[发明专利]一种基于BIM的智能化监测系统

说明书

本发明公开了一种基于BIM的智能化监测系统，所述系统包括GPS及传感器模块、数据采集模块、无线远程传输模块、基于BIM技术的后台服务管理模块，所述基于BIM技术的后台服务管理模块包括数据库、BIM模块、GIS信息模块、VR、AR模块、健康监测模块和显示模块。本发明可以实现基坑的实时化监测，通过BIM和GIS系统实现基坑可视化显示，通过VR、AR技术实现虚拟与现实情况的结合，通过健康监测模块实现对基坑的潜在风险进行预警、报警，进而安全、顺利的完成基坑的施工。

技术领域

本发明涉及一种监测系统，尤其涉及一种基于BIM的智能化监测系统。

背景技术

随着城市化进程的加快和建筑水平的提高，基坑工程在总体数量、开挖深度和使用领域方面得到了高速发展。传统的基坑健康监测以报表配合二维曲线、图形的方式显示变形趋势，发现问题后反馈并采取必要的补救措施，保证基坑的健康运行。但是，这种方法的缺点是耗时耗力，不利于基坑变形的快速判断，靠人工阅读，易发生疏漏情况，无法直查看整体基坑的变形趋势，迅速排除危险源，不利于基坑的健康监测。通常基坑监测主要是对基坑围护结构和周边环境的健康监测，如何真实而准确地记录基坑现场工况，实时自动监测基坑支护和周边环境的变形，并及时反映给工程技术人员，当变形超过控制值即使没有丰富经验的技术人员也可快速准确地采取控制措施，同时跟踪基坑后续状况，这是一个值得探讨的问题。

BIM技术(建筑信息模型)是数字技术在建筑工程中的直接应用，解决建筑工程在软件中的描述问题，使设计人员和工程技术人员能够对各种建筑信息做出正确的应对，并为协同工作提供坚实的基础。建筑信息模型同时又是一种应用于设计、建造、管理的数字化方法，这种方法支持建筑工程的集成管理环境，可以使建筑工程在其整个进程中显著提高效率和大量减少风险。地理信息技术（GIS）是以地理空间为基础，采用地理模型分析方法，实时提供多种空间和动态的地理信息的计算机技术，目前GIS技术已经在各个行业推广应用并快速发展。VR技术（虚拟现实）和AR技术（增强现实）借助计算机图形技术和可视化技术产生现实环境中不存在的虚拟对象，借助现实设备虚拟对象与真实环境融为一体，呈现效果真实的新环境，具有虚拟结合、实时交互和三维注册的特点，在各领域也有广发的应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷和目前各领域应用推广的前景技术，提供一种基于BIM的智能化监测系统，利用BIM和GIS、VR和AR技术，实现对基坑的实时监测，通过GIS技术实现空间图形显示和空间信息查询与分析，通过VR和AR技术实现现场的可视化和直观化，并实现现场虚拟场景、虚拟和真实场景结合模拟的可视化。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种基于BIM的智能化监测系统，其特征在于，所述监测系统包括：GPS及传感器模块、数据采集模块、无线远程传输模块、基于BIM技术的后台服务管理模块和显示模块，所述的数据采集模块包括数据采集装置和短距离无线发射接收装置，所述的基于BIM技术的后台服务管理模块包括数据库模块、BIM模块、GIS信息模块、VR、AR模块和健康监测模块、基础信息模块，所述的显示模块包括手机显示、计算机显示和平板电脑显示。

所述传感器模块包括基坑监测所需的变形监测传感器、内力监测传感器、裂缝监测传感器和地下水位传感器，所述的传感器在既有的数字接口和通信协议的基础上加装自组网通信模块，所述GPS模块可以对基坑监测的测点进行准确定位，将GPS模块和传感器模块结合，不仅可以将监测数据传输到数据采集模块，而且还能将监测数据与所对应的监测点的具体位置即具体坐标一一对应构成整体数据进行传输。

所述的数据采集模块包括数据采集装置和短距离无线发射接收装置，所述的数据采集装置内置符合IEEE 802.15.4无线协议的ZigBee嵌入式模块，所述的数据采集模块能够监测数据进行自动采集、存储和预处理，剔除大量的无效和无用的数据；所述的数据采集模块和GPS模块、传感器模块组成多级分布式无线通信网系统，所述传感器节点可根据施工需要任意增加删减节点，不影响整个系统的正常工作。