创新的验证
案例分析
作者：Yoshie Katagiri
In 2018, the Japanese Ministry of Land, Infrastructure and Transport (MLIT) publicly invited bids for a ‘Project to Introduce and Utilise Innovative Technology to Dramatically Improve Productivity on Construction Sites’ under its i-Construction initiative aiming to boost productivity on construction sites as part of a wider innovation strategy. Kanatsu Giken formed a consortium of four companies with Fukui Computer Co., Ltd., Leica Geosystems Co., Ltd., and Sanyo Sokki Co., Ltd., and tendered for the project. The consortium was selected in the category of ‘Techniques Using Data to Improve the Productivity of Construction in Civil Engineering Work.’
四公司联盟的目的是在混凝土结构（例如桥梁基台和码头）上进行3D激光扫描，并使用获得的点云数据进行实行验证，以显着提高施工地点的生产率。此外，他们使用捕获的点云数据与3D设计数据（CIM）的坐标值之间的差异进行了试验并提出了一种新的进度管理方法。
Kanatsu Giken使用了Leica GeosystemsLeica Nova MS60多阶段，一种具有3D激光扫描的仪器，并具有常规总站的测量功能。
“当前的近期验证方法是耗时的和劳动力密集的，因为大部分测量和分析都是手动进行的。我们首先购买Nova MS60的原因是要使这些任务减少劳动密集型。购买后不久，我们发现了MLIT项目。我们集中了这四家公司可用的专业知识，并提出了一种使用点和表面的特定方法进行建筑管理方法。这也有可能在验证该项目时能够在验证该项目时提高生产率，因此我们为该项目提供了招标，”描述了Kanatsu Giken土木工程部信息技术小组的团队负责人Yoshinobu Kimura。
该财团在五个地点进行了现场测量和数据分析，并根据结果进行了编译并提交了MLIT的建议。2019年，MLIT宣布了对所有提交项目的评估 - 该财团获得了“ A”评级，是最高评估。
通过测量地位桩和3D设计数据（蓝线）获得的点云数据之间的比较
平面（粗糙度）对点云数据的比较评估，通过测量与3D设计数据的地位桩的构建
通过测量基础和设计数据（蓝线）获得的点云数据之间的比较
平面（粗糙度）通过测量与3D设计数据的基础建造获得的点云数据的比较评估
通过常规技术，总共需要三个人（一对进行测量和摄影师）来测量现场堆的铸造。
使用试用技术，一个人可以操作NOVA MS60进行测量和摄影。试验技术将测量现场桩的测量所需的工时减少了一半以上。
基础是具有减震功能的钢筋混凝土基础。倒角时，读取准确的角点可能是一个问题。
测量工作减半
对于码头，由于要求在高度和狭窄的空间中进行测量，使用3D点云数据进行平面评估非常有用。
该试验是在日本Ohguni高架桥外部和下部的两个桥梁基台上和两个桥梁的施工过程中进行的测量和验证。试验的结果分为现场桩，基础和住房。
为了能够有效地对整个顶部进行准确进行准确的验证，这是试验技术的最大优势之一。
“使用常规方法，当我们测量桩顶的标准高度时，我们使用了一个梯子或类似的东西，类似于爬过桩从桩上伸出的增援，并在中心有一个测量师。桩直径通过两个团队测量，在两个方向上进行测量 - 一个沿着桥的轴，另一个垂直于此。这项工作一次又一次地重复，直到测量所有桩。需要另一个工人拍摄剩余的验证过程的照片。
使用Nova MS60，您可以从钢筋外部进行测量。不再需要成对成对工作以用胶带测量测量桩芯和桩直径，然后计算中心点，因为这些可以通过数据分析来准确地确定，”Kimura解释。
多阶段将测量工作所需的经费减少到不到一半。工人的停机时间从传统技术从83.3个小时减少到37.27小时。
此外，由于将NOVA MS60捕获的数据上传到点云处理系统以进行临时测量，因此无需单独拍摄照片以进行验证。这也消除了现场工作后组织照片的时间。
基础是放置在铸件桩顶部的钢筋混凝土的基础。在审判中，脚手架被证明是一个障碍。码头坐在立足点上并支撑桥接的上层建筑。
对于码头和立足点，脚手架被证明是一个障碍，必须经常移动乐器。尽管如此，试验任务花费了8.5次，与30.9次的持续时间相比，与传统技术进行的40次Manours相比。
通过测量码头的完成形状和设计数据（蓝线）获得的点云数据的比较
平面（粗糙度）通过测量码头对3D设计数据的测量来获得的点云数据的比较评估
“对于基础和码头，我们只管理了约20％的货运量。但是，如果有许多结构要测量，即使20％也代表了一个大量节省。同样，如果建立3D激光扫描作为标准过程，则建筑工地将设计工作流以建造和去除脚手架，以便可以有效地进行测量，这应该会进一步减少ManUrs，”木村说。
点云数据的使用提高生产率提高了准确性并提高安全性
这种使用Point Cloud数据进行的创新验证的创新方法具有无数的潜在优势，包括更高的生产率，更高的准确性和提高的安全性。此外：
•可以由单个工人进行实施测量。
•一旦捕获数据，就可以测量任意坐标之间的维度或在任何位置查看横截面。
•不再需要拍摄并组织验证照片。
•能够计算XYZ轴偏差是前所未有的，并且有可能提高维护和管理的精度。
即使在建设进行了进展，桩和基础也被埋葬在地下和看不见之后，这些无形结构的状态也可以在将来准确地测量和精心管理。保持施工过程的详细记录可提高安全性和可靠性，并有望减少重大事故的发生率。
此外，应用的机会可能会扩大。潜在用途包括将捕获的数据上传到CIM，以处理和组合上述技术与VR（虚拟现实），AR（增强现实）和MR（混合现实）技术以及可穿戴的终端，从而改变了建筑工作的性质。
立即查看叠加在点云数据上的3D设计数据
与3D设计数据（CIM）合并了整个结构的量云数据。
易用性，一个总站的熟悉操作接口与高性能电动机驱动器相结合，用于高速旋转和反转以及高激光扫描速度，从而带来了完全的用户满意度。
“ Nova MS60的最大好处是，您可以实时查看在点云数据上叠加在点云数据上的3D设计数据 - 您只需查看Nova MS60现场的屏幕，然后立即查看差异即可。如果读数不在标准值范围内，则测量位置或其他问题是错误的。因此，通过在工作时检查3D设计数据，您可以验证未造成的算法，没有错误，”Kimura解释。
Kanatsu Giken进行了该试验项目，主题是“充分利用现场技术”，并将工程师和建筑工地汇集在一起，以追求创新。
“在这项审判中，我们只是将提案付诸实践，表明还有另一种做事的方法。随着由于从参与到全面采用I-Construction的转变而导致的需求变化，我们将继续拥抱灵活的思维和创造力，以提高建筑工地的生产力，并使站点成为更具吸引力的工作场所，”总结是基穆拉。
