基于BIM的梁场数字化管理系统及方法与流程

基于bim的梁场数字化管理系统及方法
技术领域
1.本发明涉及施工管理技术领域，特别涉及基于bim的梁场数字化管理系统及方法。


背景技术：

2.梁场是指专门用于制造和生产预制混凝土梁的工作场所或设施。在建筑和基础设施工程中，梁场通常是一个专门的生产区域，用于制造各种类型和尺寸的混凝土梁，以满足项目的需要。例如，在铁路施工中，通过梁场预制箱梁。箱梁的生产包括钢筋加工、钢筋绑扎、模板安装及打磨喷涂、混凝土浇筑及振捣整平、预应力张拉和压浆、梁端喷涂等流程。由于梁场的生产制造活动工序多，流程复杂，如何进行有效的管理，成了需要解决的问题。
3.随着bim技术的成熟，梁场管理中也逐步引入bim技术，通过创建bim模型，在bim模型中动态的展示箱梁的生产、存放以及出厂过程，实现可视化管理。但是，目前管理还集中在箱梁上，对于梁场中的人员，设备还缺乏有效的管理。
4.为此，需要一种能够实现对梁场实际生产过程的全面监控与管理的基于bim的梁场数字化管理系统及方法。


技术实现要素：

5.本发明的目的之一在于，提供了基于bim的梁场数字化管理系统，能够实现对梁场实际生产过程的全面监控与管理。
6.为了解决上述技术问题，本技术提供如下技术方案：
7.基于bim的梁场数字化管理系统，包括：
8.数据采集模块，用于获取梁场布置数据、监控视频流、设备参数、设备位置数据、箱梁状态数据和箱梁位置数据；
9.模型创建模块，用于根据布置数据构建梁场的场地三维模型，根据设备参数创建设备的三维模型，根据箱梁状态数据构建箱梁三维模型，还用于创建人员模型；
10.图像分析模块，用于获取监控视频流的采集设备信息，基于预存的设备安装信息确定采集设备的所属位置，还用于从监控视频流中提取图片帧，进行人脸识别，确定图片帧中人员的身份；根据确定的所属位置及人员身份，生成人员位置数据；
11.可视化模块，用于获取场地三维模型，箱梁模型、设备模型和人员模型生成梁场数字孪生模型；还用于分别根据设备位置数据、箱梁位置数据和人员位置数据实时更新梁场数字孪生模型中箱梁模型、设备模型和人员模型的位置；还用于显示梁场数字孪生模型。
12.基础方案原理及有益效果如下：
13.本方案通过数据采集模块能够全面采集梁场相关数据，为后续的管理和分析提供了基础。
14.利用模型创建模块，能够创建设备三维模型、箱梁三维模型和人员模型。这些模型的建立使得梁场的各个方面都能在虚拟环境中得到精确呈现。
15.通过图像分析模块从监控视频流中提取图片帧，进行人脸识别，确定图片帧中人
员的身份，对人员的精确管理提供了可靠的数据支持。
16.可视化模块能够生成梁场数字孪生模型，通过实时更新设备位置数据、箱梁位置数据和人员位置数据，能够准确地反映实际场景中箱梁、设备和人员的位置变化，实现与现实场景的同步。
17.通过以上的功能，本方案能够实时跟踪和监控梁场的生产过程。对于箱梁管理，系统能够监测箱梁的状态和位置，实现对其生产、运输和安装等环节的全程管理。对于人员和设备管理，系统能够实时记录人员的位置和身份，监控设备与人员的状态，从而提高梁场生产过程的安全性和效率性。
18.综上所述，本方案利用bim技术建立梁场的数字化模型，实现现实场景与虚拟场景的同步，以实现对梁场实际生产过程的全面监控与管理。
19.进一步，所述数据采集模块还用于获取台座使用数据；
20.还包括台座管理模块，用于根据台座使用数据以及预存的台座信息生成台座占用信息；台座包括钢筋绑扎台座、制梁台座和存梁台座；还用于接收箱梁查询信息，根据箱梁查询信息和台座占用信息确定查询箱梁所在位置。
21.能够实现对台座使用状态的记录，实现箱梁位置的快速查询。
22.进一步，所述数据采集模块还用于获取操作人员认证信息；
23.还包括设备管理模块，用于接收设备位置数据以及操作人员认证信息，根据预存的操作权限信息和操作人员认证信息判断操作人员是否具有操作权限，如有没有，生成报警；还用于记录操作人员的操作时长；还用于接收设备查询信息，根据设备查询信息、设备位置数据和操作人员认证信息确定查询设备的所在位置以及操作人员。
24.通过获取操作人员认证信息并结合预存的权限信息，能够准确验证操作人员的身份和权限，确保只有具有合法权限的人员才能进行设备操作，提高梁场的安全性和管理效率。当操作人员的权限不符合要求时，生成报警信息，及时提醒管理人员进行处理，防止非授权人员对设备进行操作，保障设备的安全和正常运行。通过记录操作人员的操作时长，能够准确统计和分析每个操作人员在梁场中的工作时间，便于后续进行绩效评估和工作调度，优化工作效率和资源利用。
25.设备管理模块能够根据设备查询信息实现快速设备定位和查询功能，提高梁场生产过程中的响应速度和工作效率。
26.进一步，还包括进度管理模块用于接收箱梁状态数据，按照预设的生产状态对箱梁进行分类，生成箱梁生产状态统计图；生产状态包括计划中、制作中和存放中。
27.可以实现对生产状态的实时查询。
28.进一步，所述可视化模块还用于从台座管理模块获取查询箱梁所在位置，从设备管理模块获取查询设备所在位置；根据查询箱梁所在位置确定对应梁场数字孪生模型中箱梁模型的位置并显示，根据查询设备所在位置确定对应梁场数字孪生模型中设备模型的位置并显示。
29.将箱梁查询与可视化显示相结合，相关人员不仅可以获得文字的查询结果，还可以从数字孪生模型中直观的得到箱梁或设备的位置显示。
30.进一步，所述图像分析模块预置有若干ai模型，通过ai模型对图片帧进行分析和处理；ai模型包括安全帽检测模型、行为识别模型和人脸识别模型。
31.进一步，所述图像分析模块还用于将图片帧输入预置的安全帽检测模型，安全帽检测模型用于检测图片帧中的是否存在安全帽，输出安全帽位置以及佩戴状态的识别结果；还用于将图片帧输入行为识别模型；行为识别模型用于检测图片帧中的人员的行为，对人员的行为进行分类，输出分类后的人员行为的识别结果；人员的行为分类包括高空作业和预设不规范操作；还用于将图片帧输入预置的人脸识别模型，人脸识别模型用于对图片帧中的人员进行人脸识别，输出人员身份的识别结果，确定图片帧中人员的身份。
32.本发明的目的之二在于，提供基于bim的梁场数字化管理方法，包括如下内容：
33.数据采集步骤：获取梁场布置数据、监控视频流、设备参数、设备位置数据、箱梁状态数据和箱梁位置数据；
34.模型创建步骤：根据布置数据构建梁场的场地三维模型，根据设备参数创建设备的三维模型，根据箱梁状态数据构建箱梁三维模型，创建人员模型；
35.图像分析步骤：获取监控视频流的采集设备信息，基于预存的设备安装信息确定采集设备的所属位置，从监控视频流中提取图片帧，进行人脸识别，确定图片帧中人员的身份；根据确定的所属位置及人员身份，生成人员位置数据；
36.可视化步骤：获取场地三维模型，箱梁模型、设备模型和人员模型生成梁场数字孪生模型；分别根据设备位置数据、箱梁位置数据和人员位置数据实时更新梁场数字孪生模型中箱梁模型、设备模型和人员模型的位置；显示梁场数字孪生模型。
37.进一步，还包括：
38.箱梁查询步骤：获取台座使用数据，根据台座使用数据以及预存的台座信息生成台座占用信息；台座包括钢筋绑扎台座、制梁台座和存梁台座；
39.接收箱梁查询信息，根据箱梁查询信息和台座占用信息确定查询箱梁所在位置；
40.权限认证步骤：获取操作人员认证信息，接收设备位置数据以及操作人员认证信息，根据预存的操作权限信息和操作人员认证信息判断操作人员是否具有操作权限，如有没有，生成报警；
41.设备查询步骤：接收设备查询信息，根据设备查询信息、设备位置数据和操作人员认证信息确定查询设备的所在位置以及操作人员；
42.进度统计步骤：接收箱梁状态数据，按照预设的生产状态对箱梁进行分类，生成箱梁生产状态统计图；生产状态包括计划中、制作中和存放中。
43.进一步，所述可视化步骤中，还获取查询箱梁所在位置，查询设备所在位置；根据查询箱梁所在位置确定对应梁场数字孪生模型中箱梁模型的位置并显示，根据查询设备所在位置确定对应梁场数字孪生模型中设备模型的位置并显示。
附图说明
44.图1为基于bim的梁场数字化管理系统的逻辑框图。
具体实施方式
45.下面通过具体实施方式进一步详细说明：
46.实施例一
47.如图1所示，本实施例的基于bim的梁场数字化管理系统，包括：数据采集模块、模
型创建模块、图像分析模块、可视化模块、台座管理模块、设备管理模块和进度管理模块。
48.数据采集模块用于获取梁场布置数据、监控视频流、设备参数、设备位置数据、箱梁状态数据和箱梁位置数据。本实施例中，梁场布置数据包括梁场的布局图纸；布局图纸中包括梁场的调度指挥中心、钢筋加工配送中心、制梁区、存梁区、混凝土拌和站，以及试验检测区等。设备参数包括设备类型、设备型号、设备几何尺寸；设备包括混凝土搅拌机、起重机等。梁场布置数据和设备参数由工作人员上传。箱梁参数包括箱梁当前状态、箱梁几何尺寸；当前状态包括钢筋加工状态、模具安装状态、混凝土浇筑状态、固化状态、脱模修整状态以及存放状态等。本实施例中，设备上安装有卫星定位器，通过卫星定位器上传设备的位置数据；每一箱梁具有唯一的梁编号，箱梁的当前的状态以及位置，由现场工作人员进行输入上传，例如处于存放状态，存储于存梁区xx区xxx排存梁台座上。监控视频流从安装在梁场的监控摄像头获取。
49.模型创建模块用于根据布置数据构建梁场的场地三维模型，根据设备参数创建设备的三维模型，根据箱梁状态数据构建箱梁三维模型，还用于创建人员模型。本实施例中，基于bim建模软件进行三维建模。例如，根据梁场的布局图纸创建梁场的场地三维模型时，包括建筑物、道路等的几何表示。
50.图像分析模块用于获取监控视频流的采集设备信息，基于预存的设备安装信息确定采集设备的所属位置，还用于从监控视频流中提取图片帧，进行人脸识别，确定图片帧中人员的身份；根据确定的所属位置及人员身份，生成人员位置数据。例如，采集设备为摄像头，所属位置为制梁区1号位置，该摄像头监控视频流中一张图片帧，包含了两名工人，通过人脸识别，系统确定这两名工人的身份，并与制梁区1号位置绑定，生成人员位置数据，表明两名工人位于制梁区1号位置。在其他实施例中，还可以结合设备识别或者箱梁识别，进一步确定人员的具体位置，例如，对图片帧进行人脸识别的同时，还识别图片帧中的设备，估算人员与设备之间的距离，再结合对应设备的位置数据，估算人员的具体位置。箱梁识别同理，将箱梁的位置作为参考，以人员和箱梁的相对位置估算人员的具体位置。
51.可视化模块用于获取场地三维模型，箱梁模型、设备模型和人员模型生成梁场数字孪生模型；还用于分别根据设备位置数据、箱梁位置数据和人员位置数据实时更新梁场数字孪生模型中箱梁模型、设备模型和人员模型的位置；还用于显示梁场数字孪生模型。本实施例中，可以建立数字化监控中心，在监控中心的大屏幕上显示梁场数字孪生模型。
52.数据采集模块还用于获取台座使用数据。台座管理模块用于根据台座使用数据以及预存的台座信息生成台座占用信息；台座包括钢筋绑扎台座、制梁台座和存梁台座；还用于接收箱梁查询信息，根据箱梁查询信息和台座占用信息确定查询箱梁所在位置。本实施例中，台座使用数据包括台座类型，以及对应台座上的梁编号；例如，3区2排存梁台座存有xxx号箱梁。生成台座占用信息例如，3区1排存梁台座无箱梁，3区2排存有xxx号箱梁，3区3排存有xx号箱梁......本实施例中箱梁查询信息为箱梁的梁编号。
53.数据采集模块还用于获取操作人员认证信息。设备管理模块用于接收设备位置数据以及操作人员认证信息，根据预存的操作权限信息和操作人员认证信息判断操作人员是否具有操作权限，如有没有，生成报警；还用于记录操作人员的操作时长；还用于接收设备查询信息，根据设备查询信息、设备位置数据和操作人员认证信息确定查询设备的所在位置以及操作人员。操作人员认证采用安装在设备上的人脸识别设备进行人脸识别、指纹打
卡设备进行指纹识别或nfc卡识别设备识别员工卡，将识别结果，也就是操作人员认证信息上传至数据采集模块。本实施例中，进入设备和离开设备均需要识别，通过记录两次识别的时间间隔，得到操作人员的操作时长。设备查询信息例如设备型号、设备通用名称或设备的唯一编号。
54.进度管理模块用于接收箱梁状态数据，按照预设的生产状态对箱梁进行分类，生成箱梁生产状态统计图；生产状态包括计划中、制作中和存放中。
55.可视化模块还用于从台座管理模块获取查询箱梁所在位置，从设备管理模块获取查询设备所在位置；根据查询箱梁所在位置确定对应梁场数字孪生模型中箱梁模型的位置并显示，根据查询设备所在位置确定对应梁场数字孪生模型中设备模型的位置并显示。本实施例中，显示的方式为，通过颜色的变化，使查询的箱梁或设备区别于其他箱梁或设备。
56.本实施例中的基于bim的梁场数字化管理方法，使用上述系统，包括如下内容：
57.数据采集步骤：获取梁场布置数据、监控视频流、设备参数、设备位置数据、箱梁状态数据和箱梁位置数据；
58.模型创建步骤：根据布置数据构建梁场的场地三维模型，根据设备参数创建设备的三维模型，根据箱梁状态数据构建箱梁三维模型，创建人员模型；
59.图像分析步骤：获取监控视频流的采集设备信息，基于预存的设备安装信息确定采集设备的所属位置，从监控视频流中提取图片帧，进行人脸识别，确定图片帧中人员的身份；根据确定的所属位置及人员身份，生成人员位置数据；
60.可视化步骤：获取场地三维模型，箱梁模型、设备模型和人员模型生成梁场数字孪生模型；分别根据设备位置数据、箱梁位置数据和人员位置数据实时更新梁场数字孪生模型中箱梁模型、设备模型和人员模型的位置；显示梁场数字孪生模型；
61.本实施例中，还获取查询箱梁所在位置，查询设备所在位置；根据查询箱梁所在位置确定对应梁场数字孪生模型中箱梁模型的位置并显示，根据查询设备所在位置确定对应梁场数字孪生模型中设备模型的位置并显示。本实施例中，显示的方式为，通过颜色的变化，使查询的箱梁或设备区别于其他箱梁或设备。
62.箱梁查询步骤：获取台座使用数据，根据台座使用数据以及预存的台座信息生成台座占用信息；台座包括钢筋绑扎台座、制梁台座和存梁台座；
63.接收箱梁查询信息，根据箱梁查询信息和台座占用信息确定查询箱梁所在位置；
64.权限认证步骤：获取操作人员认证信息，接收设备位置数据以及操作人员认证信息，根据预存的操作权限信息和操作人员认证信息判断操作人员是否具有操作权限，如有没有，生成报警；
65.设备查询步骤：接收设备查询信息，根据设备查询信息、设备位置数据和操作人员认证信息确定查询设备的所在位置以及操作人员；
66.进度统计步骤：接收箱梁状态数据，按照预设的生产状态对箱梁进行分类，生成箱梁生产状态统计图；生产状态包括计划中、制作中和存放中。
67.实施例二
68.本实施例和实施例一的区别在于，本实施例的系统中，图像分析模块预置有若干ai模型，通过ai模型对图片帧进行分析和处理。
69.具体的：ai模型包括安全帽检测模型、行为识别模型和人脸识别模型。
70.图像分析模块还用于将图片帧输入预置的安全帽检测模型，安全帽检测模型用于检测图片帧中的是否存在安全帽，输出安全帽位置以及佩戴状态的识别结果；还用于将图片帧输入行为识别模型；行为识别模型用于检测图片帧中的人员的行为，对人员的行为进行分类，输出分类后的人员行为的识别结果；人员的行为分类包括高空作业和预设不规范操作；还用于将图片帧输入预置的人脸识别模型，人脸识别模型用于对图片帧中的人员进行人脸识别，输出人员身份的识别结果，即确定图片帧中人员的身份。
71.图像分析模块还用于将同一图片帧的人员身份识别结果，与安全帽位置以及佩戴状态的识别结果，人员行为识别结果进行关联。
72.还包括报警模块，用于在ai模型输出的识别结果存在违规行为时，生成报警信息。
73.本实施例的方法使用上述系统。
74.实施例三
75.本实施例和实施例二的区别在于，本实施例的系统中，管理模块还用于按照人员姓名统计对应的报警信息，判断各人员第一预设时间内对应报警信息的数量是否大于阈值，如果大于阈值，将对应人员标记为重点关注人员；
76.管理模块还用于根据预设的人员资料筛选出实际工作时间小于预设工作时间的人员，将对应人员标记为重点关注人员；将重点关注人员加入重点关注名单；
77.管理模块还用于判断各重点关注人员第二预设时间内对应报警信息的数量是否为0，如果为0，取消重点关注人员的标记，从重点关注名单中删除。
78.第一预设时间和第二预设时间可以相同，也可以不同，本实施例中，第一预设时间和第二预设时间不相同，分别为7天和14天，阈值为2次，预设工作时间为30天。实际工作时间可以根据工人进出梁场打卡统计获得，再记入人员资料中。
79.本实施例的方法使用上述系统。
80.实施例四
81.本实施例与实施例三的区别在于，本实施例中，ai模型还包括表情识别模型；人员的行为分类还包括指挥；即管理人员动作上对其他工作人员的指挥，例如伸手指向其他工作人员。
82.管理模块还用于接收巡查模式启用信息，进入巡查模式。本实施例中，由用户登录系统，输入巡查模式启用信息。
83.管理模块用于将重点关注人员的名单发送至图像分析模块，图像分析模块还用于根据重点关注人员的名单、人员身份识别结果，以及监控视频流对应的采集设备的所属位置，即摄像头的所属位置确定重点关注人员对应的摄像头位置；标记为重点关注摄像头位置；
84.管理模块还用于根据梁场布置数据和非重点关注摄像头位置规划若干条巡查路径，本实施例中，规划4条巡查路径。单条巡查路径按照先后顺序串联若干非重点关注摄像头位置，4条巡查路径覆盖所有非重点关注摄像头位置。
85.还包括管理终端，管理模块还用于随机选择一条巡查路径作为人工巡查路径发送至管理终端，还用于将人工巡查路径，以及剩余的巡查路径作为自动巡查路径，发送至图像分析模块。本实施例中，管理终端采用智能手机。
86.图像分析模块用于按照自动巡查路径的顺序从对应摄像头的监控视频流中提取
图片帧，对图片帧进行分析处理。本实施例中，同步处理不同自动巡查路径对应摄像头的监控视频流。换句话说，各个自动巡查路径并行处理，每个巡查路径中的监控视频流串行处理。对重点关注摄像头位置进行实时监控，可以避免重点监控人员出现不安全隐患，而且可以及时报警。采用按照自动巡查路径的方式对非重点关注摄像头位置进行视频分析监控，相比于普通模式下的全监控分析，能够有效节约算力，对系统算力要求更低，前期建设成本更低，便于系统推广。
87.图像预处理模块还用于从人工巡查路径对应摄像头的监控视频流中提取图片帧，进行分析处理。
88.具体的，图像分析模块将图片帧输入人脸识别模型对图片帧中的管理人员进行识别；图像分析模块还用于将图片帧输入行为识别模块，检测图片帧中的管理人员的行为，判断管理人员是否停留超过设定时间且为指挥行为，如果停留超过设定时间且为指挥行为，将图片帧输入表情识别模型，识别管理人员的表情，判断是否识别表情成功，如果成功，判断表情为轻松还是严肃，如果为严肃，生成待处理事项并发送至管理模块，待处理事项包括时间、管理人员姓名、对应摄像头位置和预估违规行为名称。生成待处理事项后，可以供管理人员在巡检完成后，进行确认完善，相比于手动记录每一个巡检中发现的违规行为，效率更高。
89.表情识别模型还用于在识别管理人员的表情失败时，识别距离管理人员最近的人员的表情，判断识别表情是否成功，如果成功，判断表情为轻松还是严肃，如果为严肃，生成待处理事项并发送至管理模块；如果识别表情失败，生成待处理事项并发送至管理模块。在管理人员背对摄像头时，以距离管理人员最近的人员的表情作为参考，可以提高识别的成功率。
90.本实施例中，预估违规行为名称由行为识别模型检测监控视频流中的其他人员的人员行为的识别结果得到；如果未检测到违规行为，根据管理人员的停留时间和对应摄像头位置预估。
91.管理模块还用于接收管理终端对待处理事项的确认信息，根据确认信息判断确定的违规行为是否与预估违规行为一致。如果不一致，判断预估违规行为是否为行为识别模型得出，如果是，生成修正信息。
92.管理模块还用于记录确定的违规行为对应的管理人员停留时间和对应摄像头所属位置，通过建立数据集供下一次根据管理人员的停留时间和对应摄像头位置预估违规行为。分析发现，不同区域，不同情况的违规行为，通常需要的处理时间不同，例如根据数据集分析，制梁区，30秒以内的停留时间，违规行为80％为未佩戴安全帽，则下一次在制梁区，管理人员的停留时间25秒的情况下，预估违规行为为未佩戴安全帽。
93.本实施例的方法使用上述系统。
94.在人工巡查路径中，对图片帧的分析以管理人员为主，一方面满足人工巡检的监管需求，同时还能与人工巡查的结果与行为识别模型的结果进行对比，即预估违规行为是行为识别模型得出时，如果根据确认信息确定的违规行为与预估违规行为不一致，生成修正信息。可以提醒相关人员抓取对应图片帧数据，对模型进行进一步的训练，提高模型准确率。
95.以上的仅是本发明的实施例，该发明不限于此实施案例涉及的领域，方案中公知
的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本技术给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本技术的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本技术要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

技术特征：
1.基于bim的梁场数字化管理系统，其特征在于，包括：数据采集模块，用于获取梁场布置数据、监控视频流、设备参数、设备位置数据、箱梁状态数据和箱梁位置数据；模型创建模块，用于根据布置数据构建梁场的场地三维模型，根据设备参数创建设备的三维模型，根据箱梁状态数据构建箱梁三维模型，还用于创建人员模型；图像分析模块，用于获取监控视频流的采集设备信息，基于预存的设备安装信息确定采集设备的所属位置，还用于从监控视频流中提取图片帧，进行人脸识别，确定图片帧中人员的身份；根据确定的所属位置及人员身份，生成人员位置数据；可视化模块，用于获取场地三维模型，箱梁模型、设备模型和人员模型生成梁场数字孪生模型；还用于分别根据设备位置数据、箱梁位置数据和人员位置数据实时更新梁场数字孪生模型中箱梁模型、设备模型和人员模型的位置；还用于显示梁场数字孪生模型。2.根据权利要求1所述的基于bim的梁场数字化管理系统，其特征在于：所述数据采集模块还用于获取台座使用数据；还包括台座管理模块，用于根据台座使用数据以及预存的台座信息生成台座占用信息；台座包括钢筋绑扎台座、制梁台座和存梁台座；还用于接收箱梁查询信息，根据箱梁查询信息和台座占用信息确定查询箱梁所在位置。3.根据权利要求2所述的基于bim的梁场数字化管理系统，其特征在于：所述数据采集模块还用于获取操作人员认证信息；还包括设备管理模块，用于接收设备位置数据以及操作人员认证信息，根据预存的操作权限信息和操作人员认证信息判断操作人员是否具有操作权限，如有没有，生成报警；还用于记录操作人员的操作时长；还用于接收设备查询信息，根据设备查询信息、设备位置数据和操作人员认证信息确定查询设备的所在位置以及操作人员。4.根据权利要求3所述的基于bim的梁场数字化管理系统，其特征在于：还包括进度管理模块用于接收箱梁状态数据，按照预设的生产状态对箱梁进行分类，生成箱梁生产状态统计图；生产状态包括计划中、制作中和存放中。5.根据权利要求4所述的基于bim的梁场数字化管理系统，其特征在于：所述可视化模块还用于从台座管理模块获取查询箱梁所在位置，从设备管理模块获取查询设备所在位置；根据查询箱梁所在位置确定对应梁场数字孪生模型中箱梁模型的位置并显示，根据查询设备所在位置确定对应梁场数字孪生模型中设备模型的位置并显示。6.根据权利要求5所述的基于bim的梁场数字化管理系统，其特征在于：所述图像分析模块预置有若干ai模型，通过ai模型对图片帧进行分析和处理；ai模型包括安全帽检测模型、行为识别模型和人脸识别模型。7.根据权利要求6所述的基于bim的梁场数字化管理系统，其特征在于：所述图像分析模块还用于将图片帧输入预置的安全帽检测模型，安全帽检测模型用于检测图片帧中的是否存在安全帽，输出安全帽位置以及佩戴状态的识别结果；还用于将图片帧输入行为识别模型；行为识别模型用于检测图片帧中的人员的行为，对人员的行为进行分类，输出分类后的人员行为的识别结果；人员的行为分类包括高空作业和预设不规范操作；还用于将图片帧输入预置的人脸识别模型，人脸识别模型用于对图片帧中的人员进行人脸识别，输出人员身份的识别结果，确定图片帧中人员的身份。
8.基于bim的梁场数字化管理方法，其特征在于，包括如下内容：数据采集步骤：获取梁场布置数据、监控视频流、设备参数、设备位置数据、箱梁状态数据和箱梁位置数据；模型创建步骤：根据布置数据构建梁场的场地三维模型，根据设备参数创建设备的三维模型，根据箱梁状态数据构建箱梁三维模型，创建人员模型；图像分析步骤：获取监控视频流的采集设备信息，基于预存的设备安装信息确定采集设备的所属位置，从监控视频流中提取图片帧，进行人脸识别，确定图片帧中人员的身份；根据确定的所属位置及人员身份，生成人员位置数据；可视化步骤：获取场地三维模型，箱梁模型、设备模型和人员模型生成梁场数字孪生模型；分别根据设备位置数据、箱梁位置数据和人员位置数据实时更新梁场数字孪生模型中箱梁模型、设备模型和人员模型的位置；显示梁场数字孪生模型。9.根据权利要求8所述的基于bim的梁场数字化管理方法，其特征在于：还包括：箱梁查询步骤：获取台座使用数据，根据台座使用数据以及预存的台座信息生成台座占用信息；台座包括钢筋绑扎台座、制梁台座和存梁台座；接收箱梁查询信息，根据箱梁查询信息和台座占用信息确定查询箱梁所在位置；权限认证步骤：获取操作人员认证信息，接收设备位置数据以及操作人员认证信息，根据预存的操作权限信息和操作人员认证信息判断操作人员是否具有操作权限，如有没有，生成报警；设备查询步骤：接收设备查询信息，根据设备查询信息、设备位置数据和操作人员认证信息确定查询设备的所在位置以及操作人员；进度统计步骤：接收箱梁状态数据，按照预设的生产状态对箱梁进行分类，生成箱梁生产状态统计图；生产状态包括计划中、制作中和存放中。10.根据权利要求9所述的基于bim的梁场数字化管理方法，其特征在于：所述可视化步骤中，还获取查询箱梁所在位置，查询设备所在位置；根据查询箱梁所在位置确定对应梁场数字孪生模型中箱梁模型的位置并显示，根据查询设备所在位置确定对应梁场数字孪生模型中设备模型的位置并显示。

技术总结
本发明涉及施工管理技术领域，具体公开了基于BIM的梁场数字化管理系统及方法，其中系统包括：数据采集模块用于获取梁场布置数据、监控视频流、设备参数、设备位置数据、箱梁状态数据和箱梁位置数据；模型创建模块用于构建梁场的场地三维模型，设备的三维模型，箱梁三维模型，人员模型；图像分析模块，用于确定采集设备的所属位置，还用于确定监控视频流中人员的身份；生成人员位置数据；可视化模块用于获取场地三维模型，箱梁模型、设备模型和人员模型生成梁场数字孪生模型；还用于实时更新梁场数字孪生模型中箱梁模型、设备模型和人员模型的位置；还用于显示梁场数字孪生模型。采用本发明的技术方案能够实现对梁场实际生产过程的全面监控与管理。全面监控与管理。全面监控与管理。


技术研发人员：闫春勇 李扬猛 沈莘林 陈胜兵 秦中杰 黄圣杰 刘勇 戴雷 邓清建
受保护的技术使用者：中铁八局集团有限公司
技术研发日：2023.05.30
技术公布日：2023/10/8