Transcript
Сокращение сроков земляных работ при строительстве на основе применения трехмерных цифровых моделей и компьютеризированной строительной техники Кольцов М.А., инженер Дивизион Trimble HCC Дорожно-промышленное строительство (Heavy Civil Construction) дивизион компании Trimble Основные направления деятельности: Системы автоматизированного управления рабочим органом дорожно-строительных и землеройных машин Инженерно-геодезические комплексы для сопровождения строительства линейных и промышленных объектов Диспетчерские системы, телематические устройства и сервисы Программное обеспечение Центры разработки: Япония, Швеция, Норвегия, Новая Зеландия, США: Sunnyvale CA Westminster CO Dayton Ohio Производство: Dayton (USA), Швеция, Азия Число сотрудников: 350 Trimble GCS900 (Grade Control System) Cистема Автоматического Управления и контроля положения рабочего органа Обеспечивает автоматическое и индикаторное управление на основе проектных данных и текущего положения рабочего органа Применяется на землеройнопланировочных машинах, катках и другой строительной технике Использует высокоточные лазерные и ГЛОНАСС/GPS приемники, угловые датчики и другие компоненты Более 15 лет совершенствования, тысячи реализованных проектов Типичная ситуация у подрядчиков на земляных работах 1. Отсутствие квалифицированной рабочей силы 2. Низкое качество планово-высотного обоснования 3. Рост операционных расходов, сокращение бюджетов 4. Нужно сделать больше за меньшее время 5. При этом обеспечить безопасность на производстве 6. Оператор машины вынужден предполагать значения отметок между кольями 7. Повреждение разбивочных кольев в процессе строительства, корректировка отметок, переделки 8. Дефицит привозных материалов, большие расстояния транспортировки 9. Трудоемкий операционный контроль, низкая точность расчета объемов выполненных работ 10. Документы на бумаге неудобно использовать в поле Основные термины Трехмерное (3D) позиционирование: Измерение координат X, Y, Z в пространстве Обработка и передача данных Управление в режиме 3D: Это 3D позиционирование плюс... Сравнение текущего и проектного положения в реальном времени Выдача команд на перемещение машины или рабочего органа на нужную отметку Автоматически или путем отображения информации на дисплее оператора Технологии 3D позиционирования GNSS приемник в режиме RTK Точность 1см план, 2см высота Радиус работы до 10-15км Роботизированный тахеометр Точность 1 (± 3 мм + 2 мм/км) Радиус работы до 800м Работа системы автоматического управления на основе ГЛОНАСС/GPS Синхронизация 20Гц Точность на отвале 2-3 сантиметра Y Z X Система автоматического управления Trimble GCS900 для бульдозера Приемники GNSS MS992 1 или 2 Лазерная коррекция SR300 Отражатель MT900 - или - - или - - или - мачты AS400 датчик поперечного наклона отвала CB450/460 LB400 (3) Блок управления радиомодемы SNR - или - SNM940 (GSM) фотоприемники LR410 1 или 2 * EM400 PM400 блок питания * - только для 2D систем VM4xx Блок управления гидравликой Блок управления в кабине Органы управления в кабине Грейдер Режим A/M АВТО / РУЧНОЙ Бульдозер Смещение OFFSET отметка/угол Отсыпка и профилирование земполотна Автоматическое управление отвалом оператор управляет машиной только по курсу На экране видно положение отвала в плане и профиле Точно соблюдается проектная геометрия конструкции Простая индикация зон выемки/насыпи на цветной карте Меньше простои, включая самосвалы и др. технику Лучше качество земляных работ Быстрее и с минимальными затратами Разработка траншей, котлованов и откосов Наведение для оператора по целевой отметке/профилю Для работы не требуется разбивка с помощью кольев Геодезического сопровождения работ меньше на 90% Улучшаются условия труда и производительность Для землеройно-транспортных машин Включая скреперы, экскаваторы, земснаряды и др. механизмы Как работает контроль положения ковша экскаватора с помощью ГЛОНАСС/GPS Z Y Точность 2-3 см. по зубу ковша X Угловые датчики Для чего нужна 3D система на экскаваторе Точная разработка выемок по заданной отметке - днем и ночью, любым оператором, в любых условиях Индикация положения ковша, профиля и уклонов Возможность обозначения опасных зон и предметов Загрузка проекта в блок управления Проектные поверхности, план участка, система координат и опасные зоны Можно хранить данные нескольких объектов на одном дисплее Загрузка с помощью USBфлешки или через Internet, с установленным SNM940 Разработка траншеи экскаватором с системой Trimble GCS900 Доступны вид в плане, сечение и профиль Меньше недоборов, лучше подчистка дна траншеи Переуглубление смещением отметки Автоматическая запись данных (исп. съемка мин. Отметки) Обозначение опасных зон и существующих трубопроводов Работа в 2D режиме Проверка глубины дна в створе перехода с системой GCS900 Коснуться дна ковшом, нажать кнопку джойстика X,Y, Z координаты записываются в CSVфайл (Excel) Z Remote switch PN Y X Оценка экономической эффективности системы Trimble GCS900 при разработке траншеи гидравлическим экскаватором Сравнительное тестирование: Традиционный метод Разбивка/проверка в процессе/ исп. съемка Работа с системой Trimble GCS900 C использованием цифровой модели В условиях реальной стройплощадки Сложный профиль траншеи Направление в плане и продольный уклон меняются Поперечник включает полки для 2х труб Балластировка привозным материалом подсыпка Полученные результаты Традиционный метод Trimble GCS900 Геодезические работы 1:25ч 0:05ч Время разработки траншеи с зачисткой дна под отметку 8:32ч 6:35ч Объем израсходованного топлива 347л. 270л. Объем извлеченного грунта 1703 куб. м куб. м. Объем привозного материала 153 куб. м. 62 куб. м. 32% сокращение времени затраченного на работу 28% экономия топлива 16% меньше объем извлекаемого грунта 60% меньше подсыпки и балласта Без реечника в траншее Не зависит от производителя машины Уплотнение с подсчетом кол-ва проходов Записывается число проходов и коэффициент уплотнения по всей обработанной поверхности Автоматическое документирование с интервалом 0.34 метра Автоматическая исполнительная съемка Позволяет убедиться в достижении заданных отметок Точный расчет объемов выполненных работ Индикация проблемных участков Cистема контроля степени уплотнения и количества проходов CCS900 Измеряет относительную плотность грунта для каждой точки обрабатываемой поверхности Показывает изменения плотности, количество проходов оператору Картографирует и записывает результат Дисплей оператора CCS900 Что видит оператор катка во время работы Цветовая шкала Целевое число проходов Индикация аномалий в уплотнении Картографирование всей обработанной поверхности с привязкой к пикетажу Неуплотненные участки это будущие проблемы... Фрезерование и укладка асфальтобетона Преимущества 3D системы на фрезе: Работа без разбивки и картограмм фрезерования Меньше проходов до нужной отметки Ниже требования к квалификации оператора Сокращение расхода асфальта во время укладки Решается основная проблема - продольные неровности после асфальтирования: Система PCS900 для дорожной фрезы PM400 MT900 SNR410 CB4x0 AS400 Роботизированный тахеометр SPSx30 Опция управления строительными машинами, может быть активирована после продажи Фиксированное время получения результата измерений, 40 миллисекунд Высокая частота передачи данных, 20 Hz Наилучшие скорость захвата и качество удержания мобильного отражателя Автоматическое переключение быстрый/стандартный серворежим Возврат в последнюю известную позицию, если отражатель не найден Надежная работа благодаря активным отражателям на вехе и машине SPS930 1 /1 SPS730 3 /2 SPS630 5 /5 Фиксированная задержка передачи данных Алгоритм обеспечивает точное и быстрое определение координат: Время измерения расстояния до отражателя Фаза1 Фаза2 Обработка данных тахеометром Задержка передачи данных по радио Время измерения горизонт/вертикального угла Общая задержка Задержка от середины времени фиксации дистанции до времени завершения передачи данных на контроллер/машину, всего 40мс Несинхронизированные измерения Внимание! Некоторые приборы, предлагаемые для управления техникой, могут давать ошибку при определении координат рабочего органа машины: Траектория движения отражателя Мнимая позиция при измерения угла Измерение угла Тахеометр Расстояние измерено здесь Измерение угла после измерения расстояния до движущегося объекта вызывает несоответствие линейных и угловых координат. Для САУ это означает ошибку при расчете положения отвала относительно проекта, особенно при увеличении вертикального/горизонтального угла и скорости движения строительной машины. Синхронизированные измерения и передача данных Высокая частота измерений и синхронизация с передачей данных дают гораздо меньшую ошибку! Траектория движения отражателя Интерполированное угловое измерение Измерение угла Trimble UTS Измерение расстояния Предыдущее измерение угла 3D автоматическая система ГЛОНАСС/GPS с лазерной поправкой Цифровой проект GNSS приемник Высотная поправка 3D Управление Пример проекта с использованием системы GCS900. ВПП Бованенковского ГКМ на п-ове Ямал, ГК Стройгазконсалтинг После дооснащения 4х грейдеров с системой Trimble GCS900, темп строительства увеличился на ~25%, при одновременном снижении нагрузки на рабочих и операторов. ВПП сдана заказчику в 2012г. Получение и анализ данных с машин В конце смены оператор копирует данные на флешку Мастер участка или геодезист анализирует работу машины и исполнительную съемку в Site Vision Office Дистанционная загрузка данных и мониторинг через сеть 3G/GPRS при установленном модеме SNM940 ИЛИ Connected Site Анализ данных в Site Vision Office Набор фильтров для анализа Отчет об уплотнении с учетом кол-ва проходов по всей поверхности Анализ данных с машины в VisionLink Эффективное управление и контроль за ходом строительных работ Что нужно для внедрения 3D систем на производстве 1. Проектные данные и 3D модели: Геодезическая разбивочная основа с плановыми и высотными координатами пунктов Рабочие чертежи в полных координатах. Для линейных сооружений ось, поперечники, конструктив и т.п. Плановое положение границ участка, коммуникаций, складов и прочих зон ограничения доступа 2. Технологические документы: Руководство по использованию программного обеспечения для геодезистов, мастеров и инженеров ПТО Руководство по началу работы для операторов машин. Методика, основные операции, контроль Привязка типовых технологических карт к объекту и условиям строительства 3. Пусконаладка оборудования, обучение Попеременное использование компонентов Trimble GCS900 на разных машинах Высокий коэффициент использования оборудования Низкая стоимость внедрения 3D системы Программа Trimble Ready Машина приходит с завода готовая для установки системы автоматического управления: Проложена электропроводка Установлены блоки питания и управления гидрораспределителями Сделаны монтажные отверстия, приварены площадки для датчиков Простая, быстрая и надежная установка системы за 2-3 часа Меньше время простоя Улучшаются показатели машины Спасибо за внимание!
