[发明专利]基于BIM+GIS的隧道施工可视化管控方法及系统

权利要求书

1.一种基于BIM+GIS的隧道施工可视化管控方法，其特征在于，包括以下步骤：

构建生成能在同一平台显示的轻量化BIM+GIS三维复合模型；

实时采集、传送施工现场的各种数据信息，包括定位信息，各种环境数据信息，以及音视频信息；

数据提取、解算及模型关联，包括：根据采集到的数据信息，提取、计算施工现场主要元素的定位坐标及各项监测数据，获取关键工序当前作业面的位置，并与BIM+GIS三维复合模型进行关联；

加载显示BIM+GIS三维复合模型及其关联的施工现场主要元素，各项监测数据，标注关键工序的当前作业面；

根据所述监测数据，进行施工安全预警判断，做出预警或报警提示。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述定位信息的采集方法包括：

通过施工现场人员、设备佩戴移动式定位装置，与隧道内按相对洞口的距离布设的定位基站或读卡器进行交互，获得相对洞口的里程数据；隧道内生成的定位数据，由定位基站引至洞外，通过中继设备传输至后台进行处理；

所述音视频信息的采集方法包括：通过施工现场固定安装的音视频采集设备采集，以及施工现场人员手持采集设备采集，通过手机APP或Web上传。

3.如权利要求2所述方法，其特征在于，所述计算施工现场主要元素的定位坐标的步骤，包括：

获取施工现场的定位信息，该定位信息为相对于隧道洞口的距离值；

将隧道按10m一段进行纵向分割，则所述定位信息根据差值计算落在某一个10m的区间内；

取该区间两端点经纬度的平均值，作为定位点的经纬度。

4.如权利要求2所述方法，其特征在于，所述关键工序当前作业面的位置，具体获取方法包括：

二衬、仰拱：

通过在二衬台车、仰拱栈桥上安装定位装置，实时获取当前工序所在位置；

掌子面：

在机械作业隧道，通过在掌子面处的机械作业设备上安装定位装置，获取施工期间除清理、爆破期间外的掌子面坐标；

在人工作业隧道，通过处于掌子面作业的人员佩戴定位装置，记录人员的驻留时长及最前端定位数据，获取在施期间掌子面坐标；

特殊工种前往掌子面区域作业，佩戴定位装置，根据特殊班组在施期间的定位，获取掌子面坐标；

通过三维激光扫描仪对掌子面、初支区域进行扫描，分别获取掌子面、初支当前所在位置的里程数据，但存在一定时效性；

对不同途径获取的掌子面位置数据进行综合判断处理，优选组合信任度高的数据，确定掌子面坐标位置。

5.如权利要求4所述方法，其特征在于，所述与BIM+GIS三维复合模型进行关联，具体包括：

根据定位坐标，将施工现场的主要元素与BIM+GIS三维复合模型建立关联，其中主要元素包括：人员、设备及用于采集监测数据的传感器；

根据传感器的定位，将传感器与相邻的施工构件模型进行关联，以标识来自该传感器的监测数据与施工区域间的关联关系。

6.如权利要求5所述方法，其特征在于，所述根据施工现场采集到的数据，进行施工安全预警判断，包括：

根据人员定位信息进行统计，对掌子面超员进行预警判断；

根据关键工序的作业面定位，对隧道挖掘过程中的步距进行计算，对步距超标进行预警和报警判断，其中，步距根据掌子面、二衬、仰拱的坐标，通过自动计算掌子面坐标-二衬坐标，掌子面坐标-仰拱坐标获得；

根据掌子面距离洞口的位置，对隧道不良地质信息进行预警；

对隧道内的有毒有害气体含量或浓度超标情况进行预警；

对洞内拱顶沉降、水平收敛进行监测及预警。

7.如权利要求1-6中任一所述方法，其特征在于，所述做出预警或报警提示包括以下途径中的一种或多种：

在显示的BIM+GIS三维复合模型场景中做出提示，包括对相关的区域、设备或数据进行闪烁或重点提示；

在施工现场相关区域发出警示信号，包括声光、振动、烟雾中的一种或多种；

通过手机App通知或短信通知施工相关人员。