[發明專利]一種基于BIM的混凝土壩監測數據智能化管理與實時評估系統

在審

• 申請號: 201911390496.7
• 申請日: 2019-12-30
• 公開（公告）號: CN111178758A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 林潮寧;李同春;齊慧君;陳斯煜;吳睿祺;高林鋼;劉曉青;牛志偉;盛韜楨;張宇;鄭斌
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06;G06N20/20;G06F30/13
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 李瓊

本發明公開了一種基于BIM的混凝土壩監測數據智能化管理與實時評估系統，包括數據庫模塊、建筑信息模塊、實時評估模塊和Web展示平臺；數據庫模塊用于采集監測數據，并進行初步處理；建筑信息模塊用于存儲壩體地形、重要構件和監測儀器的參數化模型，并與數據庫相關聯；實時評估模塊結合大壩安全監控理論和人工智能技術，以及高性能計算技術，能夠對大壩自動化監測數據進行實時分析；Web展示平臺具有工程模型的快速展示功能、監控信息瀏覽功能和評估結果輸出功能。本發明能夠協助工作人員高效地完成監測資料的分析評估工作，提高大壩的信息化管理水平，具有重要的社會經濟效益。

技術領域

本發明屬于大壩安全監測領域，特別涉及一種基于BIM(Building InformationModeling，建筑信息模型)的混凝土壩監測數據智能化管理與實時評估系統。

背景技術

水電是全球可再生能源的主力，水電發電量占可再生能源發電量的70％。截至2018年底，我國水電總裝機容量已達3.5億千瓦，年發電量1.2萬億千瓦時，裝機容量和發電量均居世界第一。據不完全統計，我國已建成大中型水電站近700座，裝機在5萬千瓦及以下的小水電站達47000多座。隨著越來越多的電站、水庫建成投產運行，其運行狀況不僅僅關系到工程安全，還涉及到人民生命財產等公共安全，因此對電站及水庫運行進行定期檢查、實時監控、安全評價、除險加固與綜合整治將是一個系統、持久的工作和任務。

隨著計算機軟、硬件技術的飛速發展，以工程三維技術支撐的建筑信息模型BIM和建筑物全生命周期管理的理念和方法不斷發展。“十一五”以來，水利水電行業如華東院、昆明院等一些大型設計院對BIM在水利水電工程三維設計研究與擴展應用上進行了不少探索，取得了豐碩成果。然而，現階段BIM更多地運用在設計、施工階段，在運維階段的運用還很少。

隨著我國水電資源的開發利用，大批水電站處于運行維護階段，多數運行管理單位對電站主要水工建筑物及機電設備監測系統、管理手段進行了自動化信息化改造，可以及時獲取各類監測信息及運行狀態信息，這對保證大壩的安全運行起到了重要作用。與此同時，許多工程在運維階段積累了海量的監測數據，存在內容多、周期長、數據量大、數據源分散等特征。過去人工的數據管理和分析處理模式已不再滿足監測自動化和實時監測分析預報的要求。

因此，為高效地完成大壩安全監測工作，提高水電站信息化管理水平，確保工程長期服役運行安全，需要利用現代化技術手段對工程運行及檢查中獲取的海量信息進行實時管理、處理和深度挖掘。

發明內容

發明目的：為克服現有技術的上述缺陷，本發明將大壩安全監測數據作為BIM全生命周期管理信息中的一部分，引入機器學習等人工智能方法對自動化監測數據進行實時處理分析，提供了一種基于BIM的混凝土壩監測數據智能化管理與實時評估系統，可以協助工作人員高效完成監測資料的分析評估工作，提高大壩信息化管理水平。

技術方案：本發明的基于BIM的混凝土壩監測數據智能化管理與實時評估系統包括：數據庫模塊、建筑信息模型模塊、實時評估模塊；建筑信息模型模塊與數據庫模塊相關聯，并與實時評估模塊連接；所述數據庫模塊包括監測資料采集模塊和監測數據處理模塊；其中，監測資料采集模塊經配置以收集、匯總和存儲混凝土壩工程中所有監測設備的監測數據；監測數據處理模塊經配置以對監測資料采集模塊中存儲的監測數據進行查詢、輸出、處理、管理工作；所述建筑信息模型模塊經配置以存儲工程相關的信息資料并構建混凝土壩及監測測點三維信息模型，所述混凝土壩及監測測點三維信息模型包括壩體地形、重要構件和監測儀器的參數化模型；所述實時評估模塊包括機器學習模塊和監測數據分析模塊；其中，機器學習模塊經配置以存儲一或多種機器學習算法；監測數據分析模塊經配置以經由所述監測數據處理模塊獲取監測數據，并基于獲取的監測數據評估混凝土壩的安全情況。