一种基于BIM的建筑工程安全管理系统及方法与流程

本发明涉及施工安全管理，具体涉及一种基于bim的建筑工程安全管理系统及方法。

背景技术：

1、建筑工程安全管理是确保建筑工地上所有人员的安全与健康的关键。在现代建筑行业，安全意识不仅仅是一种责任，更是一种义务。通过有效的安全管理，可以预防事故发生，保障施工人员的生命财产安全，同时也能够提高工程的质量和效率。良好的安全管理可以减少工地上的紧张氛围，增强团队的凝聚力，提升工作效率，从而为项目的顺利进行提供坚实的保障。

2、bim(building information modeling)，即建筑信息模型，是一种基于数字化技术的建筑设计与管理方法。它通过将建筑设计、施工和运营过程中的各种信息整合在一起，实现了全方位、多层次的建筑信息管理。bim不仅仅是一种软件工具，更是一种全新的设计理念和工作方式。通过bim技术，建筑师、工程师和施工方可以在同一个平台上进行实时的信息共享和协作，从而提高了设计的准确性和施工的效率。通过bim，建筑行业可以更好地管理项目进度、控制成本，并最大程度地降低施工过程中的风险。

3、但是，目前国内对于bim技术的应用探索较少，人们尚未找到一种合适的将bim技术应用于建筑工程安全管理的方式。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于bim的建筑工程安全管理系统及方法，解决以下技术问题：

2、如何将bim技术和建筑工程安全管理结合至一起。

3、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

4、一种基于bim的建筑工程安全管理系统，包括：

5、数据监测模块，用于获取bim模型和施工现场的多种实时监测数据，每种实时监测数据对应一种安全风险；

6、风险评估模块，用于在bim模型中整合多种实时监测数据，分析整合实时监测数据后的bim模型，得到每种安全风险对应的多个风险数据，风险数据为包括坐标和风险值两种数据的二元组形式；

7、风险分析模块，用于以每个风险数据为节点建立风险图，并分析风险图得到风险节点；

8、风险预警模块，用于根据风险节点发出安全风险预警；

9、其中，以每个风险数据为节点建立风险图，并分析风险图得到风险节点，包括：

10、分别为每个风险数据建立一个节点，并以节点对应的风险数据的风险值作为节点权值；

11、根据bim模型及每个节点对应的风险数据的坐标，得到每种安全风险在不同节点对应的坐标之间的传递能力；

12、在同种安全风险的不同风险数据对应的两个节点之间建立子图边，并以传递能力作为子图边权值，得到每种安全风险对应的一个子图；

13、在不同安全风险对应的子图的节点之间建立连通边，并以不同节点对应的坐标之间的距离作为连通边权值，连通不同的子图得到风险图；

14、根据风险图中的节点权值、子图边权值及连通边权值，计算每个节点对应的风险值，得到风险节点。

15、作为本发明进一步的方案：安全风险包括工人密集区域风险，实时监测数据包括人员定位数据，风险数据包括工人密集区域风险数据；所述在bim模型中整合多种实时监测数据，分析整合实时监测数据后的bim模型，得到每种安全风险对应的多个风险数据，包括：

16、对人员定位数据进行聚类，得到多个定位数据簇；

17、将定位数据簇作为点云叠加至bim模型中，得到每个定位数据簇所在的施工作业区域；

18、根据每个定位数据簇的人员定位数据数量及该定位数据簇所在的施工作业区域的空间大小的比值，得到区域密度；

19、以定位数据簇的中心作为密集区域风险数据的坐标，以区域密度作为工人密集区域风险数据的风险值，得到多个工人密集区域风险数据。

20、作为本发明进一步的方案：所述根据bim模型及每个节点对应的风险数据的坐标，得到每种安全风险在不同节点对应的坐标之间的传递能力，包括：

21、根据bim模型，获取两个工人密集区域风险数据的坐标之间的最短路径长度；

22、将两个工人密集区域风险数据的坐标之间的最短路径长度，作为工人密集区域风险在该两个工人密集区域风险数据对应的节点之间的传递能力。

23、作为本发明进一步的方案：安全风险包括高温区域风险，实时监测数据包括不同位置的温度数据，风险数据包括高温区域风险数据；所述在bim模型中整合多种实时监测数据，分析整合实时监测数据后的bim模型，得到每种安全风险对应的多个风险数据，还包括：

24、根据不同位置的温度数据，基于插值法得到施工现场的热力分布图；

25、将热力分布图叠加至bim模型中，得到bim模型中多个高温作业区域；

26、以高温作业区域的中心作为高温区域风险数据的坐标，以高温作业区域内的平均温度作为高温区域风险数据的风险值，得到多个高温区域风险数据。

27、作为本发明进一步的方案：所述根据bim模型及每个节点对应的风险数据的坐标，得到每种安全风险在不同节点对应的坐标之间的传递能力，还包括：

28、根据bim模型，统计两个高温区域风险数据的坐标之间的最短路径上的可燃材料量；

29、将两个高温区域风险数据的坐标之间的可燃材料量，作为高温区域风险在该两个高温区域风险数据对应的节点之间的传递能力。

30、作为本发明进一步的方案：安全风险包括结构异常风险，实时监测数据包括不同位置的结构监测数据，风险数据包括结构异常风险数据；所述在bim模型中整合多种实时监测数据，分析整合实时监测数据后的bim模型，得到每种安全风险对应的多个风险数据，还包括：

31、根据bim模型，获取每个结构监测数据所在的位置的建筑参数数据；

32、基于建筑参数数据、结构监测数据，根据预设风险预测模型，得到每个结构监测数据对应的风险预测值；

33、以结构监测数据对应的位置作为结构异常风险数据的坐标，以风险预测值作为结构异常风险数据的风险值，得到多个结构异常风险数据。

34、作为本发明进一步的方案：所述根据bim模型及每个节点对应的风险数据的坐标，得到每种安全风险在不同节点对应的坐标之间的传递能力，还包括：

35、根据bim模型，统计两个结构异常风险数据的坐标之间的最短路径上的建筑材料量；

36、根据两个结构异常风险数据的坐标之间的建筑材料量，得到结构异常风险在该两个高温区域风险数据对应的节点之间的传递能力，其中，两个高温区域风险数据对应的节点之间的传递能力和建筑材料量成正比。

37、作为本发明进一步的方案：所述根据风险图中的节点权值、子图边权值及连通边权值，计算每个节点对应的风险值，得到风险节点，包括：

38、根据风险图中的节点权值、子图边权值及连通边权值，基于预设计算公式计算每个节点对应的风险值；

39、将风险值高于预设阈值的节点作为风险节点；

40、其中，预设计算公式为：

41、r＝awn+b∑wsub-c∑wcon

42、其中，r为目标节点的风险值，目标节点为当前待计算的节点，wn为目标节点的节点权值，wsub为以目标节点为顶点的子图边的子图边权值，wcon为以目标节点为顶点的连通边的连通边权值，a、b和c分别为不同的权重系数。

43、本发明还提供一种基于bim的建筑工程安全管理方法，包括：

44、获取bim模型和施工现场的多种实时监测数据，每种实时监测数据对应一种安全风险；

45、在bim模型中整合多种实时监测数据，分析整合实时监测数据后的bim模型，得到每种安全风险对应的多个风险数据，风险数据为包括坐标和风险值两种数据的二元组形式；

46、以每个风险数据为节点建立风险图，并分析风险图得到风险节点；

47、根据风险节点发出安全风险预警；

48、其中，以每个风险数据为节点建立风险图，并分析风险图得到风险节点，包括：

49、分别为每个风险数据建立一个节点，并以节点对应的风险数据的风险值作为节点权值；

50、根据bim模型及每个节点对应的风险数据的坐标，得到每种安全风险在不同节点对应的坐标之间的传递能力；

51、在同种安全风险的不同风险数据对应的两个节点之间建立子图边，并以传递能力作为子图边权值，得到每种安全风险对应的一个子图；

52、在不同安全风险对应的子图的节点之间建立连通边，并以不同节点对应的坐标之间的距离作为连通边权值，连通不同的子图得到风险图；

53、根据风险图中的节点权值、子图边权值及连通边权值，计算每个节点对应的风险值，得到风险节点。

54、本发明的有益效果：

55、本发明提供一种基于bim的建筑工程安全管理系统及方法，其将多种实时监测数据整合于bim模型中，得到多种安全风险对应的风险数据，然后以风险数据的风险值为节点权重，以根据bim模型得到的风险的传递能力为子图边权值，建立每个安全风险对应的子图，然后根据风险数据的坐标得到距离，以距离为连通边权值，将不同的子路连通起来，得到表征施工现场风险情况的风险图。然后根据风险图中的节点权值、子图边权值及连通边权值寻找风险节点，便可以完成安全风险预警。相比于现有技术，本发明利用bim模型评估风险及风险的传递能力，通过图这种数据结构将bim模型和实时监测数据结合至一起，利用子图的方式表示施工现场每种安全风险的风险情况，再根据节点的距离，利用连通子图得到的风险图描述整体的风险情况，实现宏观、全面地安全管理，解决了如何将bim技术和建筑工程安全管理结合至一起的问题，具备很好的实用性。