本發(fā)明涉及建筑工程管控，特別涉及一種建筑工程管理用的數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、建筑工程管控是確保建筑項(xiàng)目從設(shè)計(jì)到竣工各個(gè)階段順利進(jìn)行的重要環(huán)節(jié)。它涉及到質(zhì)量、成本、進(jìn)度和安全管理等多個(gè)方面，對于提升建筑行業(yè)的整體水平具有重要意義。

2、建筑工程管控的歷史可以追溯到古代文明時(shí)期，當(dāng)時(shí)人們已經(jīng)開始使用簡單的規(guī)劃和監(jiān)督方法來建造廟宇和宮殿。隨著工業(yè)革命的到來，建筑技術(shù)得到了飛速發(fā)展，建筑工程管控也隨之變得更加復(fù)雜和系統(tǒng)化。20世紀(jì)初，隨著項(xiàng)目管理理論的提出，建筑工程管控開始引入科學(xué)的方法和工具，如甘特圖和關(guān)鍵路徑方法(cpm)。到了20世紀(jì)末，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，建筑工程管控開始利用信息技術(shù)進(jìn)行更為精確的規(guī)劃和監(jiān)控。進(jìn)入21世紀(jì)，全球化和可持續(xù)發(fā)展的理念對建筑工程管控提出了更高的要求，促使其向更加高效、環(huán)保和智能化的方向發(fā)展。

3、當(dāng)前建筑工程管控的主流技術(shù)包括了多種先進(jìn)的信息技術(shù)和自動(dòng)化工具。其中，建筑信息模型(bim)和地理信息系統(tǒng)(gis)是兩種特別關(guān)鍵的技術(shù)。建筑信息模型是一種革命性的技術(shù)，它通過創(chuàng)建建筑物的三維數(shù)字模型來整合項(xiàng)目的所有相關(guān)信息。bim不僅提高了設(shè)計(jì)階段的準(zhǔn)確性和效率，而且在施工和運(yùn)營階段提供了強(qiáng)大的數(shù)據(jù)支持，使得項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)能夠更好地協(xié)調(diào)工作，優(yōu)化資源分配，并實(shí)現(xiàn)更高的施工質(zhì)量和運(yùn)營效率。中冶南方工程技術(shù)有限公司和廣聯(lián)達(dá)科技股份有限公司聯(lián)合申報(bào)的江岸區(qū)諶家磯還建住宅及配套設(shè)施項(xiàng)目，通過bim+智慧工地應(yīng)用實(shí)踐，榮獲“2021智慧城市先鋒榜優(yōu)秀應(yīng)用案例”二等獎(jiǎng)。bim技術(shù)在智慧城市建設(shè)中，實(shí)現(xiàn)了全程信息化、智能化協(xié)同模式，支撐建設(shè)過程的各個(gè)階段。地理信息系統(tǒng)則是一種用于捕捉、存儲(chǔ)、分析和展示地理空間數(shù)據(jù)的技術(shù)。在建筑工程管控中，gis技術(shù)可以幫助項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)更好地理解項(xiàng)目地點(diǎn)的地理特征，評估環(huán)境影響，規(guī)劃施工布局，并監(jiān)控施工進(jìn)度。gis與bim的結(jié)合使用，為建筑工程提供了一個(gè)全面的地理和建筑信息視角，極大地提高了決策的質(zhì)量和速度。

4、盡管建筑工程管控技術(shù)取得了顯著進(jìn)步，但仍存在一些問題和挑戰(zhàn)。bim技術(shù)在建筑工程管控中雖然提供了強(qiáng)大的設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)維集成能力，但bim的數(shù)據(jù)采集依舊需要大量的人工操作，主觀性和誤差大大增加，同時(shí)較為成熟的bim系統(tǒng)在使用時(shí)往往沒有進(jìn)一步提高效能。

5、中國發(fā)明專利cn116258481a，公開了一種建筑工程智慧建造的管控方法及系統(tǒng)，該方法包括以下步驟：s1、獲取實(shí)時(shí)建筑影像數(shù)據(jù)，構(gòu)建以實(shí)景為基礎(chǔ)的三維建筑模型；s2、基于所述三維建筑模型構(gòu)建自適應(yīng)的數(shù)字孿生模型；s3、利用所述數(shù)字孿生模型的互動(dòng)性對施工現(xiàn)場進(jìn)行監(jiān)管與預(yù)測；s4、按照預(yù)設(shè)施工進(jìn)度與任務(wù)對施工現(xiàn)場進(jìn)行管控。本發(fā)明還公開了一種建筑工程智慧建造的管控系統(tǒng)。本發(fā)明通過采用地空結(jié)合的高精度三維數(shù)據(jù)與場景融合技術(shù)，構(gòu)建融合建筑工程數(shù)據(jù)的高精度數(shù)字孿生模型，實(shí)現(xiàn)建筑工程與互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫間的全連接，將施工現(xiàn)場實(shí)時(shí)工程數(shù)據(jù)與三維場景模型進(jìn)行全面關(guān)聯(lián)，形成可遠(yuǎn)程智能監(jiān)管、生產(chǎn)多維度數(shù)據(jù)監(jiān)測及工程任務(wù)分配調(diào)度的智慧建造體系。該發(fā)明專利僅僅簡單的將建筑工程進(jìn)行了傳統(tǒng)的三維建模，同步到遠(yuǎn)程服務(wù)端進(jìn)行操作，對工程進(jìn)度，實(shí)際工程構(gòu)件的查看沒有實(shí)質(zhì)性幫助。

6、中國發(fā)明專利cn111311203b，公開了一種基于bim的工程進(jìn)度管控系統(tǒng)，包括：bim模型構(gòu)建模塊、施工流程生成模塊、數(shù)據(jù)庫生成模塊、項(xiàng)目計(jì)劃管理模塊、關(guān)聯(lián)關(guān)系構(gòu)建模塊、施工進(jìn)度模擬模塊、施工計(jì)劃與實(shí)際進(jìn)度對比模塊。該發(fā)明基于腳本錄制和腳本回放為每一個(gè)施工流程均配置對應(yīng)的建筑可視化模型，同時(shí)每一個(gè)施工流程對應(yīng)的bim模型上均攜帶對應(yīng)的參數(shù)數(shù)據(jù)。該發(fā)明是對bim的擴(kuò)充說明，本質(zhì)上僅僅只是使用了bim的傳統(tǒng)功能，并進(jìn)行說明，未進(jìn)行實(shí)質(zhì)性創(chuàng)新，對施工進(jìn)度沒有進(jìn)一步分析和解決問題。

7、因此，我們需要一種綜合性的建筑工程管控技術(shù)，在使用傳統(tǒng)成熟的bim技術(shù)的同時(shí)，解決其數(shù)據(jù)采集過程中人工參與過多的問題，同時(shí)對采集后的數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步分析，進(jìn)行工程管控的深度預(yù)測。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種建筑工程管理用的數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有建筑工程管控系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集自動(dòng)化程度不高，精確度不夠，沒有深度分析，不能實(shí)現(xiàn)工程管控預(yù)測的技術(shù)問題。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明提供一種建筑工程管理用的數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)，包括：

4、使用二維碼技術(shù)對建筑構(gòu)構(gòu)件行標(biāo)注，得到建筑構(gòu)件基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，將所述建筑構(gòu)建基礎(chǔ)數(shù)據(jù)上傳至建筑構(gòu)建管理平臺(tái)，所述建筑構(gòu)建管理平臺(tái)能通過識(shí)別二維碼實(shí)現(xiàn)對建筑構(gòu)建的管控；

5、使用rfid技術(shù)對建筑構(gòu)建進(jìn)行出廠管理，得到出廠管理數(shù)據(jù)，使用rfid技術(shù)對建筑構(gòu)建進(jìn)行入場管理，得到入場管理數(shù)據(jù)，使用rfid技術(shù)和bim技術(shù)構(gòu)建建筑構(gòu)件工程模型；

6、對建筑構(gòu)件管理平臺(tái)上建筑構(gòu)件基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、出廠管理數(shù)據(jù)、入場管理數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，根據(jù)構(gòu)件對項(xiàng)目完工不同程度影響設(shè)定初始權(quán)重，搭建建筑構(gòu)件分析模型；

7、構(gòu)建優(yōu)化迭代算法，使用優(yōu)化迭代算法優(yōu)化建筑構(gòu)建分析模型得到優(yōu)化建筑構(gòu)建分析模型，使用所述優(yōu)化建筑構(gòu)建分析模型對新增出廠管理數(shù)據(jù)和入場管理數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，找出異常數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對建筑工程管理的數(shù)據(jù)采集分析。

8、進(jìn)一步地，所述的建筑工程管理用的數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)，所述使用二維碼技術(shù)對建筑構(gòu)構(gòu)件行標(biāo)注，得到建筑構(gòu)件基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，其中，

9、所述建筑構(gòu)建在生產(chǎn)時(shí)應(yīng)在主要建筑構(gòu)建上固定可用移動(dòng)設(shè)備掃描的二維碼；

10、所述二維碼應(yīng)同時(shí)包含可識(shí)別芯片，能夠通過rfid技術(shù)識(shí)別；

11、所述建筑構(gòu)建基礎(chǔ)數(shù)據(jù)至少應(yīng)包含建筑構(gòu)件的類別、型號(hào)、生產(chǎn)廠家、價(jià)格、項(xiàng)目序號(hào)、構(gòu)件序號(hào)。

12、進(jìn)一步地，所述的建筑工程管理用的數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)，所述將所述建筑構(gòu)建基礎(chǔ)數(shù)據(jù)上傳至建筑構(gòu)建管理平臺(tái)，所述建筑構(gòu)建管理平臺(tái)能通過識(shí)別二維碼實(shí)現(xiàn)對建筑構(gòu)建的管控，其中，

13、所述建筑構(gòu)建管理平臺(tái)應(yīng)包含數(shù)據(jù)中心、移動(dòng)錄入終端、出廠掃描終端、入場掃描終端；

14、所述數(shù)據(jù)中心應(yīng)部署在高性能服務(wù)器上，所述高性能服務(wù)器應(yīng)根據(jù)建筑工程中建筑構(gòu)件數(shù)據(jù)量選擇存儲(chǔ)容量，根據(jù)分析時(shí)限需求和用戶在線規(guī)模選擇服務(wù)器并發(fā)任務(wù)處理性能；

15、所述數(shù)據(jù)中心用于收集移動(dòng)錄入終端、出廠掃描終端、入場掃描終端上傳數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，構(gòu)件分析模型；

16、所述移動(dòng)錄入終端用于采集建筑構(gòu)建基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；

17、所述出廠掃描終端應(yīng)安裝在建筑構(gòu)件倉庫出庫位置，用于識(shí)別建筑構(gòu)件出庫信息；

18、所述入場掃描終端應(yīng)安裝在建筑工程入場位置，用于識(shí)別建筑構(gòu)件入場信息。

19、進(jìn)一步地，所述的建筑工程管理用的數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)，所述使用rfid技術(shù)對建筑構(gòu)建進(jìn)行出廠管理，得到出廠管理數(shù)據(jù)，使用rfid技術(shù)對建筑構(gòu)建進(jìn)行入場管理，得到入場管理數(shù)據(jù)，其中，

20、所述rfid技術(shù)能通過無線電波信號(hào)實(shí)現(xiàn)無接觸對建筑構(gòu)建識(shí)別，實(shí)現(xiàn)建筑構(gòu)件管控；

21、所述出廠管理數(shù)據(jù)，包含所述建筑構(gòu)件出庫信息和時(shí)間信息；

22、所述入場管理數(shù)據(jù)，包含所述建筑構(gòu)件入場信息和時(shí)間信息。

23、進(jìn)一步地，所述的建筑工程管理用的數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)，所述使用rfid技術(shù)和bim技術(shù)構(gòu)建建筑構(gòu)件工程模型，其中，

24、所述bim技術(shù)在數(shù)據(jù)處理時(shí)利用通過rfid技術(shù)采集的建筑構(gòu)件基礎(chǔ)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)，對建筑構(gòu)件基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，錄入bim系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)y，可表示為：

25、

26、其中，h為實(shí)際測量值，x為補(bǔ)全，t為采樣時(shí)間，n表示原始數(shù)據(jù)，n表示補(bǔ)全數(shù)據(jù)；

27、使用所述錄入bim系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)帶入bim系統(tǒng)，得到建筑構(gòu)建工程模型。

28、進(jìn)一步地，所述的建筑工程管理用的數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)，所述對建筑構(gòu)件管理平臺(tái)上建筑構(gòu)件基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、出廠管理數(shù)據(jù)、入場管理數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，根據(jù)構(gòu)件對項(xiàng)目完工不同程度影響設(shè)定初始權(quán)重，其中，

29、對所述建筑構(gòu)件基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、出廠管理數(shù)據(jù)、入場管理數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)歸一化，縮放至(-1，1)之間，采用z-score方法得到影響因素x：

30、

31、其中，δ表示原始數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)值，μ表示原始數(shù)據(jù)均值，x表示所述建筑構(gòu)件基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、出廠管理數(shù)據(jù)、入場管理數(shù)據(jù)；

32、對所述影響因素設(shè)定初始權(quán)重，得到建筑工程評分：

33、

34、其中，s為建筑工程評分，xi為影響因素，gi為對應(yīng)影響因素的初始權(quán)重，i表示影響因素?cái)?shù)。

35、進(jìn)一步地，所述的建筑工程管理用的數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)，所述搭建建筑構(gòu)件分析模型，其中，

36、將所述建筑工程評分分解為m個(gè)基于正態(tài)分布的子模型，表示為：

37、

38、其中，x是建筑構(gòu)件基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、出廠管理數(shù)據(jù)、入場管理數(shù)據(jù)向量，a表示處理后權(quán)重，μ表示原始數(shù)據(jù)均值。

39、進(jìn)一步地，所述的建筑工程管理用的數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)，所述構(gòu)建優(yōu)化迭代算法，使用優(yōu)化迭代算法優(yōu)化建筑構(gòu)建分析模型得到優(yōu)化建筑構(gòu)建分析模型，其中，

40、所述優(yōu)化迭代算法為優(yōu)化極大似然理論估計(jì)算法；

41、所述優(yōu)化極大似然理論估計(jì)算法為，計(jì)算選擇概率密度p：

42、

43、其中k表示當(dāng)前高斯分布，p(zk＝1x)表示，p(zk＝1)表示當(dāng)前高斯分布被選擇概率，πk表示混合系數(shù)，n(x|μk，∑k)表示均值為μk，協(xié)方差為∑k的高斯分布在x處的概率密度；

44、根據(jù)選擇概率密度p計(jì)算參數(shù)混合系數(shù)和均值。

45、進(jìn)一步地，所述的根據(jù)選擇概率密度p計(jì)算參數(shù)混合系數(shù)和均值；

46、使用選擇概率密度計(jì)算參數(shù)混合系數(shù)πk：

47、

48、使用選擇概率密度計(jì)算均值μk：

49、

50、將參數(shù)混合系數(shù)πk和均值μk繼續(xù)計(jì)算概率密度直至p收斂，得到優(yōu)化建筑構(gòu)建分析模型。

51、進(jìn)一步地，所述的建筑工程管理用的數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)，所述使用所述優(yōu)化建筑構(gòu)建分析模型對新增出廠管理數(shù)據(jù)和入場管理數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，找出異常數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對建筑工程管理的數(shù)據(jù)采集分析，其中，

52、所述新增出廠管理數(shù)據(jù)和入場管理數(shù)據(jù)帶入所述優(yōu)化建筑構(gòu)建分析模型，設(shè)定閾值，當(dāng)模型輸出值與實(shí)際相差超過閾值，認(rèn)為發(fā)生異常，實(shí)現(xiàn)對對建筑工程管理的數(shù)據(jù)采集分析。

53、本發(fā)明提供的技術(shù)方案帶來的有益效果至少包括：

54、本發(fā)明使用二維碼技術(shù)對建筑構(gòu)構(gòu)件行標(biāo)注，實(shí)現(xiàn)在管理平臺(tái)能通過識(shí)別二維碼實(shí)現(xiàn)對建筑構(gòu)建的管控；使用rfid技術(shù)對建筑構(gòu)建進(jìn)行出廠管理，入場管理數(shù)據(jù)，構(gòu)建了建筑構(gòu)件工程模型；搭建建筑構(gòu)件分析模型；構(gòu)建優(yōu)化建筑構(gòu)建分析模型，對新增出廠管理數(shù)據(jù)和入場管理數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，找出異常數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對建筑工程管理的數(shù)據(jù)采集分析。可以有效解決現(xiàn)有建筑工程管控系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集自動(dòng)化程度不高，精確度不夠，沒有深度分析，不能實(shí)現(xiàn)工程管控預(yù)測的技術(shù)問題。特別適合對建筑工程管控進(jìn)行精確化管理和深度分析，優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)方案，可滿足建筑工程管控生產(chǎn)的要求。