基于BIM和GIS的建筑工程项目管理系统[发明专利]

(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010984769.7
(22)申请日 2020.09.18
(71)申请人 华航环境发展有限公司
地址 100071 北京市丰台区东安街头条1号
院8号楼7层
(72)发明人 郭明爱　李傲　周坤　孙博超　
景泽涛　赵妍妍　田园园　
(74)专利代理机构 北京连城创新知识产权代理
有限公司 11254
代理人 许莉
(51)Int.Cl.
G06Q 10/06(2012.01)
G06Q 50/08(2012.01)
G06F 16/29(2019.01)
(54)发明名称
基于BIM和GIS的建筑工程项目管理系统
(57)摘要
本发明公开一种基于BIM和GIS的建筑工程
项目管理系统，涉及工程项目管理技术领域，其
能够对建筑工程项目进行规范化、科学化、智能
化的管理，从而在确保工程质量、安全的前提下，
使建设任务按计划有条不紊的推进。

所述的基于
BIM和GIS的建筑工程项目管理系统，构建BIM集
合ERP的一统平台，通过大数据平台整合结构化
数据和非结构化数据，在GIS平台统一界面，展现
智能工地应用；其包括：基础管理模块、BIM施工
管理模块、劳务子系统监管模块、视频子系统监
管模块、机械设备监管模块及移动平台集成模
块。

权利要求书3页 说明书8页 附图3页CN 112163746 A 2021.01.01
C N 112163746
A
1.一种基于BIM和GIS的建筑工程项目管理系统，其特征在于，构建BIM集合ERP的一统平台，通过大数据平台整合结构化数据和非结构化数据，在GIS平台统一界面，展现智能工地应用；其包括：
基础管理模块，所述基础管理模块用于实现权限管理及协同办公，并集成GIS、BIM及电子沙盘，以实现系统平台的运行维护；
BIM施工管理模块，所述BIM施工管理模块用于对设计、模型、进度、质量、安全、物料、造价、合同及资料信息进行监管；
劳务子系统监管模块，所述劳务子系统监管模块通过统一的数据标准和协议，集成施工总承包单位的劳务系统数据，用于对人员信息、人员考勤、人员工作记录进行监管；
视频子系统监管模块，所述视频子系统监管模块通过统一的数据标准和协议，集成视频监控系统和施工总承包单位的视频监控系统，用于对高位区域进行定点拍摄及重点区域进行实时监控；
机械设备监管模块，所述机械设备监管模块用于对塔吊的运行、升降机的运行、以及特种作业人员的行为进行实时监控；
移动平台集成模块，所述移动平台集成模块通过APP提供移动端工程监管，实现施工现场的管理并能够进行及时沟通。

2.根据权利要求1所述的基于BIM和GIS的建筑工程项目管理系统，其特征在于，所述基础管理模块包括：
权限管理单元，所述权限管理单元用于实现对基于BIM和GIS的建筑工程项目管理系统的功能按组织结构、人员、岗位进行授权管理和动态调整；
协同办公单元，所述协同办公单元用于实现基本的办公流程审批、信息发布、即时通讯及文件共享；
GIS集成单元，所述GIS集成单元通过航拍技术实现工程地理信息采集及加工，并与工程项目数据进行集成和应用、展示；
BIM集成单元，所述BIM集成单元用于对施工总承包单位模型进行收集、检查、导入，以及对工程项目数据进行集成和应用、展示；
电子沙盘展示单元，所述电子沙盘展示单元通过电子沙盘，形象直观地展示规划、建设现状及相关的进度、质量、安全信息，以为领导决策提供支撑；
平台运行维护单元，所述平台运行维护单元用于对平台运行所需的培训、指导、系统进行定期检查、问题排除、以及设备维修。

3.根据权利要求2所述的基于BIM和GIS的建筑工程项目管理系统，其特征在于，所述基础管理模块还包括：
人员管理单元，所述人员管理单元用于实现对基于BIM和GIS的建筑工程项目管理系统内人员按组织机构进行动态添加、调动、以及基本信息的维护管理；
信息共享单元，所述信息共享单元用于与市级政务信息资源共享平台对接，按照市级信息资源共享管理规则向市区级行业监管部门提供行政办公区工程建设相关信息共享。

4.根据权利要求1所述的基于BIM和GIS的建筑工程项目管理系统，其特征在于，所述BIM施工管理模块包括：
设计监管单元，所述设计监管单元用于对设计模型、设计进度、质量进行监管，并能够
通过视频进行沟通和协调解决；
模型管理单元，所述模型管理单元用于对BIM及GIS模型进行定期更新、检查和信息修改；
进度监管单元，所述进度监管单元用于对工程的计划进度、实际进度进行管理，并进行预警提示和直接对接负责人；
质量监管单元，所述质量监管单元用于对多种质量数据进行收集和分析、预警，并能够直接对接负责人；
安全监管单元，所述安全监管单元用于对多种安全数据进行收集和分析、预警，并能够直接对接负责人；
物料监管单元，所述物料监管单元通过物联网、RFID技术对相关物资数据进行收集和分析、预警，并能够分析对进度的影响，且能够直接对接负责人；
造价监管单元，所述造价监管单元用于对多种造价数据进行收集和分析、预警，并能够直接对接负责人；
合同监管单元，所述合同监管单元用于对多种合同基本信息和执行数据进行收集和分析、预警；
资料监管单元，所述资料监管单元基于云平台，以实现对多种资料的收集、共享和协同应用。

5.根据权利要求4所述的基于BIM和GIS的建筑工程项目管理系统，其特征在于，所述BIM施工管理模块还包括：
大数据挖掘分析单元，所述大数据挖掘分析单元以多种监管数据为基础，建立多种分析模型，以对项目的质量、安全、进度、成本进行数据挖掘分析。

6.根据权利要求1所述的基于BIM和GIS的建筑工程项目管理系统，其特征在于，所述劳务子系统监管模块包括：
人员信息监管单元，所述人员信息监管单元用于对收集的各施工总承包单位的劳务人员信息进行监管、分析和预警；
人员考勤监管单元，所述人员考勤监管单元用于对收集的各施工总承包单位的劳务人员考勤信息进行监管和分析；
人员工作记录监管单元，所述人员工作记录监管单元用于对收集的各施工总承包单位的劳务人员综合信息进行监管、分析和预警。

7.根据权利要求6所述的基于BIM和GIS的建筑工程项目管理系统，其特征在于，所述劳务子系统监管模块还包括：
安全教育监管单元，所述安全教育监管单元用于对收集的各施工总承包单位的劳务人员安全教育信息进行监管、分析和预警；
人员综合查询单元，所述人员综合查询单元按多维度对劳务人员进行综合查询和提供报表服务；
人员数据挖掘分析单元，所述人员数据挖掘分析单元基于积累的大量劳务系统数据，建立多种模型，以实现对劳务人员的深度挖掘分析。

8.根据权利要求1所述的基于BIM和GIS的建筑工程项目管理系统，其特征在于，所述视频子系统监管模块包括：
高位定点拍摄单元，所述高位定点拍摄单元在每个建设项目部署至少四个高清视频监控点，通过集成能够进行高位定点拍摄，并对视频实时查看和拍照；
重点区域监控单元，所述重点区域监控单元通过集成能够进行重点区域监控，对视频实时查看和拍照；
视频对话单元，所述视频对话单元基于视频集成，能够在视频中直接发起单人或多人对话，同时支持基于质量、安全的管理需要，以满足移动终端和监控平台视频会议。

9.根据权利要求1所述的基于BIM和GIS的建筑工程项目管理系统，其特征在于，所述机械设备监管模块包括：
塔吊运行监控单元，所述塔吊运行监控单元通过统一的数据标准和协议，集成施工总承包单位的塔吊安全运行监控系统，以实现对塔吊运行安全的实时监控；
升降机运行监控单元，所述升降机运行监控单元通过统一的数据标准和协议，集成施工总承包单位的升降机安全运行监控系统，以实现对升降机运行安全的实时监控；
特种作业人员行为监控单元，所述特种作业人员行为监控单元通过统一的数据标准和协议，集成施工总承包单位特种作业人员行为进行监控。

10.根据权利要求9所述的基于BIM和GIS的建筑工程项目管理系统，其特征在于，所述机械设备监管模块还包括：
数据挖掘分析单元，所述数据挖掘分析单元基于大量机械设备和特种作业人员行为数据，建立多种模型，并进行深度数据挖掘分析。

基于BIM和GIS的建筑工程项目管理系统
技术领域
[0001]本发明涉及工程项目管理技术领域，尤其涉及一种基于BIM和GIS的建筑工程项目管理系统。

背景技术
[0002]目前，国家提倡低碳、环保理念，针对施工现场扬尘大、噪声大、污染大，国家已经出台了一系列强制标准，今后会予以重点治理。

BIM（建筑信息模型）技术、物联网、大数据技术、ERP（企业资源计划）技术行业应用愈发成熟，近几年，建设施工行业在这些新信息技术方面也在探索应用，并取得一定成效。

[0003]然而，许多项目都存在项目紧、任务重，需多方协同、快速反应的问题。

在大型项目建设项目中，存在参建方众多，各地块实施进度、各建设方施工管理水平不尽相同。

[0004]因此，如何有效地控制各项目整体进度，在确保工程质量、安全的前提下，使建设任务按计划有条不紊的推进，已成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容
[0005]本发明的目的在于提供一种基于BIM和GIS的建筑工程项目管理系统，其能够对建筑工程项目进行规范化、科学化、智能化的管理，从而在确保工程质量、安全的前提下，使建设任务按计划有条不紊的推进。

[0006]为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于BIM和GIS的建筑工程项目管理系统，构建BIM集合ERP的一统平台，通过大数据平台整合结构化数据和非结构化数据，在GIS平台统一界面，展现智能工地应用；其包括：基础管理模块，所述基础管理模块用于实现权限管理及协同办公，并集成GIS、BIM及电子沙盘，以实现系统平台的运行维护；
BIM施工管理模块，所述BIM施工管理模块用于对设计、模型、进度、质量、安全、物料、造价、合同及资料信息进行监管；
劳务子系统监管模块，所述劳务子系统监管模块通过统一的数据标准和协议，集成施工总承包单位的劳务系统数据，用于对人员信息、人员考勤、人员工作记录进行监管；
视频子系统监管模块，所述视频子系统监管模块通过统一的数据标准和协议，集成视频监控系统和施工总承包单位的视频监控系统，用于对高位区域进行定点拍摄及重点区域进行实时监控；
机械设备监管模块，所述机械设备监管模块用于对塔吊的运行、升降机的运行、以及特种作业人员的行为进行实时监控；
移动平台集成模块，所述移动平台集成模块通过APP提供移动端工程监管，实现施工现场的管理并能够进行及时沟通。

[0007]具体地，所述基础管理模块包括：
权限管理单元，所述权限管理单元用于实现对基于BIM和GIS的建筑工程项目管理系统
的功能按组织结构、人员、岗位进行授权管理和动态调整；
协同办公单元，所述协同办公单元用于实现基本的办公流程审批、信息发布、即时通讯及文件共享；
GIS集成单元，所述GIS集成单元通过航拍技术实现工程地理信息采集及加工，并与工程项目数据进行集成和应用、展示；此外，航拍每个月至少进行一次，每个季度至少建立或更新一次模型；
BIM集成单元，所述BIM集成单元用于对施工总承包单位模型进行收集、检查、导入，以及对工程项目数据进行集成和应用、展示；
电子沙盘展示单元，所述电子沙盘展示单元通过电子沙盘，形象直观地展示规划、建设现状及相关的进度、质量、安全信息，以为领导决策提供支撑；
平台运行维护单元，所述平台运行维护单元用于对平台运行所需的培训、指导、系统进行定期检查、问题排除、以及设备维修。

[0008]进一步地，所述基础管理模块还包括：
人员管理单元，所述人员管理单元用于实现对基于BIM和GIS的建筑工程项目管理系统内人员按组织机构进行动态添加、调动、以及基本信息的维护管理；
信息共享单元，所述信息共享单元用于与市级政务信息资源共享平台对接，按照市级信息资源共享管理规则向市区级行业监管部门提供行政办公区工程建设相关信息共享。

[0009]具体地，所述BIM施工管理模块包括：
设计监管单元，所述设计监管单元用于对设计模型、设计进度、质量进行监管，并能够通过视频进行沟通和协调解决；
模型管理单元，所述模型管理单元用于对BIM及GIS模型进行定期更新、检查和信息修改；
进度监管单元，所述进度监管单元用于对工程的计划进度、实际进度进行管理，并进行预警提示和直接对接负责人；
质量监管单元，所述质量监管单元用于对多种质量数据进行收集和分析、预警，并能够直接对接负责人；
安全监管单元，所述安全监管单元用于对多种安全数据进行收集和分析、预警，并能够直接对接负责人；
物料监管单元，所述物料监管单元通过物联网、RFID技术对相关物资数据进行收集和分析、预警，并能够分析对进度的影响，且能够直接对接负责人；
造价监管单元，所述造价监管单元用于对多种造价数据进行收集和分析、预警，并能够直接对接负责人；
合同监管单元，所述合同监管单元用于对多种合同基本信息和执行数据进行收集和分析、预警；
资料监管单元，所述资料监管单元基于云平台，以实现对多种资料的收集、共享和协同应用。

[0010]进一步地，所述BIM施工管理模块还包括：
大数据挖掘分析单元，所述大数据挖掘分析单元以多种监管数据为基础，建立多种分析模型，以对项目的质量、安全、进度、成本进行数据挖掘分析。

[0011]具体地，所述劳务子系统监管模块包括：
人员信息监管单元，所述人员信息监管单元用于对收集的各施工总承包单位的劳务人员信息进行监管、分析和预警；
人员考勤监管单元，所述人员考勤监管单元用于对收集的各施工总承包单位的劳务人员考勤信息进行监管和分析；
人员工作记录监管单元，所述人员工作记录监管单元用于对收集的各施工总承包单位的劳务人员综合信息进行监管、分析和预警。

[0012]进一步地，所述劳务子系统监管模块还包括：
安全教育监管单元，所述安全教育监管单元用于对收集的各施工总承包单位的劳务人员安全教育信息进行监管、分析和预警；
人员综合查询单元，所述人员综合查询单元按多维度对劳务人员进行综合查询和提供报表服务；
人员数据挖掘分析单元，所述人员数据挖掘分析单元基于积累的大量劳务系统数据，建立多种模型，以实现对劳务人员的深度挖掘分析，从而提高决策水平和科学性。

[0013]具体地，所述视频子系统监管模块包括：
高位定点拍摄单元，所述高位定点拍摄单元在每个建设项目部署至少四个高清视频监控点，通过集成能够进行高位定点拍摄，并对视频实时查看和拍照；
重点区域监控单元，所述重点区域监控单元通过集成能够进行重点区域监控，对视频实时查看和拍照；
视频对话单元，所述视频对话单元基于视频集成，能够在视频中直接发起单人或多人对话，同时支持基于质量、安全的管理需要，以满足移动终端和监控平台视频会议。

[0014]具体地，所述机械设备监管模块包括：
塔吊运行监控单元，所述塔吊运行监控单元通过统一的数据标准和协议，集成施工总承包单位的塔吊安全运行监控系统，以实现对塔吊运行安全的实时监控；
升降机运行监控单元，所述升降机运行监控单元通过统一的数据标准和协议，集成施工总承包单位的升降机安全运行监控系统，以实现对升降机运行安全的实时监控；
特种作业人员行为监控单元，所述特种作业人员行为监控单元通过统一的数据标准和协议，集成施工总承包单位特种作业人员行为进行监控，从而提高对特种作业人员的监管能力和水平。

[0015]进一步地，所述机械设备监管模块还包括：
数据挖掘分析单元，所述数据挖掘分析单元基于大量机械设备和特种作业人员行为数据，建立多种模型，并进行深度数据挖掘分析，从而提高安全管理决策水平和科学性。

[0016]相对于现有技术，本发明所述的基于BIM和GIS的建筑工程项目管理系统具有以下优势：
本发明提供的基于BIM和GIS的建筑工程项目管理系统，通过信息化手段，数据化应用将实时集成、汇总项目各参与方的相关工程信息，实现采集记录各工地数据来源、时间、内容、数据包大小等详细情况，对影响工程进度的原因进行追溯与管理；平台系统中过程留痕、资料留档、监督预警将为管理提供强大的数据支撑，确保工程的顺利推进；并且，考虑到工程监督、项目进度、设备及人员的安全，系统有效地管理视频监控、人员、材料、设备管理
等系统，利用数字化、物联网技术实现对现场人、材、机的综合管理，取代传统的通过管理人员的巡查来实现实时监管，项目管理人员在指挥中心数据平台中可实时、统一地对庞大工程进行管理，对于管理者而言采用技术手段协助人员进行全方位的实时管理，并通过对采集数据进行分析判断，实现预警，动态解决问题。

附图说明
[0017]图1为本发明实施例提供的基于BIM和GIS的建筑工程项目管理系统的框架结构示意图；
图2为本发明实施例提供的基于BIM和GIS的建筑工程项目管理系统中基础管理模块的框架结构示意图；
图3为本发明实施例提供的基于BIM和GIS的建筑工程项目管理系统中BIM施工管理模块的框架结构示意图；
图4为本发明实施例提供的基于BIM和GIS的建筑工程项目管理系统中劳务子系统监管模块的框架结构示意图；
图5为本发明实施例提供的基于BIM和GIS的建筑工程项目管理系统中视频子系统监管模块的框架结构示意图；
图6为本发明实施例提供的基于BIM和GIS的建筑工程项目管理系统中机械设备监管模块的框架结构示意图。

[0018]附图标记：
1-基础管理模块；11-权限管理单元；12-协同办公单元；13-GIS集成单元；14-BIM集成单元；15-电子沙盘展示单元；16-平台运行维护单元；17-人员管理单元；18-信息共享单元；
2-BIM施工管理模块；21-设计监管单元；22-模型管理单元；23-进度监管单元；24-质量监管单元；25-安全监管单元；26-物料监管单元；27-造价监管单元；28-合同监管单元；29-资料监管单元；20-大数据挖掘分析单元；
3-劳务子系统监管模块；31-人员信息监管单元；32-人员考勤监管单元；33-人员工作记录监管单元；34-安全教育监管单元；35-人员综合查询单元；36-人员数据挖掘分析单元；
4-视频子系统监管模块；41-高位定点拍摄单元；42-重点区域监控单元；43-视频对话单元；
5-机械设备监管模块；51-塔吊运行监控单元；52-升降机运行监控单元；53-特种作业人员行为监控单元；54-数据挖掘分析单元；
6-移动平台集成模块。

具体实施方式
[0019]为了便于理解，下面结合说明书附图，对本发明实施例提供的基于BIM和GIS的建筑工程项目管理系统进行详细描述。

[0020]本发明实施例提供一种基于BIM和GIS的建筑工程项目管理系统，构建BIM集合ERP 的一统平台，通过大数据平台整合结构化数据和非结构化数据，在GIS平台统一界面，展现智能工地应用；如图1所示，其包括：
基础管理模块1，该基础管理模块1能够用于实现权限管理及协同办公，并集成GIS、BIM
及电子沙盘，以实现系统平台的运行维护；
BIM施工管理模块2，该BIM施工管理模块2能够用于对设计、模型、进度、质量、安全、物料、造价、合同及资料信息进行监管；
劳务子系统监管模块3，该劳务子系统监管模块3能够通过统一的数据标准和协议，集成施工总承包单位的劳务系统数据，用于对人员信息、人员考勤、人员工作记录进行监管；
视频子系统监管模块4，该视频子系统监管模块4能够通过统一的数据标准和协议，集成视频监控系统和施工总承包单位的视频监控系统，用于对高位区域进行定点拍摄及重点区域进行实时监控；
机械设备监管模块5，该机械设备监管模块5能够用于对塔吊的运行、升降机的运行、以及特种作业人员的行为进行实时监控；
移动平台集成模块6，该移动平台集成模块6能够通过APP提供移动端工程监管，实现施工现场的管理并能够进行及时沟通。

[0021]相对于现有技术，本发明实施例所述的基于BIM和GIS的建筑工程项目管理系统具有以下优势：
本发明实施例提供的基于BIM和GIS的建筑工程项目管理系统，通过信息化手段，数据化应用将实时集成、汇总项目各参与方的相关工程信息，实现采集记录各工地数据来源、时间、内容、数据包大小等详细情况，对影响工程进度的原因进行追溯与管理；平台系统中过程留痕、资料留档、监督预警将为管理提供强大的数据支撑，确保工程的顺利推进；并且，考虑到工程监督、项目进度、设备及人员的安全，系统有效地管理视频监控、人员、材料、设备管理等系统，利用数字化、物联网技术实现对现场人、材、机的综合管理，取代传统的通过管理人员的巡查来实现实时监管，项目管理人员在指挥中心数据平台中可实时、统一地对庞大工程进行管理，对于管理者而言采用技术手段协助人员进行全方位的实时管理，并通过对采集数据进行分析判断，实现预警，动态解决问题。

[0022]此处需要补充说明的是，本发明实施例提供的基于BIM和GIS的建筑工程项目管理系统，对GIS（地理信息系统）系统与BIM（建筑信息模型）系统集成（包括数据集成、界面集成）进行设计，根据现阶段应用比较广泛的BIM技术和GIS技术的理论学习，寻求合适的管理平台搭建方式，让BIM模型在GIS平台展现，初始时每个建筑用透明体演示建筑形态和规划，在各方建设过程中，建筑建设情况实时反映到BIM模型上，然后将BIM模型加载到GIS系统中，实现平台模型真实反映建筑建设情况的应用。

[0023]具体地，如图2所示，上述基础管理模块1可以包括：
权限管理单元11，该权限管理单元11能够用于实现对基于BIM和GIS的建筑工程项目管理系统的功能按组织结构、人员、岗位进行授权管理和动态调整；
协同办公单元12，该协同办公单元12能够用于实现基本的办公流程审批、信息发布、即时通讯及文件共享；
GIS集成单元13，该GIS集成单元13能够通过航拍技术实现工程地理信息采集及加工，并与工程项目数据进行集成和应用、展示；此外，航拍每个月至少进行一次，每个季度至少建立或更新一次模型；
BIM集成单元14，该BIM集成单元14能够用于对施工总承包单位模型进行收集、检查、导入，以及对工程项目数据进行集成和应用、展示；。