一种基于BIM的建筑项目管理系统的制作方法

本发明属于建筑信息模型与施工项目智能管理，具体涉及一种基于bim的建筑项目管理系统。

背景技术：

1、建筑项目施工过程中涉及构件安装、材料供应、人员配置、机械调度、工作面移交和质量验收，不同施工活动之间存在工序依赖、空间占用和资源竞争关系，bim能够承载建筑构件的几何信息、专业信息和施工属性，因此需要将bim模型与施工现场状态、施工计划和资源配置相结合，实现建筑项目施工状态分析、工期风险预测和施工方案调整。

2、现有建筑项目管理系统主要将bim构件与施工计划进行关联，并根据计划完成比例和人工填报进度展示构件状态，构件进场、材料到场、人员考勤、机械运行、质量验收和空间占用数据彼此分散，缺少统一的对象映射及状态可信校准机制，也未建立构件、任务、资源、施工区域和质量事件之间的动态关系，难以识别施工任务偏差的实际来源及影响范围。

3、现有工期风险分析通常采用固定阈值、关键路径计算和单任务时间序列预测，未区分工序前置、空间占用、资源共享和质量返工关系对任务状态传播产生的不同影响，也未判断前置任务偏差是否已经超过剩余时差，容易将能够由任务时差吸收的轻微延迟错误放大，并且预测结果主要依靠管理人员手动处置，容易产生资源冲突、空间冲突和施工方案频繁变更。

技术实现思路

1、为解决现有建筑项目管理系统主要将bim模型与施工计划进行可视化关联，缺少对构件、任务、资源、施工空间和质量事件之间动态影响关系的统一建模，并且不能准确判断前置任务延误、资源竞争、空间冲突和质量返工对后续施工任务产生的工期传播影响的问题，本发明提供一种基于bim的建筑项目管理系统。

2、本发明提供的一种基于bim的建筑项目管理系统，包括bim模型语义解析与构件编码模块、现场多源状态映射与可信校准模块、构件-任务-资源异构图构建模块、约束感知工期偏差传播预测模块、多目标滚动施工方案优化模块以及执行反馈与bim状态更新模块。

3、bim模型语义解析与构件编码模块解析bim模型中的构件类别、空间位置、所属楼层、所属专业和施工区域，生成bim构件编码、施工任务编码、构件空间包围体和构件-任务映射关系。

4、现场多源状态映射与可信校准模块将构件进场数据、材料到场数据、人员考勤数据、机械运行数据、施工进度数据、质量验收数据、空间占用数据和现场图像数据映射至对应bim构件、施工任务和施工区域，并根据数据完整性、时间新鲜度、来源一致性和变化连续性生成状态可信度。

5、构件-任务-资源异构图构建模块分别建立bim构件节点、施工任务节点、施工班组节点、施工机械节点、材料批次节点、施工区域节点和质量事件节点，并建立工序前置关系边、空间占用关系边、资源共享关系边、构件归属关系边、材料供应关系边和质量返工关系边，生成构件-任务-资源异构图。

6、构件-任务-资源异构图构建模块进一步根据前置任务完成程度、材料满足程度、人员满足程度、机械满足程度、工作面满足程度、质量验收程度和任务状态可信度生成任务开工就绪度，使任一关键施工条件不足时降低对应任务的整体开工就绪状态。

7、约束感知工期偏差传播预测模块通过关系类型感知图注意网络分别处理工序前置关系、空间占用关系、资源共享关系、构件归属关系、材料供应关系和质量返工关系，根据节点动态状态、边约束特征和关系状态可信度生成关系注意权重。

8、约束感知工期偏差传播预测模块根据任务节点特征、任务开工就绪度、关系注意权重、前置任务工期偏差、剩余时差和任务状态不确定性生成预测工期偏差，并从预测工期偏差超过预警条件的任务节点反向追踪关系注意权重，生成延误传播路径。

9、前置任务的工期偏差未超过对应剩余时差时，不将该工期偏差传播至后续施工任务，两个施工任务的空间占用时间不存在重叠时，不传播空间冲突，共享资源存在剩余容量时，不传播资源竞争。

10、多目标滚动施工方案优化模块根据预测工期偏差和延误传播路径生成施工顺序调整动作、施工班组重新分配动作、施工机械时段调整动作、材料供应优先级调整动作和施工区域切换动作，并将多个相互兼容的调整动作组合为候选施工方案。

11、多目标滚动施工方案优化模块通过bim施工状态推演预测候选施工方案对应的任务状态、资源状态和施工区域状态，对候选施工方案执行工序前置关系、资源容量、空间占用、安全通道和质量验收控制点校验，并根据项目工期、施工成本、资源波动、空间冲突、方案变更幅度和预测不确定性选择滚动施工方案。

12、执行反馈与bim状态更新模块将滚动施工方案发送至项目管理终端和现场执行终端，采集现场确认信息、任务执行状态和质量验收结果，更新bim构件的施工状态、实际开始时间、实际完成时间及质量状态，并根据更新结果重新构建受影响节点及关系边。

13、进一步，本发明提供一种基于bim的建筑项目管理系统的运行方法，包括步骤s1，解析bim模型并建立构件-任务映射关系；步骤s2，采集现场多源数据并生成状态可信度；步骤s3，建立构件-任务-资源异构图；步骤s4，生成任务开工就绪度；步骤s5，通过关系类型感知图注意网络生成预测工期偏差和延误传播路径；步骤s6，生成并校验候选施工方案；步骤s7，根据多目标方案评价结果选择滚动施工方案；步骤s8，采集执行反馈并更新bim状态及构件-任务-资源异构图。

14、本发明有益效果如下：

15、（1）通过bim对象编码和异构图关系建模，将bim构件、施工任务、施工班组、施工机械、材料批次、施工区域和质量事件设置为不同类型的图节点，并通过工序前置关系、空间占用关系、资源共享关系和质量返工关系建立关联，实现建筑模型、施工计划、现场状态及施工资源的统一表达，解决现有bim项目管理系统数据分散且无法描述施工要素动态影响关系的问题。

16、（2）通过任务开工就绪度、关系类型感知图注意和剩余时差门控，根据前置任务、材料、人员、机械、工作面及质量验收状态确定任务施工条件，根据关系类型和状态可信度控制工期偏差传播，并阻止未超过剩余时差的轻微延迟向后续任务扩散，实现预测工期偏差和延误传播路径的准确生成，解决固定阈值及单任务预测方法误报率高且不能定位延误来源的问题。

17、（3）通过bim施工状态推演和多目标滚动优化，对施工顺序调整、班组重新分配、机械时段调整、材料供应优先级调整和施工区域切换形成的候选施工方案进行施工约束校验，并综合评价工期、成本、资源波动、空间冲突、方案变更幅度和预测不确定性，实现满足现场施工条件且变更幅度可控的滚动方案选择，解决人工调整施工计划容易引发资源冲突、空间冲突和方案反复变化的问题。

1.一种基于bim的建筑项目管理系统，其特征在于，包括bim模型语义解析与构件编码模块、现场多源状态映射与可信校准模块、构件-任务-资源异构图构建模块、约束感知工期偏差传播预测模块、多目标滚动施工方案优化模块以及执行反馈与bim状态更新模块；

2.根据权利要求1所述的基于bim的建筑项目管理系统，其特征在于，所述bim模型语义解析与构件编码模块包括模型轻量化单元、构件语义解析单元、构件编码单元、任务关联单元和空间分区单元；

3.根据权利要求1所述的基于bim的建筑项目管理系统，其特征在于，所述构件-任务-资源异构图构建模块包括异构节点生成单元、关系边生成单元、任务就绪度计算单元、关系类型编码单元和动态图更新单元；

4.根据权利要求3所述的基于bim的建筑项目管理系统，其特征在于，所述任务就绪度计算单元根据前置任务完成程度、材料满足程度、人员满足程度、机械满足程度、工作面满足程度、质量验收程度和任务状态可信度生成任务开工就绪度；

5.根据权利要求4所述的基于bim的建筑项目管理系统，其特征在于，所述工序前置关系边的边约束特征包括剩余时差、前置任务完成程度和完成传递条件，空间占用关系边的边约束特征包括空间重叠比例、占用时间重叠程度和安全间隔要求，资源共享关系边的边约束特征包括共享资源类型、资源需求量和资源竞争程度，质量返工关系边的边约束特征包括质量问题等级、返工预计工期和受影响构件数量；

6.根据权利要求5所述的基于bim的建筑项目管理系统，其特征在于，所述工期偏差预测单元根据经过关系类型感知图注意层更新的施工任务节点状态、任务开工就绪度、前置任务工期偏差超过剩余时差的部分和任务状态不确定性生成预测工期偏差；

7.根据权利要求6所述的基于bim的建筑项目管理系统，其特征在于，所述多目标滚动施工方案优化模块包括候选动作生成单元、bim施工状态推演单元、多目标方案评价单元、施工约束校验单元和滚动方案选择单元；

8.一种权利要求1-7中任一项所述的基于bim的建筑项目管理系统的运行方法，其特征在于，包括以下步骤：