一种基于GIS智慧工程管理系统及方法

技术领域

本申请涉及铁路工程管理技术领域，具体而言，涉及一种基于GIS智慧工程管理系统及方法。

背景技术

铁路沿线施工建设都是在极其复杂的山林、丘陵、湖泊等多种环境中进行的，因此工程的施工质量要求高。较高的工程施工质量离不开有效地工程检测管理。就目前来看，传统的检测监测和管理模式具有监测信息不完善、监测和管理数据不透明、监测和管理中发现的重要事件及预警信息不能及时上报到主管管理部门、监测和管理资料难以进行汇总分析等难以克服的缺点，愈来愈不能满足现代工程的施工管理需求。

发明内容

本申请实施例提供一种基于GIS智慧工程管理系统及方法，能够对工程全方位智能化管控，便于管理人员了解工程实时动态，有助于管理人员进行有效决策和精细管理。

本申请实施例提供一种基于GIS智慧工程管理系统，智慧工程管理系统包括GIS工程项目监管平台、管理人员终端、工程人员终端、数据库服务器和工程检测信息监控子系统，GIS工程项目监管平台包括三维模型建立模块，三维模型建立模块基于建筑信息模型和地理信息系统建立待施工铁路工程的三维工程模型；管理人员终端用于管理人员访问GIS工程项目监管平台并进行信息交互与管理；数据库服务器用于与GIS工程项目监管平台的数据的存储及发送；工程人员终端包括数据录入模块，数据录入模块用于通过在线录入数据库服务器或通过交互文件批量导入至GIS工程项目监管平台的工程进度数据模块；工程检测信息监控子系统用于对施工现场以及人员信进行实时监控，工程检测信息监控子系统通过数据库服务器与GIS工程项目监管平台通信连接；GIS工程项目监管平台还包括工程进度数据模块和地图浏览模块，工程进度模块用于供工程人员终端对工程进度数据的输入，地图浏览模块用于三维工程模型的展示，并将工程进度数据模块与三维模型建立模块进行关联，实时更新三维工程模型的施工进度信息。

在一些实施例中，三维模型建立模块包括BIM三维模型建立模块和GIS三维地形图建立模块，BIM三维模型建立模块用于通过软件对工程的BIM三维模型进行建立，并将BIM三维模型划分为多个工程构件，工程构件与实际工程部位相对应并能够进行构件名、材料、所属位置、工程量、造价的信息录入；GIS三维地形图建立模块用于将现场地形数据通过Smart3D软件，进行空三加密计算生成点云数据，通过点云数据制作工程场地的实际地形图。

在一些实施例中，三维模型建立模块通过接收数据库服务器中工程进度和成本的数据，显示在三维工程模型中每一工程构件中，工程人员通过工程人员终端在三维模型建立模块获取计划进度信息。

在一些实施例中，管理人员通过管理人员终端接收数据库服务器中的进度定制和成本控制的历史信息。

在一些实施例中，工程检测信息监控子系统包括自动电测仪表以及视频监控装置，视频监控装置用于采集施工现场数据，并将现场地形数据反馈至三维模型建立模块，自动电测仪表以及视频监控装置与所述数据库服务器通信连接。

在一些实施例中，GIS工程项目监管平台还包括招标管理模块和投标管理模块，招标管理模块用于进行招标全过程的信息管理，投标管理模块用于对投标全过程的信息管理。

在一些实施例中，GIS工程项目监管平台还包括合同管理模块、工程立项模块、材料管理模块和劳务人员管理模块，合同管理模块用于对合同信息、收款、审批以及存档，以使合同管理信息化；工程立项模块用于对工程项目进行信息化管理；材料管理模块用于对施工现场的材料进行管理；劳务人员管理模块用于对施工现场的劳务人员的信息进行存档管理。

在一些实施例中，GIS工程项目监管平台还包括资料管理模块、施工过程管理模块和施工机械管理模块，资料管理模块用于对项目中的施工图纸资料、合同资料、验收资料等各种纸质资料，以及现场照片等电子资料进行规范管理，以形成电子档案库，实现电子档案和资料的信息化存储；施工过程管理模块用于收集施工过程中的施工日志、设计变更、技术交底和施工组织方案，以形成电子档案库；施工机械管理模块用于对施工中的机械设备提供信息化管理。

在一些实施例中，GIS工程项目监管平台还包括项目进度管理模块和成本管理模块，项目进度管理模块用于工程进度的制定和根据三维工程模型展示模块信息对工程进度的调整；成本管理模块用于根据地图浏览模块信息对人员、物料及设备的安排。

综上所述，通过三维模型建立模块进行工程点标识，由GIS工程项目监管平台对工程计划、进度、安全、资料进行全面管理，由传统现场盯控转变到利用信息化、GIS、云计算、物联网、智能检测、视频监控等“人机结合”的智慧化管理手段进行全方位智能化管控；将工程设计、招投标、预结算、合同管理、验工计价等环节的各环节统一信息流运行，打通主要环节进行有机整合，使管理人员可以对项目的全过程实施情况，进行整体和系统性把控，帮助管理人员进行有效决策和精细管理，减少施工变更，缩短项目工期、控制项目成本、提升质量。

第二方面，本申请实施例还提供了一种基于GIS智慧工程管理系统的管理方法，管理方法可以包括以下步骤：步骤S1：将BIM三维模型根据实际工程划分多个工程构件，并对工程构件进行构件名、材料、所属位置、工程量、造价的信息录入；步骤S2：通过视频监控装置采集施工现场数据，在GIS三维地形图中，将现场地形数据通过Smart3D软件，进行空三加密计算生成点云数据，通过点云数据制作施工场地的实际地形图；步骤S3：将地形图导入BIM三维模型建立模块相结合，并生成三维工程模型；步骤S4：GIS工程项目监管平台展示三维工程模型，并通过三维工程模型对工程构建进行制定工程进度和建设人员、物料及设备；步骤S5：工程人员根据工程计划信息进行工作，并通过工程人员终端上传工程进度；步骤S6：管理人员通过管理人员终端访问GIS工程项目监管平台访问工程进度情况，并对工程所需人员、物料及设备进行调整。

本申请的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请一些实施例提供的智慧工程管理系统的系统框图；

图2为本申请一些实施例提供的智慧工程管理系统的管理方法的流程示意图；

图3为本申请一些实施例提供的智慧工程管理系统中投标管理模块的流程示意图；

图4为本申请一些实施例提供的智慧工程管理系统中合同管理模块的流程示意图；

图5为本申请一些实施例提供的智慧工程管理系统中工程立项模块的流程示意图；

图6为本申请一些实施例提供的智慧工程管理系统中材料管理模块的流程示意图；

图7为本申请一些实施例提供的智慧工程管理系统中劳务人员管理模块的流程示意图；

图8为本申请一些实施例提供的智慧工程管理系统中成本管理模块的流程示意图；

图9为本申请一些实施例提供的智慧工程管理系统中资料管理模块的流程示意图；

图10为本申请一些实施例提供的智慧工程管理系统中施工过程管理模块的流程示意图；

图11为本申请一些实施例提供的智慧工程管理系统中施工机械管理的流程示意图；

图12为本申请一些实施例提供的智慧工程管理系统中项目进度管理的流程示意图。

图标：10-GIS工程项目监管平台；20-管理人员终端；30-工程人员终端；40-数据库服务器；50-工程检测信息监控子系统；51-自动电测仪表；52-视频监控装置。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”应做广义理解，例如，可以是固定相连，也可以是可拆卸相连，或一体地相连；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例

第一方面，本申请实施例提供一种基于GIS智慧工程管理系统，请参阅图1，智慧工程管理系统包括GIS工程项目监管平台10、管理人员终端20、工程人员终端30、数据库服务器40和工程检测信息监控子系统50，GIS工程项目监管平台10包括三维模型建立模块，三维模型建立模块基于建筑信息模型(BIM)和地理信息系统(GIS)建立待施工铁路工程的三维工程模型；管理人员终端20用于管理人员访问GIS工程项目监管平台10并进行信息交互与管理；数据库服务器40用于与GIS工程项目监管平台10的数据的存储及发送；工程人员终端30包括数据录入模块，数据录入模块用于通过在线录入数据库服务器40或通过交互文件批量导入至GIS工程项目监管平台10的工程进度数据模块；工程检测信息监控子系统50用于对施工现场以及人员信进行实时监控，工程检测信息监控子系统50与GIS工程项目监管平台10通信连接；GIS工程项目监管平台10还包括工程进度数据模块和地图浏览模块，工程进度模块用于供工程人员终端30对工程进度数据的输入，地图浏览模块用于三维工程模型的展示，并将工程进度数据模块与三维模型建立模块进行关联，实时更新三维工程模型的施工进度信息。

在本方案中，工程人员能够通过工程人员终端30的数据录入模块，将工程的实时情况录入数据库服务器40或通过交互文件批量导入至GIS工程项目监管平台10的工程进度数据模块以及地图浏览模块，从而用于三维工程模型的展示，并将工程进度数据模块与三维模型建立模块进行关联，实时更新三维工程模型的施工进度信息。

而管理人员则可以通过管理人员终端20在地图浏览模块获得工程的实时信息，从而可以帮助管理人员进行有效决策和精细管理，减少施工变更，缩短项目工期、控制项目成本、提升质量，并能够根据工程进度信息调整工程进度及成本控制。而工程人员又能够通过工程人员终端30获取在地图浏览模块获得计划的工程进度信息，从而实现了而达到模型进度与现场施工进度一致，而且提高了实时信息的互通性和及时性，相应就增加了信息交流的效率。

在一些实施例中，请继续参阅图1，工程检测信息监控子系统50包括自动电测仪表51以及视频监控装置52，视频监控装置52用于采集施工现场数据，并将现场地形数据反馈至三维模型建立模块，自动电测仪表51以及视频监控装置52与所述数据库服务器40通信连接。

其中，自动电测仪表51以及视频监控装置52的数量均可以设为多个，多个自动电测仪表51和多个视频监控装置52均通过工程客户端与GIS工程项目监管平台连接，实现信息共享。

其中，GIS工程项目监管平台10可以包括位于局总部的内网监管客户端电脑、位于各子公司及项目部的外网监管客户端电脑；局总部的内网监管客户端电脑、各子公司外网监管客户端电脑、项目部的外网监管客户端电脑均通过基于B/S构架的互联网通信连接位于局总部的局总部服务器；局总部服务器包括web服务器和应用接入服务器；web服务器和应用接入服务器连接数据库服务器40；数据库服务器40通过基于C/S构架的互联网通信连接各个位于项目部和施工现场的外网监测客户端电脑，且客户端电脑分别连接现场自动电测仪表51和视频监控装置52。

在一些实施例中，三维模型建立模块包括BIM三维模型建立模块和GIS三维地形图建立模块，BIM三维模型建立模块用于通过软件对工程的BIM三维模型进行建立，并将BIM三维模型划分为多个工程构件，工程构件与实际工程部位相对应并能够进行构件名、材料、所属位置、工程量、造价的信息录入；GIS三维地形图建立模块用于将现场地形数据通过Smart3D软件，进行空三加密计算生成点云数据，通过点云数据制作工程场地的实际地形图。

通过BIM三维模型建立模块将BIM三维模型划分为多个工程构件，工程构件与实际工程部位相对应并能够进行构件名、材料、所属位置、工程量、造价的信息录入，使得工程构件按模块进行分解，每个构件都有自己的标签，方便台账的统计。GIS三维地形图建立模块可以通过无人机航拍技术获得现场地形数据，并将场地形数据通过Smart3D软件进行空三加密计算生成点云数据，通过点云数据制作工程场地的实际地形图。三维模型建立模块将上述两者相结合为工程人员及管理人员提供可视化的信息，便于信息的获取，实现WBS与BIM模型相互映射。

在一些实施例中，三维模型建立模块通过接收数据库服务器40中工程进度和成本的数据，显示在三维工程模型中每一工程构件中，工程人员通过工程人员终端30在三维模型建立模块获取计划进度信息。

在一些实施例中，管理人员通过管理人员终端20接收数据库服务器40中的进度定制和成本控制的历史信息。

在一些实施例中，GIS工程项目监管平台10还包括招标管理模块和投标管理模块，招标管理模块用于进行招标全过程的信息管理，投标管理模块用于对投标全过程的信息管理。

通过设置有招标管理模块，在公开招标或邀请投标人过程中，规范操作流程，使资质审查规范化，降低项日成本，根据建设公司的意图和要求提出报价，核心管理公司大型物资的招标采购计划和分包项目招标计划，并对投标人的价格进行内部的评审。此模块包括的功能有分包招标、采购计划、招标报价价格对比。

另外，图3为投标管理模块的流程示意图，因此通过投标管理模块的设定，使投标过程管理信息化，可使管理人员及时准确的了解到在投项目情况、资质要求、投标进展及我方准备情况：并根据企业过往历史投标大数据分析，为投标情況分析、投标报价和投标决策提供充分的辅助信息。可随时了解月度、季度产生的商务费用成本，投项目投标保证金占用情况、追回情况等。全过程管控防止在投项目投标报价不准确，清单明细审查不严密，竟争对手情况投标报价及优劣势分析不准确等情况发生。同时对标书购买、资质自审、项目勘察等过程进行信息化记录。投标管理模块涵盖信息立项并跟踪、招投标文件的购买、资格的内部审查、项目前期勘察的记录、投标预算文件的审核、投标保证金的申请、竟争对手请款的分析、项目招待费的统计等功能。

投标的流程可以包括有备份服务器、项目信息管理、投标文件准备、投标报名申请、资格预审、投标保证金申请、投标文件、成本分析报告、投标结果分析、保证金以及押金收回、履约保证金和施工合同。

在一些实施例中，GIS工程项目监管平台10还包括合同管理模块、工程立项模块、材料管理模块和劳务人员管理模块，合同管理模块用于对合同信息、收款、审批以及存档，以使合同管理信息化；工程立项模块用于对工程项目进行信息化管理；材料管理模块用于对施工现场的材料进行管理；劳务人员管理模块用于对施工现场的劳务人员的信息进行存档管理。

图4为合同管理模块的流程示意图，因此通过设置有合同管理模块，合同管理模块可以包含项目所涉及的多种类型合同，其中有收入合同、材料合同、分包合同、劳务合同、租赁合同等，其中收入合同指业主方与公司签订的合同，系统提供甲方合同的签字审批、合同存档。施工过程中结算记录、收款记录管理等。让管理人员随时掌握项目的结算、收款情况。以信息化手段进行合同归档签，使合同信息可以快捷查询。改善项目重施工、轻回款情况，防止不按时收款情况发生。解决合同结算和收款信息分散问题，便利化结算收款流程。明确合同约定条款，避免合同法律风险。有效消除甲方资金来源、进度款支付存在履约风险。解决竣工验收结算条件不明确，收款困难问題。对项目进度款申报进行主动提示，即时计算项目结算明细，资金回收等数据报表。

合同的流程可以包括合同信息登记、合同信息审批、合同进度款信息录入、合同进度款审批以及合同收款执行。

其中，图5为工程立项模块的流程示意图，工程立项模块能够对工程项目进行信息化管理，以中标项目作基础信息及系统数据的中心，以该数据为业务主线，在系统中对材料总计划、分包管理、合同管理、资金付款等进行关联操作。将施工组织计划、目标责任成本在系统中进行落实，还包括供应商、劳务分包管理、项目内部人员定岗定责等。规范项目现场管理及成本管控制度。对项目开前工前技术交底，施工中技术交底、竣工后技术交底进行关联管理，避免项目过程管控不到位造成的质量、工期等问题。

另外，图6为材料管理模块的流程示意图，材料管理模块是以物资崙求计划建立、采购执行、物资验收、物资管理、定额消耗为管理目标，实现项目物资数据的信息管理。使项目管理人员可实时查看物资数据，发起及审核批复物资业务单据，从集中管理角度解决物资需求总体计划问题，使项目的物资需求即时汇总即时处理。为提前采购提供决策依据避免发生停工待料情况，使计划可调可控。规范现场物资验收问題、现场物资管理问題、现场物资盘点问题等；根据物资实物数据操作，即时更新供应商供货、付款等往来资金数据。对施工班组领料进行限额消耗管理，即时更新项目材料入库量、领用量、结余量，对项目材料的购买量、使用量进行超量预警，使项目材料成本可管可控。

同时，图7为劳务人员管理模块的流程示意图，通过劳务人员管理模块可以提供项目人员定岗定责及劳务人员管理功能：其中劳务人员管理功能包括劳务工时登记、劳务费用结算、劳务费支付等。以人天为计算单位，精确管控劳务进场情况、劳务工作量，监督劳务过程、进度、质量等信息。对工作量、计价公式进行系统化管理，有效解决劳务资金计划不周、劳务计价模糊问题。使劳务施工规范到位、避免劳务纠纷，避免因劳务计划不周而导致的施工延期、成本增加等问题。

在一些实施例中，GIS工程项目监管平台10还包括资料管理模块、施工过程管理模块和施工机械管理模块，资料管理模块用于对项目中的施工图纸资料、合同资料、验收资料等各种纸质资料，以及现场照片等电子资料进行规范管理，以形成电子档案库，实现电子档案和资料的信息化存储；施工过程管理模块用于收集施工过程中的施工日志、设计变更、技术交底和施工组织方案，以形成电子档案库；施工机械管理模块用于对施工中的机械设备提供信息化管理。

图9为资料管理模块的流程示意图，因此通过设置有资料管理模块的设定，资料管理模块可以对项目中的施工图纸资料、合同资料、验收资料等各种纸质资料，以及现场照片等电子资料进行规范管理，形成电子档案库，实现电子档案和资料的信息化存储。工程文档管理是工程项目管理的重要组成部分，该模型结合云技术、电子文档管理方法对项目的各类文档进行通管理，解决工程文档资料存储分散、版本管理难、文件已丢死、检索查询费时费力等难题。规范资料管理业务流程，资料归档流程。实现在归档计划、归档核查等流程，保证应归档资料不缺失，可快捷的检索与查询资料，在线下载资料，共享资料，避免因资料丢失及管理不到位造成的损失。可针对项目的不同参与单位或个人，设置不同的访问权限，实现具有信息的安全存储、集中管理、快速分发和多方共享协同：通过网页端、移动端等各个终端，可以随时访问工程项目文件，了解动态的项目进展，辅助项目决策。

图10为施工过程管理模块的流程示意图，通过设置有施工过程管理模块，施工过程模块能够提供施工过程中的施工日志填报、设计变更、技术交底、施工组织方案管理等功能；解决施工日志不能及时提交、更新、查询等问题。使施工过程中的进度、变更等数据信息化透明化，使技术交底工作管理到位，避免出现质量问题和返工。可通过系统进行监管验证，有效管理管控施工过程的日志、报告、进度计划、工作周报等。

同时，图11为施工机械管理的流程示意图，施工机械管理能够对施工中的机械设备提供信息化管理功能，对施工机械设备的备的检查、耗油、保养、维修、每日作业、调驳、处置等几方面进行管理。

在一些实施例中，GIS工程项目监管平台10还包括项目进度管理模块和成本管理模块，项目进度管理模块用于工程进度的制定和根据三维工程模型展示模块信息对工程进度的调整；成本管理模块用于根据地图浏览模块信息对人员、物料及设备的安排。

图12为项目进度管理的流程示意图，通过设置有项目进度管理，项目进度管理主要根据各项目的进度填报、施工日志、施工签报和质量控制等数据源，以实时在线的方式，规范提报及管理。可让项目管理人员以可视化报表的方式及时了解到项目进度，方便相关管理人员准确了解项目进展,也能为项目后续的项目管理、资金拨付等提供精确的决策依据。使公司高管可及时了解工程实际进度，并且进度有实际进度工程量清单数据做支撑。

另外，图8为成本管理模块的流程示意图，通过成本管理模块的设置，可以提供项目的人工、材料、设备、分包直接成本管理及间接成本管理功能，生成项目间接费用报表、成本统计报表、项目利润表、项目经营情況分析等报表。以信息化功能进行成本统计，即时按项目、科目汇总成本统计表，按项目、分科目进行成本还原、反追溯查询，可还原到项目的材料、劳务、分包、租赁等动态成本情况。可对项目的各项直接成本、间接成本进行监控，対超预算成本进行预警：动态汇总显示结算总额、支出总额、收支明细等，防止成本管理失控，避免项目实际成本超出目标成本和中标价，使项目有预算有控制。项目部图形化报表展示的成本、外欠款、资金收支等情况。

另外，GIS工程项目监管平台10还可以包括租赁管理模块、质量管理模块、安全管理模块、设备管理模块、证件管理模块、发票管理模块、资金计划管理模块中的其中一种或多种，这里便不再一一赘述。

综上所述，本发明的有益效果：通过三维模型建立模块进行工程点标识，由GIS工程项目监管平台10对工程计划、进度、安全、资料进行全面管理，由传统现场盯控转变到利用信息化、GIS、云计算、物联网、智能检测、视频监控等“人机结合”的智慧化管理手段进行全方位智能化管控；将工程设计、招投标、预结算、合同管理、验工计价等环节的各环节统一信息流运行，打通主要环节进行有机整合，使管理人员可以对项目的全过程实施情况，进行整体和系统性把控，帮助管理人员进行有效决策和精细管理，减少施工变更，缩短项目工期、控制项目成本、提升质量。

第二方面，本申请实施例还提供了一种基于GIS智慧工程管理系统的管理方法，请参阅图2，管理方法包括以下步骤：步骤S1：将BIM三维模型根据实际工程划分多个工程构件，并对工程构件进行构件名、材料、所属位置、工程量、造价的信息录入；步骤S2：通过视频监控装置52采集施工现场数据，在GIS三维地形图中，将现场地形数据通过Smart3D软件，进行空三加密计算生成点云数据，通过点云数据制作施工场地的实际地形图；步骤S3：将地形图导入BIM三维模型建立模块相结合，并生成三维工程模型；步骤S4：GIS工程项目监管平台10展示三维工程模型，并通过三维工程模型对工程构建进行制定工程进度和建设人员、物料及设备；步骤S5：工程人员根据工程计划信息进行工作，并通过工程人员终端30上传工程进度；步骤S6：管理人员通过管理人员终端20访问GIS工程项目监管平台10访问工程进度情况，并对工程所需人员、物料及设备进行调整。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。