發布日期：2022-04-20 點擊率：43
1概述
隨著科技的發展,在各種工程建設過程中,工程機械的使用起到了重要作用。隨著建設項目的增加,工程機械的使用量也越來越大,設備類型也越來越多,傳統的機械管理方式已經不能滿足施工項目現代化信息管理及服務的需求。采用現代化的BIM+GIS技術對工程機械進行有效管理,是人們重點研究和逐步采用的新方式。
BIM(BuildingInformationModeling）技術于2002年最早提出,是由傳統的2D設計向三維數字化設計轉變的重要技術。美國NBIMS(NationalBuildingInformationModelingstandard）對其定義為:BIM是物體特性的數字表達,作為全生命周期的完整表達,在項目設施的不同階段中,不同相關方在其中讀取、更新及修改相關的信息,以支持和反映各方的協同工作。在項目的設計、施工、運行直至全生命周期的終結,將所有的全部信息整合于統一的數據庫中,為項目的實施提供整體性的參考及指導。
GIS(GeographicInformationsystem）是一種特定的空間信息系統,通過計算機的操作,對物體在空間的定位分布及相關的屬性進行分類,是迅速發展起來的綜合性學科。采用GIS能夠快速地將多層地理數字信息轉化為數字信息產品,實現大范圍的空間解析,可以持續不斷地將需要的空間地理信息進行附加。
采用BIM+GIS集成的方式對工程機械進行管控,是利用兩種技術所生成大量高精度的數據實景模型,從而實現工程機械工作位置的三維信息化顯示,并借助一系列的數據傳輸裝置對設備工作狀態進行監控。兩者之間的集成,使得信息的表達更加準確直觀,具有重要的應用價值。
2工程機械管控平臺功能
2.1工程機械管控存在的問題
在大中型項目施工中,所使用的工程機械采用傳統管理模式存在著較多問題,主要表現在以下幾個方面:
(1）機群管理難。設備種類繁多且數量可觀,且來源及生產廠家不一致,每臺設備進行工作的時間及工作范圍各不相同,較難實現對全部的工程機械統一化管理。
(2）數據記錄不準確。在工程項目實施現場,傳統的做法是人為記錄設備的作業時間及內容,現場管理人員不可能時刻緊盯設備,只能對設備運行時間進行估算,造成數據記錄不準確。
(3）信息較難進行核對。對于記錄的數據,由于工程現場的復雜性,不能對工作現場進行有效追溯,對于所填報的信息無法進行有效復核。
(4）現場積壓數據多。由于設備數據大多采用按月的形式進行提報,數據積壓較多,容易導致不能及時掌握工程現場的實時動態,不能采取有效的措施,使得管理效率降低。
2.2工程機械管控平臺的功能
采用BIM+GIS技術的工程機械管控平臺,如圖l所示,通過智能化的終端設備,將工程現場所有的工程機械及工程車輛全部聯網,采集相應的數據并及時上傳,通過軟件系統的設計實現數據的可視化管理,從而對工程現場進行全面管控,并進行及時有效的遠程指導作業。基于BIM與GIS技術的工程機械管理平臺,可以實現對設備的三維位置管理、安全管控、設備狀態管理、工時管理、油耗管理及機群的調度等功能。
圖1工程機械管控平臺示意圖
在管理上,采用BIM+GIS技術的工程機械管理平臺可以提高管理工作的效率,主要表現在:(1）提高管理效率。通過系統對于數據的精確采集、實時上傳,可以有效地掌握工程項目的進展情況,提供及時有效的指導。(2）降低施工成本。采用數字化的信息采集,可以有效杜絕偷懶怠工、偷油漏油現象,減少人員投入,提高管理與施工的效率,多維度地降低施工成本。(3）提高安全性管理水平。采用信息化平臺,可以加強設備形位管控及設備信息的認證,確保處于安全的施工環境中,有效提升操作人員的安全意識與規范操作意識。(4）實現扁平化信息管理。通過數字信息的及時上傳,可以減少中間人員的參與及各層級之間的溝通次數,用直觀化的數據直接連接各部門,提升企業的信息化水平,實現扁平化管理。
3工程機械管理平臺的設計使用
3.1平臺架構設計
工程機械管控平臺可借助BIM技術、GIS技術、智能傳感器技術、車載診斷技術等共同搭建可計算處理的系統平臺,最終實現對工程機械的遠程管理等相應服務。系統的主要邏輯架構如圖2所示,主要可以分為表現層、邏輯應用層、數據服務層及通信層,各層之間各自發揮不同的作用,相互協作完成平臺系統的功能。
對于通信層,主要是通過通信系統,將不同的信息進行各個層次的傳遞,共享系統數據:數據服務層,即系統的數據庫部分,將系統內部的信息進行存儲,并對系統的操作及運行信息進行整理分類:邏輯應用層,是對于系統所要實現的功能進行內部的邏輯信息管理,保證系統正常運行:表現層,是系統與用戶之間進行交流的一層,將系統運行的結果展示給用戶,實現對工程機械的有效管理,是系統中的重要一層。
3.2工程機械管控平臺的使用
對于加入平臺管控的所有工程機械,可以通過車載終端實現對機械設備的實時定位跟蹤,在系統中設定每臺設備的可運行范圍,一旦有機械設備超出其被設定的運行范圍或狀態異常時將實時報警,提醒操作人員和管理人員,并將異常信息傳輸至平臺管理中心。這樣可以保證控制機械設備只能在指定的工作區域內進行相應的作業操作。
此外,管控平臺數據中心還可實時采集工程機械的位置、狀態、運行時間、油耗等相關信息,依據采集的數據,對設備的運行狀態、油耗、作業指標及路徑規劃等進行分析,為科學合理地利用工程機械提供依據。圖3為平臺中設備位置的管理界面。
對于機械設備的安全管理,平臺可對設備的運行速度、作業時間、作業載重等數據進行實時監控,一旦在運行過程中出現異常情況,就會報警提示現場操作人員和管理人員。當設備異常持續出現且一直未做出相應調整時,系統可對設備進行遠程控制,保證設備的運行安全。比如,當運行中的設備遇到緊急情況時,系統可對設備進行斷油等操作,運行設備接收到此指令后,若仍不能及時采取相應措施,則系統可繼續強制切斷繼電器,使設備徹底停止運行。
系統還能對設備運行中可能會出現的故障信息進行實時監控,包括對設備運行時的油溫、水溫、氣壓、發動機轉速等運行參數進行讀取,如果此類參數出現異常,則系統后臺將對此類信息數據進行分析診斷,顯示系統的故障內容及解決方案。監控系統通過所接收到的信息,首先對數據庫中相似的內容進行搜索,為故障的排除提供參考,同時系統通過服務中心將故障信息傳輸給操作人員進行處理,遠程提供故障內容診斷。平臺服務中心可將相關的解決方案快速提供給相應的操作人員,以便及時排除故障。當設備發生危險狀況時,操作人員可及時呼叫服務中心,服務中心會在第一時間內進行相應操作,及時通知救援人員。
4結語
采用BIM＋GIS技術的工程機械管控平臺對工程機械設備進行管理,不但可以避免傳統管理方式所存在的弊端,并且可以依據管理方的需求,對工程機械設備實現全面的可視化管理,對設備的運行狀態進行實時監控,及時有效地對現場機械進行指導。采用數字化管理平臺,有助于提高工程項目的整體管理水平,更好地為工程建設提供有效服務。
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