创新的验证

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 used Leica Geosystems’Leica 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，因为大部分差异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力密集。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使高生产率提高，因此我们为该项目招标了，”describes Yoshinobu Kimura, team leader of the information technology group in the civil engineering division at Kanatsu Giken.

该财团在五个地点进行了现场测量和数据分析，并根据结果进行了汇编并提交了MLIT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，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

通过测量基平台和设计数据（蓝线）获得的点云数据之间的比较

Planar (roughness) comparative evaluation of point cloud data obtained by measuring the as-built of a footing against the 3D design data

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堆。

使用试用技术，一个人可以操作NOVA MS60进行测量和摄影。试验技术将测量铸件桩的测量所需的工时减少了一半以上。

The footing is a reinforced concrete foundation with shock-absorbing function. As it is chamfered, reading of accurate corner points can be an issue.

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Manhours for measurement work halved

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。

The trial was run for the as-built measurement and verification during the construction works on two bridge abutments and two bridge piers of the outer and lower portions of the Ohguni Viaduct in Japan. The results from the trial were divided into cast-in-place piles, footings, and housings.

为了能够有效地对整个顶部进行准确进行准确的验证，这是试验技术的巨大优势之一。

“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，类似于爬过堆积的增援，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。一次又一次地重复这项工作，直到测量所有桩。需要另一个工人拍摄剩下的验证过程的照片。

使用Nova MS60，您可以从钢筋外部进行测量。验船师不再需要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，因为以后可以通过数据分析准确地确定这些中心点，”explains Kimura.

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的83.3个小时减少到37.27小时。

In addition, because the data captured by the Nova MS60 is uploaded to the point cloud processing system for the as-built measurements, there is no need to take photos for as-built verification separately. This also eliminated the time involved in organising the photos after the work on site.

基础是放置在铸件堆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，脚手架被证明是障碍，必须经常移动乐器。尽管如此，与基础的11个持久时间相比，试验任务花费了8.5次，而30.9次的持续时间与传统技术进行的40次Manours相比。

Comparison of point cloud data obtained by measuring the finished shape of the pier and the design data (blue line)

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

“For footings and piers, we only managed a manhour reduction of around 20 per cent. But in cases where there are many structures to measure, even 20 per cent represents a substantial saving. Also, if 3D laser scanning is established as a standard process, construction sites will devise workflows for building and removing scaffolding so that measurements can be performed efficiently, and this should reduce manhours even further,”says Kimura.

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点云数据的使用提高了生产率提高了准确性并提高了安全性

这种使用Point Cloud Data进行暂停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的测量。

•一旦捕获数据，就可以测量任意坐标之间的尺寸或在任何位置查看横截面。

•不再需要拍摄并组织验证照片。

• Being able to calculate XYZ axes deviations is unprecedented and has the potential to increase the precision for maintenance and management.

Even after the construction has progressed and the piles and footings are buried underground and invisible, the status of these invisible structures can be accurately gauged and carefully managed in the future. Keeping a detailed record of the construction process improves safety and reliability and can be expected to reduce the incidence of major accidents.

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。

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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）合并了整个结构的占用点云数据。

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，您可以实时查看叠加在点云数据上的3D设计数据 - 您只需在现场现场查看Nova MS60上的屏幕，然后立即查看差异。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，您可以在没有错误的情况下验证该构建的验证，”explains Kimura.

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总在一起，以追求创新。

“在这个试验中,我们simply put a proposal into practice, showing that there is an alternative way to do things. As the requirements change due to the shift from engagement to full adoption of i-Construction, we will continue to embrace flexible thinking and creativity to improve productivity on construction sites and make the sites a more attractive place to work,”总结是基穆拉。