本發(fā)明涉及水利監(jiān)測(cè)，尤其涉及基于基于bim對(duì)水利工程的監(jiān)測(cè)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不斷提高，我國(guó)建筑行業(yè)持續(xù)發(fā)展，社會(huì)對(duì)建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行等過(guò)程的要求也日益嚴(yán)格。為了更加高效率、高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量地完成項(xiàng)目，相關(guān)參建單位就要引入先進(jìn)技術(shù)并改變?cè)认鄬?duì)落后的手段。bim技術(shù)的研究打破了常規(guī)二維設(shè)計(jì)在空間上的局限，其以高效的協(xié)同工作方式、形象的設(shè)計(jì)手段、實(shí)時(shí)共享的知識(shí)管理模式?jīng)_擊著工程設(shè)計(jì)行業(yè)，為設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行管理單位提供了更好的溝通交流平臺(tái)，為工程的數(shù)字化發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。由于bim具有明顯的優(yōu)勢(shì)，在當(dāng)前的建筑工程中得到了廣泛的應(yīng)用。

2、水利工程和建筑工程有很大的不同，需要從全局考慮，系統(tǒng)地、全面地設(shè)計(jì)，有著規(guī)模大、工作條件復(fù)雜、技術(shù)復(fù)雜、工期長(zhǎng)、各個(gè)專業(yè)的人需協(xié)同作業(yè)等特點(diǎn)和難點(diǎn)，其對(duì)應(yīng)的水利防護(hù)監(jiān)測(cè)也是水利工程中的重中之重，但現(xiàn)有手段預(yù)警方式單一，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)難以動(dòng)態(tài)反饋以監(jiān)測(cè)。

3、為此，我們提出基于bim對(duì)水利工程的監(jiān)測(cè)方法及系統(tǒng)以解決上述問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提出了基于bim對(duì)水利工程的監(jiān)測(cè)方法及系統(tǒng)以解決上述問(wèn)題，有效解決了二維設(shè)計(jì)中圖紙不夠直觀、結(jié)構(gòu)計(jì)算不夠精確等帶來(lái)的建設(shè)成本增加的問(wèn)題。項(xiàng)目研究當(dāng)前達(dá)到的技術(shù)水平優(yōu)于市場(chǎng)同類服務(wù)，同時(shí)，bim技術(shù)在水利工程中的研究仍處于起步階段，其市場(chǎng)前景非常廣闊，具有重要的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

2、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：基于bim對(duì)水利工程的監(jiān)測(cè)方法，包括如下步驟：

3、s1、基于當(dāng)前工程區(qū)域?qū)?yīng)的三維遙感圖像構(gòu)建對(duì)應(yīng)bim區(qū)域模型；

4、s2、在工程區(qū)域中不同待監(jiān)測(cè)水利區(qū)域分別布置數(shù)據(jù)傳感器以獲取各個(gè)區(qū)域?qū)?yīng)的監(jiān)測(cè)模擬參數(shù)，將采集到的監(jiān)測(cè)模擬參數(shù)進(jìn)行融合并通過(guò)數(shù)據(jù)傳感網(wǎng)絡(luò)同步至bim區(qū)域模型；

5、s3、構(gòu)建數(shù)據(jù)處理模型，以對(duì)檢測(cè)模擬參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)處理，處理過(guò)程依據(jù)不同風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)閾值對(duì)不同待監(jiān)測(cè)水利區(qū)域進(jìn)行劃分，同步將處理后的模擬參數(shù)動(dòng)態(tài)映射到bim區(qū)域模型中，以對(duì)bim區(qū)域模型中的不同待監(jiān)測(cè)水利區(qū)域進(jìn)行動(dòng)態(tài)分類標(biāo)識(shí)；

6、s4、基于在線學(xué)習(xí)算法策略對(duì)監(jiān)測(cè)模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)更新以對(duì)bim模型進(jìn)行持續(xù)優(yōu)化。

7、進(jìn)一步地，所述步驟s1中bim區(qū)域模型構(gòu)建步驟具體如下，

8、云端獲取三維遙感圖像并對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行三維坐標(biāo)化處理，以得到對(duì)應(yīng)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)；

9、依據(jù)點(diǎn)云數(shù)據(jù)中相鄰數(shù)據(jù)之間分布距離對(duì)所有點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行距離調(diào)整分布，以獲得區(qū)域分布初始狀態(tài)下每個(gè)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的局部平面密度指標(biāo)；

10、基于初始狀態(tài)每個(gè)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的局部平面密度指標(biāo)，采用動(dòng)態(tài)分裂的聚類算法獲得區(qū)域平面聚類程度，最后依據(jù)區(qū)域平面聚類程度對(duì)當(dāng)前工程區(qū)域進(jìn)行下采樣以構(gòu)建對(duì)應(yīng)bim區(qū)域模型。

11、進(jìn)一步地，所述步驟s3中數(shù)據(jù)處理模型處理步驟具體如下，

12、對(duì)每一監(jiān)測(cè)模擬參數(shù)與其對(duì)應(yīng)的監(jiān)測(cè)區(qū)域位置信息進(jìn)行點(diǎn)融合，同時(shí)對(duì)融合后的位置點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行地圖映射，

13、通過(guò)核密度估計(jì)將所有位置點(diǎn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為柵格數(shù)據(jù)并作為樣本數(shù)據(jù)，再通過(guò)隨機(jī)森林算法對(duì)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬訓(xùn)練，得到多個(gè)待監(jiān)測(cè)水利區(qū)域?qū)?yīng)分布的概率模型并將概率分布結(jié)果同步至bim區(qū)域模型，

14、其中核密度估計(jì)具體步驟如下，

15、對(duì)于包含所有位置點(diǎn)數(shù)據(jù)的點(diǎn)集中的每個(gè)點(diǎn)，將包含預(yù)定義模式的小塊的內(nèi)容添加到圍繞該點(diǎn)的網(wǎng)格單元中，整個(gè)過(guò)程是一種局部地圖代數(shù)運(yùn)算，基于大小為n的隨機(jī)樣本x1,x2...xn，對(duì)于一元密度f(wàn)的常規(guī)核密度估計(jì)fh(x)，

16、

17、其中，h是水位高度、fh(x)是在h下在位置x處精確計(jì)算的核密度估計(jì)值、x-xi是點(diǎn)x到點(diǎn)xi之間的距離、k是核函數(shù)。

18、進(jìn)一步地，所述步驟s1中數(shù)據(jù)傳感器包括溫度傳感器、水壓傳感器、振動(dòng)傳感器和位移傳感器，以實(shí)時(shí)采集各待監(jiān)測(cè)水利區(qū)域在施工過(guò)程中的多維參數(shù)。

19、進(jìn)一步地，所述步驟s4中在線學(xué)習(xí)算法為adam優(yōu)化算法，以對(duì)監(jiān)測(cè)模擬參數(shù)進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整。

20、一種依據(jù)上述所述基于bim對(duì)水利工程的監(jiān)測(cè)方法的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括：

21、采集模塊，通過(guò)多種傳感設(shè)備以對(duì)不同帶監(jiān)測(cè)水利區(qū)域進(jìn)行多維數(shù)據(jù)采集；

22、bim模塊，依據(jù)三維遙感圖像集處理得到不同待檢測(cè)水利區(qū)域?qū)?yīng)的平面聚類程度，在以工程區(qū)域下采樣結(jié)果構(gòu)建對(duì)應(yīng)bim區(qū)域模型；

23、數(shù)據(jù)處理模塊，內(nèi)置有核密度算法以將所有監(jiān)測(cè)模擬數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的位置點(diǎn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為柵格數(shù)據(jù)，并作為樣本數(shù)據(jù)，再通過(guò)隨機(jī)森林算法對(duì)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬訓(xùn)練，得到多個(gè)待監(jiān)測(cè)水利區(qū)域?qū)?yīng)分布的概率模型并將概率分布結(jié)果同步至bim區(qū)域模型；

24、輸出模塊，將多種傳感得到的檢測(cè)模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，對(duì)應(yīng)不同風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)閾值劃分后同步至對(duì)應(yīng)區(qū)域的bim區(qū)域模型中，以供監(jiān)測(cè)人員判斷。

25、一種電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如所述的基于bim對(duì)水利工程的監(jiān)測(cè)方法的步驟。

26、一種非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)用于實(shí)現(xiàn)上述所述的基于bim對(duì)水利工程的監(jiān)測(cè)方法的步驟。

27、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果包括：通過(guò)在水工建筑物設(shè)計(jì)中引入bim技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)可視化建模，讓工程內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加直觀的在三維空間中展示設(shè)計(jì)方案，為工程布局、結(jié)構(gòu)布置、方案比選、設(shè)計(jì)校審等提供便利，同時(shí)，可以利用bim技術(shù)實(shí)現(xiàn)空間分析、力學(xué)分析和環(huán)境分析等多種分析功能，為設(shè)計(jì)優(yōu)化提供新方法、新手段，從而加快工程項(xiàng)目進(jìn)度，有效地降低建設(shè)成本。

技術(shù)特征：

1.基于bim對(duì)水利工程的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于bim對(duì)水利工程的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于：所述步驟s1中bim區(qū)域模型構(gòu)建步驟具體如下，

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于bim對(duì)水利工程的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于：所述步驟s3中數(shù)據(jù)處理模型處理步驟具體如下，

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于模型特征加密技術(shù)的水保監(jiān)測(cè)優(yōu)化方法，其特征在于：所述步驟s1中數(shù)據(jù)傳感器包括溫度傳感器、水壓傳感器、振動(dòng)傳感器和位移傳感器，以實(shí)時(shí)采集各待監(jiān)測(cè)水利區(qū)域在施工過(guò)程中的多維參數(shù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于模型特征加密技術(shù)的水保監(jiān)測(cè)優(yōu)化方法，其特征在于：所述步驟s4中在線學(xué)習(xí)算法為adam優(yōu)化算法，以對(duì)監(jiān)測(cè)模擬參數(shù)進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整。

6.一種依據(jù)上述權(quán)利要求1-5任一所述基于bim對(duì)水利工程的監(jiān)測(cè)方法的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括：

7.一種電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于:所述處理器執(zhí)行所述程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的基于bim對(duì)水利工程的監(jiān)測(cè)方法的步驟。

8.一種非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于：所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)用于實(shí)現(xiàn)上述權(quán)利要求1至5任一所述的基于bim對(duì)水利工程的監(jiān)測(cè)方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提出了基于BIM對(duì)水利工程的監(jiān)測(cè)方法及系統(tǒng)，解決了水利工程監(jiān)測(cè)方式較為單一，數(shù)據(jù)協(xié)同性差等問(wèn)題，其方法步驟包括：基于當(dāng)前工程區(qū)域?qū)?yīng)的三維遙感圖像構(gòu)建對(duì)應(yīng)BIM區(qū)域模型；在工程區(qū)域中不同待監(jiān)測(cè)水利區(qū)域分別布置數(shù)據(jù)傳感器以獲取各個(gè)區(qū)域?qū)?yīng)的監(jiān)測(cè)模擬參數(shù)，將采集到的監(jiān)測(cè)模擬參數(shù)進(jìn)行融合并通過(guò)數(shù)據(jù)傳感網(wǎng)絡(luò)同步至BIM區(qū)域模型；構(gòu)建數(shù)據(jù)處理模型，以對(duì)檢測(cè)模擬參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)處理，處理過(guò)程依據(jù)不同風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)閾值對(duì)不同待監(jiān)測(cè)水利區(qū)域進(jìn)行劃分，同步將處理后的模擬參數(shù)動(dòng)態(tài)映射到BIM區(qū)域模型中，以對(duì)BIM區(qū)域模型中的不同待監(jiān)測(cè)水利區(qū)域進(jìn)行動(dòng)態(tài)分類標(biāo)識(shí)；基于在線學(xué)習(xí)算法策略對(duì)監(jiān)測(cè)模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)更新以對(duì)BIM模型進(jìn)行持續(xù)優(yōu)化。

技術(shù)研發(fā)人員：錢進(jìn),莫建兵,劉國(guó)龍,陳劍,劉朗
受保護(hù)的技術(shù)使用者：鎮(zhèn)江市工程勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19