施工场地布置优化方法、系统、可读存储介质及电子设备与流程

本技术涉及施工布置，特别涉及一种施工场地布置优化方法、系统、可读存储介质及电子设备。

背景技术：

1、在传统建筑项目的施工中，因为项目大、周期长、阶段多、作为工程施工组织设计的重要组成部分和现场施工的开端，施工总平面图布置需要按照施工方案和进度的要求，对施工现场的道路交通、材料仓库、加工场地、主要机械设备、临时房屋、管线等做合理的规划布置，从而正确处理全工地施工期间所需各项设施和永久建制、拟建工程之间的空间关系。

2、当前，施工场地布置通常依赖于传统的二维图纸和手工测量方法，这种方式不仅耗时且容易产生误差。基于此，bi m技术通过三维模型的建立，可以提供更加直观和详细的施工信息，而倾斜摄影测量技术可以快速获取施工现场的真实三维模型，将这两种技术结合能够显著提高施工场地布置的精确性和效率。然而，目前在实际应用中，bi m和倾斜摄影测量技术的结合还处于初级阶段，具体存在如下缺点：

3、1.精度问题：传统的测量方法依赖于手工操作和经验判断，容易产生误差，且对于复杂地形和大型施工场地，测量难度大，效率低。

4、2.效率低下：传统的施工场地布置需要多次现场踏勘和反复调整，费时费力，且容易受到天气和现场条件的影响。

5、3.缺乏优化手段：现有的施工场地布置方法缺乏科学的优化手段，无法充分利用场地资源，导致物料运输距离长、成本高、安全风险大。

技术实现思路

1、基于此，本技术的目的是提出一种施工场地布置优化方法、系统、可读存储介质及电子设备，旨在解决传统的施工场地布置方法存在的测量精度低、布置效率低以及布置方案效果较差的问题。

2、第一方面，本技术提出一种施工场地布置优化方法，所述方法包括：

3、获取目标施工场地的倾斜摄影测量数据，并根据所述倾斜摄影测量数据构建与所述目标施工场地对应的实景三维模型；

4、获取目标施工场地的施工图纸，并根据所述施工图纸构建建筑信息模型；

5、将所述实景三维模型与所述建筑信息模型进行融合，得到与所述目标施工场地对应的初始场地布置方案；

6、定义优化指标，并基于所述优化指标构建与所述初步布置方案对应的目标函数，所述优化指标包括施间运输成本和安全风险；

7、对所述目标函数进行求解，并根据求解结果得到最终场地布置方案。

8、进一步地，所述获取目标施工场地的倾斜摄影测量数据，并根据所述倾斜摄影测量数据构建与所述目标施工场地对应的实景三维模型的步骤包括：

9、所述倾斜摄影数据包括倾斜影像数据、pos属性数据、像控点坐标数据；

10、新建新建工程添加影像，并将所述倾斜影像数据、所述pos属性数据、所述像控点坐标数据分配到对应的照片组中；

11、导入像控点、像片刺点坐标，并基于空三加密原理获得测区内所有控制点的坐标，并利用光束区域网平差获得像片的外方位元素和未知点的坐标，得到稀疏点云图片；

12、选择瓦片坐标系，修改瓦片大小，利用基于特征的多视影像密集匹配生成密集点云，得到三角网格t i n模型，并将映射图像源中的纹理信息贴入三角网格模型中，得到实景三维模型。

13、进一步地，所述获取目标施工场地的施工图纸，并根据所述施工图纸构建建筑信息模型的步骤包括：

14、创建标高及轴网，并分别构建项目土建模型、构建机电管线模型以及钢结构建模；

15、根据项目土建模型、构建机电管线模型以及钢结构建模建立建筑信息模型，并将建筑信息模型与进度计划进行链接，并逐项添加开工时间，完工时间，并以第一预设格式导出并保存所述建筑信息模型。

16、进一步地，所述定义优化指标，并基于所述优化指标构建与所述初步布置方案对应的目标函数，所述优化指标包括施间运输成本和安全风险的步骤包括：

17、根据以下公式构建目标函数：

18、

19、其中，f1(x)表示与施间运输成本对应的目标函数，f2(x)表示与安全风险对应的目标函数，rij表示设施i、j之间的运输成本相互关系值，eij表示设施i、j之间的安全风险相互关系值，dkl表示空间位置k和空间位置l之间的型心距离，xik表示把设施i安置在空间位置k的情况，xjl表示把设施j安置在空间位置l的情况。

20、进一步地，所述定义优化指标，并基于所述优化指标构建与所述初步布置方案对应的目标函数，所述优化指标包括施间运输成本和安全风险的步骤还包括：

21、根据以下公式构建关于目标函数的场地内重叠约束条件：

22、

23、其中，(xi，yi)、(xj，yj)分别表示设施i、j的形心坐标，δxij表示设施i、j在x坐标上的最小安全距离，δyij表示设施i、j在y坐标上的最小安全距离，li、wi分别表示设施i的长度和宽度，lj、wj分别表示设施j的长度和宽度；

24、根据以下公式构建关于目标函数的运输量约束条件：

25、tijqijk≥qijk

26、其中，tij表示设施i、j之间的运输频率，qijk表示k材料在设施i、j之间的单次运输量，qijk表示k材料在设施i、j之间的最大资源需求量。

27、进一步地，所述对所述目标函数进行求解，并根据求解结果得到最终场地布置方案的步骤包括：

28、定义运输成本、安全风险为一级指标，并分别定义运输成本下的物料流、信息流、人员流、安全风险来源为二级指标、安全风险下的事故发生概率、事故影响程度为二级指标；

29、获取所有二级指标的权重，并基于蚁群算法根据设施间运输成本、安全风险关系值以及各指标的权重对目标函数进行求解。

30、第二方面，本技术提出一种施工场地布置优化系统，所述系统包括：

31、三维模型构建模块，用于获取目标施工场地的倾斜摄影测量数据，并根据所述倾斜摄影测量数据构建与所述目标施工场地对应的实景三维模型；

32、bim模型构建模块，用于获取目标施工场地的施工图纸，并根据所述施工图纸构建建筑信息模型；

33、模型融合模块，用于将所述实景三维模型与所述建筑信息模型进行融合，得到与所述目标施工场地对应的初始场地布置方案；

34、目标函数构建模块，用于定义优化指标，并基于所述优化指标构建与所述初步布置方案对应的目标函数，所述优化指标包括施间运输成本和安全风险；

35、求解模块，用于对所述目标函数进行求解，并根据求解结果得到最终场地布置方案。

36、进一步地，所述三维模型构建模块还用于：

37、所述倾斜摄影数据包括倾斜影像数据、pos属性数据、像控点坐标数据；

38、新建新建工程添加影像，并将所述倾斜影像数据、所述pos属性数据、所述像控点坐标数据分配到对应的照片组中；

39、导入像控点、像片刺点坐标，并基于空三加密原理获得测区内所有控制点的坐标，并利用光束区域网平差获得像片的外方位元素和未知点的坐标，得到稀疏点云图片；

40、选择瓦片坐标系，修改瓦片大小，利用基于特征的多视影像密集匹配生成密集点云，得到三角网格t i n模型，并将映射图像源中的纹理信息贴入三角网格模型中，得到实景三维模型。

41、第三方面，本技术还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质存储一个或多个程序，该程序被执行时实现如上述的施工场地布置优化方法。

42、第四方面，本技术还提供一种电子设备，所述电子设备包括存储器和处理器，其中：

43、所述存储器用于存放计算机程序；

44、所述处理器用于执行所述存储器上所存放的计算机程序时，实现如上述的施工场地布置优化方法。

45、与现有技术相比，本技术具有如下优点：

46、1.精度高：本技术通过倾斜摄影测量技术获取的高精度实景三维模型，能够详细捕捉施工现场的地形地貌和周边环境，提供比传统测量方法更为精确的地理信息数据。结合bi m技术，将这些精确的地理信息融入建筑信息模型中，使得施工场地布置能够更加准确地反映实际情况。这样不仅可以提高施工计划的准确性和可行性，还能有效避免因测量误差导致的设计修改和施工延误，从而大大提高场地布置的精度和整体施工效率。

47、2.效率提升：本发明利用bi m和倾斜摄影测量技术，能够快速生成施工场地的高精度三维模型，极大减少了现场踏勘的次数和时间。传统的现场踏勘方法不仅费时费力，而且容易受到天气和地形等因素的影响，导致数据不完整或误差较大。通过倾斜摄影技术，可以在短时间内获取全面的现场数据，并结合bi m技术，将这些数据转化为详细的三维模型。这不仅提高了场地布置的效率，还能在设计初期就进行多次模拟和优化，提前发现和解决潜在问题，从而加快施工进度，降低人力和时间成本。

48、3.科学优化：本发明引入蚁群算法对施工场地布置进行优化，通过模拟蚂蚁觅食行为，能够科学合理地安排物料堆场、施工道路和临时设施的位置。蚁群算法在不断迭代中寻找最优路径，有助于优化资源配置和物流路线，从而降低运输成本。该算法能够评估不同布置方案的安全风险，选择最安全的方案，减少施工过程中的潜在危险。此外，通过科学优化，场地布置更加高效，减少了资源浪费和施工干扰，提高了整体施工管理水平和项目执行的顺畅度。

49、本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实施例了解到。

技术特征：

1.一种施工场地布置优化方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的施工场地布置优化方法，其特征在于，所述获取目标施工场地的倾斜摄影测量数据，并根据所述倾斜摄影测量数据构建与所述目标施工场地对应的实景三维模型的步骤包括：

3.根据权利要求2所述的施工场地布置优化方法，其特征在于，所述获取目标施工场地的施工图纸，并根据所述施工图纸构建建筑信息模型的步骤包括：

4.根据权利要求3所述的施工场地布置优化方法，其特征在于，所述定义优化指标，并基于所述优化指标构建与所述初步布置方案对应的目标函数，所述优化指标包括施间运输成本和安全风险的步骤包括：

5.根据权利要求4所述的施工场地布置优化方法，其特征在于，所述定义优化指标，并基于所述优化指标构建与所述初步布置方案对应的目标函数，所述优化指标包括施间运输成本和安全风险的步骤还包括：

6.根据权利要求5所述的施工场地布置优化方法，其特征在于，所述对所述目标函数进行求解，并根据求解结果得到最终场地布置方案的步骤包括：

7.一种施工场地布置优化系统，其特征在于，所述系统包括：

8.根据权利要求7所述的施工场地布置优化系统，其特征在于，所述三维模型构建模块还用于：

9.一种可读存储介质，其特征在于，包括：所述可读存储介质存储一个或多个程序，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-6任一所述的施工场地布置优化方法。

10.一种电子设备，所述电子设备包括存储器和处理器，其中：

技术总结
本申请提出一种施工场地布置优化方法、系统、可读存储介质及电子设备，该方法包括：获取目标施工场地的倾斜摄影测量数据，并根据倾斜摄影测量数据构建与目标施工场地对应的实景三维模型；获取目标施工场地的施工图纸，并根据施工图纸构建建筑信息模型；将实景三维模型与建筑信息模型进行融合，得到与目标施工场地对应的初始场地布置方案；定义优化指标，并基于优化指标构建与初步布置方案对应的目标函数，优化指标包括施间运输成本和安全风险；对目标函数进行求解，并根据求解结果得到最终场地布置方案。本申请提供的施工场地布置优化方法具有测量精度高、布置效率高以及布置方案效果好的优点。

技术研发人员：周鑫,刘畅,王大勇,裴浩,王宇平,钟浩鑫,刘路川,宋泽涵,张潇,王立京,胡轶龙,于子祎,武晓堃,刘燊,贾智习
受保护的技术使用者：国网北京市电力公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5