基于BIM 及SQL- SERVER 的温度监测信息集成及可视化研究

宫 珏 秦晓晖

（ 西安建筑科技大学土木学院，陕西 西安715000）

1 设计思路

根据施工过程收集的数据文件，形成项目标段施工记录，录入至云端WEB 服务器，服务器与监测数据库进行数据互通，可供施工现场人员了解历史数据记录。其次，施工数据文件表格化，录入至监测数据库，供施工人员或者系统的预测模块随时查看及提取。可以实现施工质量的实时,智能,快速分析和反分析,并可以直观展示计算分析结果,对工程进行安全预警[2]。

2 设计路线及界面制作

建立完整的数据库框架及数据模型可以提升数据提存效率以及完整性。本节采用新奥尔良法对混凝土构建内外温度信息监测数据库进行设计，二次开发界面如图1。

图1 操作界面

3 开发环境与数据库功能设计

3.1 监测数据库需求分析

针对大体积混凝土施工阶段温控的要求，监测系统对数据库的要求、施工工序及施工技术的特点，需求分析应满足下列两个需求：3.1.1 温度信息类型。监测信息数据库对于测点位置、大体积混凝土构件施工信息、监测信息的存储方式以及预警信息也有所记录。3.1.2 温度信息处理。大体积混凝土施工温度监测需针对大量监测信息进行频繁的查询、提取和分析，对信息提取及更新的速度会有很高的要求

3.2 监测数据库概念结构设计

由上述设计步骤最终得到的监测数据库E-R 模型即实体- 关系图，如图2 所示。其中，矩形框、椭圆形框和菱形框分别表示实体、属性和联系。

3.3 监测数据库逻辑结构设计

概念结构设计阶段设计好的基本实体- 关系图（E-R 图），转换为与选用的数据库管理系统所支持的数据模型。本篇文章采用SQL SERVER 数据库以表的形式存储各类监测信息。

图2 E-R 结构图

3.3.1 用户资料表单。其中，登录账号和密钥用于用户准入系统验证，用户所使用的账号类型分为施工账号和管理账号，系统将预警信息等施工实时资料以邮件的形式予以送达。3.3.2 原始监测记录表单。原始监测记录表单记录着温感装置实时采集的温度值，按照时间过渡顺序排列成温度时序存储记录。3.3.3超限预警记录表单。当施工或者管理人员开启实时监测模块后，程序会自动监测温度变化趋势并将超出的数值及超出的时刻记录在表单中，包括发生温度异常的构件ID，预警日期，超限数值以及预警等级。3.3.4 构件信息及测点参数表单。构件信息表用于存储监测项目各个结构构件的材料、截面类型及尺寸、端点坐标的信息，是用户使用BIM 软件与有限元软件之间数据交互功能时自动生成的，以通用的有限元文本数据格式存储了三维建筑模型相关信息，其数据结构见表1。

表1 构件信息及测点参数表单

3.3.5 文档记录表单。文档信息记录表单按照不同权限用户的需求，分类存储各类温度信息内容，并将其在需要时向用户提供高效率的查询服务。3.3.6 监测数据库物理结构设计。物理设计一般的设计内容和原则就是通过设计优化的物理数据库机构，争取使得在数据库上运行的各种事务响应时间最小。

4 监测信息可视化功能开发

4.1 监测点位查找功能

Revit 中每个构件与图元都有自己的固定的ElementID，这种ID 随着建模逐渐深入、构件数量成倍增加，为了使每个构件的拥有唯一的ID 标识。该功能的发开原理如图3 所示，将用户输入的编号与BIM 三维模型过滤出的所有传感器图元的编号进行匹配，一旦匹配成功，即选定该传感器图元。

图3 查找测点

同时利用list.Add(Doc.GetElement(refer).Id);uidoc.Selection.SetElementIds()的方法即可将选中的传感器在BIM模型中高亮显示：

图4 温感探测器高亮显示及测点资料

4.2 温度监测数据显示

本模块界面创建工具为VS2019，所创建的界面主体的类别分为所埋设的传感器类型分类及对应编号，侧为传感器基本信息，包括目前工作状态、监测值、在BIM 模型中对应的图元ElementID、超限预警等级。

4.3 温度趋势图形查看

本模块提供在Revit 界面查看监测数据功能，功能界面如图5 所示。根据输入的待查询测点编号和监测时间范围自动生成数据库查询语句，将查询后的数据与Chart（控件）绑定后显示监测图形。

4.4 温度超限实时预警功能

在实际施工中，工程发生质量事故及施工过程出现异常，并且由于上报程序具有时滞性，预警信息延迟到达令相关人员不能第一时间处理相关异常情况。在此背景下，本节提出邮件发送模块，用户将相关个人信息输入登录模块以验证身份执行后续操作。

图5 温度趋势图显示

首先根据预警分析的结果，确定本次预警结果是否需要发送，确定后根据流程编辑邮件。

4.5 监测文档的信息管理

在数据库中建立文档信息表存储文档的元数据，以实现传感器图元与文档资料的关联。系统支持用户自定义文档资料管理目录，为实现文档资料管理目录的创建与保存，对文档信息表进行完善，最终建立的文档信息表的数据表。

结束语

通过搭建基于BIM和sqlserver 技术的温度监测系统，且通过BIM 模型寻找测点更为直观，提高了温控精细化程度，也有效降低了人工劳动强度，提高了效率；同时可以直观地进行碰撞检查、施工模拟,降低施工期间的冲突造成的成本增长和工期延误;可以指导安全管理,模拟分析建筑物性能,提高工程运营管理效益[3]。