本發(fā)明涉及建筑施工管理，具體為基于bim技術(shù)的建筑施工進(jìn)度及成本管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、傳統(tǒng)的建筑施工進(jìn)度及成本管理系統(tǒng)存在多個技術(shù)問題，尤其是在空間沖突檢測和進(jìn)度追蹤方面。

2、首先，傳統(tǒng)系統(tǒng)在處理建筑模型時通常依賴于手動檢查或有限的規(guī)則檢測，無法有效識別和量化構(gòu)件之間的空間沖突。這不僅容易導(dǎo)致構(gòu)件在實際施工中的重疊或不合理放置，還增加了后期返工的風(fēng)險。其次，傳統(tǒng)系統(tǒng)難以動態(tài)追蹤施工進(jìn)度，無法實時計算構(gòu)件完成狀態(tài)與標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計體積的差異，進(jìn)度跟蹤常常依賴于人工估算或項目現(xiàn)場的反饋，這導(dǎo)致了管理效率低下，施工誤差頻發(fā)。

3、此外，傳統(tǒng)系統(tǒng)的材料采購和成本控制較為粗放，通常依賴于施工經(jīng)驗和材料估算，缺乏精確的幾何體積計算，容易導(dǎo)致材料的浪費(fèi)和成本超支。在資源配置上，傳統(tǒng)系統(tǒng)缺乏對施工中幾何數(shù)據(jù)的有效利用，難以對不同構(gòu)件之間的相互影響進(jìn)行精確評估，最終影響了施工的整體效率和成本管理效果。這些問題表明傳統(tǒng)管理系統(tǒng)在精確性、效率和自動化方面有待改進(jìn)，無法滿足現(xiàn)代復(fù)雜建筑項目的需求。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供基于bim技術(shù)的建筑施工進(jìn)度及成本管理系統(tǒng)，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：基于bim技術(shù)的建筑施工進(jìn)度及成本管理系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)獲取模塊、沖突檢測模塊、進(jìn)度分析模塊和成本分析模塊，其中：

3、所述數(shù)據(jù)獲取模塊獲取bim模型幾何數(shù)據(jù)；

4、所述沖突檢測模塊根據(jù)bim模型幾何數(shù)據(jù)，計算bim模型中構(gòu)件幾何體交集和差集；根據(jù)構(gòu)件幾何體交集和差集，檢查構(gòu)件幾何體之間是否發(fā)生空間沖突，并生成沖突列表，沖突列表包括沖突構(gòu)件、沖突位置和沖突程度；

5、所述進(jìn)度分析模塊根據(jù)沖突列表中的所有沖突位置，選擇該位置上的構(gòu)件幾何體以及對應(yīng)的構(gòu)件幾何體交集和差集，根據(jù)該構(gòu)件幾何體交集和差集之和，判定該構(gòu)件幾何體的完成狀態(tài)，其中：當(dāng)完成狀態(tài)為未完成時，根據(jù)沖突程度以及沖突位置，對bim模型幾何數(shù)據(jù)進(jìn)行沖突修改；

6、所述成本分析模塊根據(jù)修改后的bim模型幾何數(shù)據(jù)，以及bim模型中構(gòu)件幾何體交集，生成對應(yīng)構(gòu)件幾何體的材料需求量，用于進(jìn)行成本計算。

7、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述數(shù)據(jù)獲取模塊中的bim模型幾何數(shù)據(jù)包括頂點(diǎn)坐標(biāo)、邊界盒、邊和面，其中頂點(diǎn)坐標(biāo)是構(gòu)件幾何體的基本構(gòu)成元素，定義了構(gòu)件幾何體的形狀和位置，頂點(diǎn)坐標(biāo)以三維形式表示，用于確定構(gòu)件幾何體在三維空間中的具體位置；邊界盒是構(gòu)件幾何體的最小包圍長方體，用于確定構(gòu)件幾何體的占用空間并進(jìn)行初步?jīng)_突檢測；邊和面是頂點(diǎn)之間通過邊相連，多個邊圍成一個面，面構(gòu)成了三維幾何體的表面。

8、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述沖突檢測模塊包括幾何運(yùn)算單元，所述幾何運(yùn)算單元計算bim模型中構(gòu)件幾何體交集和差集的過程如下：

9、通過邊界盒確定構(gòu)件幾何體的相交情況，公式如下：

10、定義兩個構(gòu)件幾何體和，對應(yīng)的邊界盒和為：

11、；

12、；

13、相交判定公式為：

14、，，；

15、如果兩個構(gòu)件幾何體的邊界盒相交，則計算兩個構(gòu)件幾何體的頂點(diǎn)、邊和面之間的交點(diǎn)，如果找到交點(diǎn)，表明兩者有重疊，計算公式如下：

16、對于構(gòu)件幾何體中的頂點(diǎn)和構(gòu)件幾何體的面，使用平面方程來檢查是否有交點(diǎn)，，其中是面的系數(shù)，如果頂點(diǎn)滿足平面方程，則頂點(diǎn)在面上，表示構(gòu)件幾何體和有重疊；

17、對于重疊的構(gòu)件幾何體，將重疊區(qū)域所在的面進(jìn)行切割，以創(chuàng)建新的幾何體表示重疊部分，并作為構(gòu)件幾何體交集，將剩余的非重疊區(qū)域作為構(gòu)件幾何體差集，用和表示，其中表示從構(gòu)件幾何體扣除構(gòu)件幾何體交集的部分，表示從構(gòu)件幾何體扣除構(gòu)件幾何體交集的部分。

18、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述沖突檢測模塊包括沖突分析單元，所述沖突分析單元生成沖突列表的過程如下：

19、當(dāng)構(gòu)件幾何體交集不為空時，確定構(gòu)成構(gòu)件幾何體交集的構(gòu)件幾何體之間存在空間沖突；將構(gòu)件幾何體交集對每個面、邊和頂點(diǎn)的坐標(biāo)值作為沖突位置；

20、根據(jù)構(gòu)件幾何體交集，計算對應(yīng)交集的體積，作為構(gòu)件幾何體交集體積，并根據(jù)構(gòu)件幾何體差集，計算對應(yīng)差集的體積，作為構(gòu)件幾何體差集體積，則沖突程度=構(gòu)件幾何體交集體積/構(gòu)件幾何體交集體積+構(gòu)件幾何體差集體積；

21、將構(gòu)成構(gòu)件幾何體交集的構(gòu)件幾何體作為沖突構(gòu)件，沖突構(gòu)件、沖突位置和沖突程度共同形成沖突列表。

22、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述進(jìn)度分析模塊包括完成狀態(tài)分析單元，所述完成狀態(tài)分析單元判定沖突構(gòu)件的完成狀態(tài)的過程如下：

23、根據(jù)沖突列表中的所有沖突位置，依次選擇該沖突位置上的沖突構(gòu)件，該沖突構(gòu)件為和，根據(jù)對應(yīng)的構(gòu)件幾何體交集以及構(gòu)件幾何體差集和，計算對應(yīng)的構(gòu)件幾何體交集和差集之和；對于構(gòu)件幾何體，該構(gòu)件幾何體交集和差集之和=構(gòu)件幾何體交集+構(gòu)件幾何體差集；對于構(gòu)件幾何體，該構(gòu)件幾何體交集和差集之和=構(gòu)件幾何體交集+構(gòu)件幾何體差集；

24、將上述構(gòu)件幾何體交集和差集之和結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計要求中的體積進(jìn)行比較，若兩者相等，則確定該沖突位置上的沖突構(gòu)件的完成狀態(tài)為完成；否則，為未完成。

25、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述進(jìn)度分析模塊包括沖突修改單元，所述沖突修改單元進(jìn)行沖突修改的過程如下：

26、當(dāng)沖突構(gòu)件的完成狀態(tài)為未完成時，根據(jù)沖突程度從大到小的順序，依次對沖突位置上的bim模型幾何數(shù)據(jù)進(jìn)行沖突修改，如果沖突程度接近1，表示重疊區(qū)域大，沖突嚴(yán)重，需要優(yōu)先修改；其中沖突位置上的bim模型幾何數(shù)據(jù)通過bim模型幾何數(shù)據(jù)中的頂點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行確定；

27、基于沖突程度，分為不同的沖突等級，當(dāng)沖突程度為0.0-0.3時，沖突等級為輕度沖突；當(dāng)沖突程度為0.3-0.7時，沖突等級為中度沖突；當(dāng)沖突程度為0.7-1.0時，沖突等級為嚴(yán)重沖突；將根據(jù)沖突等級對bim模型幾何數(shù)據(jù)進(jìn)行對應(yīng)的沖突修改。

28、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述成本分析模塊生成材料需求量的過程如下：

29、計算bim模型幾何數(shù)據(jù)中構(gòu)件幾何體的體積，以及對應(yīng)構(gòu)件幾何體交集的體積，確定材料需求體積，材料需求體積=構(gòu)件幾何體的體積-(交集體積/涉及交集的構(gòu)件數(shù)量)；

30、根據(jù)材料需求體積，確定材料需求量，材料需求量=材料需求體積×材料密度；根據(jù)材料需求量以及對應(yīng)的材料價格，進(jìn)行最終的成本計算。

31、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

32、該基于bim技術(shù)的建筑施工進(jìn)度及成本管理系統(tǒng)基于對bim模型中構(gòu)件幾何體的交集和差集的計算，產(chǎn)生了多個有益效果；首先，通過計算構(gòu)件幾何體的交集和差集，該系統(tǒng)可以有效檢測建筑模型中的空間沖突，生成詳細(xì)的沖突列表，這一過程不僅揭示了構(gòu)件之間的沖突位置、沖突構(gòu)件，還通過對幾何體的重疊和非重疊部分的精確計算，量化了沖突程度；與此同時，這些幾何體的交集和差集還用于判定施工進(jìn)度，即通過比較交集和差集之和與標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計體積的差異，判斷構(gòu)件是否已完成，這種多層次的分析方法提高了施工進(jìn)度的可追蹤性，并在施工中減少了誤差；最后，基于幾何體交集的材料需求量分析，為材料的精確采購和成本控制提供了基礎(chǔ)，通過減少材料浪費(fèi)，該系統(tǒng)優(yōu)化了資源配置，降低了項目成本；

33、此外，沖突列表的生成也在基于bim技術(shù)的建筑施工進(jìn)度及成本管理系統(tǒng)中具有多重重要用途。沖突列表不僅揭示了構(gòu)件的沖突情況，還為后續(xù)的修改提供了依據(jù)。在施工過程中，該系統(tǒng)會根據(jù)沖突列表中的沖突位置和沖突程度，對bim模型進(jìn)行調(diào)整。如果某個構(gòu)件的完成狀態(tài)為“未完成”，系統(tǒng)會按照沖突的嚴(yán)重程度，從最嚴(yán)重的沖突開始修改幾何數(shù)據(jù)，確保施工順序的合理性與高效性。這種基于沖突程度的分級修改，有助于快速解決嚴(yán)重沖突，減少施工中的重復(fù)工作和不必要的返工，提高整體施工效率。