基于bim的盾構法隧道施工管理方法
【專利摘要】本發明揭示了一種基于BIM的盾構法隧道施工管理方法，包括：在隧道管片上設置RFID標簽，RFID標簽中存儲有對應管片編碼信息；通過RFID讀寫器向所述RFID標簽寫入管片編碼信息；通過RFID讀寫器從所述RFID標簽讀取管片編碼信息；BIM模型系統獲取RFID讀寫器讀取的管片編碼信息，調用該隧道管片所對應的BIM模型，并綁定相應的管片基本信息，將管片施工過程中記錄的各項數據源與BIM模型相關聯，通過實時的數據同步操作，能夠通過BIM模型系統實現對盾構法隧道施工進程進行仿真模擬。本發明以一種基于BIM的仿真模擬的手段對盾構法隧道施工過程進行仿真模擬、監控、分析，能夠直觀、形象了解施工進程和質量，輔助進行科學、有效的施工管理。
【專利說明】基于BIM的盾構法隧道施工管理方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于電子信息【技術領域】，涉及一種隧道施工管理系統，尤其涉及一種基于BIM的盾構法隧道施工管理方法。
【背景技術】
[0002]現今的隧道施工領域，為了確保施工進度和質量，現有的做法大部分都是通過專門人員進行一系列的紙質表格填寫及后期電腦錄入來對施工過程進行監控，但由于表格眾多，表格呈現方式不夠直觀等因素、以致后期對施工問題的追溯繁瑣且效率低下，這極大削弱了人們對于隧道施工的監控力度。因此開發此類隧道施工管理系統具有十分重要的工程意義。
[0003]BIM (建筑信息模型)作為一種新型的主要應用于工程建設領域的重要計算機應用技術，使用數字建模軟件，能夠對施工過程進行可視化模擬，提升施工效率和科學把控，給施工企業帶來極大的價值。根據文獻調查，尚且沒有將BM技術引入盾構法隧道施工過程中。
[0004]有鑒于此，如今迫切需要設計一種新的隧道施工管理系統，以克服現有施工管理方式的上述缺陷。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的技術問題是:提供一種基于BM的盾構法隧道施工管理方法，可有效監控和追溯管片的施工過程，提高監測效率，實現對隧道施工的生命周期管理。
[0006]為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案:
[0007]一種基于BM的盾構法隧道施工管理方法，所述施工管理方法包括:
[0008]在隧道管片上設置RFID標簽，RFID標簽中存儲有對應管片編碼信息；
[0009]通過RFID讀寫器向所述RFID標簽寫入管片編碼信息；
[0010]通過RFID讀寫器從所述RFID標簽讀取管片編碼信息；
[0011]BIM模型系統獲取RFID讀寫器讀取的管片編碼信息，調用該隧道管片所對應的BIM模型，并綁定相應的管片基本信息，將管片施工過程中記錄的各項數據源與BIM模型相關聯，通過實時的數據同步操作，能夠通過BIM模型系統實現對盾構法隧道施工進程進行參數化的仿真模擬。
[0012]作為本發明的一種優選方案，所述方法具體還包括:
[0013]通過前端操作終端控制RFID讀寫器向所述RFID標簽寫入管片編碼信息，并控制所述RFID讀寫器調用管片相關數據，通過BM模型系統實現三維仿真、可視化的數據整合分析、管理；
[0014]后臺服務器接收從前端操作終端將管片施工過程中的多維檢查數據，并存儲于所述中心數據庫中；后臺服務器將設定數據通過網絡傳輸到前端操作終端，進行基于BIM模型系統的監控和分析。[0015]作為本發明的一種優選方案，所述方法具體包括如下步驟:
[0016]步驟S0、在隧道管片上設置RFID標簽，RFID標簽中存儲有對應管片編碼信息；通過RFID讀寫器向所述RFID標簽寫入管片編碼信息；
[0017]步驟S1、在前端操作終端上打開軟件系統界面，產生操作工序和流程；
[0018]步驟S2、RFID讀寫器掃描RFID標簽，識別進場管片信息，進行進場檢查，即檢查管片外觀、尺寸等是否滿足設計指標和圖紙；
[0019]步驟S3、盾構推進和管片拼裝質量檢查，即生成同步注漿記錄、盾構推進過程記錄和盾構推進姿態報表；
[0020]步驟S4、判斷是否合格，若合格，轉向步驟S6，否則轉讓步驟S5 ；
[0021]步驟S5、利用前端操作終端或和后臺服務器將隧道施工中注漿參數、推進參數、盾構姿態及軸線參數與BIM模型系統相結合，然后RFID讀寫器掃描管片RFID標簽，在BIM模型中搜索獲得實際施工中注漿參數、推進參數、盾構姿態及軸線參數來在模型中進行仿真分析，進一步驗證施工參數的合理性；
[0022]步驟S6、將檢查結果上傳至所述中心數據庫；
[0023]步驟S7、利用前端操作終端或和后臺服務器調用BIM模型系統對隧道管片施工中注漿參數、推進參數、盾構姿態及軸線參數進行指導，即通過RFID讀寫器掃描管片RFID標簽，在BIM模型中搜索，將相關數據存入模型中仿真；
[0024]步驟S8、將分析結果上傳至中心服務器。
[0025]作為本發明的一種優選方案，所述BM模型系統支持盾構法隧道施工可視化進度、質量監控；
[0026]所述前端操作終端和后臺服務器支持生成盾構法隧道施工進度和質量檢測項目，管理相應的信息數據，通過BIM模型系統集成化、可視化監控和分析施工進程和檢測數據。
[0027]作為本發明的一種優選方案，所述管理方法還包括施工檢查步驟，包括進場檢查步驟、推進拼裝步驟、管片修補步驟、質量管理步驟和安全巡檢步驟；
[0028]質量檢查人員通過前端操作終端現場錄入數據，以網絡方式傳送至中心數據庫供BIM模型系統進行分析，并可生成相應電子報表；后臺服務器上的施工檢查系統還能對上傳的電子報表進行統一瀏覽和管理。
[0029]作為本發明的一種優選方案，所述BM模型系統支持盾構法隧道施工，通過BM模型獲得管片拼裝位置及橫豎徑的施工參數，并進行可視化進度、質量監控分析；
[0030]在掃描安裝在隧道管片上的RFID信息后，所述BM模型系統調用該隧道管片所對應的BM模型，并綁定相應的管片基本信息，將管片施工過程中記錄的各項數據源與BM模型相關聯，通過實時的數據同步操作，能夠通過BIM模型系統實現對盾構法隧道施工進程進行仿真模擬。
[0031]作為本發明的一種優選方案，所述管理方法還包括:
[0032]所述BM模型系統通過RFID讀寫器和前端操作終端配合操作，對施工完成的管片進行質量檢測；
[0033]前端操作終端將信息以網絡方式傳輸到后臺服務器，BIM模型系統對隧道管片修補、滲漏水等情況進行可視化描述，并配合拍攝的現場照片作為輔助。
[0034]本發明提出的基于BM的盾構法隧道施工管理方法，有益效果在于:[0035](I)本發明以一種基于BM的仿真模擬的手段對盾構法隧道施工過程進行仿真模擬、監控、分析，能夠直觀、形象了解施工進程和質量，輔助進行科學、有效的施工管理；
[0036](2)通過本發明系統實現施工檢查的無紙化、網絡化、可視化操作，極大增加了施工質檢人員的工作效率；
[0037]( 3 )本發明系統只要對檢查項目進行更新，還可用于隧道施工完成后的運維，增加了系統的可移植性和可重用性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0038]圖1為本發明盾構法隧道施工管理系統的組成示意圖。
[0039]圖2為本發明盾構法隧道施工管理方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0040]下面結合附圖詳細說明本發明的優選實施例。
[0041]實施例一
[0042]請參閱圖1，本發明揭示了一種基于BM的盾構法隧道施工管理系統，所述施工管理系統包括:若干RFID標簽1、一個或多個RFID讀寫器2、一個或多個前端操作終端3、后臺服務器4。
[0043]RFID標簽I設置于隧道管片上，用以存儲對應管片編碼信息。RFID讀寫器2用以向所述RFID標簽I寫入管片編碼信息，還可以從所述RFID標簽I讀取管片編碼信息。
[0044]前端操作終端3、后臺服務器4均裝載有BIM模型系統5和施工檢查系統6。所述前端操作終端3連接RFID讀寫器2用以控制RFID讀寫器向所述RFID標簽寫入管片編碼信息，并控制所述RFID讀寫器2調用管片相關數據，通過BM模型系統5實現三維仿真、可視化的數據整合分析、管理。
[0045]后臺服務器4包括中心數據庫7，并裝載有BM模型系統5和施工檢查系統6 ;所述后臺服務器4連接所述前端操作終端3，用以接收從前端操作終端3將管片施工過程中的多維檢查數據，并存儲于所述中心數據庫7中；后臺服務器4還將設定數據通過網絡傳輸到前端操作終端，進行基于BIM模型系統5的監控和分析。
[0046]所述BM模型系統5支持盾構法隧道施工，通過BM模型獲得管片拼裝位置及橫豎徑的施工參數，并進行可視化進度、質量監控分析；在掃描安裝在隧道管片上的RFID信息后，所述BIM模型系統調用該隧道管片所對應的BIM模型，并綁定相應的管片基本信息，將管片施工過程中記錄的各項數據源與BIM模型相關聯，通過實時的數據同步操作，能夠通過BIM模型系統實現對盾構法隧道施工進程進行參數化的仿真模擬；所述BIM模型系統通過RFID讀寫器和前端操作終端配合操作，對施工完成的管片進行質量檢測；前端操作終端將信息以網絡方式傳輸到后臺服務器，BIM模型系統對隧道管片修補、滲漏水情況進行可視化描述，并配合拍攝的現場照片作為輔助。
[0047]施工檢查系統6包括以下模塊:進場檢查模塊、推進拼裝模塊、管片修補模塊、質量管理模塊和安全巡檢模塊。質量檢查人員通過前端操作終端現場錄入數據，以網絡方式傳送至中心數據庫供BIM模型系統進行分析，并可生成相應電子報表；后臺服務器上的施工檢查系統還能對上傳的電子報表進行統一瀏覽和管理。[0048]本實例中，前端操作終端3通過采用Windows操作系統，附帶拍照功能的平板電腦實現；RFID讀寫器2可采用CSL超高頻手持終端通過IS0/IEC18000協議來與對安裝在隧道管片上的RFID標簽進行讀寫操作；后臺服務器4、前端操作終端3之間通過無線局域網IS0/IEC8802.11協議實現數據的傳輸。
[0049]以上介紹了本發明基于BM的盾構法隧道施工管理系統，本發明在揭示上述管理系統的同時，還揭不一種基于BIM的盾構法隧道施工管理方法,所述施工管理方法包括:
[0050]步驟一、在隧道管片上設置RFID標簽，RFID標簽中存儲有對應管片編碼信息；
[0051]步驟二、通過RFID讀寫器向所述RFID標簽寫入管片編碼信息；
[0052]步驟三、通過RFID讀寫器從所述RFID標簽讀取管片編碼信息；
[0053]步驟四、通過前端操作終端控制RFID讀寫器向所述RFID標簽寫入管片編碼信息，并控制所述RFID讀寫器調用管片相關數據；
[0054]步驟五、后臺服務器接收從前端操作終端將管片施工過程中的多維檢查數據，并存儲于所述中心數據庫中；后臺服務器將設定數據通過網絡傳輸到前端操作終端，進行基于BIM模型系統的監控和分析。BIM模型系統獲取RFID讀寫器讀取的管片編碼信息，調用該隧道管片所對應的BIM模型，并綁定相應的管片基本信息，將管片施工過程中記錄的各項數據源與BM模型相關聯，通過實時的數據同步操作，能夠通過BM模型系統實現對盾構法隧道施工進程進行參數化的仿真模擬。
[0055]具體地，請參閱圖2，所述施工管理方法具體包括如下步驟:
[0056]【步驟S0】在隧道管片上設置RFID標簽，RFID標簽中存儲有對應管片編碼信息；通過RFID讀寫器向所述RFID標簽寫入管片編碼信息；
[0057]【步驟SI】在前端操作終端上打開軟件系統界面，產生操作工序和流程；
[0058]【步驟S2】RFID讀寫器掃描RFID標簽，識別進場管片信息，進行進場檢查，即檢查管片外觀、尺寸等是否滿足設計指標和圖紙；
[0059]【步驟S3】盾構推進和管片拼裝質量檢查，即生成同步注漿記錄、盾構推進過程記錄和盾構推進姿態報表；
[0060]【步驟S4】判斷是否合格，若合格，轉向步驟S6，否則轉讓步驟S5；
[0061]【步驟S5】利用前端操作終端或和后臺服務器將隧道施工中注漿參數、推進參數、盾構姿態及軸線參數與BIM模型系統相結合，然后RFID讀寫器掃描管片RFID標簽，在BM模型中搜索獲得實際施工中注漿參數、推進參數、盾構姿態及軸線參數來在模型中進行參數化的仿真分析，進一步驗證施工參數的合理性；
[0062]【步驟S6】將檢查結果上傳至所述中心數據庫；
[0063]【步驟S7】利用前端操作終端或和后臺服務器調用BM模型系統對隧道管片施工中注漿參數、推進參數、盾構姿態及軸線參數進行指導，即通過RFID讀寫器掃描管片RFID標簽，在BIM模型中搜索，將相關數據存入模型中進行參數化仿真；
[0064]【步驟S8】將分析結果上傳至中心服務器。
[0065]綜上所述，本發明提出的基于BM的盾構法隧道施工管理系統及方法，以一種基于BIM的仿真模擬的手段對盾構法隧道施工過程進行仿真模擬、監控、分析，能夠直觀、形象了解施工進程和質量，輔助進行科學、有效的施工管理。通過本發明系統實現施工檢查的無紙化、網絡化、可視化操作，極大增加了施工質檢人員的工作效率；本發明系統只要對檢查項目進行更新，還可用于隧道施工完成后的運維，增加了系統的可移植性和可重用性。
[0066]這里本發明的描述和應用是說明性的，并非想將本發明的范圍限制在上述實施例中。這里所披露的實施例的變形和改變是可能的，對于那些本領域的普通技術人員來說實施例的替換和等效的各種部件是公知的。本領域技術人員應該清楚的是，在不脫離本發明的精神或本質特征的情況下，本發明可以以其它形式、結構、布置、比例，以及用其它組件、材料和部件來實現。在不脫離本發明范圍和精神的情況下，可以對這里所披露的實施例進行其它變形和改變。
【權利要求】
1.一種基于BM的盾構法隧道施工管理方法，其特征在于，所述施工管理方法包括: 在隧道管片上設置RFID標簽，RFID標簽中存儲有對應管片編碼信息； 通過RFID讀寫器向所述RFID標簽寫入管片編碼信息； 通過RFID讀寫器從所述RFID標簽讀取管片編碼信息； BIM模型系統獲取RFID讀寫器讀取的管片編碼信息，調用該隧道管片所對應的BIM模型，并綁定相應的管片基本信息，將管片施工過程中記錄的各項數據源與BIM模型相關聯，通過實時的數據同步操作，能夠通過BIM模型系統實現對盾構法隧道施工進程進行參數化的仿真模擬。
2.根據權利要求1所述的基于BIM的盾構法隧道施工管理方法，其特征在于: 所述方法具體還包括: 通過前端操作終端控制RFID讀寫器向所述RFID標簽寫入管片編碼信息，并控制所述RFID讀寫器調用管片相關數據，通過BM模型系統實現三維仿真、可視化的數據整合分析、管理； 后臺服務器接收從前端操作終端將管片施工過程中的多維檢查數據，并存儲于所述中心數據庫中；后臺服務器將設定數據通過網絡傳輸到前端操作終端，進行基于BIM模型系統的監控和分析。
3.根據權利要求2所述的基于BIM的盾構法隧道施工管理方法，其特征在于: 所述方法具體包括如下步驟: 步驟SO、在隧道管片上設置RFID標簽，RFID標簽中存儲有對應管片編碼信息；通過RFID讀寫器向所述RFID標簽寫入管`片編碼信息； 步驟S1、在前端操作終端上打開軟件系統界面，產生操作工序和流程； 步驟S2、RFID讀寫器掃描RFID標簽，識別進場管片信息，進行進場檢查，即檢查管片外觀、尺寸等是否滿足設計指標和圖紙； 步驟S3、盾構推進和管片拼裝質量檢查，即生成同步注漿記錄、盾構推進過程記錄和盾構推進姿態報表； 步驟S4、判斷是否合格，若合格，轉向步驟S6，否則轉讓步驟S5 ； 步驟S5、利用前端操作終端或和后臺服務器將隧道施工中注漿參數、推進參數、盾構姿態及軸線參數與BIM模型系統相結合，然后RFID讀寫器掃描管片RFID標簽，在BIM模型中搜索獲得實際施工中注漿參數、推進參數、盾構姿態及軸線參數來在模型中進行仿真分析，進一步驗證施工參數的合理性； 步驟S6、將檢查結果上傳至所述中心數據庫； 步驟S7、利用前端操作終端或和后臺服務器調用BIM模型系統對隧道管片施工中注漿參數、推進參數、盾構姿態及軸線參數進行指導，即通過RFID讀寫器掃描管片RFID標簽，在BIM模型中搜索，將相關數據存入模型中仿真； 步驟S8、將分析結果上傳至中心服務器。
4.根據權利要求1所述的基于BIM的盾構法隧道施工管理方法，其特征在于: 所述BIM模型系統支持盾構法隧道施工可視化進度、質量監控； 所述前端操作終端和后臺服務器支持生成盾構法隧道施工進度和質量檢測項目，管理相應的信息數據，通過BIM模型系統集成化、可視化監控和分析施工進程和檢測數據。
5.根據權利要求1所述的基于BIM的盾構法隧道施工管理方法，其特征在于: 所述管理方法還包括施工檢查步驟，包括進場檢查步驟、推進拼裝步驟、管片修補步驟、質量管理步驟和安全巡檢步驟； 質量檢查人員通過前端操作終端現場錄入數據，以網絡方式傳送至中心數據庫供BIM模型系統進行分析，并可生成相應電子報表；后臺服務器上的施工檢查系統還能對上傳的電子報表進行統一瀏覽和管理。
6.根據權利要求1所述的基于BM的盾構法隧道施工管理方法，其特征在于: 所述BIM模型系統支持盾構法隧道施工，通過BIM模型獲得管片拼裝位置及橫豎徑的施工參數，并進行可視化進度、質量監控分析； 在掃描安裝在隧道管片上的RFID信息后，所述BM模型系統調用該隧道管片所對應的BIM模型，并綁定相應的管片基本信息，將管片施工過程中記錄的各項數據源與BIM模型相關聯，通過實時的數據同步操作，能夠通過BIM模型系統實現對盾構法隧道施工進程進行仿真模擬。
7.根據權利要求2所述的基于BIM的盾構法隧道施工管理方法，其特征在于: 所述管理方法還包括: 所述BIM模型系統通過RFID讀寫器和前端操作終端配合操作，對施工完成的管片進行質量檢測； 前端操作終端將信息以網絡方式傳輸到后臺服務器，BIM模型系統對隧道管片修補、滲漏水等情況進行可視化描述，并配合拍`攝的現場照片作為輔助。
【文檔編號】G06K17/00GK103530826SQ201310403893
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年9月6日 優先權日:2013年9月6日
【發明者】胡珉, 周勝臣, 周文波, 陸俊宇, 杜娟 申請人:上海大學