刊名:智能城市
曾用名:现代生活用品
主办:辽宁省科学技术情报研究所
主管:辽宁省科学技术厅
ISSN:2096-1936
CN:21-1602/N
语言:中文
周期:半月刊
影响因子:0
被引频次:9440
数据库收录:
国家哲学社会科学学术期刊数据库;期刊分类:自科综合
期刊热词:
施工技术,建筑工程,城市,高速公路,建筑,施工管理,水利工程,智慧城市,建筑设计,大数据,施工技术,建筑工程,施工管理,大数据,城市,公路工程,物联网,城市轨道交通,BIM技术,人工智能,智慧城市,智能建筑,BIM技术,城市,BIM,城市建设,物联网,智能化,智能设计,城市规划,
目前国内主流的巡检方式为:经现场管理人员巡查后,手动记录巡检数据,统计问题数量、等级,再统计汇总上报和下发。倘如遇到突发状况进行巡检就极其困难。此外,传统的巡检方式并未实现可视化和数据化,存在不少弊端,如:施工过程记录烦琐,各项巡检记录采用手抄纸录,人工查找不方便,导致巡查结果与施工过程无法及时匹配;巡查结果和数据较为零散、不全面,无法直观反映施工进度;整个流程步骤烦琐,需多人、多步骤、多方面、多平台相互协同巡查;图纸的记录和修改通常需要通过笔和纸在工地上操作,之后再用手机拍照上传,人工录入数据,信息的共享与更新有明显滞后现象;当针对大规模建设项目进行巡检时,涉及多个子项,在巡检过程中常有缺查漏查的情况。
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故为进一步加强工程巡检质量,提高巡检数据的准确性和客观性,保证巡检结果的及时反馈和处理,应结合建筑信息技术改进传统巡检方式[1]。利用无人机、高清视频监控等机械采集工程数据[2],结合BIM技术可视化和数据化的特点,将工程信息上传至于系统,通过整合分析,可视化于BIM模型上,并针对问题做到实时追踪、实时反馈,实现线上线下闭合处理,弥补传统巡检方式存在的缺陷。
为满足实际工程需要,巡检系统主要分为感知层、传输层、应用层[3]三个层次,如图1所示。
图1 远程巡检系统逻辑框架图
感知层包含对工程数据的感知、对处理后反馈数据的感知。对工程数据的感知主要是通过设备对工程信息的采集,并且将采集到的信息转化为可识别的结构化数据;对反馈数据的感知主要是接收来自应用层的反馈数据。传输层主要负责系统网络的连接、数据的上传和接受等工作,其包括无线 4G/5G传输、微波通信传输等。应用层负责实现信息的处理、数据的可视化展示、远程监测与控制、实时同步等。
为保障巡检系统的功能完备,系统内置数据采集、数据分析、数据应用三个子系统,以此作为巡检系统的功能模块[4]。数据采集系统主要收集施工现场的各种信息,并将其传输给数据分析系统。数据分析系统解析巡检数据,并进行智能分析。数据应用系统将数据结合BIM,进行深化运用。
数据应用子系统:主要将是将现场数据结合BIM技术进行可视化展示,使管理人员能够通过信息集成的BIM模型掌握实际施工现场,并进行远程遥控。
中煤产品主要包括中煤脱介筛筛上物、中煤磁选尾矿、矸石磁选尾矿和扫选磁选尾矿。根据中煤产品的组成,发现介质流失环节主要有以下几方面:受原煤煤质影响,中煤产品产量大,中煤脱介筛筛上物料厚度达到150 mm,脱介筛喷水喷不透,导致筛上物带介高。经多次检测,筛上物带介量平均达2.50 kg/t,最高时达到8 kg/t。中煤磁选机只设置1台,处理量小,影响介质回收。
子系统包含巡检员巡检模式和无人机巡检模式两种。在巡检员模式下,其硬件设备主要有高清摄像机、高精定位装置、手持移动端、传输通信装置等。通过高清摄像机记录施工现场的图像视频资料,对于存在问题的部位可以进行重点记录。通过高精定位装置[5-6],可以规划巡检路线,定位巡检人员的实时位置,并对位置信息进行影像资料的匹配。通过手持移动端可以辅助巡检人员进行工程问题的复查整改,并支持详细信息的说明录入,同时可以对施工现场的其他信息进行采集,如进度计划、安全管理、人员分布、质量管理等信息。通过传输通信装置,可以传输工程数据,并能接收来自终端系统的数据信息,配合终端管理人员远程指挥进行巡检。在无人机巡检模式下,相较于巡检员巡检,减少了手持移动设备,并将其他硬件集成于无人机上。利用飞行系统中的算法,通过改变无人机螺旋桨的转速和转向,控制无人机左右、前后、升降等动作,实现对施工现场的领空覆盖,从而采集现场数据。
数据采集子系统:包含高清摄影机、高精定位装置、手持移动端、无人机以及各种传感设备,能够实现视频、图像、地理位置等信息的采集。除此之外,系统还包含数据传输和接收功能,可以实现数据的转码发送,并能接收来自应用系统的反馈数据。
为了方便数据的使用以及其他子系统对数据的访问,此子系统将数据按照日常巡检数据,隐蔽工程巡检数据,问题跟进数据进行分类。日常巡检数据是指按照每日规定的巡检路径进行巡检所采集到的数据,包含施工安全、施工质量、施工进度等信息。按照数据类别的不同,生成统计图表,对照施工规范和原定施工计划,将两者有出入的地方进行标注。隐蔽工程巡检数据是指对覆盖后无法直接查看的部位进行巡检所采集到的数据,如地下管网、吊顶基层等,对照规范要求进行检查,对存在问题的部分及时反馈。问题跟进数据是指对已经发生的安全、进度等问题的后续跟进,包括其应对措施、整改进度等,通过巡检持续跟进,直至问题解决。数据分析子系统工作流程如图3所示。
在数据上传至解析系统后,首先需对数据进行解码。采用ADV系列解码器,能够自动检测数字信号,并根据需要转化成模拟信号。支持多种型号的带宽输出,其数据接口能直接对接核心数据库。
数据分析子系统:包含数据临时存储、数据解码、数据分类等功能,将接收的数据临时储存在系统中,随后对其进行格式解除和数据转码,转码完成之后按照应用需求将数据进行分类。
巡检数据的应用主要是结合BIM技术,对施工提供参考、实现巡检的可视化和远程指挥。为实现数据与用户之间的交互,设计网络客户端作为系统载体。
图2 数据采集子系统工作流程
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图3 数据分析子系统工作流程
在视频数据拍摄完成之后需对其进行A/D转换,使采集到的模拟信号转换为数字信号,方便传输。本系统采用ADV系列编码器,可以将模拟信号转换为数字信号,实现与上行机的无缝衔接。同时编码器内设集成总线,可以对内部寄存器进行配置,实现不同标准的编码。其他数据可直接用文字转码的方式,无须进行再次的编码。将所有的巡检信息通过4G或WLAN一同进行传输,保障数据传输的高质高效。数据采集子系统工作流程如图2所示。
依据分析系统得出的工程进度,反向建立BIM进度模型,预测实际工程进度,对比正向BIM进度模型,当存在差异时,及时修正施工进度;参考巡检问题的分析报告,调整BIM施工模型,重新生成施工方案,避免问题的再次发生。
在巡检途中,巡检设备上的定位装置会实时记录位置信息,并将信息实时上传。系统数据库与工程BIM信息相链接,系统根据上传的位置信息,建立移动坐标系,通过换算将数据导入工程BIM模型,实现巡检路径的可视化。在巡检过程中,通过高清摄像,能够将巡检过程完整记录,并实时上传到系统。系统通过数据转换,将不同部位的巡检视频链接到相应BIM模型上,点击模型的某一部位,即可出现该部位的实际巡检记录。针对在巡检过程中出现的质量、安全等相关问题,通过BIM模型进行具体位置标注,并将问题的详细记录、整改情况等集成在模型中,并在每日的巡检中进行跟进,跟进进程实时反馈在模型上,实现巡检结果的可视化。
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通过采集系统和分析系统,可以将巡检信息实时反映在BIM模型中。管理人员可以根据BIM信息模型掌控巡检的进度。在无人机巡检模式下,管理人员可以在系统中设置无人机的飞行路径、轨迹,实现远程遥控。在巡检员巡检模式下,管理人员可以在BIM模型上进行巡检安排,系统自动同步到巡检员手持移动端,再辅以语音通话,实现远程遥控。数据应用子系统工作流程如图4所示。
图4 数据应用子系统工作流程
本文针对目前工程巡检中存在的各种问题,提出了基于BIM的远程巡检系统,对该系统的逻辑框架和具体功能模块的实现进行了研究。基于BIM的远程巡检系统,能够可视化规划巡检路线和巡检工作,避免重复巡检或巡检不到位,能够增强参与方之间协调沟通、避免信息孤岛等问题,有效提高巡检质量和效率。
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文章来源:《智能城市》 网址: http://www.zncszz.cn/qikandaodu/2020/0515/331.html
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