[發(fā)明專利]一種基于BIM的隧道工程安全風(fēng)險監(jiān)測系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210456004.5
• 申請日: 2022-04-24
• 公開（公告）號: CN114862169A
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 羅桑;王耀正
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/08;G06F30/13
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 李想

本發(fā)明屬于建筑信息模型信息技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于BIM的隧道工程安全風(fēng)險監(jiān)測系統(tǒng)及方法。該系統(tǒng)現(xiàn)場監(jiān)測模塊布置在隧道施工現(xiàn)場的監(jiān)測區(qū)域內(nèi)，用于監(jiān)測當(dāng)前監(jiān)測區(qū)域中監(jiān)測點的支護體系力學(xué)性能數(shù)據(jù)及圍巖穩(wěn)定狀態(tài)數(shù)據(jù)；并將該數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)服務(wù)器；通過風(fēng)險評估模型，確定所在監(jiān)測區(qū)域中監(jiān)測點的風(fēng)險評估結(jié)果并傳輸至數(shù)據(jù)庫；創(chuàng)建三維BIM監(jiān)測模型并轉(zhuǎn)化成IFC監(jiān)測模型，并對IFC監(jiān)測模型進行IFC監(jiān)測信息擴展，獲得擴展后的IFC監(jiān)測模型并采用可視化預(yù)警平臺進行加載；本發(fā)明IFC監(jiān)測模型作為BIM監(jiān)測模型數(shù)據(jù)的交互標(biāo)準(zhǔn)，并寫入監(jiān)測模型的IFC屬性集，提高監(jiān)測信息的使用效率，將模型攜帶信息量擴展至滿足可視化監(jiān)測的要求，實現(xiàn)隧道工程實時動態(tài)安全預(yù)警。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于建筑信息模型信息技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于BIM的隧道工程安全風(fēng)險監(jiān)測系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

隨著我國經(jīng)濟發(fā)展迅速，綜合國力顯著提高，基礎(chǔ)建設(shè)領(lǐng)域也迎來了飛躍式的發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計，2020年末我國公路隧道21316處、2199.93萬延米，增加2249處、303.27萬延米，固定資產(chǎn)投資25883億元，比上年增長10.4％，我國已然成為世界上隧道工程規(guī)模最大、運營數(shù)量最多、施工結(jié)構(gòu)形式最復(fù)雜的國家。但是隧道工程自身的建設(shè)特點也造成了安全事故頻發(fā)，施工過程中的信息傳遞效率低下、相關(guān)人員施工經(jīng)驗不夠豐富，風(fēng)險管理方法和技術(shù)手段不全面等缺陷將直接導(dǎo)致報警不及時、危機處理不夠妥善等問題將造成重大工程事故，而且引發(fā)安全事故的條件往往具有較強的隨機性和不確定性。據(jù)統(tǒng)計，2006-2020年共發(fā)生109個隧道施工事故，死亡人數(shù)共計342人。因此，隧道工程的高速發(fā)展也使得隧道監(jiān)測的應(yīng)用日趨巨量化與復(fù)雜化，這對隧道監(jiān)測信息的收集、分析、處理提出了新的挑戰(zhàn)。

目前大部分隧道工程采用傳統(tǒng)人工監(jiān)測方法，盡管該方法在技術(shù)上己經(jīng)成熟，但是存在很大的主觀不確定性，同時對監(jiān)測人員的素質(zhì)要求很高，還存在精準(zhǔn)度低、效率低及監(jiān)測人員的安全問題等缺陷，這并不適合目前隧道施工的技術(shù)特性。隨著新技術(shù)的發(fā)展，相關(guān)技術(shù)人員對信息化監(jiān)測做了一系列的探索，己經(jīng)出現(xiàn)了三維激光掃描技術(shù)、自動傳感器技術(shù)以及智能應(yīng)力計技術(shù)等。然而新型的監(jiān)測技術(shù)還存在著人力成本高、可視化程度低、數(shù)據(jù)處理流程原生化等問題。并且目前隧道的信息化監(jiān)測技術(shù)，也存在以下問題：(1)三維模型與監(jiān)測預(yù)警并未有效結(jié)合，三維模型與監(jiān)測數(shù)據(jù)相對獨立；(2)監(jiān)測數(shù)據(jù)處理較為滯后，隧道工程安全風(fēng)險預(yù)測方法不完善；(3)隧道施工缺陷處置管理過程中信息傳遞滯后，無法實現(xiàn)質(zhì)量隱患的追蹤、處理、閉合；(4)監(jiān)測數(shù)據(jù)預(yù)警技術(shù)尚不成熟。所以如何借助高速發(fā)展的數(shù)字化設(shè)備實現(xiàn)遠(yuǎn)程可視化監(jiān)測，以提高隧道工程的管理效率及安全水平，是當(dāng)前函待解決的問題。

目前BIM技術(shù)在我國穩(wěn)步發(fā)展，其在我國諸多領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。BIM具有項目全生命周期的物理可視化、信息集成化等特征，將BIM技術(shù)獨有的三維可視化優(yōu)勢帶入隧道監(jiān)測領(lǐng)域方向，這將大大提高監(jiān)測系統(tǒng)的信息化程度，而且將BIM技術(shù)與風(fēng)險評估模型相結(jié)合，可以極大提高施工現(xiàn)場風(fēng)險管理水平，減少人員財產(chǎn)等經(jīng)濟損失，為隧道工程的數(shù)字化管理提供了技術(shù)支撐。

目前，國內(nèi)外對基于BIM的隧道工程安全監(jiān)測可視化及風(fēng)險預(yù)測方法不夠深入，多數(shù)數(shù)據(jù)庫只能存儲和讀寫監(jiān)測信息，同時IFC標(biāo)準(zhǔn)方面對于監(jiān)測信息的擴展仍有待完善，并且無法科學(xué)合理對隧道工程進行動態(tài)化風(fēng)險評估，BIM技術(shù)的應(yīng)用停留在本地應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種基于BIM的隧道工程安全風(fēng)險監(jiān)測系統(tǒng)及方法。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明所述的基于BIM的隧道工程安全風(fēng)險監(jiān)測系統(tǒng)，包括現(xiàn)場監(jiān)測模塊、數(shù)據(jù)服務(wù)器、風(fēng)險評估模塊、數(shù)據(jù)庫、BIM監(jiān)測模型創(chuàng)建模塊、IFC監(jiān)測模型擴展模塊、可視化預(yù)警平臺、移動端質(zhì)量核檢模塊；

所述現(xiàn)場監(jiān)測模塊布置在隧道施工現(xiàn)場的監(jiān)測區(qū)域內(nèi)，用于監(jiān)測當(dāng)前監(jiān)測區(qū)域中監(jiān)測點的支護體系力學(xué)性能數(shù)據(jù)及圍巖穩(wěn)定狀態(tài)數(shù)據(jù)；并將該數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)服務(wù)器；