示。
通过上述实施例的描述,可以得知本定位方法具有以下有益效果:
支持对施工作业人员实时位置查看,避免在危险区域或重大工程区域作业,保障作业人员安全;在建筑数据的基础上,支持读取和集成人员数据和安全风险数据,形成面向人员安全管理的信息模型,提高管理效率;在集成信息模型的基础上,用户可根据工程需要进行定制化的功能研发,形成基于BIM的施工作业人员定位***,使得用途多样化。
虽然已参照几个典型实施方式描述了本公开,但应当理解,所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本公开能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质,所以应当理解,上述实施方式不限于任何前述的细节,而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释,因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。
Claims (9)
1.一种基于BIM的施工作业人员定位方法,其特征在于,所述方法包括:
根据建筑施工现场,创建BIM,并利用集成平台对所述BIM进行识别;
作业人员携带定位标签进入施工现场;
所述定位标签发送当前的位置数据至所述集成平台,所述集成平台将所述位置数据与所述BIM进行整合,在所述集成平台上呈现三维虚拟施工现场,并将不同的所述定位标签所代表的不同的作业人员在所述三维虚拟施工现场中呈现;
将所述BIM内的施工现场划分为不同危险程度的警示区域,并对定位对象的所述位置数据进行实时计算和判断,得到安全评估结果。
2.根据权利要求1所述的基于BIM的施工作业人员定位方法,其特征在于,所述创建BIM,具体包括:
面向建筑全生命期设计BIM架构;
将海量BIM数据分布式存储和虚拟集成于NoSql型数据库中;
基于多源异构数据进行BIM建模。
3.根据权利要求1所述的基于BIM的施工作业人员定位方法,其特征在于,所述BIM具体包括地面场地、地下结构、施工机械和临时设施。
4.根据权利要求1所述的基于BIM的施工作业人员定位方法,其特征在于,所述定位标签包括GPS模块和UWB模块,利用所述GPS模块和所述UWB模块,使得所述定位标签可发送包含有GPS数据和UWB定位数据的所述位置数据至所述集成平台。
5.根据权利要求1所述的基于BIM的施工作业人员定位方法,其特征在于,所述集成平台为Unity平台,所述BIM利用Revit软件构建。
6.根据权利要求5所述的基于BIM的施工作业人员定位方法,其特征在于,从所述Revit软件中导出3D模型文件和属性数据文件,通过导入功能导入至到3ds Max软件中,通过实体管理模型组织功能以及ID匹配,使得在Unity平台中实现了所述BIM的所有信息的导入和展示,得到所述三维虚拟施工现场。
7.根据权利要求6所述的基于BIM的施工作业人员定位方法,其特征在于,所述位置数据以XML格式存储,利用AR4C应用程序的内置XML解析器脚本在所述Unity平台中创建出位置管理组件,并根据不同的所述定位标签创建ID,通过映射集成的方式,使得所述ID的所述位置数据在所述Unity平台的所述三维虚拟施工现场中实时呈现。
8.根据权利要求1所述的基于BIM的施工作业人员定位方法,其特征在于,所述对定位对象的所述位置数据进行实时计算和判断,具体包括:
将不同危险程度的所述警示区域映射到所述三维虚拟施工现场中,并将所述警示区域划分危险等级,在计算出所述位置数据是处于危险等级高于预设阈值的所述警示区域后,所述安全评估结果呈现为不安全,并对呈现为不安全的所述安全评估结果进行预警。
9.根据权利要求8所述的基于BIM的施工作业人员定位方法,其特征在于,还包括,将所述安全评估结果发送至所述定位标签,并对呈现为不安全的所述安全评估结果所代表的作业人员进行警报提示。
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