[发明专利]一种基于BIM的建筑施工仿真管理系统及方法

权利要求书

1.一种基于BIM的建筑施工仿真管理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1、通过BIM技术构建待施工的建筑模型，并统计待施工的建筑模型中不同施工阶段对应的各个施工类型相应的工作量；

S2、获取历史数据中待施工区域每天的气候信息，分析待施工区域中气候信息的变化情况，所述气候信息包括不同时间段气温、日降水量及日平均曝辐射量；

S3、根据S2中对历史数据中待施工区域每天的气候信息内日平均曝辐射量的分析结果，对构建的待施工建筑模型的朝向进行校准，并得到朝向校准后的待施工建筑模型中日平均曝辐射量随时间变化关系；

S4、根据S2中的分析结果及S3中得到的朝向校准后的待施工建筑模型中日平均曝辐射量随时间变化关系，分析不同施工阶段时，不同气候信息状态下的施工状态、施工类型及相应的施工效率，所述施工状态包括工作状态和停工状态；

S5、结合S4中的分析结果，结合S1中的统计结果，预测待施工的建筑模型对应的最佳施工工期；

所述S1中统计待施工的建筑模型中不同施工阶段对应的各个施工类型相应的工作量的方法包括以下步骤：

S11、将待施工的建筑模型中的施工类型划分为室内施工类型及室外施工类型；

S12、将待施工的建筑模型划分成不同的施工阶段，获取不同施工阶段时，需要完成的室内施工类型对应最大工作量及室外施工类型对应最小工作量，并构建工作量关系数组[A1,A2,A3]，

其中，A1表示施工阶段编号，A2表示施工阶段编号为A1时需要完成的室内施工类型对应最大工作量，A3表示施工阶段编号为A1时需要完成的室外施工类型对应最小工作量；

所述S2中分析待施工区域中气候信息的变化情况的方法包括以下步骤：

S21、获取历史数据中待施工区域内每天的气候信息，以一年为一个时间周期，以当前时间所在周期为节点，将历史数据中第前n个时间周期中第i天对应的气候信息记为第一数组[Tni,hni,Bni]，其中，

Tni表示历史数据中第前n个时间周期中第i天对应的气候信息中的不同时间段气温，Tni为一个集合，将一天均分成24个时间段，每个集合中包括24个数据，一个集合中的数据对应相应天数中相应时间段内的平均温度；

hni表示历史数据中第前n个时间周期中第i天对应的气候信息中的日降水量，

Bni表示历史数据中第前n个时间周期中第i天对应的气候信息中不同朝向对应的日平均曝辐射量，Bni为一个集合，以正东方向为参照方向，按顺时针旋转且与参照方向夹角从小到大的顺序对Bni中元素进行排列，Bni中变化角度步长为2度，即Bni中存在360÷2=180个元素；

S22、将一年划分成52周，以o为原点、以一天中的时间段为x轴、以一个时间周期中的周数为y轴且以温度为z轴，构建空间直角坐标系，0＜x≤24,0＜y≤52；

S23、获取一个时间周期的第m1周每天中的第m个时间段对应温度的平均值m2，得到第一数据对（m，m1，m2），m2等于历史数据中每个时间周期中，第7*（m1-1）+1天至7*m1天分别对应的气温集合中第m个元素相应气温的平均值，即

，

其中，Tni_m表示历史数据中第前n个时间周期中第i天对应Tni中的第m个元素；

S24、将空间直角坐标系中x轴及y轴网格化，得到24*52个网格，将S23获取的m及m1分别为不同值时对应的各个第一数据对在网格化的空间直角坐标系中相应的坐标点上进行标注，在matlab中运用插值法，对网格化的空间直角坐标系中的各个标记点进行曲面拟合，得到温度变化曲面；

S25、获取历史数据中各个时间周期中第i天第j个元素分别对应的日平均曝辐射量中的平均值BPi，得到第二数据对（i，BPi），以o1为原点、以一个时间周期的天数为x1轴且以曝辐射量为y1轴，构建平面直角坐标系，并将i为不同值时对应的各个第二数据对在平面直角坐标系相应的坐标点上进行标记，并按x1轴上的坐标值从小到大的顺序将相邻的标记点相连，得到第j个曝辐射量变化折线图；

所述S3中对构建的待施工建筑模型的朝向进行校准的方法包括以下步骤：

S31、获取温度变化曲面，结合数据库中预置的冷温度区间T1及热温度区间T2，得到温度变化曲面中与T1交集不为空的网格，记为第一类型网格，得到温度变化曲面中与T2交集不为空的网格，记为第二类型网格，

将第一类型网格在一个时间周期内对应的天数记为冷时间区域，将第二类型网格在一个时间周期内对应的天数记为热时间区域，

当热时间区域且与冷时间区域交集不为空时，则将相应交集对应的天数从热时间区域内删除；

S32、获取j为不同值时对应的各个曝辐射量变化折线图，并在各个曝辐射量变化折线图中分别标记出热时间区域及冷时间区域内的曝辐射量变化折线，

得到第j个曝辐射量变化折线图对应的朝向匹配值Qj，

，

其中，tr1表示一个时间周期中热时间区域对应的起始时间，

tr2表示一个时间周期中热时间区域对应的终止时间，

tL1表示一个时间周期中冷时间区域对应的起始时间，

tL2表示一个时间周期中冷时间区域对应的终止时间，

Fj（t1）表示第j个曝辐射量变化折线图对应函数中x轴坐标为t1时对应的值；

S33、得到对构建的待施工建筑模型的朝向的校准结果，选取朝向匹配值最大朝向作为最终的朝向校准结果，并将最大朝向匹配值对应的j记为j1；

所述S3中得到朝向校准后的待施工建筑模型中日平均曝辐射量随时间变化关系为第j1个曝辐射量变化折线图。