利用3D数字化设计数据进行公路建设-案例研究-041美国南高速公路
2018-04-13   

【摘要】现场自动通信系统(FACS)是用于电子施工管理提交的文件管理系统。检查员使用Toughbooks输入电子日报检查报告(IRs)。NYSDOT现在使用ProjectWise作为设计和施工的文档管理系统。带FACS的Toughbooks包括所有合同文件,如计划和规格,建议书,关键路径方法计划,数量估算,项目安全计划和标准图纸,以及参考文件,如标准细节和NYSDOT施工手册。如果没有FACS Toughbooks,平均检查员会 . . .

数据管理

现场自动通信系统(FACS)是用于电子施工管理提交的文件管理系统。检查员使用Toughbooks输入电子日报检查报告(IRs)。NYSDOT现在使用ProjectWise作为设计和施工的文档管理系统。带FACS的Toughbooks包括所有合同文件,如计划和规格,建议书,关键路径方法计划,数量估算,项目安全计划和标准图纸,以及参考文件,如标准细节和NYSDOT施工手册。如果没有FACS Toughbooks,平均检查员会携带八份提案书,项目计划,参考文件和一个剪贴板来存放日常工作报告以记录信息。

最初,电子系统对一个痛苦的过程进行了审查,编辑和批准,对使用FACS产生了阻力。大约一年后,检查员接受了该系统,他们意识到他们可以复制前一天的IR并对其进行编辑,而不是每天重新开始。

检查员还获得了包含Bentley OnSite软件的Toughbook。这是用于熟悉的软件环境中的3D数字设计数据。检查员们拥有Leica 1200 GPS流动站,这些流动站通过带有多根电缆的背包设备或任何安装在电线杆上的所有设备运送。检查员提供了一个支架来安装OnSite Toughbooks以释放他们的手。后来,在漫游器和Toughbook之间使用了蓝牙连接,使Bentley OnSite的数据收集过程更加轻松。

GPS漫游车还带有一个数据采集器,如图19所示。检查员对这项技术感到满意,并开始使用数据采集器。这消除了对Bentley OnSite软件及其专用Toughbook的需求。承包商提供的一台计算机与他们正在使用的数据管理(即Terramodel相同的软件产品? 和Trimble ? SCS软件)。Terramodel ? 是主要的3D模型开发和评审工具,而天宝? 用于3D数据迁移到从数据采集器和AMG装备的SCS软件。Trimble的? 软件托管在工单场数据。
 

此图保存了GPS漫游车和手持式数据采集设备的照片特写。 在后台我们看到南部高速公路建设工地。
图19:照片。检查员使用的GPS流动站和数据收集器。

虽然尽可能使用现有的NYSDOT标准,但没有可用于备份和存档的标准。办公室工程师购买了一个外部硬盘驱动器,用作施工检查中所有3D数字数据的备份。这不是一个国际标准化组织(ISO)的过程,但有必要做一些事情。数字数据通过USB拇指驱动器与六个文件柜一起提供。拇指驱动器现在可能驻留在存档存储中。

实时验证和建设后调查
该项目成为标准规范第625条的试点。本部分修改了施工测量要求,当承包商使用AMG来减少落料间隔并要求承包商为检查员提供设备时。当时,规范要求承包商为检查员提供GPS设备。然而,当GPS设备没有必要的准确性检查工作时,承包商选择在桥梁施工,混凝土摊铺和其他操作中为检查员的使用提供全站仪。

如图20所示,一个全州范围内的连续运行参考站(CORS)网络可供承包商,测量人员和检查员进行实时动态(RTK)校正。当时,NYSDOT在现场使用Leica产品,但在InRoads中处理数据。承包商选择使用基站而不是CORS网络。
 

这个数字是纽约州和邻近州的谷歌地图。 该地图突出显示了约30个州内电台的NYSDOT CORS网络(从2008年开始),标注了他们的城市名称。 还有12个州外的CORS站也被标记。
图20:地图。NYSDOT CORS网络在2008年9月。

标准规范的第625节还要求承包商提供其3D模型以供审查。这使驻地工程师负责接受承包商的模型,作为合同计划设计意图的代表,并将其用于数据收集员以检查公差。检查员收集独立的建设后调查数据来衡量工资数量; 然而,土方量需要一个底面进行比较。对原始调查信息进行抽查发现,它对于计算支付??数量的准确性不够。检查员使用他们的GPS设备收集新的地形测量。

两个专门的总部建筑测量师和两个总部CADD协调员为这些地区提供支持。每个区域都有一个区域CADD协调员和一个区域调查协调员,负责为驻地工程师,检查员和顾问提供支持。总部调查和CADD协调员帮助检查组适应设备并开发了在数据采集器和工作站之间传输3D数据的工作流程。

CADD技能需要在现场办公室充分利用3D数据进行实时验证,并使用工后调查来衡量工资数量。在使用实时验证时,检查员需要确保数据收集器上的模型能够反映计划的设计意图。但是,大多数检查员没有技能来做出这个决定。这是办公室工程师的责任,因为她是创建和操作CADD数据最有经验和最舒适的人。

最初,承包商的数据通过LandXML转换为InRoads格式进行审查。承包商为检查组提供了工作站和软件。这避免了将数据交换到InRoads中,以供检查员的数据收集员查看和使用。使用承包商提供的计算机和软件直接访问承包商的数据要容易得多。在装载检查员的数据收集器之前,直接访问数据避免了需要将数据交换为Bentley格式进行审查。承包商的3D建模人员和验船师为使用承包商提供的软件和设备提供了支持。

办公室工程师审查了路线,表面,坐标几何(北部和东部),并截断横截面以与合同计划进行比较。设计人员已经对计划中的工作进行了手动编辑,而无需将这些编辑写入表面。所有的3D数据都需要验证,而不仅仅是表面。承包商在AMG设备中使用了表面,而不是线条,但检查员使用线工作进行定向和检查线性特征。

3D数据审查发生在项目启动期间。设计更改提前进行,以解决数据检查中遇到的问题。办公室工程师还审查了中期表面以及Design未开发的其他活动的模型。这些属于承包商的手段和方法,并且不需要通过规范进行审查; 然而,他们的审查也使检查组也可以使用它们。对检查员有用的这些手段和方法表面的一个例子是桥梁挖掘。

检查员和办公室工程师需要了解他们的工作职能相关数据之前如何能够自信地使用它。检查员不仅需要对数据收集员的数据充满信心,他们需要熟悉数据采集器上的数据如何反映他们在现场看到的情况以及他们收集的数据的相关情况

以及将来如何使用,存储,操作和重用它。图21是说明如何计算与正在计算的量相关的3D数据的注释横截面。当他们能够或应该使用GPS漫游器时,检测员还需要培训,如何使用它,以及如何知道数据收集器上的信息是否正确。办公室工程师还需要对从检查员的数据收集员处下载的信息建立信心。
 

该图显示了南部高速公路项目中带注释的横截面截图。 它表示原始地面,剥离地面,核心沟槽和护堤的标高。 这些是用于计算支付??数量的不同表面。
图21:截图。用于计算数量的表面的横截面视图。

数据管理尤为重要。在遵循现有CADD,勘测和设计手册的同时,检查员每天使用GPS漫游器并收集大量数据。数据收集器文件命名约定是使用GPS流动站号码,日期,规格项目和位置开发的。CADD和调查手册遵循MicroStation中的点命名约定,级别和线型。

办公室工程师保存了所有创建的工单以及所有表面和路线的记录。图22显示了工单的列表及其在工单管理软件中的组织方式。这有助于检查员在每天进入现场之前将正确的数据加载到他们的数据收集器中。检查员参考IR上的工单,使用工单名称,创建的曲面和计算的数量。工作单为IR提供备份文件。办公室工程师必须确定项目收尾时提供的数据。

GPS设备被广泛用于土方测量。如果没有GPS漫游车,就不可能跟上所有的临时阶段和设计变更。
 

该图保存了Trimble?SCS Data Manager软件的屏幕截图,并在Hinman湿地中为护堤开放了工作订单。 工作订单视图包含与执行检查任务有关的一系列数据,例如公差和完成状态。 左侧列出了一系列要选择的工单。 它说明了为项目的Hinman湿地部分创建的工单的多样性。
图22:截图。Trimble中的工单? SCS数据管理软件。

在发生山体滑坡之后,承包商进行了24小时的作业以卸下斜坡,每班晚上负荷量为600辆越野卡车。地面条件很危险。一名旗手陷入泥泞中,不得不用挖掘机挖出。如图23所示,GPS漫游车允许检查人员在施工期间避开承包商的路,并每两周收集一次地形测量数据以计算数量。
 

这张图包含了南方高速公路工作现场的照片,检查员站在一辆活动的大型挖掘机旁边,旁边有一辆越野卡车运输材料。 该检查员凭借使用GPS漫游器可以收集地形测量数据,而不会妨碍重型设备。 使用GPS流动站的直立体位置可以提供更好的周边视觉和情景意识,有助于提供更安全的工作环境。
图23:照片。检查员在挖掘期间安全地等待。

承包商在摊铺机后面有一个连续的等级检查员和一个全站仪。从承包商的等级检查员的竣工数据中获得一份副本将是有益的,但不需要接受。规范中没有要求承包商提供这些数据。如果没有承包商的全站仪,检测人员会使用标准检测工具包中的数字级别来检查高程,同时使用GPS漫游器检查水平位置。全站仪这一步操作。
 

此图包含一个流程图,显示了在使用3D数据(在此情况下为曲面)时测量土方量所涉及的工作流程。 连续有七个步骤;  检查员收集土方表面的地形测量数据,检查员在数据收集器上计算DTM,检查员选择基准DTM进行比较,检查员计算数据收集器上的体积,检查员输出现场数据和数量计算报告,办公室工程师评审并接受数量,最后检查员将工作单细节添加到检查日常工作报告中。
图24:流程图。用于测量土方量的工作流程。

用于计算数量的工作流程如图24所示。该工作流程负责收集,计算,审核和记录工资数量的正常职责。最初,宾利? 公司内部,MicroStation中,并抢攻被用于数据收集,审查和处理。但是,随着检查员对数据收集器软件变得更加舒适,办公室工程师对数据收集器的报告变得更加舒适,工作流变得更加流畅和高效。图25是在Microsoft Excel中观察到的场数据报告的示例? ,和图26是一个量计算报告,在Microsoft Excel也查看的示例? 。

此图显示MicrosoftExcel?软件的屏幕截图,其中包含一个包含显示多种记录类型的字段数据报告的打开文件。 在这种情况下,我们可以看到Hinman湿地护坡断裂线上的许多点的北向,东向和高程值以及其他相关数据,如精度。
图25:截图。办公室工程师审查的现场数据报告。

当使用GPS流动站进行实时验证而不是测量支付数量时,检查员仅在需要收集竣工记录或需要收集客观证据以支持现场决策时才存储数据点。当每个计划执行实时验证确认施工时,不存储竣工照片。
 

此图显示与在MicrosoftExcel?中查看的Berm 8 Core Trench工作订单关联的数量计算报告的屏幕截图。 体积是从三维表面计算出来的,并显示所有基础值,如切割,填充,体积平衡,基础面积和基础周长。
图26:截图。数据收集器生成的数量计算报告。

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