基于BIM 及SQL- SERVER 的溫度監測信息集成及可視化研究

宮 玨 秦曉暉

（ 西安建筑科技大學土木學院，陜西 西安715000）

1 設計思路

根據施工過程收集的數據文件，形成項目標段施工記錄，錄入至云端WEB 服務器，服務器與監測數據庫進行數據互通，可供施工現場人員了解歷史數據記錄。其次，施工數據文件表格化，錄入至監測數據庫，供施工人員或者系統的預測模塊隨時查看及提取。可以實現施工質量的實時,智能,快速分析和反分析,并可以直觀展示計算分析結果,對工程進行安全預警[2]。

2 設計路線及界面制作

建立完整的數據庫框架及數據模型可以提升數據提存效率以及完整性。本節采用新奧爾良法對混凝土構建內外溫度信息監測數據庫進行設計，二次開發界面如圖1。

圖1 操作界面

3 開發環境與數據庫功能設計

3.1 監測數據庫需求分析

針對大體積混凝土施工階段溫控的要求，監測系統對數據庫的要求、施工工序及施工技術的特點，需求分析應滿足下列兩個需求：3.1.1 溫度信息類型。監測信息數據庫對于測點位置、大體積混凝土構件施工信息、監測信息的存儲方式以及預警信息也有所記錄。3.1.2 溫度信息處理。大體積混凝土施工溫度監測需針對大量監測信息進行頻繁的查詢、提取和分析，對信息提取及更新的速度會有很高的要求

3.2 監測數據庫概念結構設計

由上述設計步驟最終得到的監測數據庫E-R 模型即實體- 關系圖，如圖2 所示。其中，矩形框、橢圓形框和菱形框分別表示實體、屬性和聯系。

3.3 監測數據庫邏輯結構設計

概念結構設計階段設計好的基本實體- 關系圖（E-R 圖），轉換為與選用的數據庫管理系統所支持的數據模型。本篇文章采用SQL SERVER 數據庫以表的形式存儲各類監測信息。

圖2 E-R 結構圖

3.3.1 用戶資料表單。其中，登錄賬號和密鑰用于用戶準入系統驗證，用戶所使用的賬號類型分為施工賬號和管理賬號，系統將預警信息等施工實時資料以郵件的形式予以送達。3.3.2 原始監測記錄表單。原始監測記錄表單記錄著溫感裝置實時采集的溫度值，按照時間過渡順序排列成溫度時序存儲記錄。3.3.3超限預警記錄表單。當施工或者管理人員開啟實時監測模塊后，程序會自動監測溫度變化趨勢并將超出的數值及超出的時刻記錄在表單中，包括發生溫度異常的構件ID，預警日期，超限數值以及預警等級。3.3.4 構件信息及測點參數表單。構件信息表用于存儲監測項目各個結構構件的材料、截面類型及尺寸、端點坐標的信息，是用戶使用BIM 軟件與有限元軟件之間數據交互功能時自動生成的，以通用的有限元文本數據格式存儲了三維建筑模型相關信息，其數據結構見表1。

表1 構件信息及測點參數表單

3.3.5 文檔記錄表單。文檔信息記錄表單按照不同權限用戶的需求，分類存儲各類溫度信息內容，并將其在需要時向用戶提供高效率的查詢服務。3.3.6 監測數據庫物理結構設計。物理設計一般的設計內容和原則就是通過設計優化的物理數據庫機構，爭取使得在數據庫上運行的各種事務響應時間最小。

4 監測信息可視化功能開發

4.1 監測點位查找功能

Revit 中每個構件與圖元都有自己的固定的ElementID，這種ID 隨著建模逐漸深入、構件數量成倍增加，為了使每個構件的擁有唯一的ID 標識。該功能的發開原理如圖3 所示，將用戶輸入的編號與BIM 三維模型過濾出的所有傳感器圖元的編號進行匹配，一旦匹配成功，即選定該傳感器圖元。

圖3 查找測點

同時利用list.Add(Doc.GetElement(refer).Id);uidoc.Selection.SetElementIds()的方法即可將選中的傳感器在BIM模型中高亮顯示：

圖4 溫感探測器高亮顯示及測點資料

4.2 溫度監測數據顯示

本模塊界面創建工具為VS2019，所創建的界面主體的類別分為所埋設的傳感器類型分類及對應編號，側為傳感器基本信息，包括目前工作狀態、監測值、在BIM 模型中對應的圖元ElementID、超限預警等級。

4.3 溫度趨勢圖形查看

本模塊提供在Revit 界面查看監測數據功能，功能界面如圖5 所示。根據輸入的待查詢測點編號和監測時間范圍自動生成數據庫查詢語句，將查詢后的數據與Chart（控件）綁定后顯示監測圖形。

4.4 溫度超限實時預警功能

在實際施工中，工程發生質量事故及施工過程出現異常，并且由于上報程序具有時滯性，預警信息延遲到達令相關人員不能第一時間處理相關異常情況。在此背景下，本節提出郵件發送模塊，用戶將相關個人信息輸入登錄模塊以驗證身份執行后續操作。

圖5 溫度趨勢圖顯示

首先根據預警分析的結果，確定本次預警結果是否需要發送，確定后根據流程編輯郵件。

4.5 監測文檔的信息管理

在數據庫中建立文檔信息表存儲文檔的元數據，以實現傳感器圖元與文檔資料的關聯。系統支持用戶自定義文檔資料管理目錄，為實現文檔資料管理目錄的創建與保存，對文檔信息表進行完善，最終建立的文檔信息表的數據表。

結束語

通過搭建基于BIM和sqlserver 技術的溫度監測系統，且通過BIM 模型尋找測點更為直觀，提高了溫控精細化程度，也有效降低了人工勞動強度，提高了效率；同時可以直觀地進行碰撞檢查、施工模擬,降低施工期間的沖突造成的成本增長和工期延誤;可以指導安全管理,模擬分析建筑物性能,提高工程運營管理效益[3]。