摘要:运用BIM技术进行场地平面布置及吊装方案模拟过程中，塔吊布置本身的作用不够智能，当塔吊范围内的构件或者设备的重量超过塔吊的最大吊重，系统不会进行提示或者及时报错，而会继续进行吊装模拟等工作，同时场地布置也不够智能化，本文介绍一种基于BIM技术的塔吊平面布置智能系统。
关键词： BIM技术，智能场布
一．技术背景
现阶段运用BIM技术进行场地塔吊平面布置有如下几项缺点：
⑴在场地平面布置过程中，塔吊与自身范围内的构件毫无关联。
⑵当构件的重量超过允许吊重的时候，无法发现问题。
根据这样的现实情况和实际使用需求，项目团队开发出了基于BIM技术的塔吊智能布置系统，该系统是将塔吊范围内的构件的属性中增加重量属性，并且给塔吊根据大臂距离塔身的距离赋予允许吊重重量。当进行吊重检测时，会进行构件吊重与塔吊允许吊重进行对比。当构件重量超过塔吊在该距离的允许吊重时，软件会自动报错，提醒操作者该构件不在塔吊吊重范围内。操作者可以根据需要忽略该构件或调整该构件位置。忽略后的构件在再次吊重检测时将不再出现。
同时基于塔吊的智能布置，延伸到场平布置的各领域，打造国内首款BIM三维可视化、智能、建筑工程场地排布和塔吊分析软件。
二．功能及实现路径
2.1塔吊、汽车吊智能化分析
本软件内置选型算法，可实现
①智能计算符合条件的塔吊；
②选型后可直接放置；
③导出选型结果；
④分析塔吊是否满足起吊条件，供决策人员参考；
⑤结果导出；依据项目类型，结合常用塔吊的型号、最大重量和总量 （手动录入或直接获取）、成本（手动录入时间或直接成本）、自动推荐型号。同时有经验记录功能，依据项目类型进行分类（登录时已选择）；通过记录构件服务器中塔吊下载的频率，暂以推送频率最高的前三种型号为常用。然后再结合常用塔吊、智能选型、 最大构件重量及位置、覆盖 率、碰撞、成本自动推荐三种布置方案（塔吊位置可手动调整，相应覆盖率和碰撞、成本自动更新）
⑥选出选型之后对塔吊吊重进行分析：识别/设置塔吊型号、位置及构件位置分析是否可以吊装 （考虑塔吊塔臂的不同距离的吊重及吊装盲区。
⑦塔吊覆盖率进行分析：.单个塔吊覆盖率以三维圆柱显示，范围内的构件均可识别；群塔布置自动识别建筑主 体的盲区和重叠范围，形成统计数据。
⑧碰撞干涉分析：放置塔吊，自动分析塔吊与 主体的碰撞，显示精准的碰撞面积、位置，并在视图中亮显：多个塔吊之间进行碰撞分析，通过设置两个塔臂最短距离，超出范围，系统认定为碰撞。
⑨塔吊吊次分析。
通过手动录入或自动获取主体结构构件总量，考虑塔吊性能，分析吊装时间依据指定规则对不同类型的构件进行吊次分析；给出分析结果，给出本次分析得到的总吊次，共决策人员参考；吊次详情给出每吊次的详细信息；
⑩汽车吊分析
先设置/识别汽车吊位置，对智能选型进行复核，筛选符合要求的型号，然后设置/识别汽车吊位置、构件 位置，分析吊装空间内碰撞因素。最后设置/识别构件重量、汽车吊 位置，分析是否能吊装。
为实现上述功能项目和软件公司研究了塔吊和汽车吊的技术指标参数，并集成到Revit模型中；根据模型构件的空间几何关系、尺寸、人为添加限制条件，并在不同的工况条件下通过获取构件属性、项目设置、添加临时构件等方式，来进行分析计算。临时构件作为辅助内容可显示或不显示，计算后可删除；采用图示的方式在平面、立面、剖面、三维视图表现分析的结果。
2.2登陆授权
本系统使用license服务器，通过license web管理，从revit客户端登录授权，通过机器码进行申请，由管理员授权管理，保障系统使用权益。
2.3构建标准库
构建标准库提供丰富的塔吊族、汽车吊族、机师类族等标准族资源；设置为后台文件，把现有塔吊、汽车吊所有型号及我司标准 CI 族库建立成完整的族 库，存放在云服务（记录下载频率）中，所有用户均可下载，仅管理员有权限进行上传和修改。单个构件（机械设备、钢筋 棚、堆场材料等）从后台构 件库时行选择，直接放置可以实现功能有①3D模型预览；②族详细属性预览；③一键载入，布置；④常用族收藏；
该部分功能具有特点如下①对于塔吊增加了“极限高度”的参数来约束塔吊的高度②每个塔吊均有参数控制的格构柱③支持Revit2016、18、19多版本④每个塔吊族中 10 ~ 16 个族类型，也就是塔吊类型⑤34 个塔吊族的属性输入和几何尺寸参数化。
2.4快速场布
此部分场布内容包括，临水临电，围墙自动排布，道路自动排布，板房自动排布。
其中围墙自动排布支持链接CAD底图自动识别围墙；支持手动绘制围墙;支持手动布置LOGO；同时围墙的作用即为场布红线，用来分析塔吊覆盖率。集成标准化围档的做法（砖砌式围档、钢板式围档、区域隔离围档），
板房自动排布支持板房自动选型；同时内置板房类型;支持手动自由点选布置；也可以根据CI标准规范，和板房输入条件，结合构件标准库中构件，快速自动创建。办公区可通过输入管理人员/ 工人数量依据标准布置自动 计算房间数量（考虑配套的公共用房），生活区（分管理人员生活区和工人生活区）通过输入人员数量依据标准布置自动计算房间数量（考虑配套的公共用房），也可以手动录入房间数量/录入面积自动形成房间数，甚至可以直接绘制/拾取单线位置生成。
四．系统特点与后续发展
本系统通过在构建的族建立工程中赋予重量的参数。塔吊大臂不同长度位置根据塔吊说明书赋予该位置允许最大吊重。场地布置完成后进行塔吊吊重与构件重量的比对，实现塔吊覆盖范围内的吊重检查，实现智能化的布置，后期增加了塔吊覆盖率分析，塔吊碰撞干涉分析，最大吊重分析。从而进一步完善智能塔吊布置系统，同时以塔吊智能布置为核心，延伸到场地布置的方方面面，包括，临水临电，围墙自动排布，道路自动排布，板房自动排布，实现了一体化的智能场布系统，最后根据市场需求，增加了轻量化系统，同时为了保障自身的使用权益，有效形成技术壁垒，使用登录授权系统，使本系统具有轻量化，智能化，优势化的特点。
但是技术的发展是连续性的，我们在日常工作中使用该系统还是会遇到BUG，遇到不够完善的地方，只有坚持优化系统，不断改进，才能让该系统真正能发挥作用，创造效益，从而才能进行该系统推广运用。
参考文献：
[1]修亚光,张琴,万展君,龚达.BIM技术在建设工程全寿命周期施工现场平面布置中的应用[J].上海建设科技,2018(06):72-74.
[2]李志勇,郎义勇.施工现场平面布置方法及要点[J].山西建筑,2011,37(28):100-101
[3]郭露鹏.BIM技术施工现场总平面布置的优点[J].城市住宅,2018,25(04):113-115.
[4]张亚斌,赵希,曹颖,陈志萍.基于BIM建筑设计的虚拟施工和培训应用平台的开发[J].城市住宅,2016,23(06):55-58.
论文作者:卢闪闪,陈俊晓,蔡大伟,
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第16期
论文发表时间:2019/10/17
标签：塔吊论文; 构件论文; 系统论文; 位置论文; 智能论文; 重量论文; 范围内论文; 《工程管理前沿》2019年第16期论文;