عمر سليم
من بين جميع عمليات البناء، تعد الحفريات واحدة من أكثرها خطورة بسبب عواقبها الكامنة الناجمة عن الفجوات المحتملة والسقوط وتحرك العمال على الأقدام بالمعدات. ولذلك تعتبر السلامة من بين الاهتمامات الرئيسية في صناعة البناء.
حاليا يعتبر التصميم والتخطيط والتفتيش لمعدات السلامة في مواقع الحفر غير كافٍ، لأنه لا يزال يتم يدويًا ونادراً ومستهلك للوقت ومعرضًا للأخطاء البشرية. يتم تقديم طريقة جديدة تحدد بشكل شبه تلقائي مخاطر السقوط والفجوات المتعلقة بحفر ونماذج الحفر، من بين أشياء أخرى للحفر الجيوتقني المؤقت، معدات الحماية من السقوط المطلوبة. يستخلص النهج أولاً معايير مخاطر السقوط ذات الصلة من قواعد السلامة واللوائح التي تنشرها إدارة السلامة والصحة المهنية (OSHA) وتطبق في أفضل ممارسات الصناعة. بعد ذلك، يتم تجميع السحب cloud point ثلاثية الأبعاد (3D) لنقاط النطاق من الحفر التي تم حفرها لقياس الخواص الهندسية للحفرة، تستخرج الخوارزمية معلومات الارتفاع تلقائيًا لتحديد مخاطر السقوط وتحديد موقعها.
أخيرًا، يحدث تكامل المعلومات الهندسية مع اللوائح الجيوتقنية (الهندسة الجيوتقنية ( Geotechnical engineering)وهي فرع من الهندسة المدنية يهتم بالسلوك الهندسي لمواد الأرض. وتشمل الهندسة الجيوتقنية دراسة الظروف الباطنية والمواد، وتحديد خواصها الفيزيائية أو الميكانيكية والكيميائية المتعلقة بالمشروع المقام، وتقييم المخاطر الناجمة عن ظروف الموقع، وتصميم الأعمال الأرضية (أعمال تربة) وأساسات الهيكل، ورصد ظروف الموقع، وبنية الأساس والأعمال الأرضية) والسلامة إلى نموذج معلومات البناء (BIM) الذي يتضمن تركيب معدات السلامة.
تخطيط مشروع TCC و الذي عملت به
من التصميم إلى مراجعة المشروع
عندما تتّحد نماذج التصميم، وبيانات التصميم، وإدارة الموقع، وفحوصات البناء، ومعالجة البيانات، فإننا نتحدث عن BIM (نمذجة معلومات البناء). باستخدام البيم، يتم تحسين العملية الكاملة لموقع البناء، ويتم إعداد جميع بيانات المشروع ذات الصلة رقميًا وجمعها ودمجها ومشاركتها وتوزيعها بين المصممين والمساحين والمهندسين وإدارة المشروع والمقاولين.
و يوفر BIM تصوراً لتصميم البناء الذي يسمح لمدير البناء بمراجعة عملية البناء والمعلومات المرتبطة بالتقدم. عادة ما يتم تطبيق BIM على نمذجة الكائنات والعناصر مع parametric geometry حيث يمكن تحديد تسلسل العملية مسبقًا. ومع ذلك، يمكن أيضًا تطبيق تقنية BIM على الكائنات ذات الشكل غير المنتظم حيث لا يمكن وضع نماذج حدودية مثل التضاريس الترابية القائمة على (TIN ((Triangular Irregular Network). الهدف من هذا البحث هو تطوير منهجية ثلاثية الأبعاد لأعمال الحفر ثلاثية الأبعاد وتوفير محاكاة بيانية قادرة على مساعدة مشغلي معدات البناء أثناء أعمال الحفر. تقدم أعمال الحفر ثلاثية الأبعاد BIM تقنية نمذجة تتضمن دمج تقنيات الأجهزة والبرامج، يتم استخدام هذه المجموعة من التقنيات لتمثيل التكوين الفعلي للحفارة في بيئة افتراضية ثلاثية الأبعاد. عندما يتم تطبيقه على أعمال الحفر الفعلية، فقد ثبت أن أعمال الحفر ثلاثية الأبعاد BIM يمكنها مزامنة تكوين الحفارة الافتراضية مع الحفر الفعلي في الوقت الفعلي.
كلمات البحث: BIM، أعمال الحفر، معدات البناء، النمذجة الجغرافية، حفارة، محاكاة الرسوم البيانية.
بيئة رقمية حيث تتم محاكاة حركات معدات البناء في مساحة رقمية ثلاثية الأبعاد. تزامن BIM للأعمال الترابية ثلاثية الأبعاد حركة معدات البناء الفعلية مع حركة معدات البناء الرسومية. تميز هذا النهج هو أن تقنية النمذجة ثلاثية الأبعاد في تقنية BIM تستخدم:
- لتمثيل حركة معدات البناء
- لتمثيل التغيرات في التضاريس الجغرافية في مساحة رقمية ثلاثية الأبعاد أثناء أعمال الحفر.
- يمكن قياس الإنتاجية للمشغل الفردي للمعدات
- يمكن تقدير عدد معدات البناء اللازمة
- يمكن تخفيض تكاليف الحفر بسبب النهج الأكثر تنظيما لتخطيط العمل
- يمكن تطوير بيئة افتراضية لمشغلي معدات التدريب
فيمكن رؤية النموذج ثلاثي الأبعاد لمعدات البناء بمرونة أعلى من تقنية التوجيه و / أو التحكم في الماكينة التقليدية. على سبيل المثال، يمكن عرض معدات البناء في وجهات نظر مختلفة من الأقسام ثلاثية الأبعاد وكذلك أقسام X و Y و Z. كما يمكن رؤية حالة الأرض الجغرافية في حالة أكثر واقعية. على سبيل المثال، يتغير سطح الأرض مع تقدم أعمال الحفر لإظهار الظروف الفعلية للأرض بعد الحفر.
محاكاة أدوات البناء Sungwoo MOON
مواقع البناء في BIM
يبدأ حلم هذا الموقع الحديث بتحقيقه عندما يلتقط المساحون البيانات الرقمية، سيتم تخزين هذه البيانات وتصبح الأساس لتصميم نموذج التضاريس الرقمية ثلاثية الأبعاد 3D digital terrain model (DTM). من خلال برنامج تصميم متخصص، يقوم مهندس البناء بإنشاء النماذج الجديدة، والتي تعد المكون الأساسي في أعمال البناء لجميع أعمال المشروع الأخرى.
كائن DTM هو التمثيل الرقمي للتضاريس. ويشمل خصائص مثل الارتفاع، الانحدار، الصرف، وغيرها من سمات التضاريس. إن التصور الهندسي لأعمال إنشاءات الهندسة المدنية هو الذي يحتوي على جميع البيانات اللازمة لتنفيذ المشروع في الموقع. في BIM، تتوفر كل المعلومات هذه ومعالجتها بنفس التنسيق لجميع الأطراف في المشروع. تشمل الجهات المعنية المسّاحين ومهندسي التصميم والمشرفين ومشغلي الآلات والمقاولين والسلطات. في هذا السياق، يصبح التّحكم في الماكينة مهمًا جدًا.
تجسيم الجدول الزمني من خلال البيم
سيتم تنفيذ الحفر الآن بمساعدة ودعم النموذج الثلاثي الأبعاد الذي يتم استيراده إلى نظام حفارة ثلاثي الأبعاد. خلال مدة العملية، يكون لدى المشغل معلومات كاملة عن سير العمل ويمكنه تحديد العقبات مثل الأنابيب أو أسلاك اتصال في مجال عمله. هذه السمة مفيدة في منع الاصطدامات ويمكن الاستعانة بتقنية augmented reality، مما يؤدي بدوره إلى تقليل تكاليف إعادة العمل وتوفير ضمان إضافي للسلامة.
أخيرًا، يمكن تسجيل التغييرات والعمل المنجز وتخزينها بحيث ترتبط بالتصميم الأصلي. هذا يؤكد أن جميع البيانات موجودة في نفس الموقع ولا يتم فقد أو نسيان أي شيء. بالإضافة إلى ذلك، فإن المشغل قادر على منع الأعمال غير الضرورية والمستهلكة للوقت من التنقيب الزائد وإعادة الملء. يتم تقليل الدعم المطلوب من المساحين إلى الحد الأدنى المطلق.
أثناء الحفر، سيتم تخزين جميع البيانات ويمكن نقلها إلى المكتب في الوقت الحقيقي إذا لزم الأمر. نظرًا لأن الوضع الفعلي والتقدم الفعلي للبناء مرئيان دائمًا ، فلن يتم تحريك هذه الكتل إلا من التربة اللازمة للحفر. مع هذه الحفريات الحديثة ، ستزيد الإنتاجية بشكل كبير: مع تحسين قدرة الإنسان والماكينة، سيتم الانتهاء من الموقع بأعلى كفاءة ممكنة. بعد الانتهاء من العمل، سيتم أخذ قياسات البناء باستخدام نظام ثلاثي الأبعاد، سيتم تخزين هذه البيانات وحفظها وإضافتها عبر نقل البيانات إلى تجمع البيانات الأصلي.
البيانات بعد انتهاء المهمة
جميع البيانات متاحة بعد الانتهاء من المشروع ويمكن الوصول إليها في أي وقت، يمكن استخدام هذه البيانات لمزيد من التخطيط، مما يجعل هذه العملية دورية تساعد في البحث والابتكار المستمر، ويمكن إعادة تحميل البيانات التي تم إنشاؤها حديثًا إلى نظام حفر لاستخدامها في مشروع جديد، جميع المعلومات من الأنشطة السابقة مرئية وتساعد على توجيه المشغل بسرعة، ينتج عن هذا مشروعات ذات مخاطر أقل للتلفيات على البنية التحتية القديمة ودقة أعلى للعمل، سيتم تخزين البيانات المولدة الجديدة وإضافتها إلى الملف الأصلي مرة أخرى.
المراجع
- Du, H., Du, J. and Huang, S., 2015. GIS, GPS, and BIM-based risk control of subway station construction. In ICTE 2015 (pp. 1478-1485).
- Moon, S., & Seo, J. (2017). Virtual graphic representation of construction equipment for developing a 3D earthwork BIM. Journal of Civil Engineering and Management, 23(8), 977-984. https://doi.org/10.3846/13923730.2017.1348981
- Azar, E. R.; Feng, C.; Kamat, V. R. 2015. Feasibility of inplane articulation monitoring of excavator arm using planar marker tracking, Journal of Information Technology in Construction (ITcon) 20: 213–229.
- Azhar, S. 2011. Building information modelling (BIM): Trends, benefits, risks, and challenges for the AEC industry, Leadership and Management in Engineering 11(3): 241–252. https://doi.org/10.1061/(ASCE)LM.1943-5630.0000127
- Bedrick, J.; Davis, D. 2012. Aligning LOD, LoD and OEM into a project collaboration framework, Journal of Building Information Modeling, 25–26.
- Bluetooth SIG Inc. 2016. Adopted specifications [online], [cited 10 Oct 2016]. Available from Internet: https://www.bluetooth.com/specifications/adopted-specifications
- Burrough, P. A.; Mcdonnell, R. A.; Mcdonnell R.; Lloyd, C. D. 2015. Principles of geographical information systems. Oxford University Press.
- Ministry of Environment. 2014. Standard specification for water and wastewater construction. Korea Government.