一种基于BIM的市政雨污水管网信息存储方法与流程

一种基于bim的市政雨污水管网信息存储方法
技术领域
1.本发明涉及bim技术，区块链技术和信息存储技术，具体而言，涉及一种基于bi m的市政雨污水管网信息存储方法。


背景技术：

2.传统市政雨污水管网信息存储的缺点：将信息保存在固定的一台电脑或几台电脑上，容易被破坏和盗取；在对数据进行分析时，通过一台计算机进行反复的分析，容易造成误差，同时如此不能排除计算机本身存在问题；传统的雨污水管的信息采集需要人工，耗时耗力，时效性差。
3.bim技术是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息；具有可视化、协调性、模拟性、可优化性和可出图性的优点；将bim技术运用到市政雨污水管网中，将能够实现实时更新市政雨污水管网的三维模型。
4.区块链技术是一种集分布式账本、共识算法、p2p网络和密码算法为一体的新型计算机技术，现阶段处在区块链技术发展的初级阶段；区块链共识算法为：当全网安全计算机数量超过全网计算机数量的2/3时，则认定该区块链系统是安全的；本发明将共识算法的变形：对交易信息的判定一致结果的计算机数量，超过全网计算机数量的2/3，则认定该一致结果为共识结果；同时，将变形后的共识算法结合到f函数，进一步完善了区块链共识算法。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，以及在原有技术基础上大大提高其技术效果；为此，本发明提供了一种基于bim的市政雨污水管网信息存储方法，该方法包括：
6.首先，在市政雨污水管网施工时，在市政雨污水管网的适当部位安装传感器，用于采集雨污水管网的相关部位数据信息；
7.将第一次采集到的相关部位数据信息结合市政雨污水管网施工时的信息，通过bim技术生成雨污水管网的三维模型；
8.按照上一步骤的方法，若干台计算机生成雨污水管网的三维模型，再通过区块链共识算法得到准确的雨污水管网的三维模型，将准确的雨污水管网的三维模型保存到计算机上，并首次将雨污水管网的三维模型和采集到的数据一起传递到公有链；
9.通过传感器不断采集雨污水管网的相关部位数据信息，将数据信息传递到计算机上，实时更新每台计算机上的三维模型；
10.计算机将刚刚更新的三维模型和首次传递到公有链的三维模型做对比，比较相关部位数据信息是否超过安全阈值，并将判定的结果传递到其他计算机上；
11.通过区块链共识算法，确定相关部位的数据信息是否在安全阈值内；若不在安全阈值内，则进行预警，通知技术人员进行维修、加固；将共识结果对应的三维模型保存到计
算机上；同时，将共识结果对应的三维模型和采集到的相关部位数据信息传递到公有链上。
12.进一步地，所述在市政雨污水管网的适当部位安装传感器包括：在市政雨污水管网的各个接口处、易损坏处和关键空间观测点安装传感器，所述关键空间观测点指在关键空间观测点安装传感器后，能很好采集到所属关键空间的雨污水管网整体结构数据信息。
13.进一步地，所述通过bim技术生成雨污水管网的三维模型包括：市政雨污水管网的三维模型建立包括：二维cad图纸、bim给排水建模和bim模型一致性检查，最后，得出审核后的bim模型。
14.进一步地，所述通过区块链共识算法得到准确的雨污水管网的三维模型包括：所述区块链共识算法为每台计算机将生成的雨污水管网的三维模型传递到其他计算机上，随后，所有的计算机将雨污水管网的三维模型按照雨污水管网的结构进行拆分，生成部位函数f(x1，x2，x3，
…
xn)，其中f为部位函数，x1，x2，x3，
…
xn为采集的雨污水管网的相关部位数据信息；每台计算机比较每台计算机部位函数的值否相同，若完全相同则证明全部计算机生成的三维模型一致；若存在部位函数f的值不同的情况，则查找造成f值不同的部位信息x；计算机统计不同部位信息x的值，若存在一个x值的出现次数大于全部计算机数量的2/3，则将出现次数超过全部计算机数量2/3的值作为全部计算机的共识x值，通过所述共识x值对全部计算机的三维模型进行更新，直到最后所有计算机传递的部位函数f值完全一致，即得到准确的雨污水管网的三维模型。
15.进一步地，所述实时更新每台计算机上的三维模型包括：在计算机更新数据前，需向公有链发送获取公有链保存的三维模型信息的请求；将自己保存的三维模型和提取的公有链保存的三维模型进行对比，对自己保存的三维模型进行修改，使得自己保存的三维模型和公有链保存的三维模型一致。
16.进一步地，所述比较相关部位数据信息是否超过安全阈值包括：计算机提取公有链中首次传递到公有链的三维模型，将刚刚更新的三维模型相关部位数据信息xi和首次传递到公有链的三维模型对应的相关部位数据信息的安全阈值做对比，观察相关部位数据信息xi是否在对应的相关部位数据信息的安全阈值内；若不在安全阈值内，则证明超过了安全阈值，存在安全风险。
17.进一步地，所述通过区块链共识算法包括：计算机统计对相关部位数据信息xi的判定结果为在安全阈值内的计算机数量是否超过全部计算机数量的2/3，若超过2/3，则证明对应的相关部位在安全阈值内；若不超过2/3，则证明相关部位存在安全风险，通知技术人员进行维修、加固；技术人员维修、加固后，通过采集到的雨污水管网的相关部位数据信息，及时更新计算机保存的三维模型。
18.本发明的有益效果是：
19.有益效果：将采集的数据信息和生成的三维模型保存在公有区块链上，根据区块链上的数据，实时更新计算机上保存的数据，使得保存的数据一致，解决了计算机保存的信息不安全的问题；通过共识算法对采集的数据是否在安全阈值内进行分析，减小了误差，杜绝了误判；通过传感器实时采集信息，并实时更新三维模型，节省了人力和时间，时效性强。
附图说明
20.图1：本发明的一种基于bim的市政雨污水管网信息存储方法的流程图。
21.图2：bim生成市政雨污水管网三维模型的流程图。
具体实施方式
22.以下结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。应当理解的是此处所给出的具体实施例仅用于说明和解释本发明，并不能用来限制本发明。
23.需要注意的是，在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以有其他实施方式以及其变形，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
24.如图1所示，根据本发明的实施例的一种基于bim的市政雨污水管网信息存储方法，该方法包括：步骤s100，首先，在市政雨污水管网施工时，在市政雨污水管网的适当部位安装传感器，用于采集雨污水管网的相关部位数据信息；步骤s101，将第一次采集到的相关部位数据信息结合市政雨污水管网施工时的信息，通过bim技术生成雨污水管网的三维模型；步骤s102，按照步骤s101的方法，若干台计算机生成雨污水管网的三维模型，再通过区块链共识算法得到准确的雨污水管网的三维模型，将准确的雨污水管网的三维模型保存到计算机上，并首次将雨污水管网的三维模型和采集到的数据一起传递到公有链；步骤s103，通过传感器不断采集雨污水管网的相关部位数据信息，将数据信息传递到计算机上，实时更新每台计算机上的三维模型；步骤s104，计算机将刚刚更新的三维模型和首次传递到公有链的三维模型做对比，比较相关部位数据信息是否超过安全阈值，并将判定的结果传递到其他计算机上；步骤s105，通过区块链共识算法，确定相关部位的数据信息是否在安全阈值内；若不在安全阈值内，则进行预警，通知技术人员进行维修、加固；将共识结果对应的三维模型保存到计算机上；同时，将共识结果对应的三维模型和采集到的相关部位数据信息传递到公有链上。
25.具体地，本发明首先在市政雨污水管网施工时，在市政雨污水管网的适当部位安装传感器，通过传感器采集相关部位的数据信息；将第一次采集到的相关部位数据信息结合市政雨污水管网施工时的信息，通过bim技术生成雨污水管网的三维模型；并通过区块链共识算法得到准确的雨污水管网的三维模型，将准确的雨污水管网的三维模型保存到计算机上和公有链上；随后，通过传感器不断采集雨污水管网的相关部位数据信息，实时更新每台计算机上的三维模型；由三维模型结合计算机首次传递到公有链的三维模型做对比，比较相关部位数据信息是否超过安全阈值；最后通过区块链共识算法，确定相关部位的数据信息是否在安全阈值内；若不在安全阈值内，则进行预警，通知技术人员进行维修、加固；该方法保证了信息存储和信息分析的安全性。
26.步骤s100，首先，在市政雨污水管网施工时，在市政雨污水管网的适当部位安装传感器，用于采集雨污水管网的相关部位数据信息。
27.具体地，在市政雨污水管网的适当部位安装传感器的方法：在市政雨污水管网的各个接口处、易损坏处和关键空间观测点安装传感器，所述关键空间观测点指在关键空间观测点安装传感器后，能很好采集到所属关键空间的雨污水管网整体结构数据信息。
28.在上述实施例中，具体地，根据市政雨污水管网的规模和现实施工的情况，对所有需要安装传感器的部位安装传感器，保证传感器可以获取整个地下雨污水管网的整体情况。
29.步骤s101，将第一次采集到的相关部位数据信息结合市政雨污水管网施工时的信息，通过bim技术生成雨污水管网的三维模型。
30.具体地，施工完成后，激活传感器，进行第一次对市政雨污水管网相关部位数据信息的采集；将采集的现实施工数据信息和市政雨污水管网施工时的规定信息想结合，通过bim技术生成市政雨污水管网的三维模型。
31.在上述实施例中，具体地，如图2所示为生成市政雨污水管网bim三维模型的流程图；从该流程图中可以看出，市政雨污水管网bim三维模型的建立主要包括：二维cad图纸、bim给排水建模和bim模型一致性检查；其中，bim模型一致性检查包括bad图纸的检查和bim给排水建模的检查；若cad图纸的检查不通过，则返回建立cad图纸的流程；若bim给排水建模的检查不通过，则返回bim给排水建模的流程；通过不断循环，直到能够获得审核成功后市政雨污水管网的bim三维模型。
32.步骤s102，按照步骤s101的方法，若干台计算机生成雨污水管网的三维模型，再通过区块链共识算法得到准确的雨污水管网的三维模型，将准确的雨污水管网的三维模型保存到计算机上，并首次将雨污水管网的三维模型和采集到的数据一起传递到公有链。
33.具体地，若干台计算机通过步骤s101的方法，生成雨污水管网的三维模型，并将生成的三维模型传递到其他计算机上，通过区块链共识算法得到准确的雨污水管网的三维模型；随后，将准确的雨污水管网的三维模型保存到计算机上，并作为首次将雨污水管网的三维模型和采集到的数据一起传递到公有链上；所述公有链为公有区块链，区块链根据规模和安全程度划分可以划分为：私有链、联盟链和公有链。
34.在上述实施例中，具体地，通过区块链共识算法得到准确的雨污水管网的三维模型的方法：每台计算机将生成的雨污水管网的三维模型传递到其他计算机上后，所有的计算机将雨污水管网的三维模型按照雨污水管网的结构进行拆分，生成部位函数f(x1，x2，x3，
…
xn)，其中f为部位函数，x1，x2，x3，
…
xn为采集的雨污水管网的全部相关部位数据信息；每台计算机比较每台计算机部位函数的值否相同，若完全相同则证明全部计算机生成的三维模型一致，则可以认定该三维模型就是准确的雨污水管网的三维模型；若存在部位函数f的值不同的情况，则查找造成f值不同的部位信息x；计算机统计不同部位信息x的值，若存在一个x值的出现次数大于全部计算机数量的2/3，则将出现次数超过全部计算机数量2/3的值作为全部计算机的共识x值，通过所述共识x值对全部计算机的三维模型进行更新，直到最后所有计算机传递的部位函数f值完全一致，即得到准确的雨污水管网的三维模型。
35.步骤s103，通过传感器不断采集雨污水管网的相关部位数据信息，将数据信息传递到计算机上，实时更新每台计算机上的三维模型。
36.具体地，实时更新每台计算机上的三维模型的方法：在计算机更新数据前，计算机需向公有链发送获取公有链保存的三维模型信息的请求；将自己保存的三维模型和提取的公有链保存的三维模型进行对比，对自己保存的三维模型进行修改，使得自己保存的三维模型和公有链保存的三维模型一致。
37.在上述实施例中，优选地，传感器每隔一段时间采集雨污水管网的相关部位数据信息，可以设置每隔5分钟采集一次雨污水管网的相关部位数据信息；即计算机每隔5分钟更新一下数据。
38.步骤s104，计算机将刚刚更新的三维模型和首次传递到公有链的三维模型做对
比，比较相关部位数据信息是否超过安全阈值，并将判定的结果传递到其他计算机上。
39.具体地，计算机更新雨污水管网的三维模型的同时，提取并获取公有链首次保存的雨污水管网的三维模型；计算机将新更新的三维模型和提取的公有链首次保存的雨污水管网的三维模型做对比。
40.在上述实施例中，具体地，计算机提取公有链中首次传递到公有链的三维模型，将刚刚更新的三维模型相关部位数据信息xi和首次传递到公有链的三维模型对应的相关部位数据信息的安全阈值做对比，观察相关部位数据信息xi是否在对应的相关部位数据信息的安全阈值内；若不在安全阈值内，则证明超过了安全阈值，存在安全风险；若在安全阈值内，则证明对应的部位不存在安全风险。
41.步骤s105，通过区块链共识算法，确定相关部位的数据信息是否在安全阈值内；若不在安全阈值内，则进行预警，通知技术人员进行维修、加固；将共识结果对应的三维模型保存到计算机上；同时，将共识结果对应的三维模型和采集到的相关部位数据信息传递到公有链上。
42.具体地，每台计算机获取其他全部计算机对雨污水管网的相关部位数据信息是否在安全阈值内的判定结果；通过区块链共识算法，最终确定雨污水管网的相关部位数据信息是否在对应部位的安全阈值内。
43.在上述实施例中，具体地，计算机确定相关部位数据信息是否安全的方法为：计算机统计对相关部位数据信息xi的判定结果为在安全阈值内的计算机数量是否超过全部计算机数量的2/3，若超过2/3，则证明对应的相关部位在安全阈值内；若不超过2/3，则证明相关部位存在安全风险，通知技术人员进行维修、加固；技术人员维修、加固后，通过采集到的雨污水管网的相关部位数据信息，及时更新计算机保存的三维模型。
44.在上述实施例中，本发明通过步骤s100到s105实现对雨污水管网的全方位和全时段的监测，并且将获取的数据信息保存到不同计算机和公有链上，即保证了保存的信息的安全，同时，确保了雨污水管网的安全工作环境。
45.需要理解的是，上述实施例为本发明的一个或多个实施例，基于本发明还有很多其他实施例及其变形；本行业的普通技术人员在没有作出开拓性的创新的时候，通过本发明进行的变形和修改，均属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种基于bim的市政雨污水管网信息存储方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：1)首先，在市政雨污水管网施工时，在市政雨污水管网的适当部位安装传感器，用于采集雨污水管网的相关部位数据信息；2)将第一次采集到的相关部位数据信息结合市政雨污水管网施工时的信息，通过bim技术生成雨污水管网的三维模型；3)按照步骤2)的方法，若干台计算机生成雨污水管网的三维模型，再通过区块链共识算法得到准确的雨污水管网的三维模型，将准确的雨污水管网的三维模型保存到计算机上，并首次将雨污水管网的三维模型和采集到的数据一起传递到公有链；4)通过传感器不断采集雨污水管网的相关部位数据信息，将数据信息传递到计算机上，实时更新每台计算机上的三维模型；5)计算机将刚刚更新的三维模型和首次传递到公有链的三维模型做对比，比较相关部位数据信息是否超过安全阈值，并将判定的结果传递到其他计算机上；6)通过区块链共识算法，确定相关部位的数据信息是否在安全阈值内；若不在安全阈值内，则进行预警，通知技术人员进行维修、加固；将共识结果对应的三维模型保存到计算机上；同时，将共识结果对应的三维模型和采集到的相关部位数据信息传递到公有链上。2.根据权利要求1所述的一种基于bim的市政雨污水管网信息存储方法，其特征在于，所述在市政雨污水管网的适当部位安装传感器包括：在市政雨污水管网的各个接口处、易损坏处和关键空间观测点安装传感器，所述关键空间观测点指在关键空间观测点安装传感器后，能很好采集到所属关键空间的雨污水管网整体结构数据信息。3.根据权利要求1所述的一种基于bim的市政雨污水管网信息存储方法，其特征在于，所述通过bim技术生成雨污水管网的三维模型包括：市政雨污水管网的三维模型建立包括：二维cad图纸、bim给排水建模和bim模型一致性检查，最后，得出审核后的bim模型。4.根据权利要求1所述的一种基于bim的市政雨污水管网信息存储方法，其特征在于，所述通过区块链共识算法得到准确的雨污水管网的三维模型包括：所述区块链共识算法为每台计算机将生成的雨污水管网的三维模型传递到其他计算机上，随后，所有的计算机将雨污水管网的三维模型按照雨污水管网的结构进行拆分，生成部位函数f(x1，x2，x3，
…
x
n
)，其中f为部位函数，x1，x2，x3，
…
x
n
为采集的雨污水管网的相关部位数据信息；每台计算机比较每台计算机部位函数的值否相同，若完全相同则证明全部计算机生成的三维模型一致；若存在部位函数f的值不同的情况，则查找造成f值不同的部位信息x；计算机统计不同部位信息x的值，若存在一个x值的出现次数大于全部计算机数量的2/3，则将出现次数超过全部计算机数量2/3的值作为全部计算机的共识x值，通过所述共识x值对全部计算机的三维模型进行更新，直到最后所有计算机传递的部位函数f值完全一致，即得到准确的雨污水管网的三维模型。5.根据权利要求1所述的一种基于bim的市政雨污水管网信息存储方法，其特征在于，所述实时更新每台计算机上的三维模型包括：在计算机更新数据前，需向公有链发送获取公有链保存的三维模型信息的请求；将自己保存的三维模型和提取的公有链保存的三维模型进行对比，对自己保存的三维模型进行修改，使得自己保存的三维模型和公有链保存的三维模型一致。
6.根据权利要求1所述的一种基于bim的市政雨污水管网信息存储方法，其特征在于，所述比较相关部位数据信息是否超过安全阈值包括：计算机提取公有链中首次传递到公有链的三维模型，将刚刚更新的三维模型相关部位数据信息x
i
和首次传递到公有链的三维模型对应的相关部位数据信息的安全阈值做对比，观察相关部位数据信息x
i
是否在对应的相关部位数据信息的安全阈值内；若不在安全阈值内，则证明超过了安全阈值，存在安全风险。7.根据权利要求1所述的一种基于bim的市政雨污水管网信息存储方法，其特征在于，所述通过区块链共识算法包括：计算机统计对相关部位数据信息x
i
的判定结果为在安全阈值内的计算机数量是否超过全部计算机数量的2/3，若超过2/3，则证明对应的相关部位在安全阈值内；若不超过2/3，则证明相关部位存在安全风险，通知技术人员进行维修、加固；技术人员维修、加固后，通过采集到的雨污水管网的相关部位数据信息，及时更新计算机保存的三维模型。

技术总结
本发明提出了一种基于BIM的市政雨污水管网信息存储方法，该方法包括：首先，在市政雨污水管网的适当部位安装传感器，通过传感器采集相关部位的数据信息；根据采集的信息通过BIM技术生成雨污水管网的三维模型；并通过区块链共识算法得到准确的雨污水管网的三维模型，并且保存到公有链上；通过传感器不断采集雨污水管网的相关部位数据信息，实时更新每台计算机上的三维模型，完成对雨污水管网全时段的监测；该方法将解决了计算机保存的信息不安全的问题，减小了误差，杜绝了误判，节省了人力、时间，时效性强。时效性强。时效性强。


技术研发人员：撒元强 邓爱华 何国锋 柯善鑫 周立雷 张公艺 陈文韬 姚远东 林国 陈鹏
受保护的技术使用者：中交三公局桥梁隧道工程（北京）有限公司
技术研发日：2023.04.06
技术公布日：2023/7/13