[发明专利]一种地铁车站深基坑钢支撑架设及时性预警系统及方法

说明书

本发明公开了一种地铁车站深基坑钢支撑架设及时性预警系统及方法，属于深基坑施工智能监测领域。该系统包括数字模型建模模块、数字模型库、钢支撑架设及时性预警模块；专用于实现地铁深基坑开挖过程中，通过现场数据采集，生成数字模型，自动判断土层开挖深度、钢支撑架设及时性，对钢支撑的架设进行安全预警。本发明通过自动化的检测方法，为深基坑施工安全提供有效保障，并形象反映深基坑施工进度。

技术领域

本发明属于深基坑施工智能监测领域，更具体地，涉及一种地铁车站深基坑钢支撑架设及时性预警系统及方法。

背景技术

随着城市轨道交通的建设规模不断发展，地下工程的建设特别是深基坑施工过程中面临着各种问题和威胁。在深基坑开挖过程中，应遵循“开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖”的原则。但是在具体的施工过程中，存在着未及时架设钢支撑的情况。通常情况下，现有的安全防患工作主要通过工作人员以现场巡查或视频监控巡查的方式来对深基坑钢支撑架设进行人工监控，这些方法都需要安排一定的人员定期的进行巡查，不能全天候无人值守，且无法获取具体的工程形象进度资料，因此仍容易存在疏漏。

因此，亟需一种既可以监控深基坑开挖过程中钢支撑架设，又可以获取深基坑施工的形象进度，满足自动化监控的新型钢支撑自动识别与预警方法。

发明内容

针对现有方法的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种地铁车站深基坑钢支撑架设及时性预警系统及方法，其目的在于，通过架设基坑摄像头阵列，周期性采集基坑施工信息，通过生成实景点云模型，以及实景点云算法判断基坑土层开挖深度，根据土层开挖深度判断是否需要架设钢支撑，针对不及时的钢支撑架设行为进行预警，在钢支撑架设进行过程中，判断钢支撑是否在规定时间内全部完成架设，针对未在规定时间内完成全部钢支撑架设的行为进行预警，并根据实际监控情况和3D BIM设计模型，生成反映形象进度的4DBIM进度模型，从而有助于实现针对地铁深基坑钢支撑的架设进行自动化的监控和预警，及时反映基坑进度信息。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种地铁车站深基坑钢支撑架设及时性预警系统，包括数字模型建模模块、数字模型库和钢支撑架设及时性预警模块；

所述数字模型建模模块用于按照预设的时间点根据采集的深基坑施工现场视频数据进行实景点云模型建模；

所述数字模型库包括数字模型储存模块、自动化检测算法模块和进度模型更新模块；其中，

数字模型储存模块用于储存不同时期所建立的的实景点云模型；

自动化检测算法模块包括：点云变化检测算法子模块，用于通过比较不同时间的实景点云模型差异，获取土层开挖深度；点云模型聚类算法子模块，用于在不同时间的实景点云模型中进行钢支撑的三维立体识别，从而通过在预设时间是否能够识别到钢支撑的三维立体模型，判断钢支撑的架设是否及时；

进度模型更新模块，用于按照如下方法进行进度模型更新：在深基坑的3D BIM设计模型的基础上，若自动化检测算法模块检测出施工现场钢支撑已架设完成，则在3D BIM设计模型中将其标记为已架设状态，并在3D BIM设计模型中添加进度信息，由此生成4DBIM进度模型；

所述钢支撑架设及时性预警模块，用于在点云变化检测算法子模块检测到土层开挖至设计深度时，开启钢支撑架设及时性预警，并在预警功能开启后调用自动化检测算法模块判断钢支撑是否架设及时，针对未及时架设的情况采取预设的相应预警处理。

为了实现上述目的，按照本发明的另一个方面，提供了采用如前所述的一种地铁车站深基坑钢支撑架设及时性预警系统进行钢支撑架设及时性预警的方法，在施工现场便于取景的安全部位分布式布置多个摄像头，从而获取现场全面无遮挡的钢支撑架设的实景点云模型，同时获取每个摄像头安装的坐标点点位；其中，进行钢支撑架设及时性预警的方法如下：