项目背景
1、全国建筑工地现状
随着我国经济的快速发展,新型城镇化建设的积极推进,全国各地建筑工地数量和规模不断扩大。与此同时,建筑工地安全事故频发、建筑质量问题频出,建筑工地扬尘、噪声扰民等问题引起了社会的广泛关注。如何对建筑工地实现有效的监管,促进建筑工地安全施工、绿色施工、文明施工是各级政府监管部门亟需解决的问题。
建筑工地属于环境复杂、人员复杂的区域,存在施工地点分散、施工安全管理难、文明施工监管难、人员管理难、调查取证难等特点,政府监管部门很难通过人员巡查来管理工地,利用先进的信息化手段建立一套科学有效的监管系统,实现对建筑工地施工现场全方位、全过程的监管已成为政府监管部门的必然选择。
2、各级政府高度重视工地监管信息化
住房和城乡建设部《建筑业发展“十二五”规划》中明确指出要全面提高行业信息化水平。加强引导,统筹规划,分类指导,重点推进建筑企业管理与核心业务信息化建设和专项信息技术的应用。
住房和城乡建设部副部长王宁 2013 年 9 月在部分地区建筑安全生产工作汇报会上指出:“各地住房城乡建设部门要密切配合、积极推动建立建筑施工企业、人员、项目、设备“四位一体”的全国统一建筑施工安全生产监管信息平台。”
3、工地信息化需求
政府监管部门及建筑企业对工地管理信息化平台系统都有迫切的需求,要求通过工地监管平台的建设,能帮助政府监管部门及建筑企业有效的解决施工现场事故多发,扬尘噪声污染大,重点部位生产操作过程不规范、隐患未及时消除,人员、精力有限,无法全方位检查、监管,施工进度、施工质量得不到保障等问题,提高工地的安全生产监管和建筑质量监管水平。平台系统可助力政府监管部门提高监管效率,帮助建筑企业提高企业管理水平。同时,工地的农民工也存在出勤统计、娱乐上网等需求。因此,智慧工地系统平台要实现对工地现场的实时视频监控、对特种设备的实时监控、扬尘噪声的实时监测、关键人员管理、施工进度管理、施工人员管理、质量安全管理等功能。
方案特色
1、工地实景三维可视化
2、 全生命周期二三维数据管理
3、一个平台、多个系统
4、GIS+实景模型的协同管理
5、随时随地传感器监测
6、自适应、跨平台
技术方案
1、设计原则
2、平台网络拓扑
多用户端通过网络连接数据库服务器和ftp服务器，通过浏览器实现系统访问、工程查询、进度查看、工程变更、安全管理、质量检测等操作。
3、平台层级架构
系统整体采用B/S架构，功能模块采用SOA开发体系，在整体架构上分为四层：软硬件支撑层、数据层、应用层、展示层。各层如下图所示。
系统模块
1、 系统优势
工程数据集中存储、统一管理；
二维向三维过渡，传统向现代转化；
业务办公网络化，协同办公，提升办公效率；
施工过程公开化、透明化，网络共享、各方监督。
……
2、工程管理
了解基础工程信息；
无死角浏览施工区域实情；明确施工内容及施工要求；
统计项目变更情况；
……
3、子工程管理
多个工程管理；
多个子工程管理；
工程把控；
.……
3、进度管理
施工生命周期展现、对比；
施工安排依据；
施工时间把控；
.……
4、质量管理
整改区域标绘；
整改要求查询；
整改事件统计；
整改进度管控；
建立质量档案；
失职人员追责
……
5、安全管理
隐患区域标绘；
重点人员检查；
隐患事件统计；
安全隐患整改；
建立安全档案；
……
6、巡查管理
工程巡检；
工单指派；
工程审批；
整改巡检；
……
7、多元数据管理
影像数据管理；
地形数据管理；
倾斜模型管理；
人工模型管理；
线画图管理；
BIM数据管理；
媒体数据管理；
……
8、传感器
传感器统一接入；
传感器分布情况查看；
噪声监控；
粉尘监控；
高温监控；
……
前瞻技术
1、LOD技术
虚拟现实中场景的生成对实时性要求很高，LOD技术是一种有效的图形生成加速方法。Wish3DEarth通过可见距离控制，逐渐丰富当前视野中的信息丰富程度，降低对计算机硬件性能的要求。通过LOD技术，平台实现了海量二维影像地形数据的快速加载。
2、H5技术
HTML5本身是由W3C推荐出来的，它的开发是通过谷歌、苹果，诺基亚、中国移动等几百家公司一起酝酿的技术，这个技术最大的好处在于它是一个公开的技术。换句话说，每一个公开的标准都可以根据W3C的资料库找寻根源。另一方面，W3C通过的HTML5标准也就意味着每一个浏览器或每一个平台都会去实现，即基于H5技术研发的三维在线规划管理业务协同平台允许用户在PC端、移动端中进行无插件的跨平台分享。
3、WebGL技术
WebGL可以把JavaScript和OpenGL ES 2.0结合在一起，通过增加OpenGL ES 2.0的一个JavaScript绑定，为HTML5 Canvas提供硬件3D加速渲染，借助系统显卡来在浏览器里更流畅地展示3D场景和模型，创建复杂的导航和数据视觉化，创建具有复杂3D结构的网站页面。通过使用WebGL技术，可实现模型的流畅加载及实时渲染。
4、数据索引技术
倾斜模型是由大量的分块文件构成，为加快倾斜摄影模型数据的加载效率，本平台对这些分块的文件数据进行索引的建立，在数据加载的过程中，通过文件索引，可快速加载浏览区域的分块文件，达到快速加载的目的。
5、数据压缩技术
通用的tif/tiff数据文件体积大，压缩比低，占据服务器中的大量空间。本平台通过将tif/tiff格式的数据转化为更大压缩比的lrp格式，减少影像地形数据对服务器空间的占用，同时lrp格式已经进行过数据的切片操作，使得影像地形数据的加载更加流畅。
6、3dtiles技术
3D Tiles在逻辑层，也就是JSON部分增加了FeatureTable和BatchTable，以及LOD(tileset)概念，并对应提供了header(二进制存储)。从数据规范角度来看，继承了glTF优秀的部分，同时考虑了倾斜，点云，后续也会支持OSM，从数据类型的支持上也比较到位。
其他解决方案：