一种基于BIM的视频监控方法和系统

技术领域

本发明提出了一种基于BIM的视频监控方法和系统，属于建筑信息模型技术以及视频监控技术的融合领域。

背景技术

进入21世纪以后，一个被称之为“BIM”的新事物出现在世界的建筑业中。BIM是源自于“Building Information Modeling”的缩写，中文译为“建筑信息模型”。该技术通过数字化手段，在计算机中建立出一个虚拟建筑，该虚拟建筑会提供一个单一、完整、包含逻辑关系的建筑信息库。需要注意的是，在这其中“信息”的内涵不仅仅是几何形状描述的视觉信息，还包含大量的非几何信息，如材料的耐火等级和传热系数、构件的造价和采购信息等等。其本质是一个按照建筑直观物理形态构建的数据库，其中记录了各阶段的所有数据信息。建筑信息模型(BIM)应用的精髓在于这些数据能贯穿项目的整个寿命期，对项目的建造及后期的运营管理持续发挥作用。

基于BIM的视频监控系统是一种结合了建筑信息模型(BIM)技术和视频监控技术的智能化安防解决方案。该系统可以在建筑设计、施工和运营过程中，实现对建筑内外环境的实时监控和数据分析。

具体来说，基于BIM的视频监控系统通过在建筑物中布置摄像头等设备，采集并传输图像信号，然后利用BIM技术进行三维重构和数字化建模，生成实时可视化的建筑物信息。同时，该系统还可以将监控数据与BIM数据进行关联分析，实现对不同区域的安全风险分析、行为识别、异常检测等功能。

相较于传统视频监控系统，基于BIM的视频监控系统具有更高的智能化程度和更广泛的应用场景。它可以帮助建筑管理人员更加有效地处理突发事件、提升安全管理水平，并为未来大数据分析、人工智能等技术应用打下良好基础。

发明内容

本发明提供了一种基于BIM的视频监控方法和系统，用以解决现有技术在智能化程度不够，应急管理效益低下的问题：

本发明提出的一种基于BIM的视频监控方法和系统，所述方法包括：

S1：BIM模型构建管理模块通过扫描工具对建筑进行扫描，获得扫描结果，通过扫描结果生成建筑的BIM模型，所述扫描工具包括激光扫描仪；

S2：监控设备安装模块根据BIM模型在建筑区域内安装监控设备并通过监控设备采集视频图像，并对采集到的视频图像进行数字化处理，得到经过数字化处理后的数字信号，并将数字信号转换成视频信号；

S3：通过实时监控与预警模块对转换后的视频信号进行分析，获取安全信息，并在出现异常情况下发出预警；所述分析包括人工智能分析；

S4：应急指挥调度模块通过实时监控与预警模块获取相关安全信息，及时发现问题并进行应急调度。

进一步的，所述BIM模型构建管理模块通过扫描工具对建筑进行扫描，获得扫描结果，通过扫描结果生成建筑的BIM模型，所述扫描工具包括激光扫描仪，包括：

S11：对所述建筑进行勘察记录建筑的区域类型，所述建筑的区域类型包括小型或难以到达的区域以及大型建筑物区域；

S12：通过所述建筑的区域类型合理选择扫描工具，所述扫描工具分为手持式和固定式，所述手持式扫描工具用来对小型或难以到达的区域进行扫描，所述固定式扫描工具用来对大型建筑物区域进行扫描；

S13：通过选择的扫描工具制定对建筑进行扫描的方案，所述方案包括选择扫描区域、确定采集数据点、处理数据所需的时间以及确定基准点；

S14：安装并校准扫描设备，对建筑进行扫描，获得建筑的相关数据，所述相关数据包括建筑物的形状、大小、上下层关系；

S15：将获得的相关数据转换成实际测量点，并通过三维重建算法生成点云数据，通过BIM软件对点云数据进行处理，生成BIM模型。

进一步的，所述监控设备安装模块根据BIM模型在建筑区域内安装监控设备并通过监控设备采集视频图像，并对采集到的视频图像进行数字化处理，得到经过数字化处理后的数字信号，并将数字信号转换成视频信号，包括：

S21：根据BIM模型中的建筑的相关数据确定监控设备的预定安装位置和方向；

S22：根据监控设备的安装位置和方向选择合适的监控设备，并将监控设备安装在预定位置上；并对安装的监控设备根据位置进行唯一编号；

S23：通过安装的监控设备对该监控设备监控区域内的视频图像进行采集；

S24：对采集到的视频图像进行数字化处理，得到经过数字化处理后的数字信号，并将数字信号转换成视频信号；所述数字化处理包括模数转换。

进一步的，所述通过实时监控与预警模块对转换后的视频信号进行分析，获取安全信息，并在出现异常情况下发出预警；所述分析包括人工智能分析，包括：

S31：实时监控预警模块利用深度学习算法对进行唯一编号的监控设备拍摄的视频中的每一帧画面进行对象检测，然后进行目标追踪，计算出目标的相关参数，所述参数包括目标的位置、大小、速度；

S32：通过计算出的目标参数数据在连续的帧之间进行目标匹配；实现对目标的追踪；

S33：通过对目标的追踪结合目标的相关参数对目标的行为进行深度学习以及人工智能分析，识别出目标的异常信息，并通过监控设备的唯一编号确定该异常信息的发生位置；

S34：实时监控与预警模块接收目标的异常信息以及异常信息发生位置后发出预警信息。

进一步的，所述应急指挥调度模块通过实时监控与预警模块获取相关安全信息，及时发现问题并进行应急调度，包括：

S41：应急指挥调度模块通过物联网与实时监控预警模块进行连接并进行数据共享；

S42：应急指挥调度模块接收到实时监控与预警模块发出的预警信息后根据异常信息以及异常信息的发生位置后通过最短路径算法向最近的应急处置人员终端设备下发调度任务指令；

S43：应急处置人员通过终端设备接收到调度任务指令后，协调指挥各个部门展开紧急处理工作；

S44：任务处理结束后，应急指挥调度模块对整个处理过程进行反馈及记录。

本发明提出的一种基于BIM的视频监控系统，所述系统包括：

BIM模型构建管理模块：BIM模型构建管理模块通过扫描工具对建筑进行扫描，获得扫描结果，通过扫描结果生成建筑的BIM模型，所述扫描工具包括激光扫描仪；

监控设备安装模块：监控设备安装模块根据BIM模型在建筑区域内安装监控设备并通过监控设备采集视频图像，并对采集到的视频图像进行数字化处理，得到经过数字化处理后的数字信号，并将数字信号转换成视频信号；

实时监控与预警模块：通过实时监控与预警模块对转换后的视频信号进行分析，获取安全信息，并在出现异常情况下发出预警；所述分析包括人工智能分析；

应急指挥调度模块：应急指挥调度模块通过实时监控与预警模块获取相关安全信息，及时发现问题并进行应急调度。

进一步的，所述BIM模型构建管理模块包括：

建筑区域类型勘察模块：对所述建筑进行勘察记录建筑的区域类型，所述建筑的区域类型包括小型或难以到达的区域以及大型建筑物区域；

扫描工具选择模块：通过所述建筑的区域类型合理选择扫描工具，所述扫描工具分为手持式和固定式，所述手持式扫描工具用来对小型或难以到达的区域进行扫描，所述固定式扫描工具用来对大型建筑物区域进行扫描；

扫描方案确定模块：通过选择的扫描工具制定对建筑进行扫描的方案，所述方案包括选择扫描区域、确定采集数据点、处理数据所需的时间以及确定基准点；

扫描实施模块：安装并校准扫描设备，对建筑进行扫描，获得建筑的相关数据，所述相关数据包括建筑物的形状、大小、上下层关系；

点云数据处理模块：将获得的相关数据转换成实际测量点，并通过三维重建算法生成点云数据，通过BIM软件对点云数据进行处理，生成BIM模型。

进一步的，所述监控设备安装模块包括：

监控设备预设模块：根据BIM模型中的建筑的相关数据确定监控设备的预定安装位置和方向；

监控设备安装模块：根据监控设备的安装位置和方向选择合适的监控设备，并将监控设备安装在预定位置上；并对安装的监控设备根据位置进行唯一编号；

视频图像采集模块：通过安装的监控设备对该监控设备监控区域内的视频图像进行采集；

数字化处理模块：对采集到的视频图像进行数字化处理，得到经过数字化处理后的数字信号，并将数字信号转换成视频信号；所述数字化处理包括模数转换。

进一步的，所述实时监控与预警模块包括：

目标跟踪模块：实时监控预警模块利用深度学习算法对进行唯一编号的监控设备拍摄的视频中的每一帧画面进行对象检测，然后进行目标追踪，计算出目标的相关参数，所述参数包括目标的位置、大小、速度；

目标匹配模块：通过计算出的目标参数数据在连续的帧之间进行目标匹配；实现对目标的追踪；

异常位置确定模块：通过对目标的追踪结合目标的相关参数对目标的行为进行深度学习以及人工智能分析，识别出目标的异常信息，并通过监控设备的唯一编号确定该异常信息的发生位置；

预警信息模块：实时监控与预警模块接收目标的异常信息以及异常信息发生位置后发出预警信息。

进一步的，所述应急指挥调度模块包括：

数据共享模块：应急指挥调度模块通过物联网与实时监控预警模块进行连接并进行数据共享；

调度指令下发模块：应急指挥调度模块接收到实时监控与预警模块发出的预警信息后根据异常信息以及异常信息的发生位置后通过最短路径算法向最近的应急处置人员终端设备下发调度任务指令；

指挥协调模块：应急处置人员通过终端设备接收到调度任务指令后，协调指挥各个部门展开紧急处理工作；

反馈记录模块：任务处理结束后，应急指挥调度模块对整个处理过程进行反馈及记录。

本发明有益效果：通过扫描工具对建筑进行扫描，能够获得非常精细的建筑信息，从而生成高精度的BIM模型。在BIM模型指导下，在适宜位置布置监控设备，能够对建筑区域进行全面监控和覆盖，从而有效提升安保水平和防范意识。通过人工智能分析技术对数字化处理后的视频信号进行分析，可以检测出异常情况，并及时发出预警。这一功能可以大大缩短反应时间，将应急响应时间降到最低。当出现异常情况时，应急指挥调度模块可以快速响应，并通过实时监控与预警模块获取相关信息，及时找到问题所在，并制定合理应急调度方案，从而有效降低人员伤害、物质损失等风险。采用BIM技术和智能分析技术，可以对建筑进行全面监控，并及时发现问题，从而提高安全管理效率。此外，记录了整个处理过程的相关数据，并保存下来，用于后续分析和总结，这将有助于进一步提高管理效率。

附图说明

图1为本发明所述一种基于BIM的视频监控方法步骤图；

图2为本发明所述一种基于BIM的视频监控系统模块图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

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，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

本发明的一个实施例，一种基于BIM的视频监控方法，所述方法包括：

S1：BIM模型构建管理模块通过扫描工具对建筑进行扫描，获得扫描结果，通过扫描结果生成建筑的BIM模型，所述扫描工具包括激光扫描仪；所述扫描结果为三维点云数据；

S2：监控设备安装模块根据BIM模型在建筑区域内安装监控设备并通过监控设备采集视频图像，并对采集到的视频图像进行数字化处理，得到经过数字化处理后的数字信号，并将数字信号转换成视频信号；

S3：通过实时监控与预警模块对转换后的视频信号进行分析，获取安全信息，并在出现异常情况下发出预警；所述分析包括人工智能分析；所述人工智能分析主要包括对目标的检测与跟踪以及对目标的行为进行分析；所述安全信息主要包括存在的安全隐患、可能发生的安全事件、存在的安全异常以及建筑内相关设备的安全状态。

S4：应急指挥调度模块通过实时监控与预警模块获取相关安全信息，及时发现问题并进行应急调度。

上述技术方案的工作原理为：BIM模型构建管理模块通过激光扫描仪等扫描工具对建筑进行扫描，获得关于建筑物的三维点云数据，通过三维点云数据生成建筑的BIM模型，监控设备安装模块根据BIM模型在建筑区域内安装监控设备并通过监控设备采集视频图像，并对采集到的视频图像进行数字化处理，得到经过数字化处理后的数字信号，并将数字信号转换成视频信号；其中在建筑区域内安装监控设备可以安装在出入口处，如大门楼梯等地方，可以监测出入人员的身份和行动轨迹，也可以安装在建筑内的公共区域，如走廊以及过道区域，可以监控人员的活动状况以及紧急状况下的应对措施，还可以在重要设施区域如电梯以及服务器机房等地方安装可以监测设备的运行状态和防止非法入侵，还可以在高风险区域，如停车场，货物储存区等地方，可以监测车辆行驶及货物存取情况，预防盗窃或损坏事件。通过实时监控与预警模块对转换后的视频信号目标的检测与跟踪以及对目标的行为进行分析，获取可能存在的如出现火灾、煤气泄漏、未经授权进入危险区域等安全隐患、可能发生的车祸、盗窃、抢劫等安全事件、存在的行为异常的人员或车辆，意外落下的物品等安全异常情况以及建筑内相关设备的安全状态信息，例如电梯是否正常运行、门禁系统是否正常开启等，并在出现异常情况下发出预警；应急指挥调度模块通过实时监控与预警模块获取相关安全信息，及时发现问题并进行应急调度。

上述技术方案的效果为：BIM模型构建管理模块通过使用激光扫描仪等扫描工具对建筑进行扫描获取，可以快速、准确地获得关于建筑的三维点云数据，并通过三维点云数据生成建筑的BIM模型。这有助于提高建筑模型的精度，减少与实际实物的误差本，并可以为后续的运营和维护工作提供帮助。监控设备安装模块根据BIM模型在建筑区域内安装监控设备，并对采集到的视频图像进行数字化处理，从而获得数字信号并转换成视频信号。这有助于提高监控设备的覆盖范围和精度，并可以为实时监控与预警模块提供更多有效的数据。实时监控与预警模块通过分析转换后的视频信号，并使用人工智能技术对目标进行检测、跟踪和行为分析，从而获取相关安全信息。这有助于提高安全性和应急反应能力，在发现异常情况时及时发出预警，以便及时采取措施避免事故发生。应急指挥调度模块通过实时监控与预警模块获取相关安全信息，并及时发现问题并进行应急调度。这有助于提高应急反应能力和灾害防范能力，避免不必要的损失和风险。

本发明的一个实施例，所述BIM模型构建管理模块通过扫描工具对建筑进行扫描，获得扫描结果，通过扫描结果生成建筑的BIM模型，所述扫描工具包括激光扫描仪，包括：

S11：对所述建筑进行勘察记录建筑的区域类型，所述建筑的区域类型包括小型或难以到达的区域以及大型建筑物区域；

S12：通过所述建筑的区域类型合理选择扫描工具，所述扫描工具分为手持式和固定式，所述手持式扫描工具用来对小型或难以到达的区域进行扫描，所述固定式扫描工具用来对大型建筑物区域进行扫描；

S13：通过选择的扫描工具制定对建筑进行扫描的方案，所述方案包括选择扫描区域、确定采集数据点、处理数据所需的时间以及确定基准点；

S14：安装并校准扫描设备，对建筑进行扫描，获得建筑的相关数据，所述相关数据包括建筑物的形状、大小、上下层关系等各种几何信息；

S15：将获得的相关数据转换成实际测量点，并通过三维重建算法生成点云数据，通过BIM软件对点云数据进行处理，生成BIM模型。所述处理包括数据导入和配准、数据清洗和分割、特征识别和分类最后生成BIM模型。

上述技术方案的工作原理为：对所述建筑进行勘察记录建筑的区域类型，所述建筑的区域类型包括小型或难以到达的区域以及大型建筑物区域；通过所述建筑的区域类型合理选择扫描工具，所述扫描工具分为手持式和固定式，所述手持式扫描工具用来对小型或难以到达的区域进行扫描，所述固定式扫描工具用来对大型建筑物区域进行扫描；通过选择的扫描工具制定对建筑进行扫描的方案，所述方案包括选择扫描区域、确定采集数据点、处理数据所需的时间以及确定基准点；安装并校准扫描设备，对建筑进行扫描，获得建筑的相关数据，所述相关数据包括建筑物的形状、大小、上下层关系等各种几何信息；将获得的相关数据转换成实际测量点，并通过三维重建算法生成点云数据，将点云数据导入BIM软件中，并进行配准操作，使得点云数据与BIM软件中的坐标系相对应。通过不同的算法和工具，从点云数据中提取出需要的信息或建筑物构件，比如墙壁、地板、天花板等，并去除一些无用信息或噪声干扰。依据一些特定规则或者人为设定的条件，将提取出来的所有构件进行分类，并且确定它们各自的位置、大小、形状等属性。例如，将所有相似形状、尺寸、材质的立柱视为一个家具或者构件类别。根据上述处理过程中得到的结果，在BIM软件中生成相应的BIM模型。这个过程通常需要经过多轮反复迭代和调整，以保证模型精度和准确性。

上述技术方案的效果为：采用扫描设备对建筑进行勘测和建模，大大缩短了勘测时间，并且减少了很多重复劳动。通过扫描设备获得的相关数据具有高精度，可以准确反映出当时建筑物的情况。并且能够有效地针对不同区域类型选择合适的扫描工具，因此可以提高扫描效率和精度。同时，通过制定扫描方案和安装校准设备，可以保证数据采集的准确性。采集到的相关数据可以转换成实际测量点，并借助三维重建算法生成点云数据，最终使用BIM软件处理点云数据来生成BIM模型。这样可以大大节省建筑勘察的时间和成本，同时提高了建筑设计的精度，为建筑施工和后期运维提供了帮助。

本发明的一个实施例，所述监控设备安装模块根据BIM模型在建筑区域内安装监控设备并通过监控设备采集视频图像，并对采集到的视频图像进行数字化处理，得到经过数字化处理后的数字信号，并将数字信号转换成视频信号，包括：

S21：根据BIM模型中的建筑的相关数据确定监控设备的预定安装位置和方向；

S22：根据监控设备的安装位置和方向选择合适的监控设备，并将监控设备安装在预定位置上；并对安装的监控设备根据位置进行唯一编号；

S23：通过安装的监控设备对该监控设备监控区域内的视频图像进行采集；

S24：对采集到的视频图像进行数字化处理，得到经过数字化处理后的数字信号，并将数字信号转换成视频信号；所述数字化处理包括模数转换。

上述技术方案的工作原理为：根据BIM模型中的建筑的相关数据确定监控设备的预定安装位置和方向；根据监控设备的安装位置和方向选择合适的监控设备，比如室内和室外的监控设备是不同的，而如果要监测一个大门口或者远距离视野，则需要投射式摄像头。不同的环境条件也需要使用不同类型的监控设备。比如说，在低温、高温、潮湿等恶劣环境下，需要使用防水、防爆、防冻等特殊材质制成的监控摄像头。监控场景越复杂、精细度需求越高，所选摄像头的像素也就应该越高。例如，对于细节较为重要或者计算机分析化处理程序要求较高的场景(如车号识别、面部识别)，则通常选择5MP或以上分辨率产品。在夜间场景中，面临光线不足影响影像质量问题，这时候可以选择黑白红外型摄像机，其具有超强黑白成像功能和上乘红外照明能力，用于保证夜间情况下的清晰度，并将监控设备安装在预定位置上；并对安装的监控设备根据位置进行唯一编号；通过安装的监控设备对该监控设备监控区域内的视频图像进行采集；对采集到的视频图像进行数字化处理，得到经过数字化处理后的数字信号，并将数字信号转换成视频信号。

上述技术方案的效果为：通过安装监控设备对建筑物进行全方位、实时的监控，可以及时发现并预防任何可能的安全问题或突发事件，保障了建筑物内部人员和财产的安全。通过BIM模型中的数据和数字化处理技术，可以对监控设备进行优化布局和智能管理，在提高管理效率的同时，减少人工干预和操作费用。通过数字化处理后得到的视频信号，可以将其转换成可存储、可传输、可分析的数据资产，并且从这些数据资产中获取价值信息，以便于管理者进行决策制定和改进建筑物运营。通过采集到的视频图像进行数字化处理，并经过专业机构或专业人员评估、分析，可以识别出潜在风险，并有针对性地采取相应安全措施减少风险，最大限度地降低风险发生率。

本发明的一个实施例，所述通过实时监控与预警模块对转换后的视频信号进行分析，获取安全信息，并在出现异常情况下发出预警；所述分析包括人工智能分析，包括：

S31：实时监控预警模块利用深度学习算法对进行唯一编号的监控设备拍摄的视频中的每一帧画面进行对象检测，然后进行目标追踪，计算出目标的相关参数，所述参数包括目标的位置、大小、速度；

S32：通过计算出的目标参数数据在连续的帧之间进行目标匹配；实现对目标的追踪；

S33：通过对目标的追踪结合目标的相关参数对目标的行为进行深度学习以及人工智能分析，识别出目标的异常信息，并通过监控设备的唯一编号确定该异常信息的发生位置；

其中，所述在出现异常情况下发出预警的预警值计算公式为：

其中W为本方法记录的异常行为数量,P

S34：实时监控与预警模块接收目标的异常信息以及异常信息发生位置后发出预警信息。

上述技术方案的工作原理为：实时监控预警模块利用深度学习算法对进行唯一编号的监控设备拍摄的视频中的每一帧画面进行对象检测，然后进行目标追踪，计算出目标的相关参数，所述参数包括目标的位置、大小、速度；通过计算出的目标参数数据在连续的帧之间进行目标匹配；实现对目标的追踪；在连续的帧之间进行目标匹配，主要是为了实现目标的跟踪。通过对两个相邻帧的目标位置、大小、速度等参数进行比较和计算，可以确定它们是否属于同一个移动目标，并预测它在下一帧中的位置。这样做不仅可以提高目标跟踪的准确性和稳定性，还可以有效地应对一些复杂场景下目标状态的变化，比如被遮挡、消失、分裂等情况。通过对目标的追踪结合目标的相关参数对目标的行为进行深度学习以及人工智能分析，识别出目标的异常信息，并通过监控设备的唯一编号确定该异常信息的发生位置；实时监控与预警模块接收目标的异常信息以及异常信息发生位置后发出预警信息。

上述技术方案的效果为：利用深度学习算法进行对象检测和目标追踪，可以高效地对监控设备拍摄的视频进行自动化分析和处理，大幅提升了监控设备的效率。通过使用深度学习算法和人工智能分析技术，可以将对目标的追踪和异常信息识别工作自动化处理，大幅减少了人工干预的需求。通过实时监控和预警功能，可以及时发现并处理异常信息，避免可能出现的安全问题。通过分析目标行为数据、制定长期有效策略等方式将预警信息转化为管理决策，可以提升建筑物运营管理水平。通过上述公式，可以快速准确的识别异常情况，并实现自动化监督，无需人工干预就能检测出各自异常行为，大大提高了工作效率并且由于该方法是基于机器学习以及人工智能来识别异常行为并发出预警，可以减少人为操作引起的错误率。同时，通过上述公式获取了异常行为的权重值，结合了关键区域等信息有效的提高了预警的准确性，防止因权重值设置不合理导致预警信息不准确的情况的发生。

本发明的一个实施例，所述应急指挥调度模块通过实时监控与预警模块获取相关安全信息，及时发现问题并进行应急调度，包括：

S41：应急指挥调度模块通过物联网与实时监控预警模块进行连接并进行数据共享；

S42：应急指挥调度模块接收到实时监控与预警模块发出的预警信息后根据异常信息以及异常信息的发生位置后通过最短路径算法向最近的应急处置人员终端设备下发调度任务指令；

S43：应急处置人员通过终端设备接收到调度任务指令后，协调指挥各个部门展开紧急处理工作；

S44：任务处理结束后，应急指挥调度模块对整个处理过程进行反馈及记录。

其中应急指挥调度时间为：

上述技术方案的工作原理为：应急指挥调度模块通过物联网与实时监控预警模块进行连接并进行数据共享的方式，将实时监控预警模块获得的异常信息以及异常信息的发生位置等数据传输给应急指挥调度模块。应急指挥调度模块接收到这些信息后，通过最短路径算法计算出距离该异常位置最近的应急处置人员终端设备，并向其下发调度任务指令。应急处置人员通过终端设备接收到任务指令后，协调指挥各个部门展开紧急处理工作。整个任务处理过程中，应急指挥调度模块实时跟踪任务进展情况，并记录相关数据。在任务处理结束后，系统会向用户反馈整个处理过程的详细情况，并将相关记录保存下来，用于后续分析和总结。

上述技术方案的效果为：应急指挥调度模块能够在最短时间内接收到实时监控预警模块发出的异常信息并根据其位置下发调度任务指令，从而能够迅速启动应急处理程序，对事件进行快速响应。采用最短路径算法能够将距离异常位置最近的处置人员终端设备优先分配任务，避免浪费不必要的时间、资源和成本，提高了处理效率。通过物联网进行数据共享和协作，各个部门之间能够更好地协同工作、互相支持，提升了整体的协调性和灵活性。通过对反馈和记录进行分析，可以深入探讨事故处理中出现问题的根源，找到问题发生的原因，从而提高应急响应能力。记录过程可以帮助验证解决方案是否有效、是否可行。如果发现某种解决方案不可行或者有待改进，可以及特别是对于复杂的事故处理过程，在及时记录并及时传递信息之后，可以为今后类似事件提供帮助。通过反馈和记录，可以得到工作流程细节。这样就能够实现持续改进，并相应地优化工作流程。实时监控预警模块可以帮助提前发现潜在的安全隐患，通过应急处置模块的快速响应，可以有效降低事故发生的可能性，提高了安全防范水平。上述公式这通过考虑最短路径长度、应急指挥调度的期望速度、异常信息发生位置之前的位置总数等因素来预测应急处置人员到达异常信息发生位置的时间，帮助指挥部门更加科学地制定应急调度和处置计划，提高处置效率和精准度。其中，N

本发明的一个实施例，一种基于BIM的视频监控系统，所述系统包括：

BIM模型构建管理模块：BIM模型构建管理模块通过扫描工具对建筑进行扫描，获得扫描结果，通过扫描结果生成建筑的BIM模型，所述扫描工具包括激光扫描仪；所述扫描结果为三维点云数据；

监控设备安装模块：监控设备安装模块根据BIM模型在建筑区域内安装监控设备并通过监控设备采集视频图像，并对采集到的视频图像进行数字化处理，得到经过数字化处理后的数字信号，并将数字信号转换成视频信号；

实时监控与预警模块：通过实时监控与预警模块对转换后的视频信号进行分析，获取安全信息，并在出现异常情况下发出预警；所述分析包括人工智能分析；所述人工智能分析主要包括对目标的检测与跟踪以及对目标的行为进行分析；所述安全信息主要包括存在的安全隐患、可能发生的安全事件、存在的安全异常以及建筑内相关设备的安全状态。

应急指挥调度模块：应急指挥调度模块通过实时监控与预警模块获取相关安全信息，及时发现问题并进行应急调度。

上述技术方案的工作原理为：BIM模型构建管理模块通过激光扫描仪等扫描工具对建筑进行扫描，获得关于建筑物的三维点云数据，通过三维点云数据生成建筑的BIM模型，监控设备安装模块根据BIM模型在建筑区域内安装监控设备并通过监控设备采集视频图像，并对采集到的视频图像进行数字化处理，得到经过数字化处理后的数字信号，并将数字信号转换成视频信号；其中在建筑区域内安装监控设备可以安装在出入口处，如大门楼梯等地方，可以监测出入人员的身份和行动轨迹，也可以安装在建筑内的公共区域，如走廊以及过道区域，可以监控人员的活动状况以及紧急状况下的应对措施，还可以在重要设施区域如电梯以及服务器机房等地方安装可以监测设备的运行状态和防止非法入侵，还可以在高风险区域，如停车场，货物储存区等地方，可以监测车辆行驶及货物存取情况，预防盗窃或损坏事件。通过实时监控与预警模块对转换后的视频信号目标的检测与跟踪以及对目标的行为进行分析，获取可能存在的如出现火灾、煤气泄漏、未经授权进入危险区域等安全隐患、可能发生的车祸、盗窃、抢劫等安全事件、存在的行为异常的人员或车辆，意外落下的物品等安全异常情况以及建筑内相关设备的安全状态信息，例如电梯是否正常运行、门禁系统是否正常开启等，并在出现异常情况下发出预警；应急指挥调度模块通过实时监控与预警模块获取相关安全信息，及时发现问题并进行应急调度。

上述技术方案的效果为：BIM模型构建管理模块通过使用激光扫描仪等扫描工具对建筑进行扫描获取，可以快速、准确地获得关于建筑的三维点云数据，并通过三维点云数据生成建筑的BIM模型。这有助于提高建筑模型的精度，减少与实际实物的误差本，并可以为后续的运营和维护工作提供帮助。监控设备安装模块根据BIM模型在建筑区域内安装监控设备，并对采集到的视频图像进行数字化处理，从而获得数字信号并转换成视频信号。这有助于提高监控设备的覆盖范围和精度，并可以为实时监控与预警模块提供更多有效的数据。实时监控与预警模块通过分析转换后的视频信号，并使用人工智能技术对目标进行检测、跟踪和行为分析，从而获取相关安全信息。这有助于提高安全性和应急反应能力，在发现异常情况时及时发出预警，以便及时采取措施避免事故发生。应急指挥调度模块通过实时监控与预警模块获取相关安全信息，并及时发现问题并进行应急调度。这有助于提高应急反应能力和灾害防范能力，避免不必要的损失和风险。

本发明的一个实施例，所述BIM模型构建管理模块包括：

建筑区域类型勘察模块：对所述建筑进行勘察记录建筑的区域类型，所述建筑的区域类型包括小型或难以到达的区域以及大型建筑物区域；

扫描工具选择模块：通过所述建筑的区域类型合理选择扫描工具，所述扫描工具分为手持式和固定式，所述手持式扫描工具用来对小型或难以到达的区域进行扫描，所述固定式扫描工具用来对大型建筑物区域进行扫描；

扫描方案确定模块：通过选择的扫描工具制定对建筑进行扫描的方案，所述方案包括选择扫描区域、确定采集数据点、处理数据所需的时间以及确定基准点；

扫描实施模块：安装并校准扫描设备，对建筑进行扫描，获得建筑的相关数据，所述相关数据包括建筑物的形状、大小、上下层关系等各种几何信息；

点云数据处理模块：将获得的相关数据转换成实际测量点，并通过三维重建算法生成点云数据，通过BIM软件对点云数据进行处理，生成BIM模型。所述处理包括数据导入和配准、数据清洗和分割、特征识别和分类最后生成BIM模型。

上述技术方案的工作原理为：对所述建筑进行勘察记录建筑的区域类型，所述建筑的区域类型包括小型或难以到达的区域以及大型建筑物区域；通过所述建筑的区域类型合理选择扫描工具，所述扫描工具分为手持式和固定式，所述手持式扫描工具用来对小型或难以到达的区域进行扫描，所述固定式扫描工具用来对大型建筑物区域进行扫描；通过选择的扫描工具制定对建筑进行扫描的方案，所述方案包括选择扫描区域、确定采集数据点、处理数据所需的时间以及确定基准点；安装并校准扫描设备，对建筑进行扫描，获得建筑的相关数据，所述相关数据包括建筑物的形状、大小、上下层关系等各种几何信息；将获得的相关数据转换成实际测量点，并通过三维重建算法生成点云数据，将点云数据导入BIM软件中，并进行配准操作，使得点云数据与BIM软件中的坐标系相对应。通过不同的算法和工具，从点云数据中提取出需要的信息或建筑物构件，比如墙壁、地板、天花板等，并去除一些无用信息或噪声干扰。依据一些特定规则或者人为设定的条件，将提取出来的所有构件进行分类，并且确定它们各自的位置、大小、形状等属性。例如，将所有相似形状、尺寸、材质的立柱视为一个家具或者构件类别。根据上述处理过程中得到的结果，在BIM软件中生成相应的BIM模型。这个过程通常需要经过多轮反复迭代和调整，以保证模型精度和准确性。

上述技术方案的效果为：采用扫描设备对建筑进行勘测和建模，大大缩短了勘测时间，并且减少了很多重复劳动。通过扫描设备获得的相关数据具有高精度，可以准确反映出当时建筑物的情况。并且能够有效地针对不同区域类型选择合适的扫描工具，因此可以提高扫描效率和精度。同时，通过制定扫描方案和安装校准设备，可以保证数据采集的准确性。采集到的相关数据可以转换成实际测量点，并借助三维重建算法生成点云数据，最终使用BIM软件处理点云数据来生成BIM模型。这样可以大大节省建筑勘察的时间和成本，同时提高了建筑设计的精度，为建筑施工和后期运维提供了帮助。

本发明的一个实施例，所述监控设备安装模块包括：

监控设备预设模块：根据BIM模型中的建筑的相关数据确定监控设备的预定安装位置和方向；

监控设备安装模块：根据监控设备的安装位置和方向选择合适的监控设备，并将监控设备安装在预定位置上；并对安装的监控设备根据位置进行唯一编号；

视频图像采集模块：通过安装的监控设备对该监控设备监控区域内的视频图像进行采集；

数字化处理模块：对采集到的视频图像进行数字化处理，得到经过数字化处理后的数字信号，并将数字信号转换成视频信号；所述数字化处理包括模数转换。

上述技术方案的工作原理为：根据BIM模型中的建筑的相关数据确定监控设备的预定安装位置和方向；根据监控设备的安装位置和方向选择合适的监控设备，比如室内和室外的监控设备是不同的，而如果要监测一个大门口或者远距离视野，则需要投射式摄像头。不同的环境条件也需要使用不同类型的监控设备。比如说，在低温、高温、潮湿等恶劣环境下，需要使用防水、防爆、防冻等特殊材质制成的监控摄像头。监控场景越复杂、精细度需求越高，所选摄像头的像素也就应该越高。例如，对于细节较为重要或者计算机分析化处理程序要求较高的场景(如车号识别、面部识别)，则通常选择5MP或以上分辨率产品。在夜间场景中，面临光线不足影响影像质量问题，这时候可以选择黑白红外型摄像机，其具有超强黑白成像功能和上乘红外照明能力，用于保证夜间情况下的清晰度，并将监控设备安装在预定位置上；并对安装的监控设备根据位置进行唯一编号；通过安装的监控设备对该监控设备监控区域内的视频图像进行采集；对采集到的视频图像进行数字化处理，得到经过数字化处理后的数字信号，并将数字信号转换成视频信号。

上述技术方案的效果为：通过安装监控设备对建筑物进行全方位、实时的监控，可以及时发现并预防任何可能的安全问题或突发事件，保障了建筑物内部人员和财产的安全。通过BIM模型中的数据和数字化处理技术，可以对监控设备进行优化布局和智能管理，在提高管理效率的同时，减少人工干预和操作费用。通过数字化处理后得到的视频信号，可以将其转换成可存储、可传输、可分析的数据资产，并且从这些数据资产中获取价值信息，以便于管理者进行决策制定和改进建筑物运营。通过采集到的视频图像进行数字化处理，并经过专业机构或专业人员评估、分析，可以识别出潜在风险，并有针对性地采取相应安全措施减少风险，最大限度地降低风险发生率。

本发明的一个实施例，所述实时监控与预警模块包括：

目标跟踪模块：实时监控预警模块利用深度学习算法对进行唯一编号的监控设备拍摄的视频中的每一帧画面进行对象检测，然后进行目标追踪，计算出目标的相关参数，所述参数包括目标的位置、大小、速度；

目标匹配模块：通过计算出的目标参数数据在连续的帧之间进行目标匹配；实现对目标的追踪；

异常位置确定模块：通过对目标的追踪结合目标的相关参数对目标的行为进行深度学习以及人工智能分析，识别出目标的异常信息，并通过监控设备的唯一编号确定该异常信息的发生位置；

其中，所述在出现异常情况下发出预警的预警值计算公式为：

其中W为本方法记录的异常行为数量,P

预警信息模块：实时监控与预警模块接收目标的异常信息以及异常信息发生位置后发出预警信息。

上述技术方案的工作原理为：实时监控预警模块利用深度学习算法对进行唯一编号的监控设备拍摄的视频中的每一帧画面进行对象检测，然后进行目标追踪，计算出目标的相关参数，所述参数包括目标的位置、大小、速度；通过计算出的目标参数数据在连续的帧之间进行目标匹配；实现对目标的追踪；在连续的帧之间进行目标匹配，主要是为了实现目标的跟踪。通过对两个相邻帧的目标位置、大小、速度等参数进行比较和计算，可以确定它们是否属于同一个移动目标，并预测它在下一帧中的位置。这样做不仅可以提高目标跟踪的准确性和稳定性，还可以有效地应对一些复杂场景下目标状态的变化，比如被遮挡、消失、分裂等情况。通过对目标的追踪结合目标的相关参数对目标的行为进行深度学习以及人工智能分析，识别出目标的异常信息，并通过监控设备的唯一编号确定该异常信息的发生位置；实时监控与预警模块接收目标的异常信息以及异常信息发生位置后发出预警信息。

上述技术方案的效果为：利用深度学习算法进行对象检测和目标追踪，可以高效地对监控设备拍摄的视频进行自动化分析和处理，大幅提升了监控设备的效率。通过使用深度学习算法和人工智能分析技术，可以将对目标的追踪和异常信息识别工作自动化处理，大幅减少了人工干预的需求。通过实时监控和预警功能，可以及时发现并处理异常信息，避免可能出现的安全问题。通过分析目标行为数据、制定长期有效策略等方式将预警信息转化为管理决策，可以提升建筑物运营管理水平。通过上述公式，可以快速准确的识别异常情况，并实现自动化监督，无需人工干预就能检测出各自异常行为，大大提高了工作效率并且由于该方法是基于机器学习以及人工智能来识别异常行为并发出预警，可以减少人为操作引起的错误率。同时，通过上述公式获取了异常行为的权重值，结合了关键区域等信息有效的提高了预警的准确性，防止因权重值设置不合理导致预警信息不准确的情况的发生。

本发明的一个实施例，所述应急指挥调度模块包括：

数据共享模块：应急指挥调度模块通过物联网与实时监控预警模块进行连接并进行数据共享；

调度指令下发模块：应急指挥调度模块接收到实时监控与预警模块发出的预警信息后根据异常信息以及异常信息的发生位置后通过最短路径算法向最近的应急处置人员终端设备下发调度任务指令；

指挥协调模块：应急处置人员通过终端设备接收到调度任务指令后，协调指挥各个部门展开紧急处理工作；

反馈记录模块：任务处理结束后，应急指挥调度模块对整个处理过程进行反馈及记录。

其中应急指挥调度时间为：

上述技术方案的工作原理为：应急指挥调度模块通过物联网与实时监控预警模块进行连接并进行数据共享的方式，将实时监控预警模块获得的异常信息以及异常信息的发生位置等数据传输给应急指挥调度模块。应急指挥调度模块接收到这些信息后，通过最短路径算法计算出距离该异常位置最近的应急处置人员终端设备，并向其下发调度任务指令。应急处置人员通过终端设备接收到任务指令后，协调指挥各个部门展开紧急处理工作。整个任务处理过程中，应急指挥调度模块实时跟踪任务进展情况，并记录相关数据。在任务处理结束后，系统会向用户反馈整个处理过程的详细情况，并将相关记录保存下来，用于后续分析和总结。

上述技术方案的效果为：应急指挥调度模块能够在最短时间内接收到实时监控预警模块发出的异常信息并根据其位置下发调度任务指令，从而能够迅速启动应急处理程序，对事件进行快速响应。采用最短路径算法能够将距离异常位置最近的处置人员终端设备优先分配任务，避免浪费不必要的时间、资源和成本，提高了处理效率。通过物联网进行数据共享和协作，各个部门之间能够更好地协同工作、互相支持，提升了整体的协调性和灵活性。通过对反馈和记录进行分析，可以深入探讨事故处理中出现问题的根源，找到问题发生的原因，从而提高应急响应能力。记录过程可以帮助验证解决方案是否有效、是否可行。如果发现某种解决方案不可行或者有待改进，可以及特别是对于复杂的事故处理过程，在及时记录并及时传递信息之后，可以为今后类似事件提供帮助。通过反馈和记录，可以得到工作流程细节。这样就能够实现持续改进，并相应地优化工作流程。实时监控预警模块可以帮助提前发现潜在的安全隐患，通过应急处置模块的快速响应，可以有效降低事故发生的可能性，提高了安全防范水平。上述公式这通过考虑最短路径长度、应急指挥调度的期望速度、异常信息发生位置之前的位置总数等因素来预测应急处置人员到达异常信息发生位置的时间，帮助指挥部门更加科学地制定应急调度和处置计划，提高处置效率和精准度。其中，N

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。