專利名稱：房屋建筑施工進(jìn)度自動實時跟蹤方法和跟蹤系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種建筑施工進(jìn)度自動實時跟蹤方法，尤其是一種房屋建筑施工進(jìn)度自動實時跟蹤方法。還涉及一種房屋建筑施工進(jìn)度自動實時跟蹤系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的房屋建筑施工進(jìn)度的采集方式，一是手工測量、手工填報:由技術(shù)人員手工測量后手工填報。二是手工測量、軟件填報:由技術(shù)人員手工測量后通過軟件(聯(lián)網(wǎng)、報盤)填報。上述方式的弊端明顯，一是不及時，數(shù)據(jù)通過層層填報，到達(dá)相關(guān)人員時往往成為了 “歷史數(shù)據(jù)”。二是不準(zhǔn)確，數(shù)據(jù)經(jīng)過人工測量，由測量手段或其他非技術(shù)原因(如績效考核、利益驅(qū)動)導(dǎo)致的數(shù)據(jù)偏差時有發(fā)生。三是不完整，進(jìn)度數(shù)據(jù)往往由一系列進(jìn)度參數(shù)共同組成，傳統(tǒng)手段往往忽視這些參數(shù)的整體性和關(guān)聯(lián)性，造成數(shù)據(jù)完整性缺失。塔機(jī)是房屋建筑中最主要的工具之一，其包括塔身，塔身頂部有前臂、尾臂、操作室，前臂是提升重物的受力部分；尾臂用于保持平衡，塔機(jī)還包括回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上裝有回轉(zhuǎn)限位器，回轉(zhuǎn)限位器包括上回轉(zhuǎn)部件和一連接軸。塔機(jī)通過頂升套架實現(xiàn)塔機(jī)自身的升高。頂升時套架先向上升高，升高后塔身和套架中間有一個空間，將標(biāo)準(zhǔn)節(jié)安裝在這個空間里面，套架再次升高，再次在騰空的套架內(nèi)部安裝標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，隨著標(biāo)準(zhǔn)節(jié)不斷的增加，塔機(jī)就變高了。塔機(jī)位于施工現(xiàn)場最高處，可以俯瞰整個工地，視野開闊。塔機(jī)的任務(wù)性質(zhì)決定其作業(yè)過程覆蓋目標(biāo)建筑物的所有作業(yè)面，沒有死角。有鑒于此，特提出本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
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本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種數(shù)據(jù)采集及時、準(zhǔn)確，防止或大大降低人為產(chǎn)生的數(shù)據(jù)偏差，成本低的房屋建筑施工進(jìn)度自動實時跟蹤方法。本發(fā)明還提供一種房屋建筑施工進(jìn)度自動實時跟蹤系統(tǒng)。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用技術(shù)方案的基本構(gòu)思是:一種房屋建筑施工進(jìn)度自動實時跟蹤方法，包括以下步驟:I)在塔機(jī)上設(shè)置跟蹤點，隨著塔機(jī)作業(yè)不間斷360度掃描目標(biāo)建筑物，測量不同角度上塔機(jī)跟蹤點與目標(biāo)建筑物的距離，獲取高度讀數(shù)并存儲到高度存儲單元，當(dāng)高度存儲單元內(nèi)的數(shù)據(jù)達(dá)到預(yù)定數(shù)據(jù)量時，進(jìn)行可信度篩選，計算篩選后數(shù)據(jù)的平均值并將數(shù)據(jù)發(fā)送至刻度單元；2)根據(jù)刻度單元存儲的高度讀數(shù)計算并存儲目標(biāo)高度，并讀取角度刻度值；當(dāng)刻度單元存儲的數(shù)據(jù)量達(dá)到預(yù)定值或從存入第一個數(shù)據(jù)開始已經(jīng)經(jīng)歷了設(shè)定時間時，對多個目標(biāo)高度值進(jìn)行可信度篩選，對篩選后的數(shù)據(jù)求平均值，連同角度刻度值、預(yù)存到刻度單元的跟蹤點水平位置及塔機(jī)高度傳輸至服務(wù)器；否則繼續(xù)存儲；所述目標(biāo)高度為目標(biāo)建筑物距塔機(jī)基礎(chǔ)的高度；
3)服務(wù)器對每個刻度單元全天提交的目標(biāo)高度進(jìn)行可信度篩選，對篩選后的數(shù)據(jù)求平均值作為當(dāng)日該刻度單元上的目標(biāo)高度值，連同角度刻度值、數(shù)據(jù)質(zhì)量信息存入數(shù)據(jù)庫；其中，數(shù)據(jù)質(zhì)量信息包括當(dāng)日數(shù)據(jù)量、篩選后的自由度和計算得到的離散系數(shù)，所述當(dāng)日數(shù)據(jù)量為在一個刻度單元上全天提交的目標(biāo)條數(shù)，篩選后的自由度為角度刻度單元內(nèi)數(shù)據(jù)篩選后剩余數(shù)據(jù)量。將安裝于不同工地、不同塔機(jī)上的跟蹤點聯(lián)結(jié)成一個網(wǎng)絡(luò)。目標(biāo)高度ht的計算公式:ht=H-stH為塔機(jī)當(dāng)前高度，St為跟蹤點的高度讀數(shù)H=h0+n X ht其中h。為塔機(jī)初始高度，η為塔機(jī)累計升節(jié)數(shù)量，Iii為標(biāo)準(zhǔn)節(jié)高度。所述離散系數(shù)計算公式為
權(quán)利要求
1.一種房屋建筑施工進(jìn)度自動實時跟蹤方法，其特征在于:包括以下步驟: 1)在塔機(jī)上設(shè)置跟蹤點，隨著塔機(jī)作業(yè)不間斷360度掃描目標(biāo)建筑物，測量不同角度上塔機(jī)跟蹤點與目標(biāo)建筑物的距離，獲取高度讀數(shù)并存儲到高度存儲單元，當(dāng)高度存儲單元內(nèi)的數(shù)據(jù)達(dá)到預(yù)定數(shù)據(jù)量時，進(jìn)行可信度篩選，計算篩選后數(shù)據(jù)的平均值并將數(shù)據(jù)發(fā)送至刻度單元； 2)根據(jù)刻度單元存儲的高度讀數(shù)計算并存儲目標(biāo)高度，并讀取角度刻度值； 當(dāng)刻度單元存儲的數(shù)據(jù)量達(dá)到預(yù)定值或從存入第一個數(shù)據(jù)開始已經(jīng)經(jīng)歷了設(shè)定時間時，對多個目標(biāo)高度值進(jìn)行可信度篩選，對篩選后的數(shù)據(jù)求平均值，連同角度刻度值、預(yù)存到刻度單元的跟蹤點水平位置及塔機(jī)高度傳輸至服務(wù)器；否則繼續(xù)存儲； 所述目標(biāo)高度為目標(biāo)建筑物距塔機(jī)基礎(chǔ)的高度； 3)服務(wù)器對每個刻度單元全天提交的目標(biāo)高度進(jìn)行可信度篩選，對篩選后的數(shù)據(jù)求平均值作為當(dāng)日該刻度單元上的目標(biāo)高度值，連同角度刻度值、數(shù)據(jù)質(zhì)量信息存入數(shù)據(jù)庫； 其中，數(shù)據(jù)質(zhì)量信息包括當(dāng)日數(shù)據(jù)量、篩選后的自由度和計算得到的離散系數(shù)，所述當(dāng)日數(shù)據(jù)量為在一個刻度單元上全天提交的目標(biāo)條數(shù)，篩選后的自由度為角度刻度單元內(nèi)數(shù)據(jù)篩選后剩余數(shù)據(jù)量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的房屋建筑施工進(jìn)度自動實時跟蹤方法，其特征在于:將安裝于不同工地、不同塔機(jī)上的跟蹤點聯(lián)結(jié)成一個網(wǎng)絡(luò)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的房屋建筑施工進(jìn)度自動實時跟蹤方法，其特征在于:目標(biāo)高度ht的計算公式: ht = H-St H為塔機(jī)當(dāng)前高度，St為跟蹤點的高度讀數(shù)H = ho+nXhi 其中&為塔機(jī)初始高度，η為塔機(jī)累計升節(jié)數(shù)量，Iii為標(biāo)準(zhǔn)節(jié)高度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的房屋建筑施工進(jìn)度自動實時跟蹤方法，其特征在于:所述離散系數(shù)計算公式為
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的房屋建筑施工進(jìn)度自動實時跟蹤方法，其特征在于:當(dāng)編號為t的跟蹤點在刻度單元nt上全天未提交任何目標(biāo)高度值時服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)補(bǔ)齊； 數(shù)據(jù)補(bǔ)齊分空間預(yù)測與時間預(yù)測兩個步驟: 空間預(yù)測通過在±m(xù)刻度范圍內(nèi)計算高度增長斜率， k_m，k_m+1……VDkm，求平均斜率并計算該斜率下刻度單元nt內(nèi)所有角度上的高度，m為設(shè)定的最大畸點刻度值的絕對值； 當(dāng)±m(xù)刻度范圍內(nèi)數(shù)據(jù)的自由度中位數(shù)fm小于設(shè)定最低自由度要求fmin，或者離散系數(shù)中位數(shù)Vm大于設(shè)定最高值Vmax時，還需要進(jìn)行時間預(yù)測；時間預(yù)測是對±m(xù)的刻度內(nèi)前D天的數(shù)據(jù)進(jìn)行上述的空間預(yù)測，得出每天的平均斜率，同時逐天計算各角度刻度上的高度增長量，并與當(dāng)日空間預(yù)測結(jié)果對比，若當(dāng)日高度增長量或平均斜率用格拉布斯算法篩選為異常值，則根據(jù)平均斜率重新計算該天各角度上的高度，D〉3。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的房屋建筑施工進(jìn)度自動實時跟蹤方法，其特征在于:所述高度存儲單元、刻度單元、服務(wù)器采用格拉布斯法進(jìn)行可信度篩選。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的房屋建筑施工進(jìn)度自動實時跟蹤方法，其特征在于:假定測定值X服從均值為μ，方差為S2的正態(tài)分布，即X Ν(μ，δ2)，設(shè)X的一個隨機(jī)樣本數(shù)據(jù)為，X2......Xn，將上述樣本數(shù)據(jù)從小到大排列成:x(1)，X⑵......Χ(η)，η為測量次數(shù)； 用格拉布斯算法進(jìn)行可信度篩選的具體步驟為: 第一步，計算偏移量σ1和δη
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的房屋建筑施工進(jìn)度自動實時跟蹤方法，其特征在于:服務(wù)器檢測數(shù)據(jù)庫內(nèi)的畸點角度刻度，進(jìn)行去噪，具體為: 檢測畸點:遍歷所有角度刻度并計算相鄰角度刻度的高度增長斜率h，若Ik1-^1J >X，則角度刻度1-m至角度刻度i判定為畸點，其中，m為設(shè)定的最大畸點刻度的絕對值，X為最大畸點變動的絕對值； 去噪:計算ki+1和ky的平均斜率，以此斜率重新計算角度刻度1-m至角度刻度i范圍內(nèi)的所有聞度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的房屋建筑施工進(jìn)度自動實時跟蹤方法，其特征在于:每9-1 Ims測量一次塔機(jī)跟蹤點與目標(biāo)建筑物的距離。
10.一種房屋建筑施工進(jìn)度自動實時跟蹤系統(tǒng)，包括塔機(jī)，所述塔機(jī)包括前臂、尾臂、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，在所述塔機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上裝有回轉(zhuǎn)限位器，其特征在于:還包括 距離傳感器，用以測量跟蹤點至目標(biāo)建筑物距離，獲取高度讀數(shù)并存儲，當(dāng)數(shù)據(jù)達(dá)到預(yù)定數(shù)據(jù)量時，進(jìn)行可信度篩選，計算篩選后數(shù)據(jù)的平均值并將數(shù)據(jù)存儲到處理器； 角度測量元件，采 集所述前臂回轉(zhuǎn)角度，輸出角度刻度值； 處理器，包括多個刻度單元，用以存儲跟蹤點水平位置、塔機(jī)高度，根據(jù)高度讀數(shù)計算并存儲目標(biāo)高度，并讀取角度刻度值；當(dāng)刻度單元存儲的數(shù)據(jù)量達(dá)到預(yù)定值或從存入第一個數(shù)據(jù)開始已經(jīng)經(jīng)歷了設(shè)定時間時，對多個目標(biāo)高度值進(jìn)行可信度篩選，對篩選后的數(shù)據(jù)求平均值，連同角度刻度值、預(yù)存的跟蹤點水平位置及塔機(jī)高度傳輸至服務(wù)器； AD轉(zhuǎn)換器、顯示器、鍵盤； 無線通信模塊和服務(wù)器，服務(wù)器對每個刻度單元全天提交的目標(biāo)高度進(jìn)行可信度篩選，對篩選后的數(shù)據(jù)求平均值，連同角度刻度值、數(shù)據(jù)質(zhì)量信息存入數(shù)據(jù)庫； 所述距離傳感器安裝于塔機(jī)的前臂和/或尾臂上，所述角度測量元件包括一連接軸，所述角度測量元件的連接軸通過聯(lián)軸器與所述回轉(zhuǎn)限位器的連接軸連接，所述角度測量元件固定在塔機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的上回轉(zhuǎn)部件上，所述距離傳感器連接所述AD轉(zhuǎn)換器，所述AD轉(zhuǎn)換器連接所述處理器，所述角度測量元件輸出信號給所述處理器，所述鍵盤連接所述處理器，所述處理器的輸出端連接所述顯示器，所述處理器的輸出端通過所述無線通信模塊連接所述服務(wù)器。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的房屋建筑施工進(jìn)度自動實時跟蹤系統(tǒng)，其特征在于:所述角度測量元件的連接軸通過彈性聯(lián)軸器與所述回轉(zhuǎn)限位器的連接軸連接，所述角度測量元件的連接軸穿在一橫向連接片上，該橫向連接片與一豎向固定支架連接，豎向固定支架固定在塔機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的上回轉(zhuǎn)部件上。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的房屋建筑施工進(jìn)度自動實時跟蹤系統(tǒng)，其特征在于:所述角度測量元件為光電編碼器或行程限位器。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的房屋建筑施工進(jìn)度自動實時跟蹤系統(tǒng)，其特征在于:當(dāng)所述角度測量元件采用光電編碼器時， 所述光電編碼器輸出模擬信號，則光電編碼器通過AD轉(zhuǎn)換器連接所述處理器；所述光電編碼器輸出格雷碼，光電編碼器直接連接所述處理器；所述的距離傳感器采用雷達(dá)。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的房屋建筑施工進(jìn)度自動實時跟蹤系統(tǒng)，其特征在于:所述處理器、AD轉(zhuǎn)換器、無線通信模塊、顯示器、鍵盤為一體，采用數(shù)據(jù)采集器；所述的距離傳感器和數(shù)據(jù)采集器在硬件上為一體。
全文摘要
房屋建筑施工進(jìn)度自動實時跟蹤方法，在塔機(jī)上設(shè)跟蹤點，塔機(jī)旋轉(zhuǎn)獲取不同角度跟蹤點與目標(biāo)建筑物(目標(biāo))的高度讀數(shù)存儲，篩選求平均值發(fā)送至刻度單元；對刻度單元的數(shù)據(jù)計算并存儲目標(biāo)距塔機(jī)的高度(目標(biāo)高度)，讀取角度刻度值；當(dāng)存儲的數(shù)據(jù)量達(dá)到預(yù)定值或從存入第一個數(shù)據(jù)經(jīng)歷了設(shè)定時間時，對目標(biāo)高度值篩選后求平均值，連同角度刻度值、跟蹤點水平位置等傳至服務(wù)器；服務(wù)器對每個刻度單元全天的目標(biāo)高度篩選后求平均值，連同角度刻度值、數(shù)據(jù)質(zhì)量信息存入數(shù)據(jù)庫。上述篩選為可信度篩選。對應(yīng)的系統(tǒng)主要有距離傳感器，角度測量元件，處理器，AD轉(zhuǎn)換器、無線通信模塊和服務(wù)器；距離傳感器通過AD轉(zhuǎn)換器連處理器，角度測量元件輸信號給處理器。
文檔編號G06Q10/06GK103226752SQ201310122559
公開日2013年7月31日 申請日期2013年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月10日
發(fā)明者竇宏冰, 劉紅星 申請人:中鐵建設(shè)集團(tuán)有限公司, 宜昌億萬軟件有限公司