基于BIM的施工人员疏散路线选择方法及计算机设备与流程

基于bim的施工人员疏散路线选择方法及计算机设备
技术领域
1.本发明涉及人员疏散技术领域，尤其涉及一种基于bim的施工人员疏散路线选择方法及计算机设备。


背景技术：

2.施工场地由于建筑处于施工状态，各方面都还不完善，当发生危险事件(比如地震、火灾)时会导致对应的施工人员处于高危状态，若不及时疏散撤离，极易造成较大的人员伤亡，因此确定最优的疏散路线能够在发生危险事件时极大的保证施工人员的人身安全。在现有方案中，能够在仿真软件中输入建筑模型、施工人员参数以及对应的疏散路线来进行仿真模拟，从而检测仿真模拟的疏散路线是否能够满足安全要求。
3.但是现有方案所建立的建筑模型等疏散环境比较单一，建筑信息不完整，从而影响仿真模拟的结果，甚至出现无法仿真模拟的情况；此外现有方案在选择需要进行仿真模拟的疏散路线时，只能将所有能够用到的路线进行组合，然后针对每种疏散路线一一进行仿真模拟，从而导致仿真模拟的数据量非常大，占用较多的计算资源，成本高，并且还导致得到满足安全要求的疏散路线的效率变得非常低。


技术实现要素：

4.针对现有技术中所存在的不足，本发明提供一种基于bim的施工人员疏散路线选择方法及计算机设备。
5.第一方面，在一个实施例中，本发明提供一种基于bim的施工人员疏散路线选择方法，包括：
6.获取施工场地在目标时期的bim模型；
7.获取在目标时期的施工人员参数，将施工人员参数导入bim模型，得到疏散模型；
8.根据危险事件的类型将疏散模型中所有存在的疏散路线中的多种疏散路线分别确定为初始疏散路线；
9.对确定的多种初始疏散路线进行仿真模拟，得到分别与多种初始疏散路线对应的多个仿真模拟结果，将其中一个仿真模拟结果对应的初始疏散路线作为目标疏散路线。
10.在一个实施例中，根据危险事件的类型将疏散模型中所有存在的疏散路线中的多种疏散路线分别确定为初始疏散路线，包括：
11.根据危险事件的类型确定疏散模型中各区域的危险等级；
12.根据各区域的危险等级确定各区域中施工人员的路线选择丰富度，路线选择丰富度是指一个区域中选择的路线数量与该区域中所有存在的路线数量的比值，危险等级较高的区域的所述路线选择丰富度大于危险等级较低的区域；
13.根据各区域的路线选择丰富度确定疏散模型中施工人员的多种初始疏散路线。
14.在一个实施例中，根据危险事件的类型确定疏散模型中各区域的危险等级，包括：
15.将危险事件的类型和疏散模型输入到训练好的危险分级模型中，得到危险分级模
型输出的各区域的危险等级。
16.在一个实施例中，获取施工场地在目标时期的bim模型，包括：
17.获取施工场地在目标时期的三维模型和建筑信息；
18.根据三维模型和建筑信息得到bim模型。
19.在一个实施例中，获取施工场地在目标时期的三维模型，包括：
20.获取施工场地在目标时期的二维图纸；
21.读取二维图纸中的建模参数；
22.根据建模参数进行建模，得到三维模型。
23.在一个实施例中，读取二维图纸中的建模参数，包括：
24.对二维图纸进行图像识别，得到建模参数。
25.在一个实施例中，获取施工场地在目标时期的三维模型，包括：
26.接收用户输入的操作指令，根据操作指令进行建模，得到三维模型。
27.在一个实施例中，获取施工场地在目标时期的三维模型，包括：
28.获取三维扫描设备在目标时期对施工场地进行扫描得到的三维模型。
29.在一个实施例中，在将其中一个仿真模拟结果对应的初始疏散路线作为目标疏散路线的步骤之后，上述基于bim的施工人员疏散路线选择方法还包括：
30.根据目标时期、危险事件的类型和目标疏散路线生成疏散示意图。
31.第二方面，在一个实施例中，本发明提供一种计算机设备，包括处理器和存储器，存储器中储存有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行上述任一种基于bim的施工人员疏散路线选择方法的步骤。
32.通过上述基于bim的施工人员疏散路线选择方法及计算机设备，采用bim技术，能够建立非常完整的建筑模型等疏散环境，从而为后续疏散路线的仿真模拟提供了基础支撑，提高了仿真模拟的可靠性和精确度；此外，根据危险事件的类型能够确定在该类型的危险事件下出现事故的重点区域，从而可以针对重点区域集中选择，避免了将所有能够用到的路线进行组合而导致的数据量非常大的问题，节省了计算资源，成本低，效率高。
附图说明
33.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，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。
34.其中：
35.图1为本发明一个实施例中基于bim的施工人员疏散路线选择方法的流程示意图；
36.图2为本发明一个实施例中根据危险事件的类型确定初始疏散路线的具体流程示意图；
37.图3为本发明一个实施例中获取施工场地在目标时期的bim模型的具体流程示意图；
38.图4为本发明一个实施例中获取施工场地在目标时期的三维模型的具体流程示意图；
39.图5为本发明一个实施例中包含生成疏散示意图的基于bim的施工人员疏散路线选择方法的流程示意图；
40.图6为本发明一个实施例中计算机设备的内部结构示意图。
具体实施方式
41.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
42.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
43.第一方面，如图1所示，在一个实施例中，本发明提供一种基于bim的施工人员疏散路线选择方法，包括：
44.步骤102，获取施工场地在目标时期的bim模型。
45.其中，bim模型(building information modeling，建筑信息化模型)是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。它具有信息完备性、信息关联性、信息一致性、可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性八大特点。由于疏散路线是针对某一时期的施工场地，因此需要获取施工场地在目标时期的bim模型。
46.步骤104，获取在目标时期的施工人员参数，将施工人员参数导入bim模型，得到疏散模型。
47.其中，施工人员的参数主要包括施工人员的数量、每个施工人员身处的位置、特征、速度以及行为等，在获取施工人员参数时可以通过调取施工进度计划书，然后读取其中的人员配置信息，从而得到施工人员参数，如此能够提高效率，也能够避免采用人工输入而导致的误差问题。
48.步骤106，根据危险事件的类型将疏散模型中所有存在的疏散路线中的多种疏散路线分别确定为初始疏散路线。
49.其中，不同类型的危险事件会导致不同区域的危等级出现差异化，比如在某一楼层发生了火灾，该楼层以及往上的楼层的施工人员会更加危险，因此在确定初始疏散路线时，可以针对不同区域进行差异化选择，而不用遍历所有存在的疏散路线进行组合。
50.步骤108，对确定的多种初始疏散路线进行仿真模拟，得到分别与多种初始疏散路线对应的多个仿真模拟结果，将其中一个仿真模拟结果对应的初始疏散路线作为目标疏散路线。
51.其中，仿真模拟结果中包含多个影响因子，影响因子包括施工人员的疏散时间，对应路段的疏散流量，施工人员疏散时的心理状态等，可以通过对应的权重来计算每个仿真模拟结果的分值，将分值最高的一个仿真模拟结果对应的初始疏散路线作为目标疏散路线。
52.通过上述基于bim的施工人员疏散路线选择方法，采用bim技术，能够建立非常完
整的建筑模型等疏散环境，从而为后续疏散路线的仿真模拟提供了基础支撑，提高了仿真模拟的可靠性和精确度；此外，根据危险事件的类型能够确定在该类型的危险事件下出现事故的重点区域，从而可以针对重点区域集中选择，避免了将所有能够用到的路线进行组合而导致的数据量非常大的问题，节省了计算资源，成本低，效率高。
53.如图2所示，在一个实施例中，根据危险事件的类型将疏散模型中所有存在的疏散路线中的多种疏散路线分别确定为初始疏散路线，包括：
54.步骤202，根据危险事件的类型确定疏散模型中各区域的危险等级。
55.其中，比如危险事件为发生在三楼的起火，可以确定三楼区域的施工人员危险程度最高，需要尽快撤离，从而可以对三楼区域设置最高的危险等级，由于火势因通常会往上蔓延，因此可以对四楼及以上的楼层区域设置从最高的危险等级依次递减的危险等级，而二楼及以下楼层区域相对安全，可以设置最低的危险等级。
56.步骤204，根据各区域的危险等级确定各区域中施工人员的路线选择丰富度，路线选择丰富度是指一个区域中选择的路线数量与该区域中所有存在的路线数量的比值，危险等级较高的区域的所述路线选择丰富度大于危险等级较低的区域。
57.其中，以三楼发生起火为例，设置三楼区域的危险等级为a，一楼区域的危险等级为b，其中a＞b，若三楼区域的施工人员可选择的路线有5条，一楼区域的施工人员可选择的路线有3条，若设置三楼区域的路线选择丰富度为1，一楼区域的路线选择丰富度为0.66，从而在确定初始疏散路线时，三楼区域的5条路线全部选择，一楼区域的3条路线随机选择其中的两条。
58.步骤206，根据各区域的路线选择丰富度确定疏散模型中施工人员的多种初始疏散路线。
59.其中，以上述方式根据路线选择丰富度对所有区域进行路线选择，将所有区域选择的路线进行排列组合，得到最终确定的初始疏散路线。
60.通过确定各区域的危险等级，从而直接通过危险等级与路线选择丰富度的映射关系来确定各区域要选择的路线数量，高效可靠的减少了初始疏散路线的数量。
61.在一个实施例中，根据危险事件的类型确定疏散模型中各区域的危险等级，包括：
62.将危险事件的类型和疏散模型输入到训练好的危险分级模型中，得到危险分级模型输出的各区域的危险等级。
63.其中，利用机器学习算法构建危险分级模型，通过大量的数据进行训练，在后续使训练好的危险分级模型根据输入的危险事件的类型和疏散模型，自动在疏散模型中标注各区域的危险等级，提高了危险等级确定的效率。
64.在一个实施例中，还可以将危险事件的类型和bim模型输入到训练好的危险分级模型中，得到危险分级模型输出的各区域的危险等级。
65.其中，由于危险等级是基于建筑物本身进行确定的，因此为了节省计算的数据量和排除相关干扰，可以将不含与施工人员参数的bim模型作为危险分级模型输入进行训练和使用。
66.如图3所示，在一个实施例中，获取施工场地在目标时期的bim模型，包括：
67.步骤302，获取施工场地在目标时期的三维模型和建筑信息。
68.其中，三维模型是指施工场地的结构的形态和位置关系，结构又包括建筑物本身
以及设置在建筑物上的堆料、器具等障碍物；而建筑信息是指各结构的尺寸参数和结构主体属性。此外，三维模型的获取可以根据施工的进度自由选择针对实物获取还是脱离实物获取，针对实物获取会提高三维模型的真实度，便于后续仿真模拟。
69.步骤304，根据三维模型和建筑信息得到bim模型。
70.其中，得到了施工场地的三维模型以及建筑信息后，将建筑信息整合到三维模型中，从而得到包含有完整信息的bim模型。
71.如图4所示，在一个实施例中，获取施工场地在目标时期的三维模型，包括：
72.步骤402，获取施工场地在目标时期的二维图纸。
73.其中，二维图纸主要是指通过cad制图软件得到的工程蓝图，在本实施例中，二维图纸包括制图软件导出的格式，还包括被转换得到的图片格式。
74.步骤404，读取二维图纸中的建模参数。
75.其中，当二维图纸为制图软件导致的格式时，可以通过将该二维图纸导入到对应的三维建模软件中，通过翻模插件来读取其中的建模参数。
76.步骤406，根据建模参数进行建模，得到三维模型。
77.其中，在获得建模参数后，即可直接根据建模参数进行建模，自动生成对应的三维模型。
78.在一个实施例中，读取二维图纸中的建模参数，包括：
79.对二维图纸进行图像识别，得到建模参数。
80.其中，在本实施例中，二维图纸被转换为图片格式，因此可以通过图像识别的方式来获取对应的建模参数；具体的，可以利用机器学习算法建立参数读取模型，在参数读取模型训练好之后，将图片格式的二维图纸输入到参数读取模型中，即可得到参数读取模型输出的建模参数。通过机器学习的图像识别，能够极大提高了读取参数的效率。
81.在一个实施例中，获取施工场地在目标时期的三维模型，包括：
82.接收用户输入的操作指令，根据操作指令进行建模，得到三维模型。
83.其中，在本实施例中，主要是通过用户根据图纸进行手动建模。
84.上述根据图纸进行建模的，能够用于施工场地还没有修建，从而进行预先构建对应的三维模型；当然在施工场地已经修建后，仍然能够根据图纸进行建模。
85.在一个实施例中，获取施工场地在目标时期的三维模型，包括：
86.获取三维扫描设备在目标时期对施工场地进行扫描得到的三维模型。
87.其中，在本实施例中，主要针对于施工场地已经修建的场景，由于施工的原因，图纸和实物必然存在一定差异，而疏散仿真模拟是需要应用到实际的施工场地中的，因此建立的三维模型的真实度非常重要，从而通过三维扫描设备对施工场地进行扫描，得到的三维模型的真实度非常高，有利于后续疏散路线的仿真模拟。
88.如图5所示，在一个实施例中，在将其中一个仿真模拟结果对应的初始疏散路线作为目标疏散路线的步骤之后，上述基于bim的施工人员疏散路线选择方法还包括：
89.步骤502，根据目标时期、危险事件的类型和目标疏散路线生成疏散示意图。
90.其中，在得到目标疏散路线后，结合对应的目标时期和危险事件的类型生成简易的疏散示意图，对后续实际疏散时进行参照指导，提高后续疏散的效率。
91.第二方面，如图6所示，在一个实施例中，本发明提供一种计算机设备，包括处理器
和存储器，存储器中储存有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行上述任一个实施例中的基于bim的施工人员疏散路线选择方法的步骤。
92.通过上述计算机设备，采用bim技术，能够建立非常完整的建筑模型等疏散环境，从而为后续疏散路线的仿真模拟提供了基础支撑，提高了仿真模拟的可靠性和精确度；此外，根据危险事件的类型能够确定在该类型的危险事件下出现事故的重点区域，从而可以针对重点区域集中选择，避免了将所有能够用到的路线进行组合而导致的数据量非常大的问题，节省了计算资源，成本低，效率高。
93.第三方面，在一个实施例中，本发明提供一种存储介质，储存有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行上述任一个实施例中的基于bim的施工人员疏散路线选择方法的步骤。
94.通过上述存储介质，采用bim技术，能够建立非常完整的建筑模型等疏散环境，从而为后续疏散路线的仿真模拟提供了基础支撑，提高了仿真模拟的可靠性和精确度；此外，根据危险事件的类型能够确定在该类型的危险事件下出现事故的重点区域，从而可以针对重点区域集中选择，避免了将所有能够用到的路线进行组合而导致的数据量非常大的问题，节省了计算资源，成本低，效率高。
95.第四方面，在一个实施例中，本发明提供一种基于bim的施工人员疏散路线选择系统，包括：
96.三维扫描设备和计算机设备；
97.三维扫描设备用于在目标时期对施工场地进行扫描得到的三维模型，将三维模型发送至计算机设备；
98.计算机设备用于接收三维扫描设备发送的三维模型，获取施工场地在目标时期的建筑信息，根据三维模型和建筑信息得到施工场地在目标时期的bim模型；获取在目标时期的施工人员参数，将施工人员参数导入bim模型，得到疏散模型；根据危险事件的类型将疏散模型中所有存在的疏散路线中的多种疏散路线分别确定为初始疏散路线；对确定的多种初始疏散路线进行仿真模拟，得到分别与多种初始疏散路线对应的多个仿真模拟结果，将其中一个仿真模拟结果对应的初始疏散路线作为目标疏散路线。
99.通过上述基于bim的施工人员疏散路线选择系统，采用bim技术，能够建立非常完整的建筑模型等疏散环境，从而为后续疏散路线的仿真模拟提供了基础支撑，提高了仿真模拟的可靠性和精确度；此外，根据危险事件的类型能够确定在该类型的危险事件下出现事故的重点区域，从而可以针对重点区域集中选择，避免了将所有能够用到的路线进行组合而导致的数据量非常大的问题，节省了计算资源，成本低，效率高。
100.在一个实施例中，三维扫描设备包括无人机、设置在无人机上的摄像头和处理装置；摄像头和处理装置连接；
101.摄像头用于在无人机的运动下对施工场地全景各角度进行拍摄，得到多个图像，然后发送至处理装置；
102.处理装置用于将多个图像进行三维合成，得到对应的三维模型。
103.在一个实施例中，三维扫描设备还包括与处理装置连接的无线通信模块；
104.无线通信模块用于将处理装置得到的三维模型发送至计算机设备。
105.在一个实施例中，三维扫描设备还包括与处理装置连接的存储器和usb接口；
106.存储器用于存储处理装置发送的三维模型；
107.计算机设备用于通过usb接口获取储存在存储器中的三维模型。
108.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本发明所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(ram)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram以多种形式可得，诸如静态ram(sram)、动态ram(dram)、同步dram(sdram)、双数据率sdram(ddrsdram)、增强型sdram(esdram)、同步链路(synchlink)dram(sldram)、存储器总线(rambus)直接ram(rdram)、直接存储器总线动态ram(drdram)、以及存储器总线动态ram(rdram)等。
109.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
110.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。