一种基于BIM平台的智慧建筑工程管理系统的制作方法

本发明涉及建筑工程信息化管理，尤其涉及一种基于bim平台的智慧建筑工程管理系统。

背景技术：

1、建筑信息模型（简称bim）以三维数字化模型承载建筑构件的几何信息与属性信息，目前已在设计阶段的碰撞检查、工程量统计等方面得到较为广泛的应用。随着智慧工地建设的推进，工程建设行业期望将bim模型的应用延伸至施工阶段，使进度、质量、材料与人员等现场业务数据以构件为单位沉淀下来，形成可查询、可追溯的工程数据资产。

2、然而，现有的bim施工管理系统大多仅将bim模型作为展示载体，现场业务数据仍以相互独立的表单、照片形式存放于项目管理软件中，二者之间缺乏稳定、可靠的关联关系，具体存在以下问题：

3、第一，现场业务数据与构件的关联效率低；现有系统通常要求作业人员在移动终端上逐级展开模型树，或者在三维视图中反复旋转、缩放后点选构件，以完成业务数据与构件的关联。一个中型房屋建筑项目的构件数量常达数十万个，且楼层、专业、构件类型的层级较深，作业人员在脚手架、模板作业面等现场环境下操作困难，单次关联耗时长，且极易错挂至相邻构件。

4、第二，模型升版导致业务数据断链；施工过程中设计变更频繁，bim模型需要多次升版。构件在升版过程中可能被删除后重新创建、被拆分为多个构件，或者由多个构件合并为一个构件，其在模型文件中的构件标识（例如ifc格式中的globalid）随之改变。由于现有系统直接以模型文件自带的构件标识作为业务数据的关联键，模型一经升版，原先挂接在构件上的检验批记录、隐蔽工程影像、材料批次等业务数据即与新版模型中的构件失去对应关系，形成数据孤岛；若要恢复关联，只能由人工逐一比对新旧模型并重新挂接，工作量巨大且极易遗漏，导致构件的全过程档案不完整、不可追溯。

5、第三，进度数据失真；现有系统的形象进度主要依靠管理人员按楼层或流水段人工填报完成百分比，主观性强，且与质量验收数据相互割裂，容易出现前序工序尚未验收合格即被填报为完成的情况，进度数据无法客观反映现场实际。

6、第四，质量问题闭环与责任追溯困难；质量问题单往往仅记录楼层与部位描述，未与具体构件、工序节点及责任人形成强绑定，整改闭环依赖人工跟踪；工程交付后出现缺陷时，难以快速回溯到该部位的施工记录、材料批次与作业班组。

7、由此可见，如何在bim模型多次升版的条件下保持现场业务数据与构件之间的持续关联，同时降低现场数据关联的操作难度、实现施工进度的客观判定，是本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于bim平台的智慧建筑工程管理系统，以解决业务数据断链、关联效率低与进度数据失真的问题。

2、本发明为解决上述技术问题，采用以下技术方案来实现：

3、一种基于bim平台的智慧建筑工程管理系统，包括：

4、模型处理模块，用于解析bim模型，获取各构件的几何信息与属性信息，并依据几何信息与属性信息为各构件生成唯一的构件永久标识；

5、版本映射模块，用于在bim模型升版时，依据升版前后构件的几何信息与属性信息建立继承映射关系，并将升版前构件的构件永久标识分配给具有继承映射关系的升版后构件；

6、现场采集模块，用于获取现场终端的定位信息，并向现场终端返回位于定位信息所指示范围内的候选构件；

7、数据关联模块，用于以被选中的候选构件的构件永久标识为索引，存储现场终端上传的业务数据；

8、进度引擎模块，用于在构件的业务数据满足预设的工序完成条件时，更新该构件的工序状态，并按更新后的工序状态驱动bim模型的显示。

9、优选的，模型处理模块包括标识生成单元；

10、标识生成单元用于提取构件的外包围盒中心点在项目基点坐标系下的坐标、构件所属楼层、专业类型与构件类型，并将提取结果编码后拼接生成构件永久标识；

11、构件永久标识与bim模型自带的构件标识分别存储且相互独立。

12、优选的，版本映射模块包括：

13、空间匹配单元，用于以升版前构件的外包围盒为基准，在升版后的构件中检索中心点距离小于第一阈值、且与外包围盒的重叠体积占比大于第一比例的构件，得到候选映射集合；

14、属性匹配单元，用于对候选映射集合中的构件进行属性校验，剔除构件类型、专业类型、所属楼层与材质等级中任一项与升版前构件不一致的构件；

15、关系判定单元，用于根据校验后的候选映射集合中构件的数量及其与升版前构件的对应关系，将继承映射关系判定为一对一、一对多或多对一。

16、优选的，版本映射模块还包括数据继承单元，数据继承单元用于：

17、在继承映射关系为一对一时，将升版前构件的构件永久标识及其索引的业务数据分配给升版后构件；

18、在继承映射关系为一对多时，将升版前构件的构件永久标识分配给升版后构件中体积最大者，为其余升版后构件分配由构件永久标识派生的下级标识，并按业务数据的采集位置所归属的升版后构件分别挂接业务数据；

19、在继承映射关系为多对一时，将升版前各构件索引的业务数据均挂接至升版后构件，并保留业务数据的来源标识；

20、以及，在关系判定单元未判定出继承映射关系时，将对应构件写入待确认队列，并在接收到确认指令后回写继承映射关系。

21、优选的，版本映射模块还包括变更痕迹单元，用于记录每次升版的继承映射关系、映射类型、生效版本号与操作时间，并在接收到回溯指令时，按指定的版本号还原构件与业务数据的关联关系。

22、优选的，现场采集模块包括：

23、定位单元，用于接收现场终端扫描定位标签所得的位置编码，或接收现场终端采集的信标信号，得到现场终端所处的楼层与平面位置；

24、候选筛选单元，用于以平面位置为基准，按设定半径与设定水平朝向角范围构成筛选区域，从按楼层与轴网分块存储的空间索引中检索位于筛选区域内的构件，并按与平面位置的距离由近及远排序后返回；

25、采集单元，用于接收现场终端上传的业务数据，业务数据包括工序节点编码、影像文件、验收结论与作业人员标识。

26、优选的，现场采集模块还包括离线缓存单元，用于在现场终端与服务端断开连接时，将业务数据及被选中的候选构件的构件永久标识暂存于现场终端本地，并在连接恢复后按暂存顺序上传；

27、数据关联模块还用于：在同一构件永久标识下存在采集时间相同的多条业务数据时，保留其中模型版本号较大者。

28、优选的，进度引擎模块包括：

29、状态机单元，用于按构件类型配置工序节点序列，并为各工序节点配置工序完成条件，工序完成条件包括该工序节点的必备业务数据齐全且验收结论为合格；

30、状态推进单元，用于在构件的工序节点满足工序完成条件时将该工序节点置为完成，并在该工序节点的前序工序节点未完成时暂缓推进并输出工序逆序告警；

31、显示驱动单元，用于按构件当前的工序状态对bim模型中的对应构件赋予不同的显示状态，并按楼层或流水段统计已完成构件的工程量。

32、优选的，还包括：

33、质量闭环模块，用于生成绑定有构件永久标识、工序节点编码与责任人标识的问题单，在接收到整改回复后触发复验，并在整改期限届满仍未复验合格时输出升级预警；

34、追溯模块，用于将材料进场批次信息与构件永久标识绑定，生成与构件永久标识对应的构件二维码，并在构件二维码被扫描时，输出对应构件的版本变更记录、工序记录、材料批次信息与影像文件。

35、一种应用基于bim平台的智慧建筑工程管理系统的方法，其特征在于，包括：

36、解析bim模型，依据构件的几何信息与属性信息为各构件生成唯一的构件永久标识；

37、在bim模型升版时，依据升版前后构件的几何信息与属性信息建立继承映射关系，并将升版前构件的构件永久标识及其索引的业务数据分配给具有继承映射关系的升版后构件；

38、获取现场终端的定位信息，向现场终端返回位于定位信息所指示范围内的候选构件，并以被选中的候选构件的构件永久标识为索引存储现场终端上传的业务数据；

39、在构件的业务数据满足预设的工序完成条件时，更新该构件的工序状态，并按更新后的工序状态驱动bim模型的显示。

40、本发明的有益效果是：

41、1、本发明以构件的几何信息与属性信息生成构件永久标识，并以该标识而非模型文件自带的构件标识作为业务数据的关联键，同时通过空间匹配与属性匹配在模型升版前后的构件之间自动建立一对一、一对多与多对一的继承映射关系，使业务数据在设计变更、构件拆分与合并的情况下仍能自动延续至新版构件，从根本上解决了现有技术中模型升版即导致业务数据断链的问题，无需人工重新挂接，构件的全过程档案得以完整保留。

42、2、本发明以现场终端的定位信息为依据，结合按楼层与轴网分块的空间索引，将作业人员面对的数十万个构件收敛为其身前十余个候选构件，使数据关联由逐级展开模型树的多次操作变为一次点选，显著降低了现场操作难度与错挂概率。

43、3、本发明以现场采集的业务数据是否满足工序完成条件作为工序状态推进的依据，并在前序工序未完成时输出工序逆序告警，使形象进度由人工填报转变为数据驱动的客观判定，避免了未验先进与进度虚报。

44、4、由于业务数据始终以构件永久标识为索引，且每次升版的映射关系均被记录，本发明可在工程交付后按构件回溯其版本变更记录、工序记录、材料批次与作业人员，实现工程质量的全过程可追溯。