CN108876658A - 预制构件吊装过程信息化管理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了预制构件吊装过程信息化管理方法,包括以下步骤:步骤一、对预制构件进行BIM建模,并根据BIM模型模拟及优化得到吊装方案;步骤二、根据吊装方案,将施工场地划分为多个区域,并对每个区域布置RFID***中的阅读器;步骤三、对预制构件、施工人员以及设备设置电子标签;步骤四、当预制构件、施工人员以及设备进入施工场地划分的区域,对应区域的阅读器读取在该区域的预制构件、施工人员以及设备的电子标签,并反馈至主机控制单元。本发明将RFID技术作为信息采集工具而BIM技术作为信息载体,通过二者结合提高吊装施工的信息化、可视化、实时性、精确性,信息化管理施工中的吊装过程。
Description
技术领域
本发明涉及装配式建筑施工领域。更具体地说,本发明涉及一种预制构件吊装过程信息化管理方法。
背景技术
装配式建筑是对传统建造方式的变革,是一种将标准化设计的预制构件在工厂生产后在施工现场进行装配而成的结构形式。目前,我国正大力发展装配式建筑,促进建筑行业的转型升级,实现其标准化、工业化、信息化。
在装配式建筑全生命周期中使用建筑信息模型(BIM)技术,可以形成项目的三维可视化模型,将各个构件的属性信息集成于模型中,对设计、施工及运维等各个环节进行模拟、预测、优化、管理。无线射频识别(RFID)技术是一种非接触式实时自动识别技术,可在复杂环境下通过无线电磁波实现数据传递和交互。
预制构件的吊装是装配式建筑施工过程中的核心环节,而传统的吊装工艺在很大程度上需要依靠技术人员和吊装作业人员的经验,容易受到周围环境、施工进程、施工安全等各种因素的制约。在以往的施工过程中,国内BIM技术对于吊装环节应用仅仅局限于通过三维模型展示施工场地布置,模拟吊装过程。因此,整个吊装过程信息化程度不高,现场人员对于吊装的整个过程缺乏全局性及***性的监控及管理,信息的交流、处理及反馈往往不及时,从而导致管理决策失误,施工工期延误,施工效率低下,施工安全事故频出等问题。
发明内容
本发明的目的在于解决上述背景技术的不足,将RFID技术作为信息采集工具而BIM技术作为信息载体,通过二者结合提高吊装施工的信息化、可视化、实时性、精确性,信息化管理施工中的吊装过程。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点,提供了一种预制构件吊装过程信息化管理方法,包括以下步骤:
步骤一、对预制构件进行BIM建模,并根据BIM模型模拟及优化得到吊装方案;
步骤二、根据吊装方案,将施工场地划分为多个区域,包括构件堆放区域、吊装目标区域、吊装影响区域,并对每个区域布置RFID***中的阅读器;
步骤三、对预制构件、施工人员以及设备设置电子标签;
步骤四、当预制构件、施工人员以及设备进入施工场地划分的区域,对应区域的阅读器读取在该区域的预制构件、施工人员以及设备的电子标签,并反馈至主机控制单元。
优选的是,所述电子标签包括对应构件、施工人员或设备的属性信息、状态信息、以及历史进程。
优选的是,主机控制单元接收到现场不同区域阅读器采集的信息后,进行数据处理、管理及反馈,通过管理控制模块控制阅读器和电子标签的行为,改写电子标签状态信息,对事件进行识别、响应和管理。
优选的是,施工人员的电子标签中载入有工种信息,当施工人员进入不属于其指定区域的施工场地时,该场地阅读器读取施工人员的电子标签后传输至主机控制单元,主机控制单元触发报警***进行报警。
优选的是,在吊装前,BIM模型模拟各塔吊在吊装时的运行线路,分部将各塔吊的运行线路划分为影响区域及危险区域;
通过管理控制模块设置阅读器对所述影响区域和危险区域的识别范围;其中,
当人员或其他设备进入影响区域或危险区域,阅读器读取并反馈相应电子标签后,主机控制单元会发出提醒或警告;
当不同吊装构件一起运行时,若有吊装构件未按既定路线运行时,且使不同吊装构件的影响区域/危险区域发生重叠,所述主机控制单元识别BIM模型中影响区域/危险区域发生重叠的信息,并发出提醒或警告。
优选的是,所述RFID***包括阅读器、电子标签、中间模块、管理控制模块和数据转化模块;
所述中间模块处理并传递RFID阅读器采集的信息,依据EPC global标准将采集的信息进行数据流的格式转换、备份,并与管理控制模块进行连接;
所述管理控制模块控制阅读器和电子标签的行为;
所述数据转化模块将RFID***中的EPC global标准的数据流进行转换,转换为BIM模型可以识别的IFC标准格式的数据并传输至BIM***,BIM***将交互后的数据流进行对象识别和匹配,生成符合BIM模型要求的实时数据,上传至BIM信息管理服务器中,且在BIM***中进行数据储存和处理,以形成BIM 4D模型。
本发明至少包括以下有益效果:
1、在BIM模型中全面掌握吊装区域的人员信息,实时了解相关施工人员的工作状态,确保相关人员的安全就位,防止无关人员无端进入吊装区域。
2、在BIM模型中实时观察吊装过程中所用塔吊及起重机械的运行轨迹,对比既定吊装方案,精确指挥吊装施工。同时可以在BIM模型中定义机械的运行中所形成的危险区域,防止同一区域中的机械发送碰撞事故,防止发生高空坠物对施工人员的伤害。
3、在BIM模型中实时掌握构件安装进度,对比施工计划的进度,及时调整施工组织。在构件安装过程中,可以通过RFID定位***精确安装构件,在BIM模型中可以定义构件吊装过程中的影响区域,防止构件安装的漏、错、碰。
本发明通过RFID对施工中的人、机、料进行实时跟踪,并在BIM模型中反映其工作状态并进行模拟预测,实现了对装配式建筑的预制构件吊装过程的可视化、信息化管理;应用数字化技术减轻了对经验施工的依赖,保证了信息及时顺畅的传递、处理及反馈,为管理者提供了决策依据,实现了精益施工的要求。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现,部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1是预制构件吊装过程信息化管理方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
如图1所示,本发明提供一种预制构件吊装过程信息化管理方法,包括以下步骤:
步骤一、对预制构件进行BIM建模,并根据BIM模型模拟及优化得到吊装方案;
步骤二、根据吊装方案,将施工场地划分为多个区域,包括构件堆放区域、吊装目标区域、吊装影响区域,并对每个区域布置RFID***中的阅读器;
步骤三、对预制构件、施工人员以及设备设置电子标签;
步骤四、当预制构件、施工人员以及设备进入施工场地划分的区域,对应区域的阅读器读取在该区域的预制构件、施工人员以及设备的电子标签,并反馈至主机控制单元。
在上述技术方案中,通过对施工场地划分区域,并设置阅读器,能够及时跟踪人、机、料的状态,实现预制构件吊装过程的可视化和信息化管理,实现对施工人员工作状态的信息采集、对吊装机械运行状态的信息采集、对构件空间状态的信息采集。
在另一种技术方案中,预制构件吊装过程信息化管理方法,所述电子标签包括对应构件、施工人员或设备的属性信息,具体而言,构件的属性是构件ID、构件类型、构件安装位置、构件安装所需人员及机械等信息,人的属性就是司索工、塔吊司机、安全员、注浆工、构件堆放管理人员等不同工种的人员,设备属性包括厂家信息,设备检修信息,设备进场信息,设备所需人员证书信息等;状态信息;历史进程,具体而言,在每个电子标签里面均分配一定的空间储存历史信息,所述历史信息记录了构件(或者人和机械,主要指构件)在整个生命周期里面经历了哪些活动,例如以前的出厂信息,经历的施工过程,检测合格信息或者整改信息等等。
在上述技术方案中,属性信息、状态信息和历史进程中最重要的编码信息为状态信息,通过构件的状态信息在BIM模型中反映施工现场进度。构件的状态信息包括构件入场并验收合格、构件吊装就位、构件吊运过程中、构件对接及固定支撑安装、构件套筒灌浆施工、构件安装验收合格、构件所在楼层施工完成等信息。
在另一种技术方案中,预制构件吊装过程信息化管理方法,主机控制单元接收到现场不同区域阅读器采集的信息后,进行数据处理、管理及反馈,其管理指对直接采集数据的管理。
通过管理控制模块控制阅读器和电子标签的行为,改写电子标签状态信息,对事件进行识别、响应和管理。其管理指对解码以后的信息反映的事件的管理。
在上述技术方案中,RFID***中的中间模块接收到现场阅读器采集信息后,对数据进行过滤、汇总、处理,通过主机控制单元的设定的管理控制模块控制阅读器和电子标签的行为,改写电子标签状态信息,对事件进行识别、响应和管理。例如预制剪力墙板进场后,阅读器识别其电子标签并获取其ID等属性,现场堆放人员接收到该信息对预制剪力墙进行验收,验收合格后将该墙板放入指定堆放区域安放,并通过主机控制单元的管理控制模块改写墙板的电子标签状态为构件入场并验收合格,同时下一步的墙板吊装计划也反应在主机控制单元上,指导现场施工人员进行构件吊装就位的准备工作。
在另一种技术方案中,施工人员的电子标签中载入有工种信息,当施工人员进入不属于其指定区域的施工场地时,该场地阅读器读取施工人员的电子标签后传输至控制单元,控制单元触发报警***进行报警,从而保证施工安全。
在另一种技术方案中,在吊装前,BIM模型模拟各塔吊在吊装时的运行线路,分部将各塔吊的运行线路划分为影响区域及危险区域;影响区域为提醒人员注意及其他机械远离区域,危险区域为警告人员远离及机械停止运行区域。构件的吊装影响区域为构件在吊运过程中,构件水平距离10米范围内的区域;危险区域为构件水平距离2米范围内。当有人员或机械处于影响区域时,提醒施工人员注意,并提醒其他机械远离该区域;当有人员或机械处于危险区域时,警告无关施工人员远离该区域,并警告所有机械停止运行。通过管理控制模块设置阅读器对所述影响区域和危险区域的识别范围,当构件处于吊运过程中,构件位置信息被阅读器不断读取更新,管理控制模块对该吊运事件进行处理,分析构件路径上可用阅读器与构件的相对位置,并计算构件影响/危险区域范围,在相关阅读器中定义构件吊运的影响/危险区域;其中,
当人员或其他设备进入影响区域或危险区域,阅读器读取并反馈相应电子标签后,主机控制单元会发出提醒或警告;
当不同吊装构件一起运行时,若有吊装构件未按既定路线运行时,且使不同吊装构件的影响区域/危险区域发生重叠,所述主机控制单元识别BIM模型中影响区域/危险区域发生重叠的信息,并发出碰撞预警。
在上述技术方案中,主机控制单元可以对照模型中的实际施工进度与施工计划进行对比,为下一步的施工安排提供参考,能快速定位和排除现场的危险情况。
在另一种技术方案中,所述RFID***包括阅读器、电子标签、中间模块、管理控制模块和数据转化模块;
所述中间模块处理并传递RFID阅读器采集的信息,依据EPC global标准将采集的信息进行数据流的格式转换、备份,并与管理控制模块进行连接,管理人员在管理控制模块下达定制任务,中间模块通过接口接受任务负责相关数据的监控与事件的触发,如有相关事件触发,中间模块则可以通过接口反馈至管理控制模块。
所述管理控制模块控制阅读器和电子标签的行为;
所述数据转化模块将RFID***中的EPC global标准的数据流进行转换,转换为BIM模型可以识别的IFC标准格式的数据并传输至BIM***中的BIM信息管理服务器(此数据包括施工人员、机械、构件属性信息,例如它们的ID,位置,状态属性,历史进程信息),所述数据转化模块完成BIM和RFID***中信息的协同和交互,BIM信息管理服务器将交互后的数据流进行对象识别和匹配,生成符合BIM模型要求的实时数据,上传至BIM信息管理服务器中,且在BIM***中进行数据储存和处理,以形成BIM 4D模型,从而完成了建筑信息3D静态模型向实时4D动态模型转变,在此基础上,BIM模型能够识别不同人员、机械及构件进入各功能区的各种行为,并在模型中定义其表现方式,同时模型本身对各种行为进行模拟及预测,为管理者及技术人员提供决策依据,形成可视化监控现场工作状态的控制中心。BIM 4D模型随着施工过程的不断进行,可以实时获取施工进度信息、资源配置信息、风险累计信息,将现场的复杂施工环境反馈给现场施工管理人员,施工管理人员分析现场影响因素,对实际吊装实施进行及时的、针对性的动态优化调整,协调不同参与者并合理分配现场人员、空间及设备资源,从而提高吊装施工效率。
尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (6)
1.预制构件吊装过程信息化管理方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一、对预制构件进行BIM建模,并根据BIM模型模拟及优化得到吊装方案;
步骤二、根据吊装方案,将施工场地划分为多个区域,包括构件堆放区域、吊装目标区域、吊装影响区域,并对每个区域布置RFID***中的阅读器;
步骤三、对预制构件、施工人员以及设备设置电子标签;
步骤四、当预制构件、施工人员以及设备进入施工场地划分的区域,对应区域的阅读器读取在该区域的预制构件、施工人员以及设备的电子标签,并反馈至主机控制单元。
2.如权利要求1所述的预制构件吊装过程信息化管理方法,其特征在于,所述电子标签包括对应构件、施工人员或设备的属性信息、状态信息、以及历史进程。
3.如权利要求2所述的预制构件吊装过程信息化管理方法,其特征在于,主机控制单元接收到现场不同区域阅读器采集的信息后,进行数据处理、管理及反馈,通过管理控制模块控制阅读器和电子标签的行为,改写电子标签状态信息,对事件进行识别、响应和管理。
4.如权利要求3所述的预制构件吊装过程信息化管理方法,其特征在于,施工人员的电子标签中载入有工种信息,当施工人员进入不属于其指定区域的施工场地时,该场地阅读器读取施工人员的电子标签后传输至主机控制单元,主机控制单元触发报警***进行报警。
5.如权利要求3所述的预制构件吊装过程信息化管理方法,其特征在于,在吊装前,BIM模型模拟各塔吊在吊装时的运行线路,分部将各塔吊的运行线路划分为影响区域及危险区域;
通过管理控制模块设置阅读器对所述影响区域和危险区域的识别范围;其中,
当人员或其他设备进入影响区域或危险区域,阅读器读取并反馈相应电子标签后,主机控制单元会发出提醒或警告;
当不同吊装构件一起运行时,若有吊装构件未按既定路线运行时,且使不同吊装构件的影响区域/危险区域发生重叠,所述主机控制单元识别BIM模型中影响区域/危险区域发生重叠的信息,并发出提醒或警告。
6.如权利要求5所述的预制构件吊装过程信息化管理方法,其特征在于,
所述RFID***包括阅读器、电子标签、中间模块、管理控制模块和数据转化模块;
所述中间模块处理并传递RFID阅读器采集的信息,依据EPC global标准将采集的信息进行数据流的格式转换、备份,并与管理控制模块进行连接;
所述管理控制模块控制阅读器和电子标签的行为;
所述数据转化模块将RFID***中的EPC global标准的数据流进行转换,转换为BIM模型可以识别的IFC标准格式的数据并传输至BIM***,BIM***将交互后的数据流进行对象识别和匹配,生成符合BIM模型要求的实时数据,上传至BIM信息管理服务器中,且在BIM***中进行数据储存和处理,以形成BIM 4D模型。
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