[發明專利]一種基于物聯網技術的建筑同步頂升控制方法及系統

有效

• 申請號: 201811030506.1
• 申請日: 2018-09-05
• 公開（公告）號: CN108756292B
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 李成棟;唐敏佳;張鑫;許福運;張桂青;周長庚
• 申請（專利權）人: 山東建筑大學
• 主分類號: E04G23/06
• 分類號: E04G23/06
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 黃海麗

本發明公開了一種基于物聯網技術的建筑同步頂升控制方法，接收傳感器現場采集的壓力、應力、位移和角度數據，應用于建筑體及頂升機構的三維虛擬現實模型中；基于所述三維虛擬現實模型進行平行實驗，得到下一步的最佳頂升策略；根據所述最佳頂升策略，向頂升機構控制模塊發送頂升控制指令；重復執行該過程直至完成頂升。本發明在建筑物頂升系統的頂層工作，提供智能化的預警及精準控制策略，無需改變頂升系統的固有硬件結構。

技術領域

本發明屬于建筑同步頂升控制領域，具體涉及一種基于物聯網技術的建筑同步頂升控制方法及系統。

背景技術

隨著我國經濟社會的大跨越發展以及城鎮化基礎設施程度的進一步深入完善，城市改造及城市規劃的熱潮逐漸興起，建筑遷移技術得到了飛速發展。建筑物頂升作為建筑物遷移中的一個關鍵步驟，面臨巨大的挑戰，如何精確、高效和安全的完成頂升過程是目前亟待解決的問題。

目前，基于智能方法的頂升系統雖有所發展，但相對不完善，比如既有專利“一種建筑物頂升系統和頂升方法CN201210268988.0”“基于計算機控制的橋梁整體置換液壓同步頂升裝置CN201320344094.5”，所述方法僅僅提供了基于計算機的控制方法，只側重于頂升機構的控制，而無法通過模擬仿真實驗提供詳細的頂升方案，也無法實時監控異常情況的發生。既有文獻(碩士畢業論文“液壓同步頂升系統設計及控制策略研究”)研究了建筑的頂升系統及方法并進行了仿真模擬，但其仿真模擬側重于頂升機構的局部模擬，且是基于數學方法的簡化模擬，無法對建筑物頂升的復雜動態過程進行全局一體化仿真，也無法對建筑物頂升過程中全部細節進行3D刻畫，從而無法對現實中的頂升過程進行精確復現，也無法提供合理的全過程動態頂升方案。

發明內容

為克服上述現有技術的不足，本發明提供了一種基于物聯網技術的建筑同步頂升控制系統及方法，通過各種智能傳感器、無線傳輸模塊、三維激光掃描器等設備，并結合最新的BIM技術，將建筑信息模型與頂升過程相結合，在BIM模型中進行實時監控及平行實驗，監控建筑及頂升機構的各種信息和異常情況，獲取每一個執行周期的最佳頂升行程，最后實現同步頂升過程的智能化精準控制。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種基于物聯網技術的建筑同步頂升控制方法，包括以下步驟：

接收傳感器現場采集的壓力、應力、位移和角度數據，應用于建筑體及頂升機構的三維虛擬現實模型中；

基于所述三維虛擬現實模型和現場采集的數據進行平行實驗，得到第一個執行周期的最佳頂升策略；

根據所述最佳頂升策略，向頂升機構控制模塊發送頂升控制指令，進入下一執行周期；重復進行平行實驗和頂升，直至完成整個頂升行程。

進一步地，所述三維虛擬現實模型的構建方法包括：

獲取建筑及頂升機構的點云數據；

基于所述點云數據對建筑體和頂升機構進行三維重構；

添加建筑構件及頂升機構的施工設施信息。

進一步地，所述建筑構件包括屋架、梁、板、柱和墻等施工設施信息包括構件的幾何數據、物理信息以及構件之間的相互作用關系，頂升機構的施工設施信息包括其產品型號、使用壽命、強度和損耗情況等參數。

進一步地，所述根據平行實驗確定頂升策略包括：

將頂升過程劃分為多個周期，位移傳感器、壓力傳感器、應力傳感器和角度傳感器的安裝位置均匹配到模型的相應位置上；

通過三維實體有限元仿真分析方法，模擬在千斤頂處施加向上變化的強迫位移；

分析在不同位移和頂升速度時建筑表面變形和應力分布特征，獲取最優的理論控制參數，即下一執行周期的最佳頂升行程；