宮 玨 秦曉暉

（ 西安建筑科技大學(xué)土木學(xué)院，陜西 西安715000）

1 設(shè)計(jì)思路

根據(jù)施工過(guò)程收集的數(shù)據(jù)文件，形成項(xiàng)目標(biāo)段施工記錄，錄入至云端WEB 服務(wù)器，服務(wù)器與監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)互通，可供施工現(xiàn)場(chǎng)人員了解歷史數(shù)據(jù)記錄。其次，施工數(shù)據(jù)文件表格化，錄入至監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，供施工人員或者系統(tǒng)的預(yù)測(cè)模塊隨時(shí)查看及提取。可以實(shí)現(xiàn)施工質(zhì)量的實(shí)時(shí),智能,快速分析和反分析,并可以直觀展示計(jì)算分析結(jié)果,對(duì)工程進(jìn)行安全預(yù)警[2]。

2 設(shè)計(jì)路線(xiàn)及界面制作

建立完整的數(shù)據(jù)庫(kù)框架及數(shù)據(jù)模型可以提升數(shù)據(jù)提存效率以及完整性。本節(jié)采用新奧爾良法對(duì)混凝土構(gòu)建內(nèi)外溫度信息監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，二次開(kāi)發(fā)界面如圖1。

圖1 操作界面

3 開(kāi)發(fā)環(huán)境與數(shù)據(jù)庫(kù)功能設(shè)計(jì)

3.1 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)需求分析

針對(duì)大體積混凝土施工階段溫控的要求，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的要求、施工工序及施工技術(shù)的特點(diǎn)，需求分析應(yīng)滿(mǎn)足下列兩個(gè)需求：3.1.1 溫度信息類(lèi)型。監(jiān)測(cè)信息數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)于測(cè)點(diǎn)位置、大體積混凝土構(gòu)件施工信息、監(jiān)測(cè)信息的存儲(chǔ)方式以及預(yù)警信息也有所記錄。3.1.2 溫度信息處理。大體積混凝土施工溫度監(jiān)測(cè)需針對(duì)大量監(jiān)測(cè)信息進(jìn)行頻繁的查詢(xún)、提取和分析，對(duì)信息提取及更新的速度會(huì)有很高的要求

3.2 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

由上述設(shè)計(jì)步驟最終得到的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)E-R 模型即實(shí)體- 關(guān)系圖，如圖2 所示。其中，矩形框、橢圓形框和菱形框分別表示實(shí)體、屬性和聯(lián)系。

3.3 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段設(shè)計(jì)好的基本實(shí)體- 關(guān)系圖（E-R 圖），轉(zhuǎn)換為與選用的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)所支持的數(shù)據(jù)模型。本篇文章采用SQL SERVER 數(shù)據(jù)庫(kù)以表的形式存儲(chǔ)各類(lèi)監(jiān)測(cè)信息。

圖2 E-R 結(jié)構(gòu)圖

3.3.1 用戶(hù)資料表單。其中，登錄賬號(hào)和密鑰用于用戶(hù)準(zhǔn)入系統(tǒng)驗(yàn)證，用戶(hù)所使用的賬號(hào)類(lèi)型分為施工賬號(hào)和管理賬號(hào)，系統(tǒng)將預(yù)警信息等施工實(shí)時(shí)資料以郵件的形式予以送達(dá)。3.3.2 原始監(jiān)測(cè)記錄表單。原始監(jiān)測(cè)記錄表單記錄著溫感裝置實(shí)時(shí)采集的溫度值，按照時(shí)間過(guò)渡順序排列成溫度時(shí)序存儲(chǔ)記錄。3.3.3超限預(yù)警記錄表單。當(dāng)施工或者管理人員開(kāi)啟實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模塊后，程序會(huì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)溫度變化趨勢(shì)并將超出的數(shù)值及超出的時(shí)刻記錄在表單中，包括發(fā)生溫度異常的構(gòu)件ID，預(yù)警日期，超限數(shù)值以及預(yù)警等級(jí)。3.3.4 構(gòu)件信息及測(cè)點(diǎn)參數(shù)表單。構(gòu)件信息表用于存儲(chǔ)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目各個(gè)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的材料、截面類(lèi)型及尺寸、端點(diǎn)坐標(biāo)的信息，是用戶(hù)使用BIM 軟件與有限元軟件之間數(shù)據(jù)交互功能時(shí)自動(dòng)生成的，以通用的有限元文本數(shù)據(jù)格式存儲(chǔ)了三維建筑模型相關(guān)信息，其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)見(jiàn)表1。

表1 構(gòu)件信息及測(cè)點(diǎn)參數(shù)表單

3.3.5 文檔記錄表單。文檔信息記錄表單按照不同權(quán)限用戶(hù)的需求，分類(lèi)存儲(chǔ)各類(lèi)溫度信息內(nèi)容，并將其在需要時(shí)向用戶(hù)提供高效率的查詢(xún)服務(wù)。3.3.6 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。物理設(shè)計(jì)一般的設(shè)計(jì)內(nèi)容和原則就是通過(guò)設(shè)計(jì)優(yōu)化的物理數(shù)據(jù)庫(kù)機(jī)構(gòu)，爭(zhēng)取使得在數(shù)據(jù)庫(kù)上運(yùn)行的各種事務(wù)響應(yīng)時(shí)間最小。

4 監(jiān)測(cè)信息可視化功能開(kāi)發(fā)

4.1 監(jiān)測(cè)點(diǎn)位查找功能

Revit 中每個(gè)構(gòu)件與圖元都有自己的固定的ElementID，這種ID 隨著建模逐漸深入、構(gòu)件數(shù)量成倍增加，為了使每個(gè)構(gòu)件的擁有唯一的ID 標(biāo)識(shí)。該功能的發(fā)開(kāi)原理如圖3 所示，將用戶(hù)輸入的編號(hào)與BIM 三維模型過(guò)濾出的所有傳感器圖元的編號(hào)進(jìn)行匹配，一旦匹配成功，即選定該傳感器圖元。

圖3 查找測(cè)點(diǎn)

同時(shí)利用list.Add(Doc.GetElement(refer).Id);uidoc.Selection.SetElementIds()的方法即可將選中的傳感器在BIM模型中高亮顯示：

圖4 溫感探測(cè)器高亮顯示及測(cè)點(diǎn)資料

4.2 溫度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示

本模塊界面創(chuàng)建工具為VS2019，所創(chuàng)建的界面主體的類(lèi)別分為所埋設(shè)的傳感器類(lèi)型分類(lèi)及對(duì)應(yīng)編號(hào)，側(cè)為傳感器基本信息，包括目前工作狀態(tài)、監(jiān)測(cè)值、在BIM 模型中對(duì)應(yīng)的圖元ElementID、超限預(yù)警等級(jí)。

4.3 溫度趨勢(shì)圖形查看

本模塊提供在Revit 界面查看監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)功能，功能界面如圖5 所示。根據(jù)輸入的待查詢(xún)測(cè)點(diǎn)編號(hào)和監(jiān)測(cè)時(shí)間范圍自動(dòng)生成數(shù)據(jù)庫(kù)查詢(xún)語(yǔ)句，將查詢(xún)后的數(shù)據(jù)與Chart（控件）綁定后顯示監(jiān)測(cè)圖形。

4.4 溫度超限實(shí)時(shí)預(yù)警功能

在實(shí)際施工中，工程發(fā)生質(zhì)量事故及施工過(guò)程出現(xiàn)異常，并且由于上報(bào)程序具有時(shí)滯性，預(yù)警信息延遲到達(dá)令相關(guān)人員不能第一時(shí)間處理相關(guān)異常情況。在此背景下，本節(jié)提出郵件發(fā)送模塊，用戶(hù)將相關(guān)個(gè)人信息輸入登錄模塊以驗(yàn)證身份執(zhí)行后續(xù)操作。

圖5 溫度趨勢(shì)圖顯示

首先根據(jù)預(yù)警分析的結(jié)果，確定本次預(yù)警結(jié)果是否需要發(fā)送，確定后根據(jù)流程編輯郵件。

4.5 監(jiān)測(cè)文檔的信息管理

在數(shù)據(jù)庫(kù)中建立文檔信息表存儲(chǔ)文檔的元數(shù)據(jù)，以實(shí)現(xiàn)傳感器圖元與文檔資料的關(guān)聯(lián)。系統(tǒng)支持用戶(hù)自定義文檔資料管理目錄，為實(shí)現(xiàn)文檔資料管理目錄的創(chuàng)建與保存，對(duì)文檔信息表進(jìn)行完善，最終建立的文檔信息表的數(shù)據(jù)表。

結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)搭建基于BIM和sqlserver 技術(shù)的溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，且通過(guò)BIM 模型尋找測(cè)點(diǎn)更為直觀，提高了溫控精細(xì)化程度，也有效降低了人工勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了效率；同時(shí)可以直觀地進(jìn)行碰撞檢查、施工模擬,降低施工期間的沖突造成的成本增長(zhǎng)和工期延誤;可以指導(dǎo)安全管理,模擬分析建筑物性能,提高工程運(yùn)營(yíng)管理效益[3]。