[发明专利]基于3DGIS+BIM技术的工程施工风险源实时监控及人工智能预测方法

说明书

技术领域

本发明属于土木工程施工领域，尤其涉及一种基于3DGIS+BIM技术的工程施工风险源实时监控及人工智能预测方法。

背景技术

土木工程施工的风险源主要是指在建设过程中，对工程自身或周边区域环境产生重大影响的因素。如自然灾害风险(如暴雨、洪水、泥石流、飓风、地震等)、地质条件、周边环境影响、施工工艺和方法等。

位于城市中心地区的土木工程施工作业常见周边环境复杂，各种建筑物、地下管线多且对施工变形控制要求高。而土木工程中的地下工程更具有隐蔽性大、岩土物理力学参数不准确、施工技术复杂、作业空间有限、作业环境恶劣、施工周期长、不可预见风险因素多以及对社会环境影响大等特点，此外，由于对地下工程安全风险的认识不客观，风险管理不科学，风险管理的投入不到位等主观原因，地下工程建设中，事故频发，形势非常严峻。如2007年南京地铁发生地铁施工导致燃气管断裂，引起燃气泄漏发生爆炸引起大大火的事件；2008年杭州地铁发生基坑坍塌事故，造成21人死亡，10余人受伤。

随着我国城市化进程的快速发展，传统工程施工的经验型、事后型、人盯人的安全管理模式已无法应对，引入高效、智能化的安全风险预测及管理系统是必然趋势。

发明内容

发明目的：针对以上问题，本发明提出一种基于3DGIS+BIM技术的工程施工风险源实时监控及人工智能预测方法。

技术方案：为实现本发明的目的，所采用的技术方案是：一种基于3DGIS+BIM技术的工程施工风险源实时监控及人工智能预测方法，具体包括以下步骤：

(1)采用3DGIS+BIM技术建立三维环境模型及BIM施工管理平台；

(2)自动采集工程施工风险源数据，并上传到BIM施工管理平台；

(3)在BIM施工管理平台设定预警值；

(4)建立自适应灰色傅里叶指数预测模型；

(5)对工程施工风险源监控数据进行时间序列的实时预测。

步骤1具体包括：

(1.1)获取地形数据绘制三维地形模型；

(1.2)通过城市景观数据绘制三维城市模型；

(1.3)建立3DGIS+BIM施工管理平台。

步骤2具体包括：

(2.1)通过自动化监测系统，采集在外力作用下结构及环境的实时数据；

(2.1)实时数据回传3DGIS+BIM施工管理平台。

步骤3具体包括：

(3.1)建立风险源数据库，导入到3DGIS+BIM模型，纳入系统管理中，对风险源进行等级评估；

(3.2)在平台上设置预警线，监测数据超标会自动报警。

建立自适应灰色傅里叶指数预测模型对重大风险源时间序列进行预测，具体包括以下步骤：

(1)建模与流程预测；

(2)背景值改善；

(3)特定解转换；

(4)残差修正技术整合。

有益效果：与现有技术相比，具有如下优势：

(1)通过工程施工风险源实时监控及预测系统，强化了智能化的风险预警，实现对风险源的精准定位，基于数据分析有效判断风险源的安全稳定状态，从而能及时采取预防措施，以降低风险源危险性并规避施工风险，有效地防止事故发生，保障施工安全；

(2)通过自动化监测系统与3DGIS+BIM施工管理平台的搭接实现数据实时传输，为平台监测分析提供准确有效的数据来源；通过对数据的分析，形成动态的监测管理及风险预测；

(3)考虑传统模型难以实现对因系统不稳定而造成的不规律序列的理想预测，本发明通过背景值改善、特定解转换以及残差修正技术整合等方法优化灰预测模型的适应性，构建自适应灰色傅里叶指数预测模型，提升整体预测精度。

附图说明

图1是轨道交通工程施工重大风险源实时监控及人工智能预测方法示意图；

图2是轨道交通工程施工重大风险源实时监控方法流程图；

图3是预测模型运作示意图。

具体实施方式

下面结合附图和以轨道交通工程施工为实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。

如图1所示是轨道交通重大风险源实时监控示意图，如图2所示是轨道交通重大风险源实时监控方法流程图，轨道交通重大风险源实时监控方法具体包括以下步骤：

(1)采用3DGIS+BIM技术建立三维环境模型及BIM施工管理平台；