本發明涉及建筑信息模型bim，特別是涉及一種基于bim模型的房建工程施工管理系統。

背景技術：

1、現有的房建工程施工管理系統普遍存在信息孤島和協同效率低下的問題。這些系統往往依賴于傳統的二維圖紙和分散的項目管理方法，導致項目參與方之間的信息共享不暢，難以實現實時監控和有效溝通。此外，施工過程中的空間位置數據、設備運行參數和材料狀態信息的采集和分析不夠精確和及時，使得施工管理缺乏必要的數據支持。bim技術雖然提供了三維模型和信息集成的優勢，但在實際施工管理中的應用還不夠深入和廣泛。技術原理方面，現有的系統通常沒有充分利用bim模型的潛力，缺乏與施工現場數據的深度整合和實時交互。

2、在實現本發明實施例過程中，發明人發現現有技術中至少存在如下問題或缺陷：首先，現有的施工管理系統未能充分整合bim模型與施工現場的實時數據，導致無法對施工過程進行精確監控和有效管理；其次，現有的系統在資源配置和調度方面缺乏自動化和智能化的支持，使得資源利用率不高，且響應速度慢；最后，現有的施工管理系統在處理施工過程中的變更和異常情況時，缺乏有效的預警和響應機制，導致問題不能及時發現和解決。這些問題的存在，限制了施工管理的效率和質量，增加了項目風險和成本。

技術實現思路

1、本發明實施例旨在提供一種基于bim模型的房建工程施工管理系統，以解決現有技術中所提出的技術問題。

2、本發明實施例解決其技術問題采用以下技術方案，包括：

3、數據采集模塊、模型整合模塊和施工管理模塊；

4、所述數據采集模塊，用于在施工現場通過全站儀和水準儀采集空間位置數據，通過物聯網設備采集施工設備運行參數數據、材料狀態數據，得到施工過程的監測數據，在設計交互層接收bim設計模型數據，依據模型元素信息和施工工藝流程，得到施工流程關聯數據，在資源調度層獲取材料供應計劃、施工機械調配和人員安排信息，得到資源配置情況的數據，以及，利用數據通信層將各類數據發送給施工管理模塊；

5、所述模型整合模塊，用于在工程啟動時，利用bim模型相關軟件接口加載數據采集模塊；

6、所述施工管理模塊，用于對接收的數據進行分析，展示分析結果和發出預警。

7、進一步地，所述數據采集模塊還包括數據標準層，用于提供統一的數據標準和接口，以及，設定施工流程信息管理各施工流程在不同施工段的相關數據管理機制，存放設計交互層中bim設計模型相關的數據對象，以及，設置數據監測器對施工流程相關的數據對象進行定時監測，對滿足預警條件的數據立即發送給施工管理模塊。

8、進一步地，所述在施工現場通過全站儀和水準儀采集空間位置數據，通過物聯網設備采集施工設備運行參數數據、材料狀態數據，得到施工過程的監測數據，包括：

9、在施工現場，分別創建全站儀測量點、水準儀測量點以及各類物聯網設備節點，在各測量點和節點中根據各自的測量和采集目標采集相應指標數據；

10、設全站儀測量點采集的空間坐標數據為(x1,y1,z1)，(x2,y2,z2)，…，(xn,yn,zn)，水準儀測量的高程數據為h1，h2，…，hm，物聯網設備采集的施工設備運行參數數據為p1，p2，…，pk，材料狀態數據為s1，s2，…，sl；

11、施工過程的監測數據中空間位置數據dspace的計算方式為：

12、通過最小二乘法對全站儀坐標數據進行平差計算，平差后的坐標為(x1′,y1′,z1′)，(x2′,y2′,z2′)，…，(x′n,yn′,z′n)，則

13、

14、施工設備運行參數數據dequip為

15、材料狀態數據

16、施工過程的監測數據m＝(dspace,dequip,dmaterial)。

17、由數據標準層通用的數據匯聚器統一掃描和加載各測量點和節點的數據，各測量點和節點獨立運行，將采集的指標數據封裝為統一的數據對象，放入數據匯聚器的數據集合中，得到施工過程的監測數據。

18、進一步地，所述在設計交互層接收bim設計模型數據，依據模型元素信息和施工工藝流程，得到施工流程關聯數據，包括：

19、接收建筑、結構、給排水、電氣等專業的bim設計模型數據，解析模型中各元素的幾何信息、屬性信息和關聯關系，得到模型元素數據；

20、根據施工工藝流程中的工序順序和工藝要求，得到流程關聯數據，根據模型元素數據和流程關聯數據，得到施工流程關聯數據。

21、進一步地，所述解析模型中各元素的幾何信息、屬性信息和關聯關系，得到模型元素數據，包括：

22、根據bim設計模型中元素的參數信息，識別出元素類型、尺寸、材質等屬性，對于幾何形狀，通過三維坐標計算其空間位置關系；

23、設元素i的幾何中心坐標為(xi,yi,zi)，尺寸參數為(li,wi,hi)，材質參數用向量vi＝(vi1,vi2,…,vin)表示，元素的屬性信息量化值ai通過屬性權重向量wa＝(wa1,wa2,…,wam)計算，(其中aij是屬性參數值)。元素間的關聯關系通過關聯矩陣r＝(rpq)表示(p,q表示元素序號)，若元素p與元素q有關聯則rpq＝1，否則為0。模型元素數據根據元素的分類編碼，識別是否存在關聯的施工工藝，如果不存在，則根據元素類型匹配默認施工工藝，將元素屬性和施工工藝信息放入緩存中，并構建為模型元素數據。

24、進一步地，所述設計交互層還包括：

25、將模型中的元素id寫入日志文件中，用于根據id定位模型修改記錄，并將后續預置時間內包含相同id的修改記錄進行合并，得到模型修改的鏈路日志；

26、以及，擴展bim模型查看軟件的插件，在模型共享的信息中增加元素id，便于傳遞給下游施工環節中。

27、進一步地，所述在資源調度層獲取材料供應計劃、施工機械調配和人員安排信息，得到資源配置情況的數據，包括：

28、獲取材料采購計劃、庫存報表、施工機械使用計劃、人員排班和任務分配信息，在各資源管理數據中注入數據檢查代碼，根據各數據檢查結果，獲取第一資源信息；

29、設材料供應計劃中材料種類為n種，第i種材料的計劃量為qmi，實際供應量為qai，材料供應偏差數據

30、施工機械調配中機械類型為m種，第j種機械計劃使用時長為tmj，實際使用時長為taj，施工機械調配偏差數據

31、人員安排中人員類別為k種，第l類人員計劃工時為hpl，實際工時為hal，人員安排偏差數據資源配置情況的數據c＝(smaterial,sequip,sperson)。攔截物資調配系統的調配方法，根據調配方法中的資源流向和數量信息，獲取第二資源信息；

32、擴展施工機械管理系統，在施工機械的運行監控方法中根據機械運行狀態及其運行時長，獲取第三資源信息，或者，攔截施工機械的操作方法，注入機械狀態監測代碼和異常捕獲代碼，根據得到的機械狀態及其運行時長，獲取第三資源信息；

33、攔截人員管理系統的人員變動和績效評估請求，根據請求信息和處理結果，獲取第四資源信息；

34、根據資源類別，將第一資源信息、第二資源信息、第三資源信息和第四資源信息分別放入當前施工流程對應的資源數據對象中，與設計交互層中的施工流程綁定，得到資源配置情況的數據。

35、進一步地，所述根據各數據檢查結果，獲取第一資源信息，包括：當數據檢查結果為正常時，獲取數據更新的時間和數據量，作為第一資源信息；當數據檢查結果為異常時，基于注入的數據檢查代碼，對異常信息遞歸至根節點，根據根節點的異常獲取異常類型，將異常類型和異常信息作為第一資源信息。

36、進一步地，所述資源調度層還包括對資源調配的異步操作進行預處理，包括：

37、攔截資源調配策略中的調度方法，根據資源類別，從當前施工流程相關的資源數據對象中獲取對應的資源數據對象，傳遞至調度對象中；

38、在異步調配線程中從調度對象中獲取資源數據對象設置在異步線程的資源數據存儲中；

39、攔截下游施工環節中相關系統的執行方法，將資源數據對象中的元素id設置在信息頭中。

40、進一步地，所述模型整合模塊，用于在工程啟動時，利用bim模型相關軟件接口加載數據采集模塊，包括：

41、工程啟動時，基于bim相關軟件接口，通過自定義的模塊加載器，從工程的模型存儲目錄中獲取數據采集模塊中各層代碼；

42、通過bim模型解析算法，對各層代碼類進行模型數據解析，創建各自對應的新的同名類，將各層代碼中擴展的方法添加到新的同名類后，生成新的同名類；

43、實例化數據通信層的數據發送器、數據標準層的數據匯聚器和數據監測器；

44、實例化后的數據匯聚器對施工現場的各測量點和節點進行定時數據采集。

45、本發明的上述實施例至少具有以下有益效果：本發明所述的基于bim模型的房建工程施工管理系統通過精確采集施工現場的空間位置數據、設備運行參數和材料狀態數據，可以實現施工過程的實時監測和數據分析，可以顯著提高施工管理的精確性和預警能力。系統通過整合bim設計模型數據和施工工藝流程，優化施工流程關聯數據的管理，使得施工過程中的資源配置更加合理，可以提升施工效率和質量。同時，該系統通過數據標準層的統一數據標準和接口，可以確保數據的一致性和準確性，為施工管理提供了可靠的數據支持。

46、此外，該系統的設計交互層和資源調度層能夠實時更新和監控材料供應、施工機械調配和人員安排等資源配置情況，可以有效地減少資源浪費和提高資源利用率。通過對施工過程中的各類數據進行深入分析，系統能夠及時發現潛在的問題和風險，從而采取預防措施，避免施工延誤和成本超支。這種高度集成和自動化的施工管理系統，可以極大地提升房建工程的整體施工管理水平，確保工程按時、按質、按量完成。