本发明涉及一种基于bim和ar的引水工程运行安全远程管控及会诊方法，具体涉及从远程项目建设过程管控、实现技术磋商、决策会商，主要服务于业主、设计、施工、监理各方。
背景技术：
对于引水工程的安全监测与评价，目前国内外大部分研究成果是关于安全监测仪器监测数据资料的处理和分析，进而对个别建筑物进行安全综合评价，且分析结果一般多为定性，量化的分析结果并不多见。
在引水工程的安全监测中，大坝的安全监测技术和手段在国内外均较为成熟，从较早的简单图解分析发展到根据仪器监测历史资料建立数学模型的分析，从单测点、单项目的实测效应量数学模型的正反分析和反馈分析到多测点、多项目的综合分析和评价；对于水闸的安全监测，目前国内外主要采用闸门自控系统，一般的自控系统基于dcs系统结构，但这种系统结构平台上一般缺乏设备及系统健康状态信息，更无法对系统的健康状态做出预测、评价，新型的fgias系统结构虽然弥补了dcs的不足，但目前应用较少；泵站综合自动化系统自20世纪70年代以来在水利行业中即开始研制和运用，目前多采用结合了计算机网络技术、多媒体通讯技术和计算机控制技术的分布式监控系统，其各项指标的监测均较为成熟。对于渡槽和倒虹吸的安全监测，主要在沿线布设各类监测传感器，根据工程特点不同，监测内容主要划分为应力、变形、温度监测等；对隧洞、箱涵及压力管道的安全监测，在运行期如何监控其运行性态，目前国内外的研究还不多，现有的研究主要集中在变形、初始应力场、温度、内外水压力等参数上。
与引水工程安全监测相比，引水工程的安全评价提法还较为笼统，所作的研究工作较少，无论是国内还是国外，还没有一个明确的定义。目前引水工程安全评价主要针对引水建筑物及设施进行，主要的研究成果集中在大坝安全综合评价方面，对于其他引水或输水建筑物的安全评价，虽然有学者对此进行了一些研究，单研究成果较少，因此对于建筑物种类繁多且复杂的引水工程，目前还没有形成相应适用、通用的安全评价理论和方法。
综上，针对目前对于建筑物种类繁多且复杂的引水工程，还没有形成相应适用、通用的安全评价理论和方法，因此，提出了一种基于bim和ar的引水工程运行安全远程管控及会诊方法，具体涉及从远程项目建设过程管控、对长距离工程进行实时的远程管控，对于引水工程中建筑物繁多，管理复杂等问题，提供远程技术磋商、决策会商，主要服务于业主、设计、施工、监理各方。
技术实现要素：
本发明所解决的技术问题针对目前引水工程管理缺乏相应适用、通用的安全评价理论和方法，提出了一种基于bim和ar的引水工程运行安全远程管控及会诊方法，通过网络发布引水工程运行状态信息，实现实时的远程管控，协同业主、设计、施工和监理各方熟悉掌握工程进度并通过邀请专家上线解决工程问题，从而提高安全管理决策水平。
通过下列步骤实现：
一种基于bim和ar的引水工程运行安全远程管控及会诊方法，其特征在于，包括下列步骤：
步骤一、环境配置；
步骤二、实时视频接入；
步骤三、360全景模式；
步骤四、项目现场定量管控；
步骤五、工程建设完成后的效果预览；
步骤六、专家会诊；
步骤七、管控模块。
进一步的，所述环境配置包括以下方面：
步骤101、采用b/s架构，分别为浏览器端、web服务器端和数据服务器端；
步骤102、编程语言使用php、html/css/javascript；
步骤103、数据库管理系统采用microsoftsqlserver。
进一步的，所述实时视频接入包括以下方面：
步骤201、实现现场视频接入，包括手机视频、无人机航飞、现场监控视频中的一种或多种；
步骤202、在远程管控、会诊、协商决策过程中，通过调取现场摄像头，现场人员手机拍摄及远程控制现场无人机实时拍摄手段，掌握现场情况；
步骤203、对视频数据进行全过程保留，随时调用；
步骤204、结合视频ai和图像识别技术，对现场视频进行多场景的实时分析，包括安全帽佩戴、视频安全围栏，实时报警。
进一步的，所述360全景模式包括以下方面：
步骤301、视频未覆盖区域采用定期更新360全景的模式来实现；
步骤3011、采用无人机进行大范围的全景采集；
步骤3012、采用手持全景设备进行室内及局部区域全景采集；
步骤302、全景发布于网络，采用计算机及手机登录系统随时查看拍摄时间点的现场情况。
进一步的，所述项目现场定量管控包括以下方面：
步骤401、结合新型测绘技术获取的数据，进行定量管控；
步骤4011、通过bim模型与新型测绘技术获取的数据结合实现定量管控，包括三维激光扫描仪的点云、倾斜摄影模型及无人机获取的正射影像、
步骤4012、定期获取这些数据后，将bim模型与获取数据进行融合集成，校验分析，可以远程访问，为远程管控与会诊提供定量的数据支撑。
进一步的，所述工程建设完成后的效果预览包括以下方面：
步骤501、通过ar技术将bim模型嵌入现场拍摄视频中，可以远程预览项目建设完成后的效果；
步骤5011、安卓编程环境配置(androidsdk和jdk)、unity安装；
步骤5012、将revit制作的bim模型转换为.fbx的格式转换，该步骤转换出的模型没有材质信息，如果需要材质信息，需要先将bim模型再导出为.nwc格式，再通过navisworks软件导出.fbx格式；
步骤5013、将现场视频导入unity软件；
步骤5014、将.fbx格式的模型文件导入unity进行ar的制作，包括坐标转换、配准实现与现场视频的融合。
进一步的，所述专家会诊包括以下方面：
步骤601、各专家和相关工作者在本地系统登记注册后，取得进入远程专家诊断系统的权限、
步骤602、接收会诊会议通知，进入专家会诊系统、
步骤603、专家与相关人员线上面对面交流，通过浏览器方式获取各种工程现场信息；
步骤6031、进入工程现场信息展示模块，进行现场实时视频、和360全景的浏览初步了解现场情况、通过对测绘成果的定量分析结果进一步了解工程现场情况；
步骤6032、专家进行讨论分析，提出意见建议，并填写专家意见记录模块进行留底提交。
进一步的，所述管控模块包括以下方面：
步骤701、监理人员、现场施工人员等相关人员通过本地系统登录注册，取得远程管控权限、
步骤702、线上发布工程管控通知、
步骤703、监理人员与现场施工人员进行线上交流。
步骤7031、进入工程现场信息展示模块，了解近期施工进展情况，通过现场喊话等方式，远程调度指导现场施工。
步骤704、记录整个管控过程、对于提出的调度意见与建议进行记录与提交。
进一步的，对现场视频进行多场景的实时分析具体包括以下步骤：
步骤2041、数据收集和处理，通过监控摄像头实时采集现场情况、
步骤2042、数据语义分割和特征提取，将获取到的数据提取出典型特征，将获取到的图像进行色彩矫正、光线调整、人脸和安全帽的分割，将人脸的眼睛、耳朵等以及安全帽作为一个个特征点，计算安全帽所在位置、距离、角度和其他特征点的相对关系、
步骤2043、未监测到安全帽时直接进行报警，然后再根据安全帽佩戴的姿势进行报警。
本发明与现有方法相比的优势为：
(1)搭建的b/s结构的系统，将工程现场情况接入，通过网络发布引水工程运行状态信息，实现实时的远程管控；
(2)将bim与新型测绘技术结合，实现模型与工程测绘成果的融合，提供充分的定量分析数据；
(3)协同业主、设计、施工和监理各方熟悉掌握工程进度并通过邀请专家上线解决工程问题，从而提高安全管理决策水平。
附图说明
图1为本发明的总体设计框架图。
图2为本发明长距离调水工程远程管控及会诊模块图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
实施例1：
一种基于bim和ar的引水工程运行安全远程管控及会诊方法，其特征在于，包括下列步骤：
步骤一、环境配置；
步骤二、实时视频接入；
步骤三、360全景模式；
步骤四、项目现场定量管控；
步骤五、工程建设完成后的效果预览；
步骤六、专家会诊；
步骤七、管控模块。
实施例2：
在实施例1的基础上，
所述环境配置包括以下方面：
步骤101、采用b/s架构，分别为浏览器端、web服务器端和数据服务器端；
步骤102、编程语言使用php、html/css/javascript；
步骤103、数据库管理系统采用microsoftsqlserver。
实施例3：
在实施例1-2的基础上，所述实时视频接入包括以下方面：
步骤201、实现现场视频接入，包括手机视频、无人机航飞、现场监控视频中的一种或多种；
步骤202、在远程管控、会诊、协商决策过程中，通过调取现场摄像头，现场人员手机拍摄及远程控制现场无人机实时拍摄手段，掌握现场情况；
步骤203、对视频数据进行全过程保留，随时调用；
步骤204、结合视频ai和图像识别技术，对现场视频进行多场景的实时分析，包括安全帽佩戴、视频安全围栏，实时报警。
实施例4：
在实施例1-3的基础上，所述360全景模式包括以下方面：
步骤301、视频未覆盖区域采用定期更新360全景的模式来实现；
步骤3011、采用无人机进行大范围的全景采集、
步骤3012、采用手持全景设备进行室内及局部区域全景采集；
步骤302、全景发布于网络，采用计算机及手机登录系统随时查看拍摄时间点的现场情况。
实施例5：
在实施例1-4的基础上，所述项目现场定量管控包括以下方面：
步骤401、结合新型测绘技术获取的数据，进行定量管控；
步骤4011、通过bim模型与新型测绘技术获取的数据结合实现定量管控，包括三维激光扫描仪的点云、倾斜摄影模型及无人机获取的正射影像、
步骤4012、定期获取这些数据后，将bim模型与获取数据进行融合集成，校验分析，可以远程访问，为远程管控与会诊提供定量的数据支撑。
实施例6：
在实施例1-5的基础上，所述工程建设完成后的效果预览包括以下方面：
步骤501、通过ar技术将bim模型嵌入现场拍摄视频中，可以远程预览项目建设完成后的效果；
步骤5011、安卓编程环境配置(androidsdk和jdk)、unity安装；
步骤5012、将revit制作的bim模型转换为.fbx的格式转换，该步骤转换出的模型没有材质信息，如果需要材质信息，需要先将bim模型再导出为.nwc格式，再通过navisworks软件导出.fbx格式；
步骤5013、将现场视频导入unity软件；
步骤5014、将.fbx格式的模型文件导入unity进行ar的制作，包括坐标转换、配准实现与现场视频的融合。
实施例7：
在实施例1-6的基础上，所述专家会诊包括以下方面：
步骤601、各专家和相关工作者在本地系统登记注册后，取得进入远程专家诊断系统的权限、
步骤602、接收会诊会议通知，进入专家会诊系统、
步骤603、专家与相关人员线上面对面交流，通过浏览器方式获取各种工程现场信息；
步骤6031、进入工程现场信息展示模块，进行现场实时视频、和360全景的浏览初步了解现场情况、通过对测绘成果的定量分析结果进一步了解工程现场情况；
步骤6032、专家进行讨论分析，提出意见建议，并填写专家意见记录模块进行留底提交。
实施例8：
在实施例1-7的基础上，所述管控模块包括以下方面：
步骤701、监理人员、现场施工人员等相关人员通过本地系统登录注册，取得远程管控权限、
步骤702、线上发布工程管控通知、
步骤703、监理人员与现场施工人员进行线上交流。
步骤7031、进入工程现场信息展示模块，了解近期施工进展情况，通过现场喊话等方式，远程调度指导现场施工。
步骤704、记录整个管控过程、对于提出的调度意见与建议进行记录与提交。
实施例9：
在实施例1-8的基础上，对现场视频进行多场景的实时分析具体包括以下步骤：
步骤2041、数据收集和处理，通过监控摄像头实时采集现场情况、
步骤2042、数据语义分割和特征提取，将获取到的数据提取出典型特征，将获取到的图像进行色彩矫正、光线调整、人脸和安全帽的分割，将人脸的眼睛、耳朵等以及安全帽作为一个个特征点，计算安全帽所在位置、距离、角度和其他特征点的相对关系、
步骤2043、未监测到安全帽时直接进行报警，然后再根据安全帽佩戴的姿势进行报警。
实施例10：
本发明实施例提供一种基于bim和ar的引水工程运行安全远程管控及会诊方法，某大型泵站群工程远程管控及会诊为例，主要包括以下步骤：
步骤一、将泵站群工程现场进行实时视频监控：
步骤101、将手机视频、无人机航飞视频定期上传至系统平台、
步骤102、将泵站群工程现场监控接入系统，实现系统的实时调用、
步骤103、将视频数据进行全过程存入数据库。
步骤1031、存入数据库中的视频，附带说明、拍摄时间、拍摄内容简介等内容。
步骤104、结合ai技术，对现场视频进行实时分析，监测检测人员安全帽佩戴、安全围栏安置等，若发现异常将进行报警。
步骤二、实现泵站群工程现场的360全景
步骤201、采用的是无人机在空中采集泵站群工程的全景信息、
步骤202、将全景发布于系统中，可以通过计算机和手机随时查看拍摄时间点的现场情况、
步骤203、ar技术将bim模型嵌入现场拍摄视频中，进行远程预览项目建设完成后的效果。
步骤三、进行泵站群工程现场的定量管理
步骤301、通过三维激光扫描仪的点云、倾斜摄影模型及无人机获取的正射影像数据，与泵站群工程bim模型融合集成、
步骤302、上传至系统平台数据库、为远程管控与会诊提供定量的数据支撑。
步骤四、泵站群工程进行专家会诊
步骤401、专家登录系统平台，实现线上交流、
步骤402、通过工程现场信息展示模块，进行现场实时视频、和360全景的浏览初步了解现场情况、通过对测绘成果的定量分析结果进一步了解工程现场情况、
步骤403、专家进行讨论分析，提出意见建议。
步骤五、泵站群工程远程管控
步骤501、进入工程现场信息展示模块，了解近期施工进展情况，通过现场喊话等方式，远程调度指导现场施工。记录整个管控过程、对于提出的调度意见与建议进行记录与提交。
步骤六、现场信息查询展示
步骤601、业主方等相关人员进行账号注册，获取对应权限、
步骤602、登入现场信息查询展示平台，对现场情况进行浏览。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
1.一种基于bim和ar的引水工程运行安全远程管控及会诊方法，其特征在于，包括下列步骤：
步骤一、环境配置；
步骤二、实时视频接入；
步骤三、360全景模式；
步骤四、项目现场定量管控；
通过bim模型与新型测绘技术获取的数据结合实现定量管控；
步骤五、工程建设完成后的效果预览；
通过ar技术将bim模型嵌入现场拍摄视频中，远程预览项目建设完成后的效果；
步骤六、专家会诊；
步骤七、管控模块。
2.根据权利要求1所述的一种基于bim和ar的引水工程运行安全远程管控及会诊方法，其特征在于，所述环境配置包括以下方面：
步骤101、采用b/s架构，分别为浏览器端、web服务器端和数据服务器端；
步骤102、编程语言使用php、html/css/javascript；
步骤103、数据库管理系统采用microsoftsqlserver。
3.根据权利要求1所述的一种基于bim和ar的引水工程运行安全远程管控及会诊方法，其特征在于，所述实时视频接入包括以下方面：
步骤201、实现现场视频接入，包括手机视频、无人机航飞、现场监控视频中的一种或多种；
步骤202、在远程管控、会诊、协商决策过程中，通过调取现场摄像头，现场人员手机拍摄及远程控制现场无人机实时拍摄手段，掌握现场情况；
步骤203、对视频数据进行全过程保留，随时调用；
步骤204、结合视频ai和图像识别技术，对现场视频进行多场景的实时分析，包括安全帽佩戴、视频安全围栏，实时报警。
4.根据权利要求1所述的一种基于bim和ar的引水工程运行安全远程管控及会诊方法，其特征在于，所述360全景模式包括以下方面：
步骤301、视频未覆盖区域采用定期更新360全景的模式来实现；
步骤3011、采用无人机进行大范围的全景采集、
步骤3012、采用手持全景设备进行室内及局部区域全景采集；
步骤302、全景发布于网络，采用计算机及手机登录系统随时查看拍摄时间点的现场情况。
5.根据权利要求1所述的一种基于bim和ar的引水工程运行安全远程管控及会诊方法，其特征在于，所述项目现场定量管控包括以下方面：
步骤401、结合新型测绘技术获取的数据，进行定量管控；
步骤4011、通过bim模型与新型测绘技术获取的数据结合实现定量管控，包括三维激光扫描仪的点云、倾斜摄影模型及无人机获取的正射影像、
步骤4012、定期获取这些数据后，将bim模型与获取数据进行融合集成，校验分析，可以远程访问，为远程管控与会诊提供定量的数据支撑。
6.根据权利要求1所述的一种基于bim和ar的引水工程运行安全远程管控及会诊方法，其特征在于，所述工程建设完成后的效果预览包括以下方面：
步骤501、通过ar技术将bim模型嵌入现场拍摄视频中，可以远程预览项目建设完成后的效果；
步骤5011、安卓编程环境配置(androidsdk和jdk)、unity安装；
步骤5012、将revit制作的bim模型转换为.fbx的格式转换，该步骤转换出的模型没有材质信息，如果需要材质信息，需要先将bim模型再导出为.nwc格式，再通过navisworks软件导出.fbx格式；
步骤5013、将现场视频导入unity软件；
步骤5014、将.fbx格式的模型文件导入unity进行ar的制作，包括坐标转换、配准实现与现场视频的融合。
7.根据权利要求1所述的一种基于bim和ar的引水工程运行安全远程管控及会诊方法，其特征在于，所述专家会诊包括以下方面：
步骤601、各专家和相关工作者在本地系统登记注册后，取得进入远程专家诊断系统的权限；
步骤602、接收会诊会议通知，进入专家会诊系统；
步骤603、专家与相关人员线上面对面交流，通过浏览器方式获取各种工程现场信息；
步骤6031、进入工程现场信息展示模块，进行现场实时视频、和360全景的浏览初步了解现场情况、通过对测绘成果的定量分析结果进一步了解工程现场情况；
步骤6032、专家进行讨论分析，提出意见建议，并填写专家意见记录模块进行留底提交。
8.根据权利要求1所述的一种基于bim和ar的引水工程运行安全远程管控及会诊方法，其特征在于，所述管控模块包括以下方面：
步骤701、监理人员、现场施工人员等相关人员通过本地系统登录注册，取得远程管控权限；
步骤702、线上发布工程管控通知；
步骤703、监理人员与现场施工人员进行线上交流；
步骤7031、进入工程现场信息展示模块，了解近期施工进展情况，通过现场喊话等方式，远程调度指导现场施工；
步骤704、记录整个管控过程、对于提出的调度意见与建议进行记录与提交。
9.根据权利要求2所述的一种基于bim和ar的引水工程运行安全远程管控及会诊方法，其特征在于，对现场视频进行多场景的实时分析具体包括以下步骤：
步骤2041、数据收集和处理，通过监控摄像头实时采集现场情况；
步骤2042、数据语义分割和特征提取，将获取到的数据提取出典型特征，将获取到的图像进行色彩矫正、光线调整、人脸和安全帽的分割，将人脸的眼睛、耳朵以及安全帽作为一个个特征点，计算安全帽所在位置、距离、角度和其他特征点的相对关系；
步骤2043、未监测到安全帽时直接进行报警，然后再根据安全帽佩戴的姿势进行报警。
技术总结