一种智慧化工地数据管理方法及系统
技术领域
本发明涉及智慧工地
技术领域
，特别是涉及一种智慧化工地数据管理方法及系统。背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的
背景技术
信息，不必然构成在先技术。智慧工地是指运用信息化手段，通过三维设计平台对工程项目进行精确设计和施工模拟，围绕施工过程管理，建立互联协同、智能生产、科学管理的施工项目信息化生态圈，并将此数据在虚拟现实环境下与物联网采集到的工程信息进行数据挖掘分析，提供过程趋势预测及专家预案，实现工程施工的可视化智能管理。
以常规火力发电项目建设为例，在工程数据管理和应用方面并未形成统一的一体化数据管理平台，建设期的工程数据和资料孤立，无法进行有效的数据整合和管理，造成信息孤岛现场，难以及时、准确、全面的支持运营管理与决策。其次，在实际施工过程中，工地数据管理也逐渐走向智能化，出现软件监控平台管理工地现场的监测数据，以实现工地现场情况的实时监测，便于工程师通过软件平台掌握工地的现场情况。但是，虽然能够对工地实际施工过程进行监控，但是，在对异常施工进程的判断上，还存在一定的局限性，在工地施工项目中，涉及多个工种，需要监控的施工节点众多，从材料、设备、安全、进度和质量等多个方面进行管理，目前大多是对整个项目进行整体监控，则在定位具体的施工节点以及具体产生异常的施工构件的定位上的管理存在缺陷。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种智慧化工地数据管理方法及系统，通过对工地仿真模型基于施工节点的划分，通过实际施工数据与虚拟施工数据的比对，实现对具体施工节点以及具体产生异常的施工构件的定位。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
第一方面，本发明提供一种智慧化工地数据管理方法，包括：
根据工地现场实际地形数据构建工地仿真模型；
根据施工计划数据，在工地仿真模型中划分施工段和每个施工段的施工构件；
根据施工计划数据，在工地仿真模型中进行施工虚拟演示，得到虚拟施工结果；
获取实际施工数据，将实际施工数据与虚拟施工结果进行对比，得到异常施工段，并根据异常施工段中施工构件的对照参数得到异常施工构件；
将实际施工数据、异常施工段和异常施工构件基于权限管理机制存储至工地数据库，并推送至对应的管理终端中。
作为可选择的实施方式，通过RFID、传感器、摄像头的监测终端设备，获取实际施工数据，实际施工数据包括工地施工进度、工人工况、设备工况、建筑材料状态和工地环境数据。
作为可选择的实施方式，根据异常施工段和异常施工构件，在预先构建的故障库找出出现异常的具体原因，以及相关责任人员信息，并调取对应的工地管理调整措施。
作为可选择的实施方式，在权利管理机制中，设置人员身份，并通过身份认证访问工地数据库，基于人员身份的权限确定该人员终端是否可以接入工地数据库，同时根据权限进行数据推送。
作为可选择的实施方式，在访问工地数据库时，采用SSO单点登录方式。
作为可选择的实施方式，所述SSO单点登录方式包括令牌环单点登录方式或身份票据单点登录方式。
作为可选择的实施方式，采用关键字快速检索方式在工地数据库的访问中对实际施工数据或异常数据进行查询。
第二方面，本发明提供一种智慧化工地数据管理系统，包括：
仿真模块，被配置为根据工地现场实际地形数据构建工地仿真模型；
划分模块，被配置为根据施工计划数据，在工地仿真模型中划分施工段和每个施工段的施工构件；
虚拟模块，被配置为根据施工计划数据，在工地仿真模型中进行施工虚拟演示，得到虚拟施工结果；
对比模块，被配置为获取实际施工数据，将实际施工数据与虚拟施工结果进行对比，得到异常施工段，并根据异常施工段中施工构件的对照参数得到异常施工构件；
管理模块，被配置为将实际施工数据、异常施工段和异常施工构件基于权限管理机制存储至工地数据库，并推送至对应的管理终端中。
第三方面，本发明提供一种电子设备，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成第一方面所述的方法。
第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成第一方面所述的方法。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明通过实际施工数据与虚拟施工数据的比对，实现对施工节点和施工构件的细节化监控，实现对项目建设过程的实时监控、智能感知、数据采集和高效协同，提高作业现场的管控能力。
本发明的智慧化工地数据管理方法实现工地的可视化智能管理，在提高工地管理效率的同时，通过对具体的施工节点以及具体产生异常的施工构件的定位上，及时发现施工过程中存在的偏差和危险因素。
本发明对工地三维仿真模型基于施工节点进行划分，基于划分后的施工段通过现场施工数据的获取与实际施工情况的反馈，提高作业现场的管控能力
本发明附加方面的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，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明实施例1提供的智慧化工地数据管理方法流程图。
具体实施方式
：
下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1
如图1所示，本实施例提供一种智慧化工地数据管理方法，包括：
根据工地现场实际地形数据构建工地仿真模型；
根据施工计划数据，在工地仿真模型中划分施工段和每个施工段的施工构件；
根据施工计划数据，在工地仿真模型中进行施工虚拟演示，得到虚拟施工结果；
获取实际施工数据，将实际施工数据与虚拟施工结果进行对比，得到异常施工段，并根据异常施工段中施工构件的对照参数得到异常施工构件；
将实际施工数据、异常施工段和异常施工构件基于权限管理机制存储至工地数据库，并推送至对应的管理终端中。
在本实施例中，采用无人机技术将工地现场实际地形数据进行采集，对工地现场实际地形数据进行加密计算得到点云数据，基于点云数据构件工地三维仿真模型。
优选地，所述工地现场实际地形数据包括建筑、设备、设施、地理位置等。
优选地，本实施例基于BIM模型构建工地三维仿真模型。
优选地，本实施例基于BIM模型及无人机航拍技术构建工地三维仿真模型，利用无人机航拍技术获得工地现场的实际数据，包括各个建筑、施工设施和工程设备的安置位置等，将获取的数据导入三维模型中，BIM模型和工地现场地形数据结合，实现三维场景数据元素的导入和动态更新。
在本实施例中，根据施工计划数据，在工地仿真模型中划分施工段和每个施工段的施工构件的过程中，划分施工构件可以及时了解施工构件的进度以及施工是否存在异常；同时，划分多个施工段，通过工地三维仿真模型和现场实际数据的监控，可对任意一个施工段的施工进展进行监测。
在本实施例中，通过RFID、传感器、摄像头等监测终端设备，获取工地现场实际施工数据，工地现场的实际施工数据包括工地施工进度、工人工况、设备工况、建筑材料状态、工地环境数据等。
在本实施例中，获取每个施工段以及施工段内施工构件的工地状态参数，通过其与虚拟施工数据的比较，确定异常施工段。
在本实施例中，根据异常施工段和异常施工构件，根据预先构建的故障库找出参数出现偏差的具体原因，以及相关的责任人员信息，并根据偏差的具体原因输出对应的工地管理调整措施。
在本实施例中，将实际施工数据、异常施工段和异常施工构件基于权限管理机制存储至工地数据库，并推送至对应的管理终端的过程中，在权利管理机制中，设置人员身份，并通过身份认证访问工地数据库，在访问时，同样基于人员身份的权限确定该人员终端是否可以接入工地数据库；在将数据推送至管理终端时，也根据终端身份的权限进行推送。
优选地，在权限管理机制的设计中采用RBAC(以角色基础的访问控制)和ACI(访问控制指令)，访问控制中主要包括用户、机构、角色和权限，通过将安全控制指定给用户，使权限控制更灵活，提高系统的安全性、可靠性、扩展性和伸缩性。
优选地，在访问工地数据库时，本实施例采用SSO单点登录，对于接收到的实际施工数据、异常施工段和异常施工构件等数据，建立统一的资源管理和权限控制模型，实现统一的用户管理、统一的资源目录管理、统一的权限控制转换及映射机制，实现信息集中统一管理。
SSO服务器是基于CAS(Central Authentication Service)框架，支持集中式和分布式两大登录模式、通过票据、令牌环和代理登录三种技术实现单点登录，从而满足不同的客户不同环境下的需求。
优选地，本实施例可采用令牌环(token)单点登录方式，典型的令牌环的原理是通过Cookie中共享令牌环的方式传递当前用户信息，实现SSO；无需统一的验证服务器，是“多点验证模式”的主力实现技术，各个服务器都通过同一的密钥对令牌进行加密解密，具有安全性高、稳定性好、性能消耗低等优点。
优选地，本实施例还可采用身份票据(ticket)单点登录方式，与令牌环不一样，身份票据是通过URL的方式传递，通过“两次握手”的方式，实现SSO；是适用范围最广的一种SSO实现方式，可以解决跨域等问题，安全性高、稳定性好。
优选地，关于权限管理机制，本实施例实现统一权限管理，支持包括Java、.Net、Php、Ruby、VBScript等客户端，提供用户集中管理、身份统一认证，并实现用户的一次性认证登录；统一身份管理由Web Service接口作出相应的响应，并返回权限认证结果，实现对用户权限的控制。
在本实施例中，通过对工地数据库的访问，可对工地施工数据或异常数据进行查询；查询过程支持关键字快速检索方式。
在本实施例中，在检测出异常情况时，通过物联网技术将实际施工数据、异常施工段和异常施工构件推送至管理终端，实现预警，提高现场管控能力。
实施例2
本实施例提供一种智慧化工地数据管理系统，包括：
仿真模块，被配置为根据工地现场实际地形数据构建工地仿真模型；
划分模块，被配置为根据施工计划数据，在工地仿真模型中划分施工段和每个施工段的施工构件；
虚拟模块，被配置为根据施工计划数据，在工地仿真模型中进行施工虚拟演示，得到虚拟施工结果；
对比模块，被配置为获取实际施工数据，将实际施工数据与虚拟施工结果进行对比，得到异常施工段，并根据异常施工段中施工构件的对照参数得到异常施工构件；
管理模块，被配置为将实际施工数据、异常施工段和异常施工构件基于权限管理机制存储至工地数据库，并推送至对应的管理终端中。
此处需要说明的是，上述模块对应于实施例1中所述的步骤，上述模块与对应的步骤所实现的示例和应用场景相同，但不限于上述实施例1所公开的内容。需要说明的是，上述模块作为系统的一部分可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。
在更多实施例中，还提供：
一种电子设备，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成实施例1中所述的方法。为了简洁，在此不再赘述。
应理解，本实施例中，处理器可以是中央处理单元CPU，处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器DSP、专用集成电路ASIC，现成可编程门阵列FPGA或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
存储器可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器提供指令和数据、存储器的一部分还可以包括非易失性随机存储器。例如，存储器还可以存储设备类型的信息。
一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成实施例1中所述的方法。
实施例1中的方法可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器、闪存、只读存储器、可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。为避免重复，这里不再详细描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本实施例描述的各示例的单元即算法步骤，能够以电子硬件或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
