一种基于BIM和GIS的地下排水施工监控系统及方法

摘要

本发明涉及一种基于BIM和GIS的地下排水施工监控系统及方法，主要包括：BIM单元、GIS单元、监控单元、数据发送单元、数据接收单元、处理单元和电子沙盘系统单元，本发明在施工前，可对管道进行可视化真实场景模拟，施工建成后，通过传感器对排水管道流量进行实时监控，与预设标准流量值进行比较，进而判断是否堵塞，并且若有堵塞情况，将该数据发送至管理者进行报警，根据4D可视化施工信息模型数据即可对堵塞位置进行精准定位，便于施工维修，大大节约了人力物力。

说明书

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，具体涉及一种基于BIM和GIS的地下排水施工监控系统及方法。

背景技术

BIM（Building Information Modeling）技术，其通过建立虚拟的建筑工程三维模型，利用数字化技术，为这个模型提供完整的、与实际情况一致的建筑工程信息库。

GIS（Geographic Information System或 Geo－Information system，GIS）地理信息系统，其是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。

目前城市道路地下排水管道布局，大部分是老旧状态且缺乏管理或是人工管理，投入成本大且易疏忽，没有集成管理和数据实时监控的功能，当地下管道出现损坏或堵塞情况，遇到大雨或洪水情况，易导致城市内涝，并且由于管道处于地下的原因，无法迅速检查出管道情况，且给维修带来了极大的麻烦，费时费力，严重不符合现代城市的规划管理。因此，亟需一种对地下排水进行有效地集成管理和数据监控的技术。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出了一种基于BIM和GIS的地下排水施工监控系统及方法，本发明通过将BIM技术和GIS技术进行有效结合，在施工前，通过电子沙盘系统可对管道进行可视化真实场景模拟，施工建成后，通过传感器对排水管道流量进行实时监控，与预设标准流量值进行比较，进而判断是否堵塞，并且若有堵塞情况，将该数据发送至管理者进行报警，根据4D可视化施工信息模型数据和传感器的位置即可对堵塞位置进行精准定位，便于施工维修，大大节约了人力物力。

为至少解决上述技术问题之一，本发明采取的技术方案为：

一种基于BIM和GIS的地下排水施工监控系统，其特征在于，包括：BIM单元、GIS单元、监控单元、数据发送单元、数据接收单元、处理单元和电子沙盘系统单元，

所述BIM单元，用于根据地下排水管道分布施工图纸构建BIM三维模型；

所述GIS单元与所述BIM单元相连，用于将BIM三维模型加载至GIS单元，实现模型真实反映排水管道建设情况；

所述监控单元分布于排水管道的交接处，用于监测交接处的流量情况；

所述数据发送单元与所述监控单元相连，所述处理单元通过所述数据接收单元与所述数据发送单元相连，用于接收流量数据并与预设标准流量值进行比较，判断是否堵塞；

所述电子沙盘系统单元分别与所述GIS单元和所述处理单元相连，用于进行地下排水施工的监控预演。

进一步的，还包括：报警单元，所述报警单元分别与所述处理单元和用户终端相连。

进一步的，还包括：数据存储单元，所述数据存储单元与所述处理单元相连，用于存储基于IFC的4D可视化施工信息模型数据，所述4D可视化施工信息模型数据包括：BIM三维模型数据与地下排水施工管理数据。

进一步的，所述地下排水施工管理数据包括：施工区域、进度、人力、材料、设备、成本、安全、质量、场地布置及管道堵塞情况数据。

进一步的，所述监控单元为流量传感器。

一种利用所述的地下排水施工监控系统进行地下排水施工监控的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：根据地下排水管道分布施工图纸构建BIM三维模型，将BIM三维模型加载至GIS单元，实现模型真实反映排水管道建设情况；

S2：在排水管道的交接处设置监控单元，用于监测交接处的流量情况；

S3：通过处理单元接收流量数据并与预设标准流量值进行比较，判断是否堵塞；

S4：将堵塞情况发送至用户终端，提醒管理人员。

进一步的，还包括步骤：通过电子沙盘系统进行地下排水施工监控的预演。

本发明的有益效果至少包括：本发明通过将BIM技术和GIS技术进行有效结合，在施工前，通过电子沙盘系统可对管道进行可视化真实场景模拟，施工建成后，通过传感器对排水管道流量进行实时监控，与预设标准流量值进行比较，进而判断是否堵塞，并且若有堵塞情况，将该数据发送至管理者进行报警，根据4D可视化施工信息模型数据即可对堵塞位置进行精准定位，便于施工维修，大大节约了人力物力。

附图说明

图1为本发明监控系统结构框图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。

实施例1：图1为本发明监控系统结构框图，如图1所示，本发明所述基于BIM和GIS的地下排水施工监控系统，主要包括：BIM单元、GIS单元、监控单元、数据发送单元、数据接收单元、处理单元和电子沙盘系统单元。

所述BIM单元，用于根据地下排水管道分布施工图纸构建BIM三维模型。

所述GIS单元与所述BIM单元相连，用于将BIM三维模型加载至GIS单元，实现模型真实反映排水管道建设情况。

所述监控单元分布于排水管道的交接处，用于监测交接处的流量情况；更具体的，在进行预演时，通过在BIM三维模型中的排水管道处设置流量传感器或水流量计，进行真实模拟监控全过程,若有问题，可在施工前进行解决；在实际运行监控中，也是通过设置在地下排水管道交接处的流量传感器或水流量计进行实时监控并反馈相应信息。

所述数据发送单元与所述监控单元相连，所述处理单元通过所述数据接收单元与所述数据发送单元相连，用于接收流量数据并与预设标准流量值进行比较，判断是否堵塞，更具体的，若监测到的流量数据小于预设标准流量值时，判断为堵塞或具有其他问题。根据本发明的该实施例，所述监控单元为流量传感器或水流量计。

所述电子沙盘系统单元分别与所述GIS单元和所述处理单元相连，用于进行地下排水施工的预演。

本发明监控系统还包括：报警单元，所述报警单元分别与所述处理单元和用户终端相连。

本发明监控系统还包括：数据存储单元，所述数据存储单元与所述处理单元相连，用于存储基于IFC的4D可视化施工信息模型数据，所述4D可视化施工信息模型数据包括：BIM三维模型数据与地下排水施工管理数据。根据本发明的实施例，所述地下排水施工管理数据包括：施工区域、进度、人力、材料、设备、成本、安全、质量、场地布置及管道堵塞情况数据。

可以理解的是，当排水管道出现问题时，可以将相应的施工管理数据进行存储，以便后续可以进行查看管理；更具体的，对于每一个区域的管道均设置相应的BIM三维模型数据，同时匹配相应的地下排水施工管理数据，即构建基于IFC的4D可视化施工信息模型数据；当排水管道出现问题时，通过BIM三维模型数据调取相应的地下排水施工管理数据，可以迅速缩小区域范围，并通过传感器或水流量计位置进行精准定位，通过报警单元将位置信息报警发送至管理者，快速排查问题。

根据本发明的另一实施例，所述地下排水施工管理数据还可包括传感器或水流量计的位置信息。

实施例2：一种利用所述的地下排水施工监控系统进行地下排水施工监控的方法，主要包括以下步骤：

S1：根据地下排水管道分布施工图纸构建BIM三维模型，将BIM三维模型加载至GIS单元，实现模型真实反映排水管道建设情况；

S2：在排水管道的交接处设置监控单元，用于监测交接处的流量情况；

S3：通过处理单元接收流量数据并与预设标准流量值进行比较，判断是否堵塞；

S4：将堵塞情况发送至用户终端，提醒管理人员。

进一步的，还包括步骤：通过电子沙盘系统进行地下排水施工监控的预演。

可以理解的是，本发明通过将BIM技术和GIS技术进行有效结合，在施工前，通过电子沙盘系统可对管道进行可视化真实场景模拟，施工建成后，通过传感器对排水管道流量进行实时监控，与预设标准流量值进行比较，进而判断是否堵塞，并且若有堵塞情况，将该数据发送至管理者进行报警，根据传感器的位置即可对堵塞位置进行精准定位，便于施工维修，大大节约了人力物力。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。