一种基于BIM三维模型的建筑工程标准化施工智能监测分析系统的制作方法

一种基于bim三维模型的建筑工程标准化施工智能监测分析系统
技术领域
1.本发明涉及建筑质量管理技术领域，特别涉及一种基于bim三维模型的建筑工程标准化施工智能监测分析系统。


背景技术：

2.装饰工程属于建筑工程的一个重要组成部分，建筑工程主体完工后需要在建筑内或者建筑外部进行装饰工程的施工，布线是装饰工程中最为关键的一个步骤，布线是将导线穿设在线管内，并将线管布设在建筑墙面或者地面合适的位置，以满足后期对电力设备的使用需求。
3.装饰工程中布线完成后需要对布线的质量进行检测，以判断布线是否符合要求，装饰工程布线的质量常规检测方法为，通过人工抽样的方式对装饰工程中布线的位置和线管距离墙面或者地面的距离进行抽样检查，这种检测方式只适用一般的装饰工程，对于布线要求较高的建筑装饰工程，这种检测方式显然不能满足需求；且人工对装饰工程的线管进行测量误差较大，且通过抽样的方式得出的结果不准确；此外对于装饰工程中布线安全性方面无法进行监测，导致装饰工程检测的不全面。


技术实现要素：

4.本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种基于bim三维模型的建筑工程标准化施工智能监测分析系统，包括装饰工程三维模型构建平台，用于根据装饰工程对应的空间结构进行相应装饰工程三维模型的构建，装饰工程三维模型构建平台包括布线图像获取单元、空间区域划分单元，其中空间区域划分单元用于将装饰工程三维模型按照预设的位置依次划分成多个装饰分区域，并将装饰分区域编号依次标记为1，2，
…
，j,
…
，p，布线图像获取单元用于获取装饰工程中各个装饰分区域的空间图像，同时通过该装饰工程三维模型确定装饰工程线管布设的具体位置，装饰工程三维模型以建筑的一侧顶角为原点；
5.所述布线图像获取单元包括图像监测端、红外线测距仪、射线探测器、角度传感器，图像监测端用于对装饰工程各装饰分区域进行拍摄，红外线测距仪用于对装饰工程各装饰分区域内进行红外线测距，射线探测器用于对装饰工程各装饰分区域内进行射线探测，角度传感器用于获取装饰工程各装饰分区域内线管的弯折角度；
6.布线基本信息获取模块，用于对装饰工程的各装饰分区域内线管布设的信息进行获取，线管布设信息包括线管与地面或者墙面的间距、线管排布数量和线管尺寸；
7.布线基本信息分析模块，用于对布线基本信息获取模块获取的各装饰分区域内线管布设的信息进行分析，以此得到布线基本参数；
8.布线安全性信息获取模块，用于对装饰工程的各装饰分区域内线路布设安全性信息进行获取；
9.布线安全性分析模块，用于对布线安全性信息获取模块获取的线路布设安全性信
息进行分析计算，以此得到布线安全性参数；
10.装饰工程数据库，用于存储装饰工程的标准模型、模型中各个装饰分区域内布线的各种标准数据与参数；
11.装饰工程布线服务器，用于根据布线基本信息参数、布线安全性参数进行布线标准化参数进行分析计算，分析得出装饰工程施工质量参数是否符合标准，通过将装饰工程施工质量数值化并进行显示。
12.优选的，所述布线基本信息获取模块对装饰工程的各装饰分区域内线管布设的信息具体获取方式为：
13.第一步，基于三维模型中各装饰分区域内布线的位置分别通过图像监测端进行线管的外形信息采集，然后通过图片处理技术将线管的外形信息进行分析，布线基本信息获取模块根据接收分析后的线管的外形信息得到线管的数量、各线管的直径以及各线管在墙面的坐标，并将装饰工程中各装饰分区域内线管布设的数量标记为nj，nj表示为装饰工程中第j个装饰分区域的线管数量，j＝1,2，
…
，p，同时将装饰工程中各装饰分区域内各线管的直径标记为φ
jn
，φ
jn
表示为装饰工程中第j个装饰分区域内第n个线管的直径；
14.第二步，基于三维模型中各装饰分区域内布线的位置分别通过红外线测距仪对各线管与墙面或者地面的间距进行监测，将各装饰分区域内各线管与墙面的间距标记为d
jn
，d
jn
表示为装饰工程中第j个装饰分区域内第n个线管与墙面的间距，并将各装饰分区域内线管与地面的间距标记为d'
jn
，d'
jn
表示为装饰工程中第j个装饰分区域内第n个线管与地面的间距；
15.第三步，根据装饰工程中各装饰分区域内线管的数量以及各线管的直径，得到装饰工程中线管的尺寸符合度δ，其中n＝1,2,
…
,i，n
j标
、φ
j标n
分别表示为装饰工程中第j个装饰分区域内线管的标准数量以及第j个装饰分区域内第n个线管的标准直径；
16.第四步，根据装饰工程各装饰分区域内线管与墙面的间距，得到装饰工程中的线管竖直段的符合度δ'；同理得到装饰工程中的线管水平段的符合度δ”。
17.优选的，所述装饰工程中各装饰分区域内线管竖直段的符合度δ'的计算公式为其中δl
min
表示装饰工程中线管到墙面的最小允许间隙，e表示常数；装饰工程中线管水平段的符合度δ”的计算公式为其中δl'
min
表示装饰工程中线管到地面的最小允许间隙，e为常数。
18.优选的，将所述装饰工程中各装饰分区域内线管的尺寸符合度δ、线管竖直段的符合度δ'、线管水平段的符合度δ”代入公式得到装饰工程的布线基
本参数其中a1、a2、a3分别表示装饰工程中各装饰分区域内线管的尺寸符合度所占权重、线管竖直段的符合度所占权重、线管水平段的符合度所占权重。
19.优选的，所述布线安全性信息获取模块对应的布线安全性信息获取方式为：
20.根据接收角度传感器获取的装饰工程各装饰分区域内各线管的弯折角度，将装饰工程各装饰分区域内各线管的弯折角度标记为θ
jn
，θ
jn
表示装饰工程中第j个装饰分区域内第n个线管的弯折角度，同时布线安全性信息获取模块接收射线探测器对装饰工程各装饰分区域内各线管穿设导线占线管总面积比，并记为υ
jn
，υ
jn
表示装饰工程中第j个装饰分区域内第n个线管穿设导线占线管面积的比值；
21.通过装饰工程各装饰分区域内各线管的弯折角度得到线管弯折率ψ，通过装饰工程各装饰分区域内各线管穿设导线占线管面积的比值得到线管扭曲率ω。
22.优选的，所述装饰工程中线管弯折率ψ的计算公式为其中λ表示装饰工程各装饰分区域内线管线管弯折角度补偿系数，e表示常数，θ
j标n
表示装饰工程中第j个装饰分区域内第n个线管的标准弯折角度。
23.优选的，所述装饰工程各装饰分区域内线管穿设导线占线管面积的比值得到线管扭曲率ω的计算公式为其中e为常数。
24.优选的，所述装饰工程的布线安全性参数具体分析公式为如下：将装饰工程中线管线管弯折率ψ以及线管穿设导线占线管面积的比值得到线管扭曲率ω代入公式进而得到装饰工程的布线安全性参数b1、b2分别表示装饰工程各装饰分区域内线管线管弯折率的权重以及线管穿设导线占线管面积的比值的权重。
25.优选的，所述装饰工程施工质量参数的计算公式为其中σ1、σ2分别表示装饰工程的布线基本参数以及装饰工程的布线安全性参数的影响因子。
26.本发明的有益效果在于：一、本发明采用将装饰工程中布线的基本参数和安全性参数进行汇总计算的方式得到装饰工程施工质量参数，从而更加全面的体现装饰工程整体的质量参数，且布线基本参数通过装饰工程中线管的尺寸符合度和线管到墙面与地面的间距进行分析计算，使得布线的基本参数更加细致准确；同时布线安全性方面通过装饰工程中线管的弯折率和线管的扭曲率进行布线安全性的计算，从而满足要求较高的装饰工程整体的施工质量参数计算的要求。
27.二、本发明根据装饰工程中线管布设的实际数量、实际面积的乘积与装饰工程数据库中线管的标准数量、标准面积的乘积进行比较，使得本发明对装饰工程中线管的布设评价更加客观。
28.三、本发明将装饰工程中线管与墙面和地面的间距进行分别计算的方式来确定线管布设位置的符合度，从而更加精确的判断线管布设的位置的符合度。
29.四、本发明装饰工程布线服务器能够根据布线基本信息参数、布线安全性参数进行布线标准化参数进行分析计算，并将装饰工程施工质量数值化并进行显示，从而直观的看出装饰工程施工质量的具体数值是否在规定的范围内。
附图说明
30.利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
31.图1是本发明各个模块之间的连接示意图。
32.图2是本发明装饰工程三维模型构建平台的组成结构图。
具体实施方式
33.下面详细描述本发明的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。
34.参阅图1，一种基于bim三维模型的建筑工程标准化施工智能监测分析系统，包括装饰工程三维模型构建平台、布线基本信息获取模块、布线基本信息分析模块、布线安全性信息获取模块、布线安全性分析模块、装饰工程数据库和装饰工程布线服务器，装饰工程三维模型构建平台与布线图像获取单元相连接，布线图像获取单元分别与布线基本信息获取模块、布线安全性信息获取模块相连接，布线基本信息分析模块、布线安全性分析模块、装饰工程数据库均与装饰工程布线服务器相连接，布线基本信息获取模块与布线基本信息分析模块相连接，布线安全性信息获取模块与布线安全性分析模块相连接，本发明通过装饰工程中线路布设的基本信息与安全性信息进行获取与分析，从而从上述两个方面综合判断装饰工程的布线是否符合标准。
35.装饰工程三维模型构建平台用于根据装饰工程对应的空间结构进行相应装饰工程三维模型的构建，装饰工程三维模型构建平台包括布线图像获取单元、空间区域划分单元，其中空间区域划分单元用于将装饰工程三维模型按照预设的位置依次划分成多个装饰分区域，并将装饰分区域编号依次标记为1，2，
…
，j,
…
，p，布线图像获取单元用于获取装饰工程中各个装饰分区域的空间图像，同时通过该装饰工程三维模型确定装饰工程线管布设的具体位置，装饰工程三维模型以建筑的一侧顶角为原点，本发明通过三维模型的构建能够确定建筑装饰工程中具体的布线位置，从而便于对装饰工程中布线的各项参数进行监测，进而判断装饰工程中布线是否符合要求。
36.布线图像获取单元包括图像监测端、红外线测距仪、射线探测器、角度传感器，图像监测端用于对装饰工程各装饰分区域进行拍摄，从而确定装饰工程各装饰分区域内线管的尺寸与数量，红外线测距仪用于对装饰工程各装饰分区域内进行红外线测距，从而确定装饰工程各装饰分区域内线管到墙面之间的距离，射线探测器用于对装饰工程各装饰分区域内进行射线探测，角度传感器用于获取装饰工程各装饰分区域内线管的弯折角度从而确定装饰工程各装饰分区域线管弯折度对导线安全性的影响。
37.装饰工程数据库，用于存储装饰工程的标准模型、模型中各个装饰分区域内布线
的各种标准数据与参数。
38.布线基本信息获取模块，用于对装饰工程的各装饰分区域内线管布设的信息进行获取，线管布设信息包括线管与地面或者墙面的间距、线管排布数量和线管尺寸。
39.布线基本信息获取模块对装饰工程的各装饰分区域内线管布设的信息具体获取方式为：
40.第一步，基于三维模型中各装饰分区域内布线的位置分别通过图像监测端进行线管的外形信息采集，然后通过图片处理技术将线管的外形信息进行分析，布线基本信息获取模块根据接收分析后的线管的外形信息得到线管的数量、各线管的直径以及各线管在墙面的坐标，并将装饰工程中各装饰分区域内线管布设的数量标记为nj，nj表示为装饰工程中第j个装饰分区域的线管数量，j＝1,2，
…
，p，同时将装饰工程中各装饰分区域内各线管的直径标记为φ
jn
，φ
jn
表示为装饰工程中第j个装饰分区域内第n个线管的直径；
41.第二步，基于三维模型中各装饰分区域内布线的位置分别通过红外线测距仪对各线管与墙面或者地面的间距进行监测，将各装饰分区域内各线管与墙面的间距标记为d
jn
，d
jn
表示为装饰工程中第j个装饰分区域内第n个线管与墙面的间距，并将各装饰分区域内线管与地面的间距标记为d'
jn
，d'
jn
表示为装饰工程中第j个装饰分区域内第n个线管与地面的间距；
42.第三步，根据装饰工程中各装饰分区域内线管的数量以及各线管的直径，得到装饰工程中线管的尺寸符合度δ，其中n＝1,2,
…
,i，n
j标
、φ
j标n
分别表示为装饰工程中第j个装饰分区域内线管的标准数量以及第j个装饰分区域内第n个线管的标准直径；
43.第四步，根据装饰工程各装饰分区域内线管与墙面的间距，得到装饰工程中的线管竖直段的符合度δ'；同理得到装饰工程中的线管水平段的符合度δ”，由于装饰工程中线管在墙面与地面均有布设，从而需要对墙面与地面布设的线管均需要监测，以便全面的对线管布设的情况进行分析，进而增加装饰工程线管分析的全面性与准确性。
44.装饰工程中各装饰分区域内线管竖直段的符合度δ'的计算公式为其中δl
min
表示装饰工程中线管到墙面的最小允许间隙，e表示常数；装饰工程中线管水平段的符合度δ”的计算公式为其中δl'
min
表示装饰工程中线管到地面的最小允许间隙，e为常数。本发明根据装饰工程中线管布设的实际数量、实际面积的乘积与装饰工程数据库中线管的标准数量、标准面积的乘积进行比较，使得本发明对装饰工程中线管的布设评价更加客观；此外装饰工程中线管在墙面的布设位置实际应为墙面对应位置开设的线槽内，且线管不能露出线槽，而对于装饰工程中布设在地面的线管应在地面上，红外线测距仪对墙面的线管进行间距测量时，其测量的距离为线管靠近墙面的一侧与墙面的距离，同理地面的线管间距测量为线管的上侧面到地面的距离。需要
说明的是，装饰工程具体施工时，根据施工实际情况，会使用直径较大或者较小的线管，这样需要的线管数量就会相应的减少或者增加，从而不能只考虑线管的直径与线管的尺寸是否与装饰工程数据库中存储的线管标准直径与标准尺寸，线管的直径与线管的数量需要综合考虑。
45.布线基本信息分析模块，用于对布线基本信息获取模块获取的各装饰分区域内线管布设的信息进行分析，以此得到布线基本参数。
46.将装饰工程中各装饰分区域内线管的尺寸符合度δ、线管竖直段的符合度δ'、线管水平段的符合度δ”代入公式得到装饰工程的布线基本参数其中a1、a2、a3分别表示装饰工程中各装饰分区域内线管的尺寸符合度所占权重、线管竖直段的符合度所占权重、线管水平段的符合度所占权重，本发明将装饰工程中线管与墙面和地面的间距进行分别计算的方式来确定线管布设位置的符合度，从而更加精确的判断线管布设的位置的符合度。
47.布线安全性信息获取模块，用于对装饰工程的各装饰分区域内线路布设安全性信息进行获取。
48.布线安全性信息获取模块对应的布线安全性信息获取方式为：
49.根据接收角度传感器获取的装饰工程各装饰分区域内各线管的弯折角度，将装饰工程各装饰分区域内各线管的弯折角度标记为θ
jn
，θ
jn
表示装饰工程中第j个装饰分区域内第n个线管的弯折角度，同时布线安全性信息获取模块接收射线探测器对装饰工程各装饰分区域内各线管穿设导线占线管总面积比，并记为υ
jn
，υ
jn
表示装饰工程中第j个装饰分区域内第n个线管穿设导线占线管面积的比值；
50.通过装饰工程各装饰分区域内各线管的弯折角度得到线管弯折率ψ，通过装饰工程各装饰分区域内各线管穿设导线占线管面积的比值得到线管扭曲率ω，装饰工程中线管进行弯折一般使用弯折接头，这种弯折对于线管没有较大影响，但对于导线的安全性还是有一定影响，尤其是平方数较大的导线弯折角度越小，安全性就越差，从而线管的弯折率也是装饰工程中线管内导线安全性的一个重要指标；此外线管内穿设导线的数量也是有限制的，通常线管内穿设的导线不能大于线管总面积的40％，超过这个数值会对线管的导线造成安全隐患，从而通过上述两个参数的计算能够确定线管布设的安全性指标。
51.装饰工程中线管弯折率ψ的计算公式为其中λ表示装饰工程各装饰分区域内线管线管弯折角度补偿系数，e表示常数，θ
j标n
表示装饰工程中第j个装饰分区域内第n个线管的标准弯折角度。
52.装饰工程各装饰分区域内线管穿设导线占线管面积的比值得到线管扭曲率ω的计算公式为其中e为常数。
53.布线安全性分析模块，用于对布线安全性信息获取模块获取的线路布设安全性信
息进行分析计算，以此得到布线安全性参数。
54.装饰工程的布线安全性参数具体分析公式为如下：将装饰工程中线管线管弯折率ψ以及线管穿设导线占线管面积的比值得到线管扭曲率ω代入公式进而得到装饰工程的布线安全性参数b1、b2分别表示装饰工程各装饰分区域内线管线管弯折率的权重以及线管穿设导线占线管面积的比值的权重。
55.装饰工程布线服务器，用于根据布线基本信息参数、布线安全性参数进行布线标准化参数进行分析计算，分析得出装饰工程施工质量参数是否符合标准，通过将装饰工程施工质量数值化并进行显示，从而直观的看出装饰工程施工质量的具体数值是否在规定的范围内。
56.装饰工程施工质量参数的计算公式为其中σ1、σ2分别表示装饰工程的布线基本参数以及装饰工程的布线安全性参数的影响因子，装饰工程施工质量参数能够客观准确的反应装饰工程中线管布设的位置精确性和安全性，准确直观的看出装饰工程施工质量情况。
57.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，仍涵盖在本发明的保护范围。