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建筑工地施工人员BIM模型实时定位方法

阅读：174发布：2023-12-13

专利汇可以提供建筑工地施工人员BIM模型实时定位方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种建筑工地施工人员BIM模型实时定位方法，其包括：a、进入工地的人员佩戴设有RFID芯片的安全帽，通过RFID芯片向RFID定位基站发出射频信号，报告其大致位置；b、当人员进入到施工位置时，射频定位器对人员位置进行定位，并将该人员的身份信息及位置信息发送到RFID定位基站；c、RFID定位基站将人员的位置信息发送到监控平台或管理人员的移动客户端；d、监控平台或移动客户端的三维监控BIM模型对RFID定位数据与RFID芯片的人员身份信息进行自动识别，匹配并呈现出人员在三维监控BIM模型中的位置与人员身份信息；e、当人员位置移动时，三维监控BIM模型将自动切换相应的区域，实现人员位置与三维监控BIM模型对象的联动，并可显示和保存人员的位置移动轨迹。，下面是建筑工地施工人员BIM模型实时定位方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种建筑工地施工人员BIM模型实时定位方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
a、进入建筑施工工地的人员各佩戴一个设有RFID芯片(11)的安全帽(10)，施工人员通过其安全帽上的RFID芯片(11)向设置在楼层内的RFID定位基站(20)发出射频信号，报告其大致位置；
b、当施工人员进入到施工位置时，其安全帽上的RFID芯片(11)由设置在各楼层的多个局部区域的多个射频定位器(30)中离该人员最近的一个射频定位器激活，并对施工人员位置进行定位，该射频定位器(30)将该施工人员的身份信息及位置信息发送到RFID定位基站(20)；
c、所述RFID定位基站(20)将该施工人员的位置信息发送到监控平台或管理人员的移动客户端(40)；
d、监控平台或移动客户端(40)上的三维监控BIM模型(41)通过将BIM定位区域对象的人员的RFID定位数据与RFID芯片(11)的人员身份信息进行自动识别，匹配并呈现出施工人员在三维监控BIM模型中的位置与人员身份信息；
e、当施工人员位置移动时，三维监控BIM模型(41)将自动切换相应的区域，实现施工人员位置与三维监控BIM模型对象的联动，并可显示和保存施工人员的位置移动轨迹。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤a中，所述RFID芯片(11)具有安全帽佩戴者的身份标签ID号，其与所述RFID定位基站(20)及射频定位器(30)无线连接和通信。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤b中，所述RFID定位基站(20)的射频信号覆盖范围为6～10米直径范围。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤b中，所述射频定位器(30)是发射频率为
125KHz～134KHz的低频定位器，其设置在各楼层的正在施工的各房间内，其可对直径1～3米内的人员进行精确定位。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤b中，所述射频定位器(30)对施工人员的定位是将射频定位器(30)的位置作为坐标参考点，通过其与安全帽上的RFID芯片(11)的标签之间的通信，可获取两者之间的无线射频信号强度值，并获取RFID芯片(11)的标签与多个射频定位器(30)之间的无线射频信号强度值，根据该无线射频信号强度值与通信距离之间的对应关系，可获取RFID芯片(11)标签与多个射频定位器(30)的距离关系，RFID定位基站(20)经比较几个最邻近的射频定位器(30)的参考标签的坐标与RFID芯片(11)的无线射频信号强度值的大小，可得出某施工人员所处位置的坐标。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤d中，所述监控平台或移动客户端(40)上的三维监控BIM模型(41)是将从AutoCAD导出的施工建筑物的结构数据经解析并还原而形成，其包括了施工建筑物的每个定位区域，通过将三维监控BIM模型定位区域对象的人员RFID定位数据与RFID芯片(11)的人员身份信息进行自动识别，匹配并呈现出施工人员在三维监控BIM模型(41)中的位置与人员身份信息。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤d、e中，当三维监控BIM模型(41)数据显示某个工人长时间不动或突然消失时，监控平台或移动客户端(40)将发出预警提示。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述RFID芯片(11)与所述RFID定位基站(30)及射频定位器(40)无线连接和通信，所述RFID定位基站(30)与所述监控平台或管理人员的移动客户端(40)无线连接和通信。

说明书全文

建筑工地施工人员BIM模型实时定位方法

【技术领域】

[0001] 本发明涉及建筑安全技术领域，特别是涉及一种用于对建筑工地的施工人员进行实时定位，以便及时发现和处置异常情况，从而确保施工人员安全的建筑工地施工人员BIM模型实时定位方法。【背景技术】

[0002] 目前，随着工业化、城市化进程的加快，建筑物的建设施工已成常态。人们在关注建设的规模和速度的同时也更加关注建筑物的质量和施工的安全。然而，实际情况却并不尽如人意。正如人们所知，在某些建筑工程中，由于技术、管理等的不到位，导致建筑质量差，安全隐患多且事故频发。在建筑施工的管理上，由于许多建筑施工的地点分散和不固定，且工地数量多，增加了安全施工、文明施工的管理难度以及人员、设备的监管难度。还由于缺乏必要的实时监控手段，使得当独处某位置施工的工人遇突发事件时，未能及时发现和处置，而导致延误施救时间。此外，由于缺乏必要的监控手段，建筑行业还存在劳务费用结算纠纷多，工人与管理方的人身安全纠纷多，在解决此类纠纷时调查取证难，导致纠纷难以妥善解决等问题。【发明内容】

[0003] 本发明旨在解决上述问题，而提供一种可对在建筑工地施工的人员进行实时位置定位，以确定是否为准入人员并有效应对和处置突发事件，保护施工人员生命安全的建筑工地施工人员BIM模型实时定位方法。

[0004] 为实现上述目的，本发明提供一种建筑工地施工人员BIM模型实时定位方法，该方法包括如下步骤：

[0005] a、进入建筑施工工地的人员各佩戴一个设有RFID芯片的安全帽，施工人员通过其安全帽上的RFID芯片向设置在楼层内的RFID定位基站发出射频信号，报告其大致位置；

[0006] b、当施工人员进入到施工位置时，其安全帽上的RFID芯片由设置在各楼层的多个局部区域的多个射频定位器中离该人员最近的一个射频定位器激活，并对施工人员位置进行定位，该射频定位器将该施工人员的身份信息及位置信息发送到RFID定位基站；

[0007] c、所述RFID定位基站将该施工人员的位置信息发送到监控平台或管理人员的移动客户端；

[0008] d、监控平台或移动客户端上的三维监控BIM模型通过将BIM定位区域对象的人员的RFID定位数据与RFID芯片的人员身份信息进行自动识别，匹配并呈现出施工人员在三维监控BIM模型中的位置与人员身份信息；

[0009] e、当施工人员位置移动时，三维监控BIM模型将自动切换相应的区域，实现施工人员位置与三维监控BIM模型对象的联动，并可显示和保存施工人员的位置移动轨迹。

[0010] 步骤a中，所述RFID芯片具有安全帽佩戴者的身份标签ID号，其与所述RFID定位基站(20)及射频定位器无线连接和通信。

[0011] 步骤b中，所述RFID定位基站的射频信号覆盖范围为6～10米直径范围。

[0012] 步骤b中，所述射频定位器是发射频率为125KHz～134KHz的低频定位器，其设置在各楼层的正在施工的各房间内，其可对直径1～3米内的人员进行精确定位。

[0013] 步骤b中，所述射频定位器对施工人员的定位是将射频定位器的位置作为坐标参考点，通过其与安全帽上的RFID芯片的标签之间的通信，可获取两者之间的无线射频信号强度值，并获取RFID芯片的标签与多个射频定位器之间的无线射频信号强度值，根据该无线射频信号强度值与通信距离之间的对应关系，可获取RFID芯片标签与多个射频定位器的距离关系，RFID定位基站经比较几个最邻近的射频定位器的参考标签的坐标与RFID芯片的无线射频信号强度值的大小，可得出某施工人员所处位置的坐标。

[0014] 步骤d中，所述监控平台或移动客户端上的三维监控BIM模型是将从AutoCAD导出的施工建筑物的结构数据经解析并还原而形成，其包括了施工建筑物的每个定位区域，通过将三维监控BIM模型定位区域对象的人员RFID定位数据与RFID芯片的人员身份信息进行自动识别，匹配并呈现出施工人员在三维监控BIM模型中的位置与人员身份信息。

[0015] 步骤d、e中，当三维监控BIM模型数据显示某个工人长时间不动或突然消失时，监控平台或移动客户端将发出预警提示。

[0016] 所述RFID芯片与所述RFID定位基站及射频定位器无线连接和通信，所述RFID定位基站与所述监控平台或管理人员的移动客户端无线连接和通信。

[0017] 本发明的贡献在于，其有效解决了现有建筑施工中由于无法对施工人员进行定位和跟踪所产生的问题。本发明的方法可对进入施工场地的人员进行实时定位及轨迹跟踪，并实时显示在3D的BIM模型中，使得管理人员可实时并直观地了解进入施工现场的人员当前所处的位置及移动轨迹，因而当出现突出事件，例如当施工人员长时间无应答、无移动，或者已发生事故或伤亡时能够及时发现和处置，避免因无人发现而延误施救时间。本发明可有效地将安全隐患消除在萌芽状态，并对出现的问题及突发事件实时加以控制和解决，因此可确保施工人员的安全以及在发现问题时能及时有效地加以处置。【附图说明】

[0018] 图1是本发明的定位方法流程图。

[0019] 图2是本发明的系统结构框图。【具体实施方式】

[0020] 下列实施例是对本发明的进一步解释和说明，对本发明不构成任何限制。

[0021] 参阅图1、图2，本发明的建筑工地施工人员BIM模型实时定位方法是一种应用于建筑工程中，对施工人员进行实时定位，并以3D模型显示，以避免施工人员受伤或出现突发事件未能及时发现而贻误救援时间，从而确保施工人员人身安全的方法，其涉及定位机制的构建及定位方法的实现。

[0022] 本发明的建筑工地施工人员BIM模型实时定位方法包括：

[0023] S10：如图1、图2所示，进入建筑施工工地的人员各佩戴一个安全帽10，该安全帽10上设有RFID芯片11，该RFID芯片11与RFID定位基站20及射频定位器30无线连接和通信。本实施例中，该RFID芯片11为柔性芯片，其可发出有源2.4G 电磁波，该RFID芯片11载有每个使用者个人身份信息的全球唯一的身份标签ID号，不同人员佩戴的安全帽有不同的身份标签ID号，通过该身份标签ID号可以快速准确地对进入建筑工地的每个人的身份加以识别。

[0024] 图1、图2中，在施工工地的各楼层内设有多个RFID定位基站20，其与所述RFID芯片11、射频定位器30及监控平台或管理人员的移动客户端40无线连接和通信，该RFID定位基站20用于较大范围的粗略的人员定位。施工人员进入施工现场后，其安全帽上的RFID芯片
11发出的射频信号首先为设置在楼层内的RFID定位基站20所接收，所述RFID定位基站20的射频信号覆盖范围为6～10米直径范围，因RFID芯片11与RFID定位基站20的相对距离较远，此时RFID定位基站20只能判断其在建筑物内某一层的大致位置。

[0025] S20：在施工工地的各楼层内的各局部区域，例如正在施工的各个房间内各设有一个射频定位器30，该射频定位器30为低频定位器，其发射频率为125KHz～134KHz，本实施例中，该射频定位器30的发射频率为125KHz，其设置在各楼层的正在施工的各房间内，其可对1～3米内的人员进行精确定位。当施工人员进入到施工位置时，其安全帽上的RFID芯片11由设置在各楼层的多个局部区域的多个射频定位器30中离该人员最近的一个射频定位器激活，并由该射频定位器30对施工人员位置进行定位。所述射频定位器30对施工人员的定位是这样实现的：由于射频定位器30在房间内的位置是固定的，因此可将射频定位器30的位置作为坐标参考点，通过其与安全帽上的RFID芯片11的标签之间的通信，可计算出两者之间的无线射频信号强度值，同时可计算出RFID芯片11的标签与多个射频定位器30之间的无线射频信号强度值，根据该无线射频信号强度值与通信距离之间的对应关系，可计算出RFID芯片11标签与多个射频定位器30的距离关系。所述RFID定位基站20经比较几个最邻近的射频定位器30的参考标签的坐标与RFID芯片11的无线射频信号强度值的大小，可得出某施工人员所处位置的准确坐标，以此实现了对施工人员的精确定位。该射频定位器30将该施工人员的身份信息及位置信息发送到RFID定位基站20。RFID定位基站20将所定位的施工人员位置信息发送到监控平台或管理人员的移动客户端40，监控平台或管理人员的移动客户端40通过将三维监控BIM模型定位区域对象的人员RFID定位数据与RFID芯片11的人员身份信息进行自动识别，匹配出施工人员在三维监控BIM模型41中的位置与人员身份信息，并三维监控BIM模型中实时地加以显示。

[0026] S30：所述RFID定位基站20将该施工人员的位置信息发送到监控平台或管理人员的移动客户端40。

[0027] S40：在监控平台或管理人员的移动客户端40上设有监控用的三维监控BIM模型41，该三维监控BIM模型41可以通过公知的BIM模型设计方法构建，具体地，该三维监控BIM模型41是将从AutoCAD导出的施工建筑物的结构数据经解析并还原而形成，其包括了施工建筑物的每个定位区域，通过将三维监控BIM模型定位区域对象的人员RFID定位数据与RFID芯片11的人员身份信息进行自动识别，匹配并呈现出施工人员在三维监控BIM模型41中的位置与人员身份信息。所述监控平台或管理人员的移动客户端40通过局域网与所述多个RFID定位基站20连接和通信，并将所采集到的RFID人员定位数据在三维监控BIM模型中以3D位置图像实时显示，因而可随时掌握建筑工地人员动向及查询人员的历史活动轨迹。
移动客户端40可以是手机、平板电脑或笔记本电脑，施工人员定位数据可直接在屏幕显示。

[0028] S50：当施工人员位置移动时，三维监控BIM模型41将自动切换相应的区域，实现施工人员位置与三维监控BIM模型对象的联动，并可显示和保存施工人员的位置移动轨迹。据此，监控平台或管理人员的移动客户端40可实时掌握施工人员的位置变化。

[0029] S60：当三维监控BIM模型41数据显示某个工人长时间不动或突然消失时，意味着该施工人员可能出现的工伤、事故等突发情况，此时，监控平台或移动客户端40将以短信、字幕、邮件等方式向管理人员发出预警提示，提醒管理人员第一时间到现场加以处置。

[0030] 本发明的建筑工地施工人员BIM模型实时定位方法可实现如下功能：

[0031] a、工作区域识别并确定某人员是否准入；

[0032] b、实时监测人员的活动状况，发生异常立刻报警；

[0033] c、所有人员的定位数据都可以通过平面或三维监控模型41呈现输出；

[0034] d、可进行进入危险区域预警，并根据危险等级在平面或三维监控模型41上予以不同的颜色警示和警报，操作人员、现场监控中心和其他管理人员可立即进行处理；

[0035] e、工人长时间不动预警；

[0036] f、工人突然消失预警；

[0037] g、指定部分工种进入特定区域预警。

[0038] 籍此，本发明通过所述建筑工地施工人员实时定位方法，可对在建筑工地施工的人员进行实时位置定位，并可在三维监控BIM模型中实时显示，因而可随时掌握建筑工地人员动向及查询人员的历史活动轨迹，有效应对和处置突发事件，保护施工人员生命安全。

[0039] 尽管通过以上实施例对本发明进行了揭示，但本发明的保护范围并不局限于此，在不偏离本发明构思的条件下，对以上各构件所做的变形、替换等均将落入本发明的权利要求范围内。

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