一种基于BIM的施工现场安全导航方法及系统

技术领域

本发明属于BIM模型信息技术领域，特别涉及一种基于BIM的施工现场安全导航方法及系统。

背景技术

针对新建大型建筑或建筑群的施工项目，由于场地、建筑面积较大，尤其是在地下室区域，由于地下室构建一般只有墙柱，缺少醒目独特的参照物。作业人员在进场施工时对环境不熟悉，经常找不到正确的行走方向，就会乱行走、试探行走，存在较大的安全风险。在施工阶段建筑物现有的各大厂商导航软件均无法精确导航，目前在施工项目中一般解决方案是利用手机打开图纸来确定方向和行走路线，但采用这种方式在对自己定位上花费时间较久，尤其是在地下室缺少醒目独特的参照物情况下，一般很难确定自己的位置，即便有图纸，但也无法找到有效的行走路线和出入口，只能通过乱行走、试探性行走来寻找出入口。对周围环境不熟悉，存在危险地方不清楚，寻找出口的过程中就存在较大的安全风险。鉴于上述问题，当前亟需找到一种施工现场安全导航方法，以解决目前施工人员在现场容易迷路，找不到方向的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于BIM的施工现场安全导航方法及系统，以解决现有导航软件无法对施工场地进行精确导航，存在较大的安全风险的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于BIM的施工现场安全导航方法，包括：

S1、建立建筑结构的三维BIM模型；

S2、对三维BIM模型中的地下区域的疏散路线，施工出入口及危险区域进行划分并标注；

S3、对标注后的三维BIM模型进行网格划分并设置多个导航基点；

S4、以每个导航基点为初始视角生成VR全景图及对应的二维码；

S5、将生成的二维码粘贴于施工现场；

S6、扫描二维码获取当前位置及路线信息；

S7、实时更新三维BIM模型中各楼层通行路线及安全风险信息。

根据本发明的一个具体实施例，S1建立建筑结构的三维BIM模型具体包括：

采用revit软件将施工项目各个施工阶段的cad图纸导入并进行建模，得到建筑结构各个施工阶段的三维BIM模型。

根据本发明的一个具体实施例， S2对三维BIM模型中的地下区域的疏散路线，施工出入口及危险区域进行划分并标注具体包括：

利用revit软件将各个施工阶段的三维BIM模型中地下区域的每层临边、洞口、电梯位置处利用体量模型覆盖，并用红色显示，将每层的疏散路线，施工出入口利用体量模型建模，生成安全路线图并用绿色显示。

根据本发明的一个具体实施例，S3对标注后的三维BIM模型进行网格划分并设置多个导航基点具体包括：

对三维BIM模型中地下区域的每个楼层按100㎡的面积划分网格，并在每个网格的居中位置处选取柱子或墙体作为导航基点，其中网格划分面积可根据项目楼层总面积大小和导航精度需求调大或调小。

根据本发明的一个具体实施例，S4以每个导航基点为初始视角生成VR全景图及对应的二维码具体包括：

在revit模型中分别对三维BIM模型中地下区域的每层三维区域进行截图，并将图片导入720云全景软件中，以每个导航基点为初始视角生成VR全景图，并基于VR全景图生成对应的二维码。

根据本发明的一个具体实施例， S5将生成的二维码粘贴于施工现场具体包括：

将生成的二维码打印出，并按模型中预设的导航基点位置对应粘贴于施工现场的墙体或柱体。

根据本发明的一个具体实施例， S6扫描二维码获取当前位置及路线信息具体包括：

现场作业人员利用手机扫描二维码获取当前位置，以及周围的安全出入口，通道，行走路线及安全风险信息。

根据本发明的一个具体实施例，S7实时更新三维BIM模型中各楼层通行路线及安全风险信息具体包括：

根据不同施工阶段的设计要求实时更新三维BIM模型中各楼层的安全出入口位置，通行路线及安全风险信息，重新导出图片并生成VR全景图，替换上一阶段的VR全景图。

一种基于BIM的施工现场安全导航系统，包括：

三维模型建立模块，用于建立建筑结构的三维BIM模型；

模型信息标注模块，用于对三维BIM模型中的地下区域的疏散路线，施工出入口及危险区域进行划分并标注；

基点设置模块，用于对标注后的三维BIM模型进行网格划分并设置多个导航基点；

VR全景图及二维码生成模块，用于以每个导航基点为初始视角生成VR全景图及对应的二维码；

数据更新模块，用于实时更新三维BIM模型中各楼层通行路线及安全风险信息。

与现有技术相比，本发明提供的一种基于BIM的施工现场安全导航方法及系统，通过建立三维模型，把各楼层施工阶段的行走路线在模型进行规划建模，将临边、洞口、电梯井道等危险区域在模型中进行标注，并生成VR全景图和二维码，通过手机扫描二维码便能得获取自己当前所在的位置、最近的出口通道、周围存在哪些安全因素等信息。本发明可实现在大型建筑施工过程中针对缺少参照物的地下室、建筑群等区域导航功能，可帮助施工作业人员更快、更安全熟悉施工现场，能迅速确定自己的定位，以及最佳的行走路线。

附图说明

图1是根据本发明一实施例提供的基于BIM的施工现场安全导航方法流程图。

图2是根据本发明一实施例提供的基于BIM的施工现场安全导航系统结构图。

附图标记：

01-三维模型建立模块；02-模型信息标注模块；03-基点设置模块；04-VR全景图及二维码生成模块；05-数据更新模块。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更加清楚地理解本发明的概念和思想，以下结合具体实施例详细描述本发明。应理解，本文给出的实施例都只是本发明可能具有的所有实施例的一部分。本领域技术人员在阅读本申请的说明书以后，有能力对下述实施例的部分或整体作出改进、改造、或替换，这些改进、改造、或替换也都包含在本发明要求保护的范围内。

在本文中，术语“第一”、“第二”和其它类似词语并不意在暗示任何顺序、数量和重要性，而是仅仅用于对不同的元件进行区分。在本文中，术语“一”、“一个”和其它类似词语并不意在表示只存在一个事物，而是表示有关描述仅仅针对事物中的一个，事物可能具有一个或多个。在本文中，术语“包含”、“包括”和其它类似词语意在表示逻辑上的相互关系，而不能视作表示空间结构上的关系。例如，“A包括B”意在表示在逻辑上B属于A，而不表示在空间上B位于A的内部。另外，术语“包含”、“包括”和其它类似词语的含义应视为开放性的，而非封闭性的。例如，“A包括B”意在表示B属于A，但是B不一定构成A的全部，A还可能包括C、D、E等其它元素。

在本文中，术语“实施例”、“本实施例”、“一实施例”、“一个实施例”并不表示有关描述仅仅适用于一个特定的实施例，而是表示这些描述还可能适用于另外一个或多个实施例中。本领域技术人员应理解，在本文中，任何针对某一个实施例所做的描述都可以与另外一个或多个实施例中的有关描述进行替代、组合、或者以其它方式结合，替代、组合、或者以其它方式结合所产生的新实施例是本领域技术人员能够容易想到的，属于本发明的保护范围。

实施例1

本发明的实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实施方式的实践了解到。结合图1，本发明实施例提供了一种基于BIM的施工现场安全导航方法，包括：

S1、建立建筑结构的三维BIM模型。

S2、对三维BIM模型中的地下区域的疏散路线，施工出入口及危险区域进行划分并标注。

S3、对标注后的三维BIM模型进行网格划分并设置多个导航基点。

S4、以每个导航基点为初始视角生成VR全景图及对应的二维码。

S5、将生成的二维码粘贴于施工现场。

S6、扫描二维码获取当前位置及路线信息。

S7、实时更新三维BIM模型中各楼层通行路线及安全风险信息。

具体的，步骤S1建立建筑结构的三维BIM模型具体包括：

采用revit软件将施工项目各个施工阶段的cad图纸导入并进行建模，得到建筑结构各个施工阶段的三维BIM模型。

具体的，步骤S2对三维BIM模型中的地下区域的疏散路线，施工出入口及危险区域进行划分并标注具体包括：

利用revit软件将各个施工阶段的三维BIM模型中地下区域的每层临边、洞口、电梯位置处利用体量模型覆盖，并用红色显示，将每层的疏散路线，施工出入口利用体量模型建模，生成安全路线图并用绿色显示。例如，在项目A中将地下室一层的临边、洞口、电梯位置处利用红色体量模型覆盖，再用体量模型在地面上画出行走路线。

具体的，步骤S3对标注后的三维BIM模型进行网格划分并设置多个导航基点具体包括：

对三维BIM模型中地下区域的每个楼层按100㎡的面积划分网格，并在每个网格的居中位置处选取柱子或墙体作为导航基点，其中网格划分面积可根据项目楼层总面积大小和导航精度需求调大或调小。例如将地下室按100㎡划分10个网格，每个网格在居中位置选择柱1、柱2，…，柱n作为基准点。

具体的，步骤S4以每个导航基点为初始视角生成VR全景图及对应的二维码具体包括：

在revit模型中分别对三维BIM模型中地下区域的每层三维区域进行截图，并将图片导入720云全景软件中，以每个导航基点为初始视角生成VR全景图，并基于VR全景图生成对应的二维码。例如，将地下室一层各个区域进行高清截图保存，保证无死角。以柱1、柱2，…，柱n为初始视角生成VR全景图，并导出二维码。

具体的，步骤S5将生成的二维码粘贴于施工现场具体包括：

将生成的二维码打印出，并按模型中预设的导航基点位置对应粘贴于施工现场的墙体或柱体。

具体的，步骤S6扫描二维码获取当前位置及路线信息具体包括：

现场作业人员利用手机扫描二维码获取当前位置，以及周围的安全出入口，通道，行走路线及安全风险信息。例如现场作业人员可就近寻找附近的二维码，利用手机微信扫描柱2，…，柱n上面粘贴的二维码便能立刻确定自己所在位置，以及周围出入口、通道、安全隐患等信息。

具体的，步骤S7实时更新三维BIM模型中各楼层通行路线及安全风险信息具体包括：

根据不同施工阶段的设计要求实时更新三维BIM模型中各楼层的安全出入口位置，通行路线及安全风险信息，重新导出图片并生成VR全景图，替换上一阶段的VR全景图。随着现场施工阶段的不同，安全因素、出入口位置、各楼层行走路线均会发生变化，在模型中对应位置进行更新模型，重新导出图片生成全景图，替换原来的全景内容。例如随着地下室负一层施工进度，利用BIM软件在模型中更新临边洞口情况、安全出入口、路线等信息。模型更新后再重新截图，将图片生成全景图替换原有的信息。

实施例2

结合图2，本发明实施例提供一种基于BIM的施工现场安全导航系统，包括：

三维模型建立模块01，用于建立建筑结构的三维BIM模型。

本发明一具体实施例中，采用revit软件将施工项目各个施工阶段的cad图纸导入三维模型建立模块01进行建模，得到建筑结构各个施工阶段的三维BIM模型。

模型信息标注模块02，用于对三维BIM模型中的地下区域的疏散路线，施工出入口及危险区域进行划分并标注。

本发明一具体实施例中，利用模型信息标注模块02将各个施工阶段的三维BIM模型中地下区域的每层临边、洞口、电梯位置处利用体量模型覆盖，并用红色显示，将每层的疏散路线，施工出入口利用体量模型建模，生成安全路线图并用绿色显示。例如，在项目A中将地下室一层的临边、洞口、电梯位置处利用红色体量模型覆盖，再用体量模型在地面上画出行走路线。

基点设置模块03，用于对标注后的三维BIM模型进行网格划分并设置多个导航基点。

本发明一具体实施例中，通过基点设置模块03对三维BIM模型中地下区域的每个楼层按100㎡的面积划分网格，并在每个网格的居中位置处选取柱子或墙体作为导航基点，其中网格划分面积可根据项目楼层总面积大小和导航精度需求调大或调小。例如将地下室按100㎡划分10个网格，每个网格在居中位置选择柱1、柱2，…，柱n作为基准点。

VR全景图及二维码生成模块04，用于以每个导航基点为初始视角生成VR全景图及对应的二维码。

本发明一具体实施例中，利用VR全景图及二维码生成模块04分别对三维BIM模型中地下区域的每层三维区域进行截图，并将图片导入720云全景软件中，以每个导航基点为初始视角生成VR全景图，并基于VR全景图生成对应的二维码。例如，将地下室一层各个区域进行高清截图保存，保证无死角。以柱1、柱2，…，柱n为初始视角生成VR全景图，并导出二维码。

数据更新模块05，用于实时更新三维BIM模型中各楼层通行路线及安全风险信息。

本发明一具体实施例中，根据不同施工阶段的设计要求，利用数据更新模块05实时更新三维BIM模型中各楼层的安全出入口位置，通行路线及安全风险信息，重新导出图片并生成VR全景图，替换上一阶段的VR全景图。随着现场施工阶段的不同，安全因素、出入口位置、各楼层行走路线均会发生变化，在模型中对应位置进行更新模型，重新导出图片生成全景图，替换原来的全景内容。

综上所述，本发明提供的一种基于BIM的施工现场安全导航方法及系统，通过建立三维模型，把各楼层施工阶段的行走路线在模型进行规划建模，将临边、洞口、电梯井道等危险区域在模型中进行标注，并生成VR全景图和二维码，通过手机扫描二维码便能得获取自己当前所在的位置、最近的出口通道、周围存在哪些安全因素等信息。本发明可实现在大型建筑施工过程中针对缺少参照物的地下室、建筑群等区域导航功能，可帮助施工作业人员更快、更安全熟悉施工现场，能迅速确定自己的定位，以及最佳的行走路线。

以上结合具体实施方式（包括实施例和实例）详细描述了本发明的概念、原理和思想。本领域技术人员应理解，本发明的实施方式不止上文给出的这几种形式，本领域技术人员在阅读本申请文件以后，可以对上述实施方式中的步骤、方法、系统、部件做出任何可能的改进、替换和等同形式，这些改进、替换和等同形式应视为落入在本发明的范围内，本发明的保护范围仅以权利要求书为准。