[發(fā)明專利]一種基于BIM和GIS的鐵路工地定位管理系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011565627.3
• 申請日: 2020-12-25
• 公開（公告）號(hào): CN112597578A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 湯友富;桂婞;鄭中;饒雄;田圓圓;時(shí)洪斌;袁振華;方靈靈
• 申請（專利權(quán)）人: 中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): G06F30/13
• 分類號(hào): G06F30/13;G06T17/00;G01B7/16;G01S19/42
• 代理公司: 武漢華之喻知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42267
• 代理人: 李君;李歡

本發(fā)明提供了一種基于BIM和GIS的鐵路工地定位管理系統(tǒng)，屬于工地施工管理技術(shù)領(lǐng)域，具體包括：工程構(gòu)造模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)發(fā)布模塊、變形監(jiān)測模塊和對象管理模塊；工程構(gòu)造模塊利用GIS技術(shù)和BIM技術(shù)，獲取工程場地的實(shí)際形貌和工程構(gòu)建信息；變形監(jiān)測模型監(jiān)測鐵路工程沿線危險(xiǎn)的構(gòu)筑物和災(zāi)害區(qū)；對象管理模塊定位對象位置和對象所處環(huán)境，并實(shí)時(shí)監(jiān)測對象的實(shí)際運(yùn)行情況；數(shù)據(jù)處理模塊用于定位解算和變形分析；數(shù)據(jù)發(fā)布模塊將定位解算結(jié)果和變形分析結(jié)果可視化，且發(fā)布實(shí)時(shí)預(yù)警功能。本發(fā)明利用工程構(gòu)建模塊獲取定位信息管理，對構(gòu)筑物開展變形信息管理，可實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)預(yù)警、施工效率分析等多種功能，大大提高了鐵路施工的安全性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于工地施工管理技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種基于BIM(建筑信息模型)和GIS(地理信息系統(tǒng))的鐵路工地定位管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前鐵路施工建設(shè)的特點(diǎn)是施工點(diǎn)多、線長以及人員分散，對位置安全的需求量較大。現(xiàn)有鐵路建設(shè)工地管理較為粗獷，缺乏定位管理系統(tǒng)。

既有的定位技術(shù)包括本地部署局域網(wǎng)定位、廣域網(wǎng)定位兩大類，本地局域網(wǎng)定位典型技術(shù)有Wifi、藍(lán)牙、RFID、ZigBee等，廣域網(wǎng)定位主要有GNSS(Global NavigationSatellite System，全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng))定位技術(shù)，包括美國的GPS，中國的北斗導(dǎo)航，俄羅斯的格洛納斯，歐洲的伽利略。結(jié)合既有的局域網(wǎng)定位和廣域網(wǎng)定位技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)在工地復(fù)雜環(huán)境中獲取精準(zhǔn)的空間位置。

雖然廣域網(wǎng)的模式具有應(yīng)用方便，設(shè)備輕便，定位空間大小不受限等優(yōu)點(diǎn)，但應(yīng)用在鐵路上存在嚴(yán)重不足之處，尤其鐵路線路跨度較長，缺乏定位管理系統(tǒng)，尤其是結(jié)合GIS與BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)鐵路定位精細(xì)化管理。如何完善鐵路施工現(xiàn)場管理，控制事故發(fā)生頻率，以及如何對工地人員、車輛和施工機(jī)械進(jìn)行定位管理一直是盲點(diǎn)。鐵路工程項(xiàng)目是一個(gè)龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)，不同于單體或有限范圍內(nèi)的一般建筑。現(xiàn)有工地在人員管理、安全管理中普遍存在反饋不及時(shí)，無法實(shí)時(shí)分析各個(gè)數(shù)據(jù)流行程的反饋，造成工地管理上存在監(jiān)控不到位、各種違規(guī)操作和不文明施工等安全隱患的現(xiàn)象，影響了安全生產(chǎn)與工程質(zhì)量管理。

但應(yīng)用在智慧工地上存在兩個(gè)缺點(diǎn)，一是定位精度問題，誤差在米級(jí)，而且波動(dòng)大，另外一個(gè)就是工地環(huán)境復(fù)雜，且多有隧道、坑道、建筑物室內(nèi)等場景，這些場景中，廣域網(wǎng)信號(hào)弱或接收不到信號(hào)，難以適應(yīng)工地的復(fù)雜多變的需求。而自部署局域網(wǎng)定位的模式，可以根據(jù)定位精度需要，靈活部署局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，以滿足精度要求，但其最大的缺點(diǎn)是局部組網(wǎng)需要投入大量的組網(wǎng)設(shè)備，設(shè)備資金投入和維護(hù)成本較高，在現(xiàn)場鋪設(shè)物理設(shè)備也不可避免地對施工產(chǎn)生影響，而且在現(xiàn)場不一定具備鋪設(shè)網(wǎng)絡(luò)的條件。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種基于BIM(建筑信息模型：Building Information Modeling)和GIS(地理信息系統(tǒng)：Geographic InformationSystem)的鐵路工地定位管理系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有工地實(shí)時(shí)狀況無法及時(shí)反饋導(dǎo)致鐵路施工存在極大安全隱患的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種基于BIM和GIS的鐵路工地定位管理系統(tǒng)，包括：工程構(gòu)造模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)發(fā)布模塊、變形監(jiān)測模塊和對象管理模塊；

工程構(gòu)造模塊、變形監(jiān)測模型和對象管理模塊的輸出端均與數(shù)據(jù)處理模塊的輸入端連接；數(shù)據(jù)處理模塊的輸出端與數(shù)據(jù)發(fā)布模塊的輸入端連接；

工程構(gòu)造模塊用于利用GIS技術(shù)和BIM技術(shù)，獲取工程場地的實(shí)際形貌和工程構(gòu)建信息；

變形監(jiān)測模型用于監(jiān)測鐵路工程沿線危險(xiǎn)的構(gòu)筑物和災(zāi)害區(qū)；

對象管理模塊用于定位對象位置和對象所處環(huán)境，并實(shí)時(shí)監(jiān)測對象的實(shí)際運(yùn)行情況；

數(shù)據(jù)處理模塊用于工程場地的實(shí)際形貌、工程構(gòu)建信息、鐵路工程沿線危險(xiǎn)的構(gòu)筑物和災(zāi)害區(qū)、對象位置、對象所處環(huán)境、對象的實(shí)際運(yùn)行情況，進(jìn)行定位解算和變形分析；