一种基于BIM技术的精细化施工管理控制系统

摘要

一种基于BIM技术的精细化施工管理控制系统，涉及桥梁施工技术领域，其包括与多个终端信号连接的三维可视化协同管理平台。三维可视化协同管理平台包括模型存储模块、管理模块和摄像头，模型存储模块用于存储和调取模型数据，模型存储模块存储有BIM模型和实景模型；管理模块用于对施工过程的相关文档进行展示，并对施工过程进行管理，管理模块与模型存储模块信号连接；摄像头用于监控施工现场，摄像头与管理模块信号连接。本申请实施例的三维可视化协同管理平台将施工现场与模型有效结合，并且可以实现对施工过程中的技术质量、安全、进度以及现场监控等方面进行管理，从而实现在一个平台上对施工过程进行精细化管理。

说明书

技术领域

本申请涉及桥梁施工技术领域，特别涉及一种基于BIM技术的精细化施工管理控制系统。

背景技术

BIM技术是指依据对相关数据信息的收集，构建三维建筑模型，并充分利用仿真功能进行工程实际情况的模拟，以此为工程设计、工程管理工作的开展提供帮助。随着科学技术的不断发展，BIM技术被广泛应用于各项工程中。目前，公路桥梁的设计、施工、造价管理中较多应用BIM技术。

特别是对于大跨度钢桁拱桥这种大型工程来说，施工工序转换多，工况复杂，传统的施工控制方法难以实现在一个平台上对施工过程进行精细化管理控制。

发明内容

本申请实施例提供一种基于BIM技术的精细化施工管理控制系统，以解决施工过程中，如何应用BIM技术提高工程施工精细化管理的问题。

一种基于BIM技术的精细化施工管理控制系统，其特征在于，所述精细化施工管理控制系统包括三维可视化协同管理平台，所述三维可视化协同管理平台与多个终端信号连接，所述三维可视化协同管理平台包括：

模型存储模块，用于存储和调取模型数据，所述模型存储模块存储有BIM模型和实景模型；

管理模块，用于对施工过程的相关文档进行展示，并对施工过程进行管理，所述管理模块与所述模型存储模块信号连接；

摄像头，用于监控施工现场，所述摄像头与所述管理模块信号连接。

进一步的，所述管理模块包括文档存储模块，用于展示施工过程的相关文档。

进一步的，所述管理模块包括检验记录模块，用于记录检验批、工序卡控等信息，所述检验记录模块与所述模型存储模块信号连接。

进一步的，所述管理模块包括计划进度模块、实际进度模块和进度分析模块，所述计划进度模块用于记录计划进度，所述实际进度模块用于记录实际进度，所述进度分析模块用于将计划进度与实际进度进行对比分析，所述计划进度模块与所述实际进度模块分别与所述进度分析模块信号连接。

进一步的，所述精细化施工管理控制系统还包括BIM建模模块，用于建立BIM模型，所述BIM建模模块与所述模型存储模块信号连接；

还包括实景建模模块，用于根据拍摄的图片建立实景模型，所述实景建模模块与所述模型存储模块信号连接。

进一步的，所述精细化施工管理控制系统还包括forge平台，用于展示模型，所述forge平台与所述BIM建模模块、实景建模模块分别信号连接。

进一步的，所述精细化施工管理控制系统还包括参数化建模模块，用于批量建模，所述参数化建模模块与所述BIM建模模块信号连接。

进一步的，所述精细化施工管理控制系统还包括无人机装置，用于拍摄带有GPS定位信息的图片，所述无人机装置与所述实景建模模块信号连接。

进一步的，所述无人机装置包括用于对图片进行轻量化处理的压缩模块。

进一步的，所述精细化施工管理控制系统还包括模型计算模块，用于对BIM模型进行结构计算，所述模型计算模块与所述BIM建模模块信号连接。

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：

本申请实施例提供了一种基于BIM技术的精细化施工管理控制系统，其包括三维可视化协同管理平台，三维可视化协同管理平台将施工现场与BIM模型、实景模型有效结合。在三维可视化协同管理平台中，基于BIM技术，通过管理模块和摄像头监控可以实现对施工过程中的技术质量、安全、进度以及现场监控等方面进行管理，从而实现在一个平台上对施工过程进行精细化管理和全方位控制。

并且，多个终端可以将施工过程的相关文档传输至三维可视化协同管理平台，也可以在三维可视化协同管理平台上查看和调取模型信息和施工过程的相关文档，本申请实施例中的三维可视化协同管理平台打通了各参建方在各阶段的信息孤岛，实现信息集成、工程管理要素集成，是一站式项目管理平台，提高了施工效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例的系统架构示意图；

图2为图1中的管理模块的架构示意图。

附图标记：

1、三维可视化协同管理平台；2、模型存储模块；3、管理模块；4、摄像头；5、文档存储模块；6、检验记录模块；7、计划进度模块；8、实际进度模块；9、进度分析模块；10、BIM建模模块；11、实景建模模块；12、forge平台；13、参数化建模模块；14、无人机装置；15、模型计算模块。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供了一种基于BIM技术的精细化施工管理控制系统，其能解决施工过程中，如何应用BIM技术提高工程施工精细化管理的问题。

如图1所示，一种基于BIM技术的精细化施工管理控制系统，精细化施工管理控制系统包括三维可视化协同管理平台1，三维可视化协同管理平台1与多个终端信号连接，具体的，终端可以为web端或移动端，也可以为一个app。

上述三维可视化协同管理平台1包括模型存储模块2、管理模块和摄像头4。其中，模型存储模块2用于存储和调取模型数据，模型存储模块2存储有BIM模型和实景模型。管理模块3用于对施工过程的相关文档进行展示，并对施工过程进行管理，管理模块3与模型存储模块2信号连接。摄像头4用于监控施工现场，摄像头4与管理模块3信号连接。

具体的，上述摄像头4可以根据安装于施工现场的各个位置，也可以根据施工需求，安装在重要位置，例如承台、箱梁、桩基等等部位。管理人员或施工人员可以在三维可视化协同管理平台1查看摄像头4拍摄到的监控视频。

具体的，上述模型存储模块2中，可以在一些实施例中，可以存储模型本体，在另一些实施例中，也可以存储模型的相关数据，例如模型中杆件信息、建模过程信息、模型结果信息等等。

本申请实施例中的三维可视化协同管理平台1可以直接读取模型数据，以便于进行主桥算量和可视化交底。其中，对于主桥算量，人工可以从模型存储模块2中的BIM模型中提取主桥钢结构涂刷面积、杆件重量及高强螺栓、节间拼接板等小构件的数量信息，用于指导工厂加工及现场吊装施工。对于可视化交底，人工可以从模型存储模块2中的BIM模型中提取复杂节点的细部模型，对现场技术人员及作业队伍进行可视化交底，从而帮助技术人员及作业人员深刻的理解设计意图和施工工艺工法。

进一步的，如图2所示，上述管理模块3包括文档存储模块5，文档存储模块5用于展示施工过程的相关文档。

具体的，施工人员或管理人员可以将相关方案、图纸、交底书等文档上传至文档存储模块5，通过手机进入三维可视化协同管理平台1，便可实现对整个施工过程以及施工工艺的巡查。此外，针对巡查中出现的安全或质量问题，管理人员可在平台上提交带文字、照片描述的巡查记录，并推送给责任人责令整改，从而实现对施工过程中的技术质量和安全的精细化管理控制。

进一步的，如图2所示，上述管理模块3包括检验记录模块6，检验记录模块6用于记录检验批、工序卡控等信息，检验记录模块6与模型数据存储模块信号连接。具体的，检验批、工序卡控等精确到具体工程部位，实现卡控过程留痕，并可以直接调阅检验批、工序卡控等信息。

对于检验批，人工上传检验批文件夹至检验记录模块6，这些检验批文件夹可以与BIM模型的具体部位链接，便于施工人员或管理人员查阅。对于工序卡控，在检验记录模块6中人工填报工序数据并生成工序卡控文件，这些工序卡控文件与BIM模型自动关联，并精确至BIM模型的具体部位，从而实现对施工过程中的技术质量和安全的精细化管理控制。

进一步的，如图2所示，上述管理模块3包括计划进度模块7、实际进度模块8和进度分析模块9。其中，计划进度模块7用于记录计划进度，实际进度模块8用于记录实际进度，进度分析模块9用于将计划进度与实际进度进行对比分析，计划进度模块7与实际进度模块8分别与进度分析模块9信号连接。

具体的，施工人员或管理人员在计划进度模块7中人工输入计划进度，在实际进度模块8中实时的填报实际进度，进度分析模块9可以对计划进度和实际进度的相关数据进行对比分析，并且，可以将提前、正常以及滞后的不同情况进行不同颜色的标注和显示。

进一步的，如图1所示，本申请实施例的精细化施工管理控制系统还包括BIM建模模块10和实景建模模块11。其中，BIM建模模块10用于建立BIM模型，BIM建模模块10与模型存储模块2信号连接。具体的，BIM建模模块10可以Tekla为主要建模工具。实景建模模块11用于根据拍摄的图片建立实景模型，实景建模模块11与模型存储模块2信号连接。

具体的，BIM建模模块10将实体模型建好之后，三维可视化协同管理平台1中的模型存储模块2读取实体模型。同样的，实景建模模块11将实景模型建立好之后，三维可视化协同管理平台1中的模型存储模块2读取实景模型。

在BIM建模模块10中，人工可以根据施工图纸和实景模型，对不同杆件进行方案的推演，实现施工方案与场地布置优化。此外，在制造钢梁时，BIM模型可以生成加工参数和图纸信息，提高项目在主桥复杂杆件上加工的质量和效率。同时，施工人员可以采用全站仪对加工厂内杆件预拼进行校核，提高制造精度。

在本实施例中，精细化施工管理控制系统还包括渲染模块，渲染模块用于对BIM模型进行渲染，渲染模块与BIM建模模块10信号连接。可选的，渲染模块可以Lumion为渲染工具。

进一步的，本申请实施例的精细化施工管理控制系统还包括forge平台12，forge平台12用于展示模型，forge平台12与BIM建模模块10、实景建模模块11分别信号连接。

具体的，在forge平台12上，可以对BIM模型和实景模型进行三维展示，施工人员或管理人员可以将两个模型多角度查看和对比，不需要单独打开BIM建模模块10或实景建模模块11，可以提高工作效率。

进一步的，本申请实施例的精细化施工管理控制系统还包括参数化建模模块13，参数化建模模块13用于批量建模。具体的，可以RHINO为主要的参数化建模工具。参数化建模模块13与BIM建模模块10信号连接。参数化建模模块13还可以实现部分相似杆件的批量化建模，从而提高建立BIM模型的效率。

进一步的，本申请实施例的精细化施工管理控制系统还包括无人机装置14用于拍摄带有GPS定位信息的图片，无人机装置14与实景建模模块11信号连接。

具体的，使用无人机装置14航拍获取带有GPS定位信息的图片，并传输至实景建模模块11，实景建模模块11生成实景模型。该实景模型中具有完整地理定位，可以实现距离、面积、体积测量等地形分析功能，以便于指导场地规划方案，还可以指导大型临设施的精确定位。

进一步的，上述无人机装置14包括用于对图片进行轻量化处理的压缩模块，可以在不减少数据内容的情况下，减小数据占用的存储空间，从而实现轻量化。

进一步的，本申请实施例的精细化施工管理控制系统还包括模型计算模块15，模型计算模块15用于对BIM模型进行结构计算，模型计算模块15与BIM建模模块10信号连接。

具体的，计算接口实现了BIM模型数据与模型计算模块15的对接，减少了项目在施工方案中结构验算、大临结构设计的重复建模的工作量。可选的，上述模型计算模块15可以迈达斯为主要计算工具。

以申请人施工过程中的某桥为例，介绍本申请实施例的实施过程：

某桥，全长约2.754千米，主桥为主跨408m的三跨连续钢桁系杆拱桥，边跨与主跨跨径比为1:3.1，且一侧边跨位于平曲线内。同时，为了考虑到景观，主跨下弦不设纵平联且每四个节间设一道风撑。钢结构总量达3万吨，具有结构受力复杂、施工规模大、技术难度大、安全风险高、质量要求高等特点。该桥跨越河道急弯处、岸边大堤和城市主干道，施工环境复杂，水运交通受汉江季节性水位变化影响大。并且，该桥的位置毗邻自来水厂取水处，环水保要求较高，北引桥跨越城市主干道且下穿轻轨线路。因此，该桥施工外部制约条件多、施工安全风险大、交通疏解影响范围大，并且持续时间久、管线迁改多、征拆难度大、外部协调工作量大、施工扰民投诉风险大。

针对该桥的工程特点以及施工周围环境情况，采用本申请实施例的精细化施工管理控制系统来辅助工程施工，以Tekla为主要建模工具，并借助犀牛RHINO参数化建模模块13、Lumion渲染模块、无人机装置14以及实景建模模块11，建立可对模型进行展示的forge平台12。此外，建立三维可视化协同管理平台1，实现了技术质量管理、安全管理、进度管理、现场监控管理等要素之间的互联互通和信息共享。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。