一种基于GIS和BIM的地铁防地面施工破坏的方法和装置与流程

一种基于gis和bim的地铁防地面施工破坏的方法和装置
技术领域
1.本技术涉及到数据处理领域，具体而言，涉及一种基于gis和bim的地铁防地面施工破坏的方法和装置。


背景技术：

2.目前保护地下地铁站点与地铁线路，以防止路面施工作业破坏，主要采用以下方法：施工单位向相关部门提交施工申请，得到施工允许后，在施工地点附近按施工目的进行作业。当施工涉及相关破土作业时，施工单位根据粗略施工图纸与现场实际破土情况决策，一般由现场施工作业者人为判断后进行下一步施工作业操作。
3.这种人为判断的处理方式很有可能会出现判断错误的情况，从而有可能会导致对地铁站和地铁线路的破坏。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供了一种基于gis和bim的地铁防地面施工破坏的方法和装置，以至少解决在施工时人为根据地铁相关信息判断是否对地铁设施会产生影响所导致的问题。
5.根据本技术的一个方面，提供了一种基于gis和bim的地铁防地面施工破坏的方法，包括：获取待施工区域的地理位置信息；根据所述地理位置信息确定位于所述待施工区域下方的地铁的建筑信息模型bim数据和地铁的地理信息gis数据，其中，所述bim数据包括以下至少之一：地铁站的bim数据、地铁线路的bim数据，所述gis数据包括以下至少之一：地铁站的gis数据、地铁线路的gis数据；根据所述地铁的bim数据和gis数据确定所述待施工区域中的至少一个第一区域，其中，所述第一区域用于指示在该区域中进行施工对所述地铁产生的影响；将所述至少一个第一区域发送给在所述待施工区域进行施工的施工方。
6.进一步地，所述第一区域包括以下至少之一：安全区域、预警区域、危险区域，其中，所述安全区域用于指示在该区域内不存在会被所述施工影响的因素，所述危险区域用于指示在该区域内存在会被所述施工影响的因素，所述预警区域用于指示该区域临近所述危险区域，须谨慎施工。在所述第一区域为所述危险区域的情况下，
7.进一步地，在所述第一区域为所述危险区域的情况下，将所述至少一个第一区域发送给在所述待施工区域进行施工的施工方之后，所述方法还包括：通过监控设备获取所述施工方正在进行施工的区域所对应的第一区域为危险区域；获取所述第一区域的安全施工深度，并将所述安全施工深度发送给所述监控设备，其中，所述安全施工深度用于指示不会对所述地铁产生影响的施工深度。
8.进一步地，所述监控设备包括以下至少之一：固定设置在所述待施工区域的监控设备、用于佩戴在施工者身上的移动监控设备。
9.进一步地，还包括：获取通过所述监控设备发送的在所述第一区域内施工的第一深度；将所述第一深度与所述安全施工深度进行比较，确定所述第一深度是否符合所述安全施工深度的要求。
10.根据本技术的另一个方面，还提供了一种基于gis和bim的地铁防地面施工破坏的装置，包括：获取模块，用于获取待施工区域的地理位置信息；第一确定模块，用于根据所述地理位置信息确定位于所述待施工区域下方的地铁的建筑信息模型bim数据和地铁的地理信息gis数据，其中，所述bim数据包括以下至少之一：地铁站的bim数据、地铁线路的bim数据，所述gis数据包括以下至少之一：地铁站的gis数据、地铁线路的gis数据；第二确定模块，用于根据所述地铁的bim数据和gis数据确定所述待施工区域中的至少一个第一区域，其中，所述第一区域用于指示在该区域中进行施工对所述地铁产生的影响；发送模块，用于将所述至少一个第一区域发送给在所述待施工区域进行施工的施工方。
11.进一步地，所述第一区域包括以下至少之一：安全区域、预警区域、危险区域，其中，所述安全区域用于指示在该区域内不存在会被所述施工影响的因素，所述危险区域用于指示在该区域内存在会被所述施工影响的因素，所述预警区域用于指示该区域临近所述危险区域，须谨慎施工。
12.进一步地，在所述第一区域为所述危险区域的情况下，所述获取装置还用于通过监控设备获取所述施工方正在进行施工的区域所对应的第一区域为危险区域，并获取所述第一区域的安全施工深度；所述发送模块用于将所述安全施工深度发送给所述监控设备，其中，所述安全施工深度用于指示不会对所述地铁产生影响的施工深度。
13.进一步地，所述监控设备包括以下至少之一：固定设置在所述待施工区域的监控设备、用于佩戴在施工者身上的移动监控设备。
14.进一步地，还包括：比较模块，用于获取通过所述监控设备发送的在所述第一区域内施工的第一深度，并将所述第一深度与所述安全施工深度进行比较，确定所述第一深度是否符合所述安全施工深度的要求。
15.在本技术实施例中，采用了获取待施工区域的地理位置信息；根据所述地理位置信息确定位于所述待施工区域下方的地铁的建筑信息模型bim数据和地铁的地理信息gis数据，其中，所述bim数据包括以下至少之一：地铁站的bim数据、地铁线路的bim数据，所述gis数据包括以下至少之一：地铁站的gis数据、地铁线路的gis数据；根据所述地铁的bim数据和gis数据确定所述待施工区域中的至少一个第一区域，其中，所述第一区域用于指示在该区域中进行施工对所述地铁产生的影响；将所述至少一个第一区域发送给在所述待施工区域进行施工的施工方。通过本技术解决了在施工时人为根据地铁相关信息判断是否对地铁设施会产生影响所导致的问题，为减少了地面施工对地铁设施的破坏并提高了施工的安全性提供了客观的数据支撑。
附图说明
16.构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
17.图1是根据本技术实施例的输入地理信息技术数据和建筑信息数据的示意图；
18.图2是根据本技术实施例的风险施工区域与施工反馈信息的示意图；
19.图3是根据本技术实施例的基于cctv的视频监控与取证的示意图；
20.图4是根据本技术实施例的基于大数据平台的工单系统逻辑的示意图；以及，
21.图5是根据本技术实施例的基于gis和bim的地铁防地面施工破坏的方法的流程
图。
具体实施方式
22.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
23.需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
24.在本实施例中，使用了bim和gis作为数据源，bim的英文全称为building information modeling，对应的中文为建筑信息模型，gis英文全称为geographic information system,对应的中文为地理信息系统。在本实施例中，预先将地铁站所有的建筑信息模型相关的信息和地铁站点、地铁线路的地理相关信息均保存在数据库中，形成大数据。本实施例中的bim不仅仅局限于地铁站中的建筑相关的信息，还包括地铁站中所使用的设备的相关信息，例如，地铁站中随用的电梯、地铁站中的消防设备、地铁站中的闸口、以及地铁站中的各个传感器，这些设备的信息包括设备的生产厂商、设备的型号、设备的功能、设备所在的位置、设备内部结构、设备内部参数等。这些数据均保存在数据库中。建筑相关的信息可以包括：地铁站的位置、地铁站的建筑结构、地铁站的建筑材料数据、地铁站内的道路和出口、地铁站中的水电管路布局等。gis信息不仅仅限于地铁站点、地铁线路中建筑相关信息，还包括地铁管线等信息
25.这些数据均可以通过各种图纸、设备说明等信息采用人工或者自动录入的方式录入到数据库中，本实施例侧重点在于如何使用这些数据进行应急措施的处理，无论数据是如何录入的均不影响本实施例的实施。
26.在本实施例中提供了一种基于gis和bim的地铁防地面施工破坏的方法，图5是根据本技术实施例的基于gis和bim的地铁防地面施工破坏的方法的流程图，如图5所示，该流程包括如下步骤：
27.步骤s502，获取待施工区域的地理位置信息；
28.步骤s504，根据所述地理位置信息确定位于所述待施工区域下方的地铁的建筑信息模型bim数据和地铁的地理信息gis数据，其中，所述bim数据包括以下至少之一：地铁站的bim数据、地铁线路的bim数据，所述gis数据包括以下至少之一：地铁站的gis数据、地铁线路的gis数据；
29.步骤s506，根据所述地铁的bim数据和gis数据确定所述待施工区域中的至少一个第一区域，其中，所述第一区域用于指示在该区域中进行施工对所述地铁产生的影响；
30.可选地，所述第一区域的划分方式有很多种，例如，所述第一区域可以包括以下至少之一：安全区域、预警区域、危险区域，其中，所述安全区域用于指示在该区域内不存在会被所述施工影响的因素，所述危险区域用于指示在该区域内存在会被所述施工影响的因素，所述预警区域用于指示该区域临近所述危险区域，须谨慎施工。
31.步骤s508，将所述至少一个第一区域发送给在所述待施工区域进行施工的施工方。
32.通过上述步骤解决了在施工时人为根据地铁相关信息判断是否对地铁设施会产
生影响所导致的问题，为减少了地面施工对地铁设施的破坏并提高了施工的安全性提供了客观的数据支撑。
33.在本实施例中还可以提供监控功能，例如，通过监控设备获取所述施工方正在进行施工的区域所对应的第一区域为危险区域；获取所述第一区域的安全施工深度，并将所述安全施工深度发送给所述监控设备，其中，所述安全施工深度用于指示不会对所述地铁产生影响的施工深度。
34.获取施工方正在施工的区域的方式是通过监控设备拍摄视频的方式确定，根据所述施工方所在的施工区域的地理位置信息确定所述施工区域的范围，对所述施工区域范围进行拍照得到第一照片，在所述第一照片中标识出危险区域；对所述施工方正在实施的区域进行拍照，得到第二照片，将所述第二照片与所述第一照片进行比较，确定所述第二照片中显示的正在施工的区域是否为危险区域。
35.图片比较的方式有很多种，例如，可以使用机器学习模型的方式进行比较，该机器学习模型是使用多组训练数据训练得到的，每组所述训练数据均包括输入数据和输出数据，其中，所述输入数据为两张图片，输出数据在所述两张图片中的一张图片中标识出的另一张图片所在的区域。在训练之后，将所述第一照片和所述第二照片输入到所述机器学习模型中，就可以输出所述第二照片所在的区域。
36.监控设备可以包括多种类型，例如，所述监控设备可以包括以下至少之一：固定设置在所述待施工区域的监控设备(可以称为固定监控设备)、用于佩戴在施工者身上的移动监控设备。
37.在另一个可选的方式中，还可以获取通过所述监控设备发送的在所述第一区域内施工的第一深度；将所述第一深度与所述安全施工深度进行比较，确定所述第一深度是否符合所述安全施工深度的要求。
38.作为一个可以选择增加的实施方式，可以是在人工测量之后将第一深度输入到所述监控设备中的。或者，可以通过移动监控设备与固定监控设备之间的无线连接中的信号对所述移动监控设备进行定位，例如，在地面上设置三个固定监控设备，通过移动监控设备与三个所述固定监控设备的信号强度分别确定该移动监控设备到三个固定监控设备的三个距离，通过这三个距离可以确定所述移动监控设备的位置，然后将所述三个固定监控设备作为一个平面，根据所述三个距离就可以计算出移动监控设备到所述平面的垂直高度，所述垂直高度就是所述第一深度。
39.下面结合附图对可选实施例进行说明。
40.在该可选实施例中，基于bim等建筑信息技术，将地铁站点和线路的结构、组成方式、相对位置等信息保存在bim数据，并接入大数据平台的数据库中；基于gis等地理信息技术，通过相对坐标的转换，将地下地铁站点、线路的基于经纬度坐标系的地理位置信息保存在gis数据，并接入大数据平台的数据库中；基于gis等地理信息技术技术，将地铁站点、地铁线路上方的地面地图信息保存在gis数据，并接入大数据平台的数据库中，构建一个以地铁为中心的地下、地面的大数据模型。
41.施工单位提交的施工区域路面信息，大数据平台通过gis技术，将其与地下地铁站点、地铁线路信息比对，得出本次施工的安全区域、预警区域、危险区域、危险深度等信息，其中安全区域、预警区域、危险区域以路面区域信息的方式发送给施工单位；
42.地铁单位通过大数据平台建立本次施工的工单流程发送给施工单位，并移交给施工单位移动监控设备和单兵等移动通讯设备设备。工单流程以运行在单兵等移动通讯设备上的大数据平台客户端app发布信息的形式发送。
43.现场施工时，施工者通过佩戴单兵等移动通讯设备设备或手持单兵等移动通讯设备设备，通过单兵等移动通讯设备设备gps位置实时反馈作业点的经纬度信息回大数据平台，大数据平台将其与安全区域、预警区域、危险区域比对，将报警信息、危险深度信息通过单兵等移动通讯设备app告知告知现场施工者；同时，施工现场的移动监控设备、单兵等移动通讯设备摄像头将现场施工的实时视频流返回给施工单位进行监控查看；施工单位亦可通过操作无人机的方式，将现场施工情况通过无人机的视频流返回给中心，以供把控现场情况。
44.施工完成后，施工单位在app工单中填写施工结果，是否出现异常情况，上传施工现场的图片；地铁工作人员查看工单返回结果，结合实际地铁系统是否受到施工影响，决定施工是否属实，是否正常结束；若发现施工异常或不符实际情况，则可打回工单，要求施工单位根据异常情况完善施工，直至工单流程结束；
45.施工结束后，大数据平台对本次施工的工单数据、现场视频数据、施工结果更新数据进行存储。工单数据、视频数据记录本次施工的过程与结果，可作为本次施工取证；施工结果更新数据记录现场施工后最新的工程环境数据，为后续施工提供基础数据支持。
46.图1是根据本技术实施例的输入地理信息技术数据和建筑信息数据的示意图，如图1所示，本实施例中提供了基于bim等建筑信息技术和gis等地理信息技术存储地铁站点、地铁线路的信息的方法。在该方法中，将地铁站点和地铁线路的建筑结构、线路结构、组合方式、相对位置等信息，以bim数据的形式存储并接入大数据平台的数据库中；将地铁站点和地铁线路的经纬度坐标信息以gis数据的形式存储并接入大数据平台数据库；将地铁站点和地铁线路投影位置上对应的地面信息以gis数据的形式存储并接入大户数据平台数据库。以上信息构建了一个地铁站点、地铁线路及对应的地面信息在经纬度坐标系下的模型，直观展示地铁站点和线路的地理位置、构成、组合等信息，方便工作人员全面了解地铁站点、线路地上和地下情况。此方法解决地铁工作人员缺乏对地铁站点及线路三维具象实体模型的了解的问题。
47.图2是根据本技术实施例的风险施工区域与施工反馈信息的示意图，如图2所示，本实施例中提供了基于gis等地理信息技术研判施工作业区域与地铁站区域间的不同作业风险区的方法。在该方法中，基于gis等地理信息技术，将施工单位提交的施工区域输入大数据平台，在经纬度坐标系下，大数据平台将施工区域与地铁站点、线路区域“碰撞”产生不同风险的施工区域，分为安全区域、预警区域、危险区域，并以地面地图的形式反馈给施工单位。其中在安全区域可正常施工，在预警区域须谨慎施工，在危险区域禁止施工，如危险区域必须施工，则反馈危险深度，施工深度禁止超过危险深度。此方法提供给施工单位具象的不同风险的施工区域，解决施工人员因专业程度低，无法获取到准确的不影响地铁站点、地铁线路的安全施工范围的问题。
48.图3是根据本技术实施例的基于cctv的视频监控与取证的示意图，如图3所示，本实施例提供了基于gis等地理信息技术、移动通讯设备定位的实时防控作业人员进入高风险区域作业的方法。在该方法中，基于gis技术，将施工单位提交的施工区域输入大数据平
台。大数据平台在经纬度坐标系下，将施工区域与地铁站点、线路区域“碰撞”产生不同风险的施工区域。同时现场施工人员佩戴单兵等移动通讯设备设备进行作业，实时返回作业者当前gps信息。大数据平台实时计算并反馈结果。当作业者进去安全区域不干扰作业者工作；进入预警区域提醒作业者；进入危险区警告作业者，如必须作业，则警告作业者不得超过当前危险深度。此方法解决施工过程中地铁工作单位与施工单位缺少交互，导致施工存在对地铁设施存在破坏的情况。
49.图4是根据本技术实施例的基于大数据平台的工单系统逻辑的示意图，如图4所示，本实施例提出了基于视频监控、无人机的现场监管和取证的方法。在该方法中，施工人员携带移动监控设备与单兵等移动通讯设备设备前往施工现场。移动监控设备、单兵等移动通讯设备设备(含前置摄像头)基于运营商卡进行数据传输，将施工现场视频码流实时回传给地铁工作单位，并存储码流。移动监控设备置于高处，提供施工全景监控画面，单兵等移动通讯设备设备佩戴于施工者胸前，提供施工细节监控画面。地铁工作单位亦可通过操作无人机，掌控现场实时进展。视频码流后台存储，记录施工全过程，可作为施工施工发生，责任界定不清时的取证。此方法解决了地铁单位无法获取现场施工实时情况，以及施工事故发生后，取证困难，责任界定困难的问题。
50.在施工工单系统中，地铁单位工作人员根据施工方提交的信息创建工单，通过单兵等移动通讯设备设备上的app下发给施工人员。在施工单位完成施工后填写信息并返回工单。地铁单位工作人员根据实际完成情况对工单结果进行审核，监督施工单位如实返回施工结果。工单完成后，大数据平台存储此次施工完整信息，并记录因本次施工带来的该施工区域工程环境的变化。此方法解决施工过程缺乏一个可记录、更新施工信息的系统，解决因信息差带来对后续工程造成的影响的问题。
51.下面对本可选实施例中的一个完整的流程进行说明。在该完整的流程中，首先是基于各种数据进行建模的步骤。在该步骤中，通过基于gis等地理信息技术和bim等建筑信息技术的地铁线路防施工破坏的方法，在地铁大数据模型构建阶段，获取地铁站点、地铁线路的图纸坐标信息，以及地铁站点、线路的路面信息，利用gis技术建立地铁站点、线路的gis数据，利用bim技术建立站点、路线的bim数据，共同存入大户数据库，建立基于经纬度坐标系的大数据模型，为智能化应用提供大数据基础。
52.在施工前，地铁部门将获取到的施工地段信息导入大数据平台，通过gis技术获取到施工地段的区域经纬度信息，大数据平台将其与地铁站点、线路大数据模型碰撞产生应对于此区域的施工安全区域、施工预警区域、施工危险区域、施工危险，并以路面的信息反馈给施工单位。同时，地保办单位在大数据平台工单系统建立施工工单，连同单兵等移动通讯设备设备(单兵等移动通讯设备设备上有工单系统app)、移动监控设备派发给施工单位。
53.施工单位施工时，施工人员调整移动监控设备提供全景监控视频，佩戴单兵等移动通讯设备设备提供细节视频，地铁工作人员远程查看视频码流，把控现场实时状况。地铁工作人员操作无人机亦可返回现场实时视频画面。施工作业过程中，作业者佩戴单兵等移动通讯设备设备进去施工区域，并结合大数据平台提供的风险区域，在许可区域进行施工。单兵等移动通讯设备设备实施返回作业者位置的gps信息给大数据平台。大数据平台结合风险区域实时计算分析，施工者进入预警区域进行提醒，进入危险区域进行报警。地铁工作人员通过大数据平台实时把控这一过程。
54.施工结束后，全景视频流也需要进行保存。施工单位拍摄现场图片上传工单，并对本次施工结果进行填写上传。地铁工作人员对本次施工工单结合实际事情进行审核，若发现工单结果异常或与实际施工结果不符，有权打回工单，要求施工人员对结果进行改正，直至结果符合为止，至此，工单流程结束。大数据平台存储该条工单数据。
55.通过上述实施例使施工单位能够方便地获悉安全施工区域，避免因为信息不足导致施工破坏，同时地铁工作人员能通过大数据gps计算和实时视频监控把握现场施工情况，预防事故产生。大数据平台存储视频流作为施工过程的取证，避免界定纠纷。而完整的工单系统为一个可记录、更新施工地点工程信息的系统，累积数据，减小因信息差带来对后续工程造成的影响。
56.在本实施例中，提供一种电子装置，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，处理器被设置为运行计算机程序以执行以上实施例中的方法。
57.上述程序可以运行在处理器中，或者也可以存储在存储器中(或称为计算机可读介质)，计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(cd
‑
rom)、数字多功能光盘(dvd)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
58.这些计算机程序也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤，对应与不同的步骤可以通过不同的模块来实现。
59.该本实施例中就提供了这样的一种装置或系统。该装置被称为基于gis和bim的地铁防地面施工破坏的装置，包括：获取模块，用于获取待施工区域的地理位置信息；第一确定模块，用于根据所述地理位置信息确定位于所述待施工区域下方的地铁的建筑信息模型bim数据和地铁的地理信息gis数据，其中，所述bim数据包括以下至少之一：地铁站的bim数据、地铁线路的bim数据，所述gis数据包括以下至少之一：地铁站的gis数据、地铁线路的gis数据；第二确定模块，用于根据所述地铁的bim数据和gis数据确定所述待施工区域中的至少一个第一区域，其中，所述第一区域用于指示在该区域中进行施工对所述地铁产生的影响；发送模块，用于将所述至少一个第一区域发送给在所述待施工区域进行施工的施工方。
60.该系统或者装置用于实现上述的实施例中的方法的功能，该系统或者装置中的每个模块与方法中的每个步骤相对应，已经在方法中进行过说明的，在此不再赘述。
61.例如，所述获取装置还用于通过监控设备获取所述施工方正在进行施工的区域所对应的第一区域为危险区域，并获取所述第一区域的安全施工深度；所述发送模块用于将所述安全施工深度发送给所述监控设备，其中，所述安全施工深度用于指示不会对所述地铁产生影响的施工深度。
62.又例如，该装置还包括：比较模块，用于获取通过所述监控设备发送的在所述第一区域内施工的第一深度，并将所述第一深度与所述安全施工深度进行比较，确定所述第一深度是否符合所述安全施工深度的要求。
63.上述实施例及其可选的实施方式，可以解决如下问题：
64.问题1：施工人员无法获取到准确的不影响地铁站点、地铁线路的安全施工范围，存在危险施工行为时无法得到告警信息；问题2：现场施工时，地铁相关工作单位无法把控到现场施工实时情况，无法获取可能对地铁站点、地铁线路造成影响的潜在危险；问题3：施工事故发生后，取证困难，责任界定困难；问题4：施工完成后，缺乏一个可记录、可更新施工信息的系统，导致因信息差带来对后续工程造成的影响。
65.对应上述所解决的问题，上述实施例及其可选的实施方式中，可以取得如下技术效果：
66.效果1：施工人员在施工前获取到准确的不影响地铁站点、地铁线路的安全施工范围；施工时存在危险行为时得到告警信息；效果2：现场施工时，地铁相关工作单位准确把控到现场施工实时情况，及时发现不安全施工行为带来的潜在风险；效果3：在施工事故发生后，提供视频取证，辅助责任界定；效果4：创建一个可记录、更新施工信息的系统，为后续的施工提供大数据基础。
67.以上仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。