(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210186168.0 (22)申请日 2022.02.28 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114254426 A (43)申请公布日 2022.03.29 (73)专利权人 深圳大学 地址 518060 广东省深圳市南 山区南海大 道3688号 (72)发明人 廖龙辉　杨川　全丽蓉　廖奎安　 梁逸飞　 (74)专利代理 机构 深圳市君胜知识产权代理事 务所(普通 合伙) 44268 专利代理师 陈专 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 40/30(2020.01) G06Q 10/06(2012.01) G06F 16/80(2019.01) G06F 16/242(2019.01) (56)对比文件 CN 111182052 A,2020.0 5.19 CN 110704934 A,2020.01.17CN 111945796 A,2020.1 1.17 CN 112527944 A,2021.0 3.19 CN 110706345 A,2020.01.17 CN 111322114 A,2020.0 6.23 徐照等.基 于工业基础类的建筑物3D Ti les 数据可视化. 《浙江大 学学报(工学版)》 .2019,第 53卷(第06期),第1047-10 56页. 杨威等.基于BIM技术的深基坑 安全监测信 息系统应用. 《中国铁路》 .2018,(第0 5期),第24- 28页. 李悦等.基 于BIM的基坑 开挖实时感知与预 警应用研究. 《中华建 设》 .2020,(第0 5期),第 156-158页. 陶兰等.面向语义 Web的RDF 数据处理和应 用. 《深圳大 学学报(理工版)》 .20 05,第22卷(第 04期),第3 30-333页. 赵峰.基于BIM的基坑工程自动化 监测平台 研发. 《煤田地质与勘探》 .2018,第46卷(第02 期),第151-158页. 翟晓卉等.BIM和GIS的空间语义数据集成方 法及应用研究. 《图学 学报》 .2020,第41卷(第01 期),第148-157页. (续) 审查员 范广坡 (54)发明名称 地下空间深基坑开挖风险监测的轻量可视 化系统及方法 (57)摘要 本发明公开了地下空间深基坑开挖风险监 测的轻量可视化系统及方法， 所述系统包括： BIM 数据存储子系统、 语义传感信息子系统、 轻量应 用服务器、 移动终端和PC端； 所述BIM 数据存储子 系统、 所述语义传感信息子系统、 所述移动终端、 所述PC端分别与所述轻量应用服务器连接； 本发 明分别将地下空间深基坑BIM数据和传感器监测 信息语义化， 并利用语义Web技术将BIM 数据的几 何和非几何信息与语义传感信息集成到Web端， 本发明的系统使用 简单方便， 基于手持终端， 用户能随时查看当前项目的信息， 而且该系统将 IoT信息与BIM 数据实时集成， 使得用户能基于轻 量化地下空间深基坑BIM查看实时风险源， 提供 决策支持。 [转续页] 权利要求书3页 说明书9页 附图3页 CN 114254426 B 2022.05.17 CN 114254426 B (56)对比文件 杜娟等.基 于本体的隧道盾构过程中地表沉 降的风险因素推理与应对. 《土 木建筑工程信息 技术》 .2016,第8卷(第02期),第10 0-108页. 张育雨等.基于BIM+GIS的城市轨道交通项 目智慧管控云平台系统设计与建 设实践. 《中国 建设信息化》 .2020,(第1 1期),第71-73页. Shu Tang.AN I NFORMATION EXC HANGE FRAMEWORK FOR BIM, BAS,AND IOT DATA USI NG SEMANTIC WEB TE CHNOLOGIES. 《Georgia Institute of Tec hnology》 .2020,正文第1-142 页. Shu Tang 等.A review of bui lding informati on modeling (BIM) and the internet of thi ngs(IoT) devices integrati on: Present status and future trends. 《Automati on in Constructi on》 .2019, Danylo Shkundal ov、 Tatjana Vilutiene.Bibl iometric analysis of building informati on modeling, geographic informati on system s and web enviro nment integrati on. 《Automati on in Constructi on》 .2021, Yongcheng Zhang 等.Semantic IFC Data Model for Automatic Safety Risk Identificati on in Deep Excavati on Projects. 《ap plied sciences》 .2021,2/2 页 2[接上页] CN 114254426 B1.一种地下空间深基坑开挖风险监测的轻量可视化系统， 其特征在于， 所述地下空间 深基坑开挖风险监测的轻量可视化系统包括： BIM数据存 储子系统、 语义传感信息 子系统、 轻量应用服 务器、 移动终端和PC端； 所述BIM数据存储子系 统、 所述语义传感信息子系统、 所述移动终端、 所述PC端分别与 所述轻量应用服 务器连接； BIM数据存储子系 统， 用于存储利用三维制图软件建立的地下空间深基坑BIM， 将存储 的BIM数据传输给所述轻量应用服务器， 并标记所述地下空间深基坑BIM的原点坐标， 基于 所述原点坐标对所述地下空间深基坑BIM的构件自动进行ID编号， 筛选和关联构件的几何 信息和非几何信息； 语义传感信息子系统， 用于采集和存储深基坑现场实时环境信 息， 并转换为语义XML数 据后发送给 所述轻量应用服 务器； 轻量应用服务器， 用于解析和轻量化BIM数据， 并进行语义转换， 同时对所述语义传感 信息子系统发送的语义XML数据进行语义标注， 形成RDF数据流， 利用本体映射方法， 集成 BIM信息和语义传感信息， 并通过图形引擎嵌入Web浏览器； 所述轻量应用服务器包括： 传感器语义数据本体库、 语义传感信息处理模块、 BIM数据 解析模块、 语义映射模块、 Web轻量 化引擎； 所述传感器语义数据本体库、 所述语义传感信息处理模块、 所述语义映射模块和所述 Web轻量化引擎依次连接， 所述BIM数据解析模块分别与所述Web轻量化引擎和所述语义映 射模块连接； 所述传感器 语义数据本体库用于存 储基于领域本体构建的传感器 语义知识； 所述语义传感信息处 理模块用于基于领域知识本体， 对XML数据添加语义信息； 所述BIM数据解析模块用于解析地下空间深基坑BIM数据， 以分离几何信息和非几何信 息， 并对几何信息进行 轻量化和语义 化处理； 所述语义映射模块用于利用词语相似度计算算法， 以构成概念的中心词为对象， 建立 传感器监测数据本体与BIM几何信息本体之间的映射关系， 将语义传感信息子系统的实时 监测数据与BIM数据集成， 并通过嵌入的格式转换器， 将结果从RDF格式转换为XML格式， 传 输至所述Web轻量化引擎； 所述Web轻量化引擎用于直接调用带有ID编号的非几何信息， 并基于WebGL的Three.j s 库， 通过解析JSON文件、 构造场景和渲染将集成的模型嵌入到浏览器中； 移动终端和 PC端， 用于利用Web浏览器查看深基坑实时风险源信息， 包括各个监测点的 实时监测数据及风险程度。 2.根据权利要求1所述的地下空间深基坑开挖风险监测的轻量可视化系统， 其特征在 于， 所述语义传感信息 子系统包括： 监测传感器、 智能采集仪、 SQ L数据库和语义 转换模块； 所述监测传感器、 所述智能采集仪、 所述SQ L数据库和所述语义 转换模块依次连接； 所述监测传感器用于收集深基坑现场实时环境信息， 并发送给 所述智能采集仪； 所述智能采集仪用于接收所述监测传感器采集的数据， 并实时将监测数据发送到所述 SQL数据库； 所述SQL数据库用于将所述智能采集仪发送的监测数据进行 结构化存 储； 所述语义转换模块用于调用SQL数据库资源形成原始数据流， 将原始数据格式转换为权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114254426 B 3