一种基于移动互联网的工程协同仿真系统的制作方法

1.本发明属于交通建设工程领域，尤其涉及一种基于移动互联网的工程协同仿真系统。


背景技术：

2.以日新月异的网络技术和计算机技术为基础，现代制造业信息化主旋律将仿真带入了协同时代。企业间产品协同开发的需求、仿真工作融入研发流程的呼吁，保存企业智力资产的渴求，都使我们无法不加快协同仿真技术发展步伐。
3.使用的2d图纸，以线条、圆弧、文字等形式存储，只能依靠人来解释，电脑无法自动解释。要确定图纸有没有问题，不是一件容易的事情，需要不同专业的设计人员花大量时间进行协调沟通，然后在人脑里面把不同元素的空间关系想象出来进行检查。在项目复杂时间有限的情形下，必然会遗留不少问题到工地上。
4.现有技术在施工过程中现场情况和设计方案无法进行实时的对比，检查，施工中的的质量、进度等业务各自孤立，无法协同处理。


技术实现要素：

5.为了解决以上问题，本发明针对传统交通建设项目在项目施工过程中的质量、进度等业务孤立的问题，在大量调研、研究、开发的基础上，将工程施工过程中的进度、现成情况通过软件进行协同仿真，提高了项目施工效率和质量。
6.本发明提出一种基于移动互联网的工程协同仿真系统，包括：
7.进度关联模块，用于在导入总体施工计划，通过将工序卡控数据和检验批记录进行关联，自动判断现场施工进度和状态；
8.进度展示模块，用于展示项目计划的bim模型构件工序流程，以及现场施工进度虚拟仿真显示，根据现场实际情况自动动态显示各种不同颜色，灰色表示“未施工”，橙色表示“正在施工”，绿色表示“施工完未计价”，蓝色表示“完工且已计价”；
9.进度对比模块，通过指定的时间段，查看当前实际进度与计划的对比情况，在模型中以不同颜色，直观反应出：提前、正常、滞后三种状态，能够通过点击操作并定位到模型具体构件上，查看了解该构件的相关质量和安全资料，分析进度非正常的原因，有针对性的对后续施工作出资源配置调整；
10.施工预演模块，用于从工程开工至竣工整个过程进行虚拟的施工演练，通过可视化的施工推演，施工图纸校验，辅助施工方案及施工计划合理调整；还能够在任意时间点暂停，此时在模型上直观的显示该时间点的计划形象进度，全部框选后统计该时间点的工程量。
11.进一步的，进度关联模块，利用具体的工程部位，工序名称，状态来卡控相关工序，检验批附件资料集成在附件中，通过工程进度和检验批资料的上传，系统自动判断施工现场的进度和状态。
12.进一步的，该仿真系统的现场整合应用包括现场指导、现场校验和现场跟踪，以bim模型和3d施工图代替传统二维图纸指导现场施工，避免现场人员由于图纸误读引起施工出错。
13.进一步的，该仿真系统能够进行在施工招标以前对图纸进行协调综合，出综合管线图，保证招标图纸正确，施工过程中，利用bim对机电深化、优化，对路由，标高精细控制，并进行样板模拟安装，减少设计变更和现场浪费，避免风险。
14.进一步的，该仿真系统能够进行现场指导：以bim模型和3d施工图代替传统二维图纸指导现场施工，避免现场人员由于图纸误读引起施工出错，使用bim模拟安装，提高培训和施工交底效率。
15.进一步的，从工程开工至竣工整个过程进行虚拟的施工演练，通过可视化的施工推演，施工图纸校验，辅助施工方案及施工计划合理调整，具体包括：
16.从工程开工至竣工整个过程中实施提取当前的进度，作为当前时段的施工进度指数；
17.实施获得施工计划，并提取计划下一时段的投入时间比例、人力指数和物力指数；
18.利用第一计算公式计算计划下一时段的投入最低限度；
19.利用第二计算公式计算下一时段的施工进度指数；
20.根据所述计划下一时段的投入最低限度和所述下一时段的施工进度指数，利用第三计算公式计算辅助施工方案下的下一时段的施工进度指数；
21.所述第一计算公式为：
22.z
t
＝krw
23.其中，z
t
为计划下一时段的投入最低限度，k为计划下一时段的投入时间比例，r为计划下一时段的人力指数，w为计划下一时段的物力指数；
24.所述第二计算公式为：
[0025][0026]
其中，s
t
为当前时段的施工进度指数，s
t+1
为下一时段的施工进度指数；
[0027]
所述第三计算公式为：
[0028]
sy＝s
t+1
(k+
△
k)(r+
△
r)(w+
△
w)/z
t
[0029]
其中，sy为辅助施工方案下的下一时段的施工进度指数，
△
k为投入时间比例的增量，
△
r为人力指数的增量，
△
w为物力指数的增量。
[0030]
所述利用具体的工程部位，工序名称，状态来卡控相关工序，检验批附件资料集成在附件中，通过工程进度和检验批资料的上传，具体包括：
[0031]
获取当前的全部的工程部位的每个工序名称对应的状态，这个装备包括通过和尚未通过；
[0032]
将工程部位和工序名称按照执行的时间顺序进行编号，越早完成的工程部位和工序名称的编号越小；
[0033]
获得全部的已经完成的工程部位，并利用第四计算公式计算已完成工程部位的状态进度；
[0034]
获取当前正在执行的工序名称和对应的工程部位，并利用第五计算公式计算未完成工程部位的状态进度；
[0035]
利用第六计算公式计算实时的状态进度，并判断是否达到预先设置的存储卡控位置，若实时的状态进度达到预先设置的存储卡控位置，则将所述实时的状态进度和检验批附件资料集成在附件中，通过工程进度和检验批资料的上传；
[0036]
所述第四计算公式为：
[0037][0038]
其中，y为已完成工程部位的状态进度，yi为第i个工程部位的总计的工序数量，n1为已完成工程部位总数；
[0039]
所述第五计算公式为：
[0040][0041]
其中，w为未完成工程部位的状态进度，wj为第j个工程部位的已经完成的工序数量，n2为未完成工程部位总数；
[0042]
所述第六计算公式为：
[0043]
s＝ky+w
[0044]
其中，s为实时的状态进度，k为状态进度系数。
[0045]
有益效果：
[0046]
本发明的仿真系统可以进行现场指导：以bim模型和3d施工图代替传统二维图纸指导现场施工，避免现场人员由于图纸误读引起施工出错，使用bim模拟安装，提高培训和施工交底效率。该仿真系统可以进行现场指导：可以有效减少传统二维图纸的错漏碰缺问题，减少由于后期返工造成的时间成本，节约工期，从而实现更多的经济效益。
附图说明
[0047]
图1(a)：本发明的一种基于移动互联网的工程协同仿真系统的示意图；
[0048]
图1(b)：本发明的进度关联模块示意图；
[0049]
图2：本发明的进度展示模块示意图；
[0050]
图3：本发明的进度对比模块示意图；
[0051]
图4(a)传统技术图纸；
[0052]
图4(b)传统技术图纸；
[0053]
图5(a)本发明仿真系统的bim模型图纸施工判断示意图；
[0054]
图5(b)又一实施例仿真系统的bim模型图纸施工判断示意图；
[0055]
图6：本发明的仿真系统现场校验和现场跟踪示意图；
[0056]
图7：又一实施例的仿真系统现场校验和现场跟踪示意图；
[0057]
图8：本发明的现场施工模拟图；
[0058]
图9：本发明中的一种从工程开工至竣工整个过程进行虚拟的施工演练，通过可视化的施工推演，施工图纸校验，辅助施工方案及施工计划合理调整的流程图；
[0059]
图10：本发明中一种利用具体的工程部位，工序名称，状态来卡控相关工序，检验批附件资料集成在附件中，通过工程进度和检验批资料的上传的流程图。
具体实施方式
[0060]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅为本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
[0061]
本发明提出一种基于移动互联网的工程协同仿真系统，其结构参加图1a，具体包括：进度关联模块101、进度展示模块102、进度对比模块103和施工预演模块104。
[0062]
进度关联模块101，用于在导入总体施工计划，通过将工序卡控数据和检验批记录进行关联，来自动判断现场施工进度和状态。如图1所示，利用具体的工程部位，工序名称，状态来卡控相关工序，检验批附件资料集成在附件中。通过工程进度和检验批资料的上传，系统自动判断施工现场的进度和状态；参见图1b。
[0063]
进度展示模块102，用于展示项目计划的bim模型构件工序流程，以及现场施工进度虚拟仿真显示，根据现场实际情况自动动态显示各种不同颜色，灰色表示“未施工”，橙色表示“正在施工”，绿色表示“施工完未计价”，蓝色表示“完工且已计价”；
[0064]
进度对比模块103，如图2所示通过指定的时间段，查看当前实际进度与计划的对比情况，在模型中以不同颜色，直观反应出：提前、正常、滞后三种状态，能够通过点击操作并定位到模型具体构件上，查看了解该构件的相关质量和安全资料，分析进度非正常的原因，有针对性的对后续施工作出资源配置调整。图1中在状态项也利用各种不同颜色对进度进行了对比，能够更直观的看出工序的卡控进度及完成情。
[0065]
施工预演模块104，用于从工程开工至竣工整个过程进行虚拟的施工演练，通过可视化的施工推演，辅助施工方案及施工计划合理调整；还能够在任意时间点暂停，此时在模型上直观的显示该时间点的计划形象进度，全部框选后还统计该时间点的工程量。
[0066]
根据本发明的一个实施例，图3为某时间点施工演练过程中计划形象进度，是通过施工总体施工进度计划表来对模型结构进行时间安排，使其模拟出从工程开工至竣工整个过程进行虚拟的施工演练。图1中是基于质检、造价、设计等对具体结构进行工序交验、进度控制，可以结合本实施例中的施工预演进行对比。观察具体时间点上，形象直观的看出实际施工过程比计划工期是超前还是落后，能预测和指导后期施工。
[0067]
传统技术中，参见图4(a)、图4(b)使用的2d图纸，以线条、圆弧、文字等形式存储，只能依靠人来解释，电脑无法自动解释。要确定图纸有没有问题，不是一件容易的事情，需要不同专业的设计人员花大量时间进行协调沟通，然后在人脑里面把不同元素的空间关系想象出来进行检查。在项目复杂时间有限的情形下，必然会遗留不少问题到工地上。
[0068]
根据本发明，参见图5(a)、图5(b)，可知管道在通过墙体时与门冲突，在系统自动报警后，反馈给工作人员，可以修改门或者管道的设计，以此校验了施工图纸，提前解决可能出现的施工问题。同样的位置使用bim模型三维视图，圆圈里面的问题一目了然，这就是bim施工图纸校验。最主要的原因就是现场人员对图纸的理解有误，尤其是在时间要求很紧的情况下(例如事故、火灾等突发事件)，这种理解错误发生的概率就更高。
[0069]
本发明用bim模型的虚拟建筑与实际的施工现场或运营管理现场相整合，让现场人员按照实际建筑物样子的bim模型去理解现场并实施操作，而不是根据抽象的图纸，经过现场人员理解翻译以后的脑袋里的三维空间去处理
[0070]
本发明中bim的现场整合应用主要包括现场指导、现场校验和现场跟踪几个方面。以bim模型和3d施工图代替传统二维图纸指导现场施工，避免现场人员由于图纸误读引起施工出错参，见图6-7。
[0071]
本发明的一个方面，该仿真系统可以进行在施工招标以前对图纸进行协调综合，出综合管线图，保证招标图纸正确，施工过程中，利用bim对机电深化、优化，对路由，标高精细控制，并进行样板模拟安装。减少设计变更和现场浪费，避免风险；
[0072]
本发明的一个方面，该仿真系统可以进行现场指导：以bim模型和3d施工图代替传统二维图纸指导现场施工，避免现场人员由于图纸误读引起施工出错，使用bim模拟安装，提高培训和施工交底效率。
[0073]
本发明的一个方面，该仿真系统可以进行现场指导：可以有效减少传统二维图纸的错漏碰缺问题，减少由于后期返工造成的时间成本，节约工期，从而实现更多的经济效益。
[0074]
1)bim设计阶段：全专业建模、碰撞检查、管线优化以及三维场布建模、全景制作，需要熟悉revit、archicad、navisworks、3dmax等软件。
[0075]
2)bim施工阶段：使用与gis地理信息(倾斜摄影、激光点云等技术)结合的探索、高支模方案模拟、gis设备安装模拟、bim5d平台使用、施工三维出图、关键工序模拟、安全交底动画等，需要熟练navisworks、revit、fuzor、倾斜摄影等，对于关键工序的模拟如图8所示，在船闸金属闸门吊装过程中，由于场地狭窄不利于大型施工器具的展开，故利用bim软件对吊机的进出场、吊装进行模拟，大大缩小了吊装时间，减少了施工过程中危险的发生。
[0076]
图9为本发明中的一种从工程开工至竣工整个过程进行虚拟的施工演练，通过可视化的施工推演，施工图纸校验，辅助施工方案及施工计划合理调整的流程图。
[0077]
如图9所示，在一个或多个实施例中，优选地，从工程开工至竣工整个过程进行虚拟的施工演练，通过可视化的施工推演，施工图纸校验，辅助施工方案及施工计划合理调整，具体包括：
[0078]
s901、从工程开工至竣工整个过程中实施提取当前的进度，作为当前时段的施工进度指数；
[0079]
s902、实施获得施工计划，并提取计划下一时段的投入时间比例、人力指数和物力指数；
[0080]
s903、利用第一计算公式计算计划下一时段的投入最低限度；
[0081]
s904、利用第二计算公式计算下一时段的施工进度指数；
[0082]
s905、根据所述计划下一时段的投入最低限度和所述下一时段的施工进度指数，利用第三计算公式计算辅助施工方案下的下一时段的施工进度指数；
[0083]
所述第一计算公式为：
[0084]zt
＝krw
[0085]
其中，z
t
为计划下一时段的投入最低限度，k为计划下一时段的投入时间比例，r为计划下一时段的人力指数，w为计划下一时段的物力指数；
[0086]
所述第二计算公式为：
[0087]st+1
＝s
t
+z
t
[0088]
其中，s
t
为当前时段的施工进度指数，s
t+1
为下一时段的施工进度指数；
[0089]
所述第三计算公式为：
[0090]
sy＝s
t+1
(k+
△
k)(r+
△
r)(w+
△
w)/z
t
[0091]
其中，sy为辅助施工方案下的下一时段的施工进度指数，
△
k为投入时间比例的增量，
△
r为人力指数的增量，
△
w为物力指数的增量。
[0092]
在本发明实施例中，为了能够完成在线的对于施工进度根据人员投入、时间投入和物力投入，进行下一时刻的预测分析，在分析获得下一时段的施工进度指数，这个下一时段的施工进度指数若不能大于预设的进度需求限度，则利用第三计算公式计算获得最新的辅助施工方案下的下一时段的施工进度指数，这种辅助施工方案利用了
△
k为投入时间比例的增量，
△
r为人力指数的增量，
△
w为物力指数的增量，这三个增量是根据经验预先设置。
[0093]
图10为本发明中一种利用具体的工程部位，工序名称，状态来卡控相关工序，检验批附件资料集成在附件中，通过工程进度和检验批资料的上传的流程图。
[0094]
如图10所示，，在一个或多个实施例中，优选地，所述利用具体的工程部位，工序名称，状态来卡控相关工序，检验批附件资料集成在附件中，通过工程进度和检验批资料的上传，具体包括：
[0095]
s1001、获取当前的全部的工程部位的每个工序名称对应的状态，这个装备包括通过和尚未通过；
[0096]
s1002、将工程部位和工序名称按照执行的时间顺序进行编号，越早完成的工程部位和工序名称的编号越小；
[0097]
s1003、获得全部的已经完成的工程部位，并利用第四计算公式计算已完成工程部位的状态进度；
[0098]
s1004、获取当前正在执行的工序名称和对应的工程部位，并利用第五计算公式计算未完成工程部位的状态进度；
[0099]
s1005、利用第六计算公式计算实时的状态进度，并判断是否达到预先设置的存储卡控位置，若实时的状态进度达到预先设置的存储卡控位置，则将所述实时的状态进度和检验批附件资料集成在附件中，通过工程进度和检验批资料的上传；
[0100]
所述第四计算公式为：
[0101][0102]
其中，y为已完成工程部位的状态进度，yi为第i个工程部位的总计的工序数量，n1为已完成工程部位总数；
[0103]
所述第五计算公式为：
[0104][0105]
其中，w为未完成工程部位的状态进度，wj为第j个工程部位的已经完成的工序数量，n2为未完成工程部位总数；
[0106]
所述第六计算公式为：
[0107]
s＝ky+w
[0108]
其中，s为实时的状态进度，k为状态进度系数。
[0109]
在本发明实施例中，通过对于每个工序单独关联对于的工程部位的方式进行进度提取，在提取实时的状态进度时，一方面考虑全部完成的工程部位，另一方面，考虑未完成的工程部位，由于工程部位全部完成的影响更大，因此，考虑乘以一个大于1的状态进度系数，在本发明中状态进度系数优选为2，可选择的范围为1-5之间的实数，对于每一道工序都有其状态，通过和尚未通过，在获得综合的实时的状态进度后，按照一定的预设的进度阶段进行数据存储和数据上传，确保传输不会产生数据冗余。
[0110]
尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，且应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

技术特征：
1.一种基于移动互联网的工程协同仿真系统，其特征在于，包括：进度关联模块，用于在导入总体施工计划，通过将工序卡控数据和检验批记录进行关联，自动判断现场施工进度和状态；进度展示模块，用于展示项目计划的bim模型构件工序流程，以及现场施工进度虚拟仿真显示，根据现场实际情况自动动态显示各种不同颜色，灰色表示“未施工”，橙色表示“正在施工”，绿色表示“施工完未计价”，蓝色表示“完工且已计价”；进度对比模块，通过指定的时间段，查看当前实际进度与计划的对比情况，在模型中以不同颜色，直观反应出：提前、正常、滞后三种状态，能够通过点击操作并定位到模型具体构件上，查看了解该构件的相关质量和安全资料，分析进度非正常的原因，有针对性的对后续施工作出资源配置调整；施工预演模块，用于从工程开工至竣工整个过程进行虚拟的施工演练，通过可视化的施工推演，施工图纸校验，辅助施工方案及施工计划合理调整；还能够在任意时间点暂停，此时在模型上直观的显示该时间点的计划形象进度，全部框选后统计该时间点的工程量；其中，从工程开工至竣工整个过程进行虚拟的施工演练，通过可视化的施工推演，施工图纸校验，辅助施工方案及施工计划合理调整，具体包括：从工程开工至竣工整个过程中实施提取当前的进度，作为当前时段的施工进度指数；实施获得施工计划，并提取计划下一时段的投入时间比例、人力指数和物力指数；利用第一计算公式计算计划下一时段的投入最低限度；利用第二计算公式计算下一时段的施工进度指数；根据所述计划下一时段的投入最低限度和所述下一时段的施工进度指数，利用第三计算公式计算辅助施工方案下的下一时段的施工进度指数；所述第一计算公式为：z
t
＝krw其中，z
t
为计划下一时段的投入最低限度，k为计划下一时段的投入时间比例，r为计划下一时段的人力指数，w为计划下一时段的物力指数；所述第二计算公式为：s
t+1
＝s
t
+z
t
其中，s
t
为当前时段的施工进度指数，s
t+1
为下一时段的施工进度指数；所述第三计算公式为：s
y
＝s
t+1
(k+
△
k)(r+
△
r)(w+
△
w)/z
t
其中，s
y
为辅助施工方案下的下一时段的施工进度指数，
△
k为投入时间比例的增量，
△
r为人力指数的增量，
△
w为物力指数的增量。2.根据权利要求1所述的一种基于移动互联网的工程协同仿真系统，其特征在于：进度关联模块，利用具体的工程部位，工序名称，状态来卡控相关工序，检验批附件资料集成在附件中，通过工程进度和检验批资料的上传，系统自动判断施工现场的进度和状态；其中，所述利用具体的工程部位，工序名称，状态来卡控相关工序，检验批附件资料集成在附件中，通过工程进度和检验批资料的上传，具体包括：获取当前的全部的工程部位的每个工序名称对应的状态，这个装备包括通过和尚未通
过；将工程部位和工序名称按照执行的时间顺序进行编号，越早完成的工程部位和工序名称的编号越小；获得全部的已经完成的工程部位，并利用第四计算公式计算已完成工程部位的状态进度；获取当前正在执行的工序名称和对应的工程部位，并利用第五计算公式计算未完成工程部位的状态进度；利用第六计算公式计算实时的状态进度，并判断是否达到预先设置的存储卡控位置，若实时的状态进度达到预先设置的存储卡控位置，则将所述实时的状态进度和检验批附件资料集成在附件中，通过工程进度和检验批资料的上传；所述第四计算公式为：其中，y为已完成工程部位的状态进度，y
i
为第i个工程部位的总计的工序数量，n1为已完成工程部位总数；所述第五计算公式为：其中，w为未完成工程部位的状态进度，w
j
为第j个工程部位的已经完成的工序数量，n2为未完成工程部位总数；所述第六计算公式为：s＝ky+w其中，s为实时的状态进度，k为状态进度系数。3.根据权利要求1所述的一种基于移动互联网的工程协同仿真系统，其特征在于，包括：该仿真系统的现场整合应用包括现场指导、现场校验和现场跟踪，以bim模型和3d施工图代替传统二维图纸指导现场施工，避免现场人员由于图纸误读引起施工出错。4.根据权利要求1所述的一种基于移动互联网的工程协同仿真系统，其特征在于，该仿真系统能够进行在施工招标以前对图纸进行协调综合，出综合管线图，保证招标图纸正确，施工过程中，利用bim对机电深化、优化，对路由，标高精细控制，并进行样板模拟安装，减少设计变更和现场浪费，避免风险。5.根据权利要求1所述的一种基于移动互联网的工程协同仿真系统，其特征在于，该仿真系统能够进行现场指导：以bim模型和3d施工图代替传统二维图纸指导现场施工，避免现场人员由于图纸误读引起施工出错，使用bim模拟安装，提高培训和施工交底效率。

技术总结
本发明提出一种基于移动互联网的工程协同仿真系统，包括：进度关联模块，用于在导入总体施工计划，通过将工序卡控数据和检验批记录进行关联，来自动判断现场施工进度和状态；进度展示模块，用于展示项目计划的BIM模型构件工序流程，以及现场施工进度虚拟仿真显示，根据现场实际情况自动动态显示各种不同颜色，灰色表示“未施工”，橙色表示“正在施工”，绿色表示“施工完未计价”，蓝色表示“完工且已计价”；进度对比模块，通过指定的时间段，查看当前实际进度与计划的对比情况，施工预演模块，用于从工程开工至竣工整个过程进行虚拟的施工演练，通过可视化的施工推演，施工图纸校验，辅助施工方案及施工计划合理调整。施工方案及施工计划合理调整。施工方案及施工计划合理调整。


技术研发人员：刘代全 黄学源 刘建华 董再更 李斌
受保护的技术使用者：长沙中交京纬工程技术有限公司
技术研发日：2023.01.16
技术公布日：2023/7/19