本发明涉及土工工程施工领域，尤其涉及一种基于bim技术的基坑变形实时监测装置。
背景技术：
1、现如今随着经济的高速发展，伴随着基建实力的不断提高，对于修建高层、超高层的建筑也有着相应的办法，以此对应的基坑工程无论在数量还是质量及深度上都有着高速的发展的发展。虽然对于基坑有着一定的研究，但是单就针对基坑变形及基坑在变形中的力学变化相对不够完善，其数据模拟状态与实际存在相对较大的偏差，因此对于后期的基坑围护和加固中消耗较多的成本，而且存在较大的安全隐患。由于基坑的质量直接影响整体建筑的质量及使用安全性，因此在基坑变形研究中仍然存在较大的前进空间。
2、对于基坑的开挖之后，需要对于基坑进行支护，其中支撑的形式有多种包括：混凝土支撑、钢支撑、支撑轴力伺服系统、土钉墙等多种形式，其中在于混凝土支撑布置中可采用对撑、角撑、边桁架、环形支撑单独或组合布置，本发明中就单独针对于圆环支撑做研究，通过圆环支撑的变形连续化监测来直观的反映基坑的变形情况并对其作出相应的应对措施。
3、目前的建筑行业正在发生变革，在从以往的人工利用全站仪、水准仪来进行基坑的水平位移和沉降监测，但是这种观测方法受人为的因素影响较大，当观测点较多时耗时耗材耗力却不一定能够达到较高精度的观测数据。目前较多施工行业均将数字化引入建筑施工中，通过对其进行三维建模来判断和处理在建筑施工过程中可能存在的问题，能够有效的避免消耗过多人力物力而不能达到较好观测效果的情况。
4、bim(building information model)是建筑信息模型的简称。bim技术是将数字模型技术引入建筑行业中，通过对建筑行业进行三维建模以解决建筑工程中可能存在的问题，通过三维建模来模拟和监测其建筑工程的各项信息，使得工程设计人员与工程技术人员能够通过数字信息技术来对建筑工程作出相应的应对策略。建筑信息模型同时又是一种应用于设计、建造、管理的数字化方法，这种方法支持建筑工程的集成管理环境，可以使建筑工程在其整个过程中显著提高效率和大量减少风险。
5、现有技术中，专利一种基坑变形监测防范及系统(cn202310172812.3)的不足：采用的是利用监测数据与深度学习模型进行结合，来对基坑的变形进行预测，但是深度学习模型整体是个黑箱模型，在实际工程中的运用并不能有很好的解释说明：
技术实现思路
1、本发明利用bim与变形监测技术相结合，能够解决传统方法中：布设观测点较多，不宜处理数据；当观测点较多时，需要消耗大量人力物力；人为观测主观影响因素较大，影响其变形观测的精确度，可能会影响工程的总体安全性等缺点，将数字信息技术与传统变形观测相结合不仅提高其观测精度，还能够节省较多的人力物力，可以实现连续多点的数据采集，并将其采集的数据传输至bim处理模块中，通过bim进行三维建模，对于连续取得的数据进行变形连续化监测，可以快速不会变形信息，能够捕捉到发生大变形的实时信息，并且把变形信息可视化，可以更加安全直观的展现基坑变形的情况。
2、为克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于bim技术的基坑变形实时监测技术，为基坑在变形和沉降等方面对基坑进行实时监测，为基坑安全方面提供了技术性保护。
3、本发明的目的至少通过如下技术方案之一实现。
4、一种基于bim技术的基坑变形实时监测装置，包括多个基坑内数据采集装置、基坑外侧数据汇集装置、移动平台处理装置；
5、在数据收集前期，多个基坑内数据采集装置对施工完成后的基坑的初始数据进行补全，完成基坑的初始数据采集，基坑外侧数据汇集装置汇总所有基坑的初始数据，传送到移动平台处理装置中，移动平台处理装置利用bim技术通过建立的基坑监测专用族库根据基坑的初始数据建立3d基坑模型，并对其进行渲染，使得监测的数据在bim模型中可视化，并将此时的3d基坑模型作为初始模型；
6、完成初始模型的建立后，基坑内数据采集装置持续采集基坑内的数据，在经过设定的一段时间后，基坑外侧数据汇集装置汇总设定的时间内所采集的数据，发送至移动平台处理装置，移动平台处理装置根据设定的时间内所采集的数据建立新的3d基坑模型，将新的3d基坑模型作为对比模型，将对比模型与初始模型进行对比，用于判定基坑的安全性，若判定为安全则基坑内数据采集装置继续采集基坑内的数据，若判定为不安全则停止数据采集并进行预警。
7、进一步地，基坑内数据采集装置包括传感器模块、gps模块、第一控制模块、第一通信模块、第一数据收集模块和第一存储模块；
8、其中，传感器模块包括环境监测传感器和设备检测传感器，用于监测基坑内土体的变形，若基坑土体受力状态发生变换后，则通过传感器模块进行收集；gps模块监测的数据包括初始位移数值和更新位移数值；第一控制模块负责整个基坑内数据采集装置的数据收集控制，用于向传感器模块发送指令，利用第一数据收集模块和第一存储模块将收集的信息进行打包处理，并发送相关指令利用第一通信模块将打包后的数据传输至基坑外侧数据汇集装置。
9、进一步地，基坑外侧数据汇集装置包括第二控制模块、第二通信模块、第二数据收集模块、第一信息处理模块、第二存储模块和数据更新模块；
10、第二控制模块通过对第二数据收集模块发布指令，收集通过基坑内数据采集装置的第一通信模块发送的打包信息，并通过第一信息处理模块和第二存储模块将传输到基坑外侧数据汇集装置的数据进行分析，对数据进行核实，删除不合逻辑的数据，得到可用于后期分析的数据并对其进行暂时性存储；
11、基坑外侧数据汇集装置中的数据更新模块用于在基坑内数据采集装置持续采集基坑内的数据时更新采集的数据，弥补数据收集后的数据累计和储存问题，在后一次数据的传输之后对上一次已传输出去的数据进行覆盖，进行多层次的分析，对更新后的数据进行核实，删除不合逻辑的数据。
12、进一步地，移动平台处理装置包括第三控制模块、第三数据收集模块、第二信息处理模块、第三存储模块、信息处理平台、外接模块和预警模块；
13、信息处理平台为第二信息处理模块、第三存储模块提供工作环境；信息处理平台的主要是第二信息处理模块、第三存储模块的集合，这两模块的工作环境即为信息处理平台。因为后续需要将数据信息进行预警，所以利用第二信息处理模块与外接模块进行连接，改变信息格式与外接模块进行配合建模，来做到信息的传递，为外接模块3d模型的具现提供支撑。
14、第三控制模块用于对第三数据收集模块和第二信息处理模块发布指令，接收并对所收集的信息进行分析处理，将有效信息存放于第三存储模块进行存储；其中，第三数据收集模块将坑外侧数据汇集装置所传输过来的信息进行收集，第二信息处理模块将收集来的信息进行验证，为建模所需信息提供最后一道屏障；
15、其中，第二信息处理模块和外接模块用于将所收集的信息与bim技术进行结合，对所收集的信息进行3d建模得到3d基坑模型；
16、在第三存储模块中存放初始模型和根据设定的时间内所采集的数据建立的新的3d基坑模型；每次更新之后的数据均以相同的技术建立新的3d基坑模型，将新的3d基坑模型作为对比模型，通过预警模块将此次更新后建立的对比模型与初始模型以及上一次建立的对比模型进行比对分析，判断基坑的某个部位是否存在受力过大产生变形的情况。
17、进一步地，利用基坑变形实时监测技术实现基坑变形预警，通过预警模块将此次更新后建立的对比模型与初始模型以及上一次建立的对比模型进行比对分析，设定某处或者整个基坑中变形或位移的允许变形值；当某处或者整个基坑中变形或位移的变形值超过设定的允许变形值时，则通过移动平台处理装置对操作人员进行预警，并及时向工作人员发送预警信息，保证基坑的安全性。
18、进一步地，基坑内数据采集装置和基坑外侧数据汇集装置均设有供能装置，其主要作用在于对数据收集和数据传输过程中提供能源支持；
19、基坑内数据采集装置包括圆柱体外壳、数据采集盒和第一供能装置，数据采集盒中设置有传感器模块、gps模块、第一控制模块、第一通信模块、第一数据收集模块和第一存储模块，数据采集盒和第一供能装置放置在圆柱体外壳内；
20、基坑外侧数据汇集装置中的第二供能装置为固体电源或外接电源；
21、为达成节能减排的目的，基坑外侧数据汇集装置的第二供能装置可设置为太阳能供能。
22、进一步地，环境监测传感器收集的信息包括土体空隙水压力、土体空隙土压力、基坑受力以及基坑变形情况；
23、设备检测传感器收集的信息包括雨量信息、装置位置信息、装置位移信息和装置垂直角度信息；
24、gps模块通过gps的数据定位，来判定基坑内数据采集装置所处的结构处的位移变化和斜度变化。
25、进一步地，在第一通信模块和第二通信模块中，数据传输的频率随着基坑的安全等级提高而提高，频率越高则每次收集的时间间隔越短；
26、第一通信模块和第二通信模块的数据上传模式包括主动上传和被动上传；主动上传为由第一控制模块或第二控制模块所设定的时间标定，第一通信模块或第二通信模块进行每隔设定的时间段进行数据传输；被动上传为移动平台处理装置中的第三控制模块发布指令时，将通过第三控制模块发布指令至第一控制模块和第二控制模块，进而控制第一通信模块或第二通信模块进行数据的传输；被动上传由操作者所决定。
27、进一步地，第一存储模块、第二存储模块和第三存储模块为数据上传前提供数据收集平台，在第一控制模块、第二控制模块和第三控制模块将基坑内数据采集装置收集的信息传输至移动平台处理装置后，即可进行数据更新将所储存的数据信息从第一存储模块、第二存储模块和第三存储模块中进行删除。
28、进一步地，移动平台处理装置的第三存储模块可分为移动终端储存和云平台存储；
29、云平台的储存主要用于后期信息核对时进行对比使用；在所收集的信息与bim技术进行结合时，可通过对云平台存储的数据进行调用，用采集的数据进行3d模型建立。
30、本发明的基于bim的基坑变形连续化监测技术，相对于其他传统的变形监测方法而言具有以下优点：
31、1.bim模型储存测点坐标，每一次搜索测点基于前一次测量结果进行修正，进行连续性测量可以获得连续时间的变形数据；
32、2.工作人员不处于危险的环境中，数据进行无线传输，并进行中央处理；
33、3.数字信息技术与施工技术相结合，加大施工三维模型的模拟性，通过bim将基坑圆环支撑进行可视化，对变形随时间的变化有着较为清楚的显示；
34、4.通过测量数据与数字信息的结合，减少用于人工测量的人力物力，增加其变形描述的准确性，减少人为主观意识对于变形观测的影响。
1.一种基于bim技术的基坑变形实时监测装置，其特征在于：包括多个基坑内数据采集装置、基坑外侧数据汇集装置、移动平台处理装置；
2.根据权利要求1所述的一种基于bim技术的基坑变形实时监测技术，其特征在于：基坑内数据采集装置包括传感器模块、gps模块、第一控制模块、第一通信模块、第一数据收集模块和第一存储模块；
3.根据权利要求1所述的一种基于bim技术的基坑变形实时监测技术，其特征在于：基坑外侧数据汇集装置包括第二控制模块、第二通信模块、第二数据收集模块、第一信息处理模块、第二存储模块和数据更新模块；
4.根据权利要求1所述的一种基于bim技术的基坑变形实时监测技术，其特征在于：移动平台处理装置包括第三控制模块、第三数据收集模块、第二信息处理模块、第三存储模块、信息处理平台、外接模块和预警模块；
5.根据权利要求4所述的一种基于bim技术的基坑变形实时监测技术，其特征在于：利用基坑变形实时监测技术实现基坑变形预警，通过预警模块将此次更新后建立的对比模型与初始模型以及上一次建立的对比模型进行比对分析，设定某处或者整个基坑中变形或位移的允许变形值；当某处或者整个基坑中变形或位移的变形值超过设定的允许变形值时，则通过移动平台处理装置对操作人员进行预警，并及时向工作人员发送预警信息，保证基坑的安全性。
6.根据权利要求2或3任一项所述的一种基于bim技术的基坑变形实时监测技术，其特征在于：基坑内数据采集装置和基坑外侧数据汇集装置均设有供能装置，其主要作用在于对数据收集和数据传输过程中提供能源支持；
7.根据权利要求2所述的一种基于bim技术的基坑变形实时监测技术，其特征在于：环境监测传感器收集的信息包括土体空隙水压力、土体空隙土压力、基坑受力以及基坑变形情况；
8.根据权利要求2或3任一项所述的一种基于bim技术的基坑变形实时监测技术，其特征在于：在第一通信模块和第二通信模块中，数据传输的频率随着基坑的安全等级提高而提高，频率越高则每次收集的时间间隔越短；
9.根据权利要求2或3任一项所述的一种基于bim技术的基坑变形实时监测技术，其特征在于：第一存储模块、第二存储模块和第三存储模块为数据上传前提供数据收集平台，在第一控制模块、第二控制模块和第三控制模块将基坑内数据采集装置收集的信息传输至移动平台处理装置后，即可进行数据更新将所储存的数据信息从第一存储模块、第二存储模块和第三存储模块中进行删除。
10.根据权利要求9所述的一种基于bim技术的基坑变形实时监测技术，其特征在于：移动平台处理装置的第三存储模块可分为移动终端储存和云平台存储；
