基于BIM的隧道安全施工运营智能化监控平台

基于BIM的隧道安全施工运营

智能化监控平台

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一、项目背景

随着技术的不断发展和运营的需要,隧道越修越长、越修越宽,技术越来越难、越来越复杂。隧道的修建涉及到结构、空气动力、光学、消防、交通工程、工程机构等多种学科,是综合复合技术,需要多学科进行联合研究和攻关。在隧道施工的过程中,也存在上述各个方面的危险因素,需要我们加强安全方面的投入,做到“安全第一、预防为主、综合治理”。

二、项目简介

基于此项目背景，结合国内外目前的隧道施工安全方面研究，由姜谙男老师指导，交通运输工程学院学生宋佳、何小玉、吴秀钰、郑帅、赵龙国等研究的《基于BIM的隧道安全施工运营智能化监控平台》提出了以BIM可视化仿真技术为依托，多型数据整合分析为核心的全新的智能化隧道安全施工管控平台。

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BIM建筑信息模型优势

建立以BIM应用为载体的项目管理信息化，能够提升项目生产效率、提高建筑质量、缩短工期、降低建造成本。真正的BIM符合以下八个特点：可视化、协调性、模拟性、优化性、可出图性、一体化性、参数化性、信息完备性等。BIM建筑信息模型的建立，是建筑领域的一次革命。BIM建筑信息模型适用于项目建设的各阶段。它应用于项目全寿命周期的不同领域。掌握BIM技术，才能在建筑行业更好地发展。建造绿色建筑是每一个从业者的使命。建造绿色建筑是建筑行业的责任。

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智能化管控平台

如上图平台由定位系统和监测系统两个子系统组成。其中定位子系统主要是对人员，车辆以及施工机械定位，监测子系统实现对隧道各部件工况的实时监测。

根据国内外目前对于人员以及施工机械方面的研究，我们设计了一种基于UWB这一种无载波通信技术和RFID无线射频技术的新的定位方式，在改进原有算法的基础上，将UWB和RFID有机结合，实现对施工现场中人员，施工机械的实时定位，对出入隧道人员或重要设备的区域定位，考勤管理，安全预警，灾后急救，日常管理等功能。

对于监测系统，数据采集模块由钢筋计、应变计、土压力盒、端杆计和多点位移计等检测仪器组成。这些检测仪器自动采集数据，而后通过无线网络集成数据库并传送到数据处理平台。平台经过安全数据预测后，将数据集成，转化成相关信息，发布在平台上，实时报告施工现场安全状况。做到在第一时间发现安全隐患，从而使相关人员快速采取措施，以保证人员以及器械安全。

三、创新说明

本项目提出的智能化隧道安全施工管控平台是一种建筑工程项目中的新型专业，需要各个专业的紧密配合，是一种技术密集型、投资大、工期长、建设内容多的建筑工程项目。该平台能够能做到对隧道施工的全方面规划、组织和协调控制，具有鲜明的管理目的性，达到全面性、科学性和系统性管理的要求。

平台主要创新点如下：

1.实现施工人员定位

实现隧道作业人员进出的有效识别和监测监控，使管理系统充分体现“人性化、信息化和高度自动化”。

2.实现各部件的自动化监测

通过表面安装传感器实现各部件自动化监测。在对隧道进行检测过程中,隧道壁所受应力是重点检测对象。可研制一种光纤光栅应变传感器,便于安装也容易保护。

3.实现三维智能化场景模拟

该平台通过数据采集系统得到的数据，直接在BIM平台上集成信息，建立施工场景的三维模型。建筑信息模型是一个由计算机三维模型所形成的数据库，包含了建筑全生命周期所有信息。这些信息在建筑设计、施工和管理的过程中能够加快决策进度、提高决策质量。

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图文编辑：艾嘉宁

责任编辑：宫福鹏 李姝璇