CN107636239A - 基于bim的现场设施自动化建模系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于BIM的现场设施自动化建模系统及方法。本发明包括对象部、输入部及控制部而计算建筑物及土木施工现场设施所使用的装备或部件的数量，并完成能够以将安装装备满足现场的方式自动配置的立体化模型，其中所述对象部，执行对包含作为现场设施配置的部件及装备中一个以上的对象的尺寸与种类及机种的选择与编辑；所述输入部，通过划线器设定在所述对象部编辑的对象的位置或区间；及所述控制部，控制使得所述对象部的编辑数据的对象的模型沿着根据所述输入部设定的线配置并输出至显示屏。
Description
技术领域
本发明涉及基于BIM的现场设施自动化建模系统及方法，更具体地涉及一种将使用于建筑及土木施工现场的设施的起重机、脚手架、支架、地锚等施工及安装装备以满足现场的方式自动配置为三维立体模型，并计算其数量的基于BIM的现场设施自动化建模系统及方法。
背景技术
一般而言，'建筑信息模型(BIM：BuildingInformationModeling)'是指在包含建筑、土木、成套设备的整个建筑领域中，通过设施对象的物理性或功能性特性而在设施寿命周期内作出决策并提供可靠依据的数字模型(信息体系)与用于其制造的业务顺序。“BIM成品”是指在适用BIM的产业中最终完成的BIM产物。一般而言，在合同或示方书或者成果书等中标明。
在BIM中使用的对象分类体系是指将构成模型数据的物理性对象单位按体系分类的目录，在此，将其分为空间对象与部位对象。“空间对象”是指作为BIM对象的一个，空间对象为定义设施的层、区域及室等空间的范围而使用的对象。
空间对象作为定义建筑物的层、区域及室等各种空间的范围而使用的对象，在概念上，用于构成空间而使用。空间对象通过空间程序等分类，是否使用根据需要确定。“部位”是指在物理性方面，作为设施的一部分，围绕空间并支撑空间的功能的设施的构成要素。“部位对象”是指作为BIM对象的一个而定义部位而使用的对象。
部位对象如支柱、墙、门、窗等一样，用于物理性构成设施而使用。
并且，BIM属性分类体系是指各个对象分类单位共同具有的内部特性的集合。对象分类的属性用于赋予辨别、形状、物性、参考等特性而使用。并且，输入对象将BIM属性分类体系作为对象，按专门领域设定最小输入要求对象的目录。模型数据的对象分类属性计划以使按阶段区分而输入。
因此，当前，包括运用BIM构筑信息而具有建筑物的实际情况与信息的基于三维的信息系统，在电脑数据库内，存储包含于项目的所有信息，通过各种形式按需以表达信息的方式进行变化。
例如，BIM技术在更有效运用建筑领域生产的各种信息的方面，将建筑物对象(墙、水泥板、窗、门、屋顶、阶梯等)按各自的属性(功能、结构、用途)表现，并认识相互的关系而及时反映建筑物的变更要素。
但，当前，将在设计阶段的结构解析及设计信息输入至BIM结构中，从而，基于结构设计信息计算了建筑结构的信息，但存在了未完全实现在建筑结构的施工现场使用的装备(例如，塔吊、卷扬机、挖土机、打桩机、混凝土搅拌车)的作业半径或移动路径及位置相关的周边交通车辆或地基上的荷重、是否与周边环境发生干扰与双档容量的预测的问题。
而且，当前的基于BIM的建模系统存在了如下问题，计算简单的建筑对象的结构的模型及数量，而未实现建筑现场的设施部件(例如，地锚、包板、脚手架、安装栅栏、出入口、胶合板、作业踏板、空心板)的模型，无法实现对在建筑现场实施部件的数量或挖土时发生的土方等施工现场必要的数据的测定。
再者，在以二维表现施工及安装部件的设计图中表现的现有方式中存在限制，在通过三维立体模型表达时，因花费大量时间的关系(在每个现场对于实现施工计划的三维立体模型时需要3man-month)，而在实际中几乎无法适用。
本发明为了克服该限制，将施工计划自动配置为三维立体模型，由此，与当前相比，将所需时间飞跃性地减少为约1/10的水平，而且，能够进行计算数量、干扰检测等附加性的业务。
现有技术文献：
注册专利公报第10-1380127号(2014.03.26)。
注册专利公报第10-1167848号(2012.07.17)。
发明内容
发明要解决的技术问题：
本发明是为了解决所述现有问题而研发，本发明的目的为提供一种基于BIM的现场设施自动化建模系统及方法，将在建筑施工现场使用的装备的作业半径或移动路径能够在三维环境下虚拟实现，从而预测两种用量。
并且，本发明提供一种基于BIM的现场设施的建模系统及方法，将在建筑施工现场使用的设施的设计及结构基于解析结果而自动配置为三维立体模型，支持设计者以满足现场特性的方式进行调整。
用于解决问题的技术方案：
因此，本发明的基于BIM的现场设施自动化建模系统包括：对象部，执行对包括作为现场设施配置的部件及装备中一种以上的对象的尺寸、种类及机种的选择与编辑；输入部，输出对象的选择及区间的选择命令与虚拟运行命令，通过划线(Line)器设定在所述对象部编辑的对象的位置或区间；及控制部，控制使得根据所述对象部的编辑数据而形成的对象的模型根据通过所述输入部设定的线配置。
并且，本发明还包括：虚拟运行部，根据在所述对象部有选择地输入的移动路径及旋转半径、高度与长度而实现虚拟运行，并且，所述虚拟运行部包括：虚拟运行模块，通过设定有根据在所述对象部设定的对象的种类或机种而设定的旋转半径或移动路径的运行数据而虚拟驱动选择对象；轨迹运算模块，运算通过所述虚拟运行模块驱动的对象的移动路径或旋转半径的轨迹；及轨迹显示模块，将通过所述轨迹运算模块运算的对象的移动路径或旋转半径的轨迹显示在所述显示屏。
并且，本发明优选地，还包括：对象的数量计算目录，包含通过所述控制部的控制而选择的对象的种类及数量；运算部，能够计算施工中发生的副产物。
而且，所述对象部具有：对象编辑模块，根据与按由所述输入部输入的装备与部件分类的对象的尺寸与种类、机种、形状及位置相应的编辑数据而编辑选择对象的数据；对象生成模块，将根据所述输入部的选择命令而选择的对象另外生成于模型；对象移动模块，移动根据所述对象编辑模块而编辑的对象；及对象结合模块，将根据所述对象移动模块移动的对象相互结合而包含为一个模型。
发明的效果：
因此，本发明的基于BIM的现场设施自动化建模系统及方法具有如下效果，虚拟实现在建筑施工现场中使用的装备的作业半径或移动路径而能够推测双档容量并能够进行现场设施的自动配置设计。
并且，本发明具有如下效果，能够大幅减少施工现场的安装计划或施工计划所需的时间，并且，通过三维立体模型传达并共享正确的计划，通过计算准确的部件配置与按部件分类的数量而达到执行最合适的工事的目的。
附图说明
图1为显示本发明的基于BIM的现场设施自动化建模系统的框图；
图2为显示本发明的基于BIM的现场设施自动化建模系统的对象部的框图；
图3为显示本发明的基于BIM的现场设施自动化建模系统的制图部的框图；
图4为显示本发明的基于BIM的现场设施自动化建模系统的虚拟运行部的框图；
图5为显示本发明的基于BIM的现场设施自动化建模系统的运算部的框图；
图6为显示本发明的基于BIM的现场设施自动化建模系统的画面构成部的框图；
图7为显示本发明的基于BIM的现场设施自动化建模方法的顺序图；
图8为显示本发明的基于BIM的现场设施自动化建模方法的实现虚拟运行步骤的顺序图；
图9为显示本发明的基于BIM的现场设施自动化建模系统的主画面的附图；
图10为显示本发明的基于BIM的现场设施自动化建模系统的起重机编辑画面的一例的附图；
图11为显示本发明的基于BIM的现场设施自动化建模系统的安装脚手架编辑画面的一例的附图；
图12为显示本发明的基于BIM的现场设施自动化建模系统的安装脚手架的自动化建模的一例的附图；
图13为显示本发明的基于BIM的现场设施自动化建模系统的包板铰链的编辑画面的附图；
图14为显示本发明的基于BIM的现场设施自动化建模系统的包板铰链的自动化建模的一例的附图；
图15为显示本发明的基于BIM的现场设施自动化建模系统的体积制图的附图；
图16为显示本发明的基于BIM的现场设施自动化建模系统的起重机的虚拟运行过程的附图；
图17为显示本发明的基于BIM的现场设施自动化建模系统的翻斗车的虚拟运行及轨迹的附图。
附图标记说明：
110:控制部 120:对象部。
121:对象生成模块 122:对象编辑模块。
123:对象移动模块 124:对象结合模块。
130:文件转换部 140:制图部。
141:绘制模块 142:倾斜度模块。
143:长度调节模块 144:体积制图模块。
150:虚拟运行部 151:虚拟运行模块。
152:轨迹运算模块 153:轨迹显示模块。
160:运算部 161:数值计算模块。
162:比例尺模块 163:数量计算模块。
164:干扰数值计算模块 170:输入部。
180:显示屏 190:画面构成部。
191:激活菜单模块 192:作业窗驱动模块。
200:数据库 210:安装装备DB。
220:文件 DB230:现场DB。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的基于BIM的现场设施自动建模系统及方法的优选的实施例进行说明。
图1为显示本发明的基于BIM的现场设施自动化建模系统的框图。
参照图1，本发明的基于BIM的现场设施自动化建模系统包括：对象部(120)，执行设置于现场设施的对象的选择与对选择对象的编辑；文件转换部(130)，对文件与文档文件进行转换；制图部(140)，根据选择对象的高度与长度及旋转半径等的输入数据而将选择的对象建模；虚拟运行部(150)，实现根据所选择的对象的运行数据而进行的虚拟运行；运算部(160)，运算选择对象的全部数量或旋转角度及高度与长度等数值与数量、土方量而计算；输入部(170)，输出位置、对象及区间的选择命令与运行命令；显示屏(180)，输出根据输入部(170)的选择而产生的画面；控制部(110)，根据输入部(170)的选择命令而控制的各个结构；画面构成部(190)，激活画面的菜单；及数据库(200)，存储对象与文件及现场数据。
对象部(120)能够根据因输入部(170)的选择命令而形成的控制部(110)的控制而执行对设置于现场的部件与装备的选择、对所选择的对象之间的结合、移动及对长度与数量及旋转半径与位置及形状的编辑。
其中，部件包括：脚手架、安装栅栏、出入口、包板、地锚、胶合板、支杆、空心板、作业踏板中一种以上。
装备包括：塔吊、挖掘机、挖土机、打桩机、混凝土搅拌车、翻斗车、卷扬机中一种以上。
装备与部件并非限定于上述记载，能够根据设计人与本领域技术人员的选择而增加或删除。更具体的结构参照图2进行说明。
在文件转换部(130)进行文件转换，制图部(140)通过因输入部(170)的选择命令而形成的控制部(110)的控制而在所选择的对象的模型中对线与圆、点及其它图形进行制图、调节倾斜度与长度及对体积进行制图。
虚拟运行部(150)根据控制部(110)的控制而执行装备对象的虚拟运行及轨迹的显示及运算，从而，实时实现是否与环境对象造成干涉。
运算部(160)计算部件的数值(高度与长度、宽度)、模型的比例尺、虚拟运行时的轨迹数值与部件及装备与环境对象之间的干扰数值与数量。
画面构成部(190)激活用于选择与编辑及虚拟运行对象的各个菜单，并联结各个菜单与对象部(120)至运算部(160)。
输入部(170)是指鼠标及/或键盘，将通过使用者的操作而设定的命令输出至控制部(110)。
显示屏(180)通过控制部(110)的控制而输出各个菜单与编辑画面、虚拟运行与运算的轨迹及完成的模型。
控制部(110)控制由输入部(170)输入的选择命令而产生的数据库(200)的数据检索及输出与对象部(120)和运算部(160)，并控制文件转换及控制在数据库(200)存储作业文件、根据虚拟运行命令而控制虚拟运行部(150)。而且，控制部(110)控制使得实时计算根据运算部(160)而计算的选择对象的建模过程中的数值(高度与长度、旋转半径、土方量)等数值而通过显示屏(180)输出。尤其，控制部(110)控制运算部(160)而确认虚拟运行的装备与部件之间的干扰数值，并控制将该结果以信息形式输出。
数据库(200)包括：安装装备DB(数据库)(210)，存储对象的基础模型及数据；文件DB(220)，存储模型与文档文件；现场DB(230)，存储现场数据。
安装装备DB(210)存储使用于现场设施的装备或部件的配置及选项的数据。例如，与现场设施部件相应的对象数据存储有包含脚手架、安装栅栏、出入口、包板、胶合板、支杆、地锚、作业踏板、空心板的种类与选项、尺寸的基础模型与各个机种的尺寸的数据。
并且，对象数据存储有配置于现场设施的装备(例如，塔吊、卷扬机、挖土机、打桩机、混凝土搅拌车)的各个制造公司的机种与种类、荷重或动力、用途的相关数据。
上述对象数据经过通过对象部(120)驱动的编辑工具而产生的选择及编辑过程，并且，相应的对象分类的编辑工具的选择通过图9所示的菜单选择。
文件DB(220)存储在本发明的基于BIM的现场设施自动化建模系统编辑的模型或文档文件。
现场DB(230)存储与现场设施的周边环境对象(现场周边的建筑物形式或高度、现场的地面状态、现场的树木高度与位置、河流的宽度与深度及位置、地面状态、堤坝或溪谷或山丘及平地等现场地形)相关的数据。此类现场数据在实现选择对象的虚拟运行时，作为确认设施对象与周边环境对象之间是否发生干扰的数据而进行运用。
对象部(120)参照图2进行说明。图2为显示本发明的基于BIM的现场设施自动化建模系统的对象部的框图。
参照图2，对象部(120)包括：对象生成模块(121)，根据通过输入部(170)输入的位置信息而生成选择对象；对象编辑模块(122)，根据通过输入部(170)输入的编辑数据而编辑对象；对象移动模块(123)，移动对象的位置；对象结合模块(124)，相互结合一个以上对象。
对象编辑模块(122)用于编辑装备与部件的尺寸和种类、机种、形状及位置。该对象编辑模块(122)如图9显示所示，驱动在编辑工具菜单(301)选择的按对象分类的编辑工具。
例如，控制部(110)在如图9显示的主画面中，在编辑工具菜单(301)中选择起重机制成工具时，将如图10所示的起重机编辑工具画面通过显示屏(180)输出。
或控制部(110)在由输入部(170)施加安装脚手架的编辑工具菜单的选择命令时，控制部(110)控制显示屏(180)而输出在图11中例示的安装脚手架编辑工具画面(306)。
因此，对象编辑模块(122)根据通过所述编辑工具画面输入的对象的编辑数据而通过控制部(110)计算包含所选择的对象的形状与机种、长度、宽度与形状、尺寸的对象编辑数据。对象编辑模块(122)的编辑数据通过制图部(140)而反映在所选择的对象的制图上，从而，输出至显示屏(180)。
对象生成模块(121)将所选择的一个或一个以上的对象在建模过程中生成。例如，对象生成模块(121)将通过对象编辑模块(122)的编辑数据而编辑的个别对象以在所选择的距离或区间内连接多个的方式增加对象而生成。
例如，对象生成模块(121)在图11所示的安装脚手架编辑工具菜单(306)中选择下端的安装脚手架的连接菜单(307)中任一个时，按相应模式生成堆积或连接多个安装脚手架的对象。通过该对象生成模块增加的安装脚手架建模形成为图12的多个堆积的结构。
并且，对于包板的情况，对象生成模块(121)在选择与包含于编辑数据的包板的宽度与高度及种类一致的个别包板的区间内连续生成。在此，各个包板根据在对象编辑模块(122)编辑的宽度与长度及高度、形状进行选择。即，对象生成模块(121)在输入部(170)的设定的区间内连续自动生成与对象编辑模块(122)的编辑数据对应的对象。
对象移动模块(123)通过控制部(110)的控制而移动根据对象编辑模块(122)及对象生成模块(121)而编辑及生成的对象。例如，作业者通过输入部(170)选择移动对象，并设定位置时，将对象移动至相应的位置。该对象的移动在按对象分类设计及编辑之后组合，从而，有效运用于完成现场整个模型或模型的编辑。即，对象移动模块(123)通过控制部(110)的控制而能够进行现场设施的自动配置。
对象结合模块(124)的特征为结合一个或一个以上对象。其通过图13与图14的包板铰链的制图画面而介绍了其一个例子。对象结合模块(124)，参照图13，结合通过对象生成模块(121)与对象编辑模块(122)而编辑及生成的包板与地锚。在此，对象结合模块(124)如图14显示所示，与在对象编辑工具(309)中选择的对象结合。通过此方式结合的包板与地锚通过制图部(140)的驱动而形成的建模过程而完成模型。
图3为显示本发明的基于BIM的现场设施自动化建模系统中的制图部的框图。
参照图3，制图部(140)包括：绘制模块(141)，绘制对象的线条、点、线及图形；倾斜度模块(142)，设定对象的倾斜度；调节模块，调节对象的长度；体积制图模块(144)，对体积进行制图。
绘制模块(141)将根据输入部(170)的菜单选择而产生的线条、圆、点、图形及文字生成至被输出至显示屏(180)的对象的模型。此时，绘制模块(141)根据图9的主画面显示的通过配件选择菜单(302)与绘制菜单(303)而选择的命令进行制图并输出至显示屏(180)。
绘制模块(141)在主画面通过在绘制菜单(303)的选择而输出的命令，在相应模型中选择的位置上绘制线条、点、圆形及其它图形或部件。
倾斜度模块(142)调节所选择的对象的倾斜度。此时，倾斜度借助输入部(170)输入或借助对象编辑模块(122)的编辑数据设定。
长度调节模块(143)转换根据对象编辑模块(122)的编辑数据显示的对象的横向及纵向的长度与高度、宽度。在此，优选地，长度调节模块(143)通过热点虚拟机器驱动，而将所选择的对象通过简单的点击与拖拽而延伸或缩短长度，并调节高度。
体积制图模块(144)根据包含在由对象编辑模块(122)输入的编辑数据的体积数值而对体积进行制图。对于该体积的制图，在图15中显示了其例子。体积制图模块(144)如图15显示所示，根据在体积工具菜单(310)选择的菜单(例如，土方量)而将体积(挖土面)进行建模。即，体积制图模块(144)根据由对象编辑模块(122)输入的编辑数据而对从地面挖土的挖土面的体积进行制图。
图4为显示本发明的基于BIM的现场设施自动化建模系统的虚拟运行部的框图。
参照图4，虚拟运行部(150)包括：虚拟运行模块(151)，运行所选择的对象；轨迹运算模块(152)，运算在对象的虚拟运行时移动的轨迹，从而，运算作业半径、移动路径及双档容量；轨迹显示模块(153)，显示对象的虚拟运行时的移动路径及旋转半径。虚拟运行部(150)参照图16所示的起重机的制图画面与图17所示的翻斗车的制图画面进行说明。
虚拟运行模块(151)在画面中实行所选择的装备的编辑数据的移动路径或作业半径及/或旋转半径的运行。参照图16，对于起重机的情况，根据通过在对象编辑模块(122)输出的对象编辑工具菜单(311)选择性输入的起重机的机种、辅助吊具的有无及作业半径方向或角度宽度等编辑数据而实现起重机的运行。
或虚拟运行模块(151)也能够通过在画面构成部(190)关联的图17的编辑工具(312)中包含的操作菜单(312a)而实现输入的命令的运行。
参照图17，虚拟运行模块(151)将根据输入至编辑工具菜单(312)的编辑数据而设定的对象根据操作菜单(312a)的选择命令而在画面上实现虚拟运行。
轨迹运算模块(152)运算根据虚拟运行模块(151)而实现的对象的虚拟运行而产生的对象的轨迹，将该结果施加至轨迹显示模块(153)。即，轨迹运算模块(152)通过包含起重机的吊具台的长度或角度宽度的旋转半径的作业半径、翻斗车的移动量或各车种的移动路径、作业半径及移动路径而计算双档容量。
轨迹显示模块(153)根据轨迹运算模块(152)计算的轨迹数据而将该轨迹与该数值(移动距离与旋转角度及双档容量中一个以上)在模型上制图显示。即，轨迹显示模块(153)将图16中的起重机的作业半径(153a)与双档容量、图17中的翻斗车的移动路径(153b)的轨迹显示在画面上。
图5为显示本发明的基于BIM的现场设施自动化建模系统中的运算部的框图。
参照图5，运算部(160)包括：数值计算模块(161)，将输入至所选择的对象的编辑数据的数值与虚拟运行时的轨迹数值显示在画面；比例尺模块(162)，按所设定的比例尺比例输出模型；数量计算模块(163)，计算对象的数量；干扰数值计算模块(161)，计算环境对象与对象之间是否干扰，及干扰的距离或长度的数值。
数值计算模块(161)对比对象之间结合的各区间的对象之间的距离与对象之间的数值而计算该结果。
比例尺模块(162)设定画面的比例尺比例，并根据所设定的比例尺比例而显示模型。
数量计算模块(163)计算根据对象编辑模块(122)而设定的编辑数据而产生的材料的数量或挖土时的土方量。例如，数量计算模块(163)计算在按现场设定的宽度与深度挖土的情况下发生的土方量，或自动计算安装脚手架的宽度与高度、包板区间的距离的包板及地锚的数量而输出。
优选地，数量计算模块(163)相对于投入至现场设施的材料与装备分类的机种或形状、尺寸及数量而计算统计化的数据。
干扰数值计算模块(164)确认环境对象与设施对象之间是否发生干扰，并计算发生干扰的距离或旋转角度位置等。例如，干扰数值计算模块(164)确认起重机的高度与旋转角度，并与起重机的预想设置位置周边的建筑物与树木位置及高度等环境对象的数据对比而计算在起重机的旋转或驱动时能够发生干扰的距离或高度旋转半径。
图6为显示本发明的基于BIM的现场设施自动化建模系统的画面构成部的框图。
参照图6，画面构成部(190)包括：激活菜单模块(191)，关联图9至18所示的各个菜单与对象部(120)至运算部(160)而激活；作业窗驱动模块(192)，在画面中激活一个以上作业窗。
激活菜单模块(191)设定根据所选择的作业菜单而激活的菜单与非激活菜单。因此，在输入部(170)选择任一个菜单时，激活设定于相应菜单的作业窗或菜单条，或者使其不发生活动。
作业窗驱动模块(192)根据通过激活菜单模块(191)选择的菜单而输出作业窗。例如，作业窗驱动模块(192)设定使得按各对象编辑工具与各制图画面而输出相互不同的作业窗。
控制部(110)根据输入部(170)的选择命令而驱动激活菜单模块(191)，从而，依次驱动在相应菜单选择的各个结构。例如，输入部(170)在选择对象编辑菜单中任一个时，将驱动激活菜单模块(191)与作业窗驱动模块(192)而选择的对象的编辑工具通过相互不同的作业窗输出。
之后，控制部(110)控制使得通过对象编辑工具而接收编辑数据时，将根据借助对象编辑模块(122)接收的编辑数据完成的对象模型通过显示屏(180)输出。
此时，控制部(110)控制使得在进行显示屏(180)的输出时，驱动比例尺模块(162)而按所设定的比例尺输出模型，并计算根据编辑数据或绘制模块(141)而制图的对象的数值，从而，控制运算部(160)显示于显示屏(180)。
并且，控制部(110)在进行输入部(170)的虚拟运行命令时，控制虚拟运行部(150)而分别输出所选择的对象的虚拟运行操作菜单或编辑工具菜单，并根据输出的菜单的选择而控制轨迹运算模块(152)与轨迹显示模块(153)进行轨迹运算及显示。
而且，控制部(110)驱动所述干扰数值计算模块(161)，以用于在所述虚拟运行之后，判断是否与环境对象发生干扰。控制部(110)对于干扰数值计算模块(164)的干扰结果而通过信息输出至显示屏(180)。
本发明通过所述的结构而按建筑及/或土木施工现场的设施的对象分类完成模型，将所完成的对象自动配置，完成施工现场的自动化配置设计，并且，通过现场设施的建模而计算数量或材料及装备的清单等统计数据。
下面，参照附图对通过所述结构实现的基于BIM的现场设施自动化建模方法进行具体说明。
图7为显示本发明的基于BIM的现场设施自动化建模方法的顺序图。
参照图7，本发明的基于BIM的现场设施自动化建模方法包括如下步骤：对象选择接收步骤(S100)，接收部件对象及/或装备对象的选择信号；编辑工具驱动步骤(S200)，驱动所选择的对象的编辑工具；自动化建模步骤(S300)，对根据在编辑工具驱动步骤(S200)中输入的编辑数据选择的对象建模；虚拟运行实现步骤(S400)，将在自动化建模步骤(S300)中实现的对象进行虚拟运行；存储步骤(S500)，存储所完成的文件。
对象选择接收步骤(S100)是指控制部(110)根据输入部(170)的选择命令而接收对象选择信号的步骤。在此，控制部(110)接收通过在主画面显示的各个菜单显示的各个对象的编辑工具菜单(301)中任一个选择信号。其如图9显示所示，参照图9，主画面包括：编辑工具菜单(301)，能够选择对象编辑工具；左侧的配件选择菜单(302)与绘制菜单(303)；文件路径窗口(304)，显示文件路径。该各个菜单通过激活菜单模块(191)与作业窗驱动模块(192)而在主画面实现。
因此，控制部(110)在从编辑工具菜单(301)中选择任一个时，在安装装备DB(210)检索所选择的对象而输出至显示屏(180)。此时输出的对象与编辑工具菜单窗(306)一起被输出。
编辑工具驱动步骤(S200)是指控制部(110)驱动在对象选择接收步骤(S100)选择的对象的编辑工具，并将根据输入的编辑数据而选择的对象建模的步骤。控制部(110)根据输入部(170)的选择命令而驱动对象编辑模块(122)。
此时输出的编辑工具按与现场设施对应的整个对象设计。例如，编辑工具包括起重机、包板、安装脚手架、车辆轨迹、体积、目标移动、支杆、胶合板、空心板、安装栅栏出入口、栏杆、简易安装脚手架、包板铰链。该现场设施的对象仅用于列举说明的示例，并非作为本发明的技术思想的适用范围进行限定。
在编辑工具驱动步骤(S200)中，控制部(110)驱动对象编辑模块(122)而将包含存储于安装装备DB(210)的选择对象的基础模型、可进行编辑数据的选择性输入的对象编辑菜单的作业窗输出至显示屏(180)。其在图10与图11中介绍了该例子。
图10为显示输出起重机的编辑工具菜单的画面的附图，图11为显示输出安装脚手架的编辑工具菜单(306)的画面的附图。各个编辑工具菜单(306)显示基础模型(304)与文件路径(305)，并能够输入对象的编辑数据。基础模型以平面或立体模型存储于文件DB(220)。
优选地，编辑工具菜单(306)对于与安装脚手架一样，组装多个的部件对象的情况，包含结合及设置形式的菜单(307)。
之后，控制部(110)将包含在所输出的编辑工具菜单的基础模型(304)从安装装备DB(210)导出而通过主画面输出，接收通过输入部(170)输入的编辑数据。此时，使用者通过鼠标或键盘而输入包含在编辑工具菜单的对象的种类或尺寸、数字与设置位置及区间。
然后，为在控制部(110)接收编辑数据时，输出编辑数据的对象的基础模型的步骤。在此，使用者通过编辑工具菜单而输入对象的编辑数据之后，驱动输入部(170)而在主画面通过划线器设定对象的位置。
由此，控制部(110)控制使得在施加输入部(170)的划线器等选择命令时，通过输入部(170)设定的区间而生成对象模型。该划线器的模型的编辑过程如图11的安装脚手架与图13的包板铰链的制图画面显示所示。
而且，控制部(110)，例如，对于胶合板支杆等情况，在通过划线器设定区间之后生成模型，然后，驱动对象生成模块(121)与对象结合模块(124)，也能够增加及配置设计在生成所选择的中间木桩的附图上。
并且，控制部(110)通过输入部(170)而输出至显示屏(180)的对象的模型另外选择绘制器或配件的选择命令或倾斜度或长度调节命令时，依次控制驱动制图部(140)的绘制模块(141)与倾斜度模块(142)及长度调节模块(143)而编辑所输出的命令的模型而输出。
在此，例如，在设定多个包板区间内通过地锚连接。因此，使用者在需要确认预设包板的区间内是否必须使用几个时，操作输入部而输入数量计算命令。
因此，控制部(110)在所述编辑工具驱动步骤(S200)中被施加数量计算命令时，控制部(110)也能够控制数量计算模块(163)而计算相应对象的数量。即，使用者通过输入部(170)而施加包板的数量计算命令时，控制部(110)驱动数量计算模块(163)。因此，数量计算模块(163)对比在编辑工具驱动步骤(S200)中输入的个别包板的尺寸与设置区间的距离，而计算包板的整体数量并施加至控制部(110)。
因此，控制部(110)，在图15所示的体积编辑工具(310)中选择土方量时，作业者通过输入部(170)而基于位置或面积及角度与深度等编辑数据而在数量计算模块(163)计算挖土之后的土方量。之后，控制部(110)将所计算的土方量通过显示屏(180)输出。
如上所述，对于数量的计算以在所述编辑工具驱动步骤(S200)中进行个别对象的编辑及制图过程之后进行而作了说明，但如上所示，在自动化建模步骤(S300)之后，也能够输出包含整个部件与各装备的机种、数量的清单。
自动化建模步骤(S300)是指移动及结合在编辑工具驱动步骤(S200)中输入的各个对象，并自动配置于现场的模型而完成整个现场设施的建模的步骤。在此，控制部(110)将在编辑工具驱动步骤(S200)中编辑的一个以上的对象根据输入部(170)的选择命令而移动及结合及配置，从而，生成现场设施的立体化的模型。即，控制部(110)控制对象结合模块(124)与对象移动模块(123)而移动及结合在编辑工具驱动步骤(S200)中完成的一个以上的对象而完成模型。
例如，控制部(110)控制使得在编辑工具驱动步骤(S200)中按各安装脚手架与地锚完成编辑时，生成图13显示的平面图及输出至显示屏(180)。之后，控制部(110)将与包含于在自动化建模步骤(S300)中生成的平面图的部件的编辑数据一致的立体化的模型输出至显示屏(180)。
虚拟运行实现步骤(S400)是指根据在自动化建模步骤(S300)完成的模型或在编辑工具驱动步骤(S200)完成的装备的运行数据而虚拟驱动，从而判断是否与周边的对象发生干扰的步骤。虚拟运行实现步骤(S400)参照图8而作下面说明。
在此，编辑工具驱动步骤(S200)与自动化建模步骤(S300)及虚拟运行实现步骤(S400)全部能够计算在各个步骤选择的部件及/或装备的种类与数量、该结果的副产物的数量及清单。对于如上结果及统计目录的计算并非受顺序限制，能够根据使用者的选择，根据在编辑工具驱动步骤(S200)至虚拟运行实现步骤(S400)中设定的对象而进行计算。
存储步骤(S500)是指控制部(110)沿着输入部(170)的选择命令的文件路径而存储于数据库(200)的文件DB(220)的步骤。在此存储的文件能够通过具有使用者选择输入的扩展名的文件进行存储。
自动化建模步骤(S300)如上说明所示，是指结合及自动配置在上述所述的编辑工具驱动步骤(S200)中完成的个别对象模型的步骤。该控制部(110)控制对象移动模块(123)与对象结合模块(124)而结合在编辑工具驱动步骤中编辑的对象，并控制使得按所选择的位置进行自动配置。
例如，自动化建模步骤(S300)在编辑工具驱动步骤(S200)中将个别制图及编辑的安装脚手架的对象以立体化模型(参照图12)或将包板与地锚的结合的对象按将模型(参照图13)立体化的模型(参照图14)进行输出。
即，其特征在于，编辑工具驱动步骤(S200)在使用者通过划线器设定区间或位置时，在相应位置或区间自动进行对象模型的编辑，自动化建模步骤(S300)在所述编辑工具驱动步骤(S200)中根据划线器等输入部(170)的区间或位置设定而输出一个或结合为一个以上的对象、自动配置各个对象的模型。
图8为显示本发明的基于BIM的现场设施自动化建模方法的虚拟运行实现步骤的顺序图。
参照图8，虚拟运行实现步骤(S400)包括：运行数据接收步骤(S410)，接收虚拟运行对象的运行数据；虚拟驱动步骤(S420)，根据运行数据接收步骤(S410)之后输入的命令而驱动对象；轨迹计算及输出步骤(S430)，在运算虚拟驱动步骤(S420)中驱动的对象的移动路径或旋转半径等轨迹之后显示；干扰判断步骤(S440)，判断在轨迹计算及输出步骤(S430)中计算的对象的轨迹数据与现场对象是否发生干扰；信息输出步骤(S450)，在干扰判断步骤(S440)中现场对象与虚拟运行对象之间发生干扰时输出信息；存储步骤(S460)，按设定结果的文件名存储。
运行数据接收步骤(S410)是指控制部(110)接收通过根据对象编辑模块(122)驱动的运行数据编辑菜单而输入的运行数据的步骤。运行数据如图16与图17举例所示，通过运行数据的编辑工具菜单(311、312)而选择性输入。其中，图16为起重机的自动化建模画面的附图，图17为输出翻斗车的虚拟运行时输出轨迹的画面。
参照图16，起重机的运行数据被设定使得通过运行数据编辑工具菜单(311)而输入起重机的角度宽度与作业半径方向，图17的翻斗车在运行数据编辑菜单(312)中设定输入车的种类或移动量。
虚拟驱动步骤(S420)是指控制部(110)根据运行数据而虚拟驱动对象的步骤。在此，控制部(110)驱动虚拟运行模块(151)，从而虚拟驱动在画面中选择的对象。如上所述的虚拟运行模块(151)在起重机的情况下，使用者通过鼠标在选择起重机之后进行拖拽时，根据设定为运行数据的旋转半径或角度宽度而实现起重机的旋转。
或虚拟运行模块(151)通过图17显示所示的操作菜单(312a)而被施加移动命令时，根据相应命令，移动被输出至画面的翻斗车。此时，翻斗车按根据运行数据输入的移动量或根据车的种类而以相互不同的整个宽度与高度及旋转半径而虚拟驱动。
轨迹计算及输出步骤(S430)是指通过控制部(110)的控制而计算虚拟运行对象的移动路径或旋转半径的轨迹，并输出至画面的步骤。控制部(110)在虚拟驱动步骤(S420)控制轨迹运算模块(152)而控制使得运算各个对象的虚拟驱动时的移动路径及/或旋转半径。轨迹运算模块(152)运算虚拟驱动对象的轨迹而输出至轨迹显示模块(153)。因此，轨迹显示模块(153)通过显示屏(180)而将对象的移动路径或旋转半径以图形而输出至画面。其与图16的起重机的旋转半径(153a)与图17的翻斗车的移动路径(153b)一样输出轨迹。
干扰判断步骤(S440)是指根据在轨迹计算及输出步骤(S430)中计算的对象的虚拟运行时的轨迹而判断是否与现场对象发生干扰的步骤。例如，控制部(110)导出包括预定设置及运用相应起重机或翻斗车的施工现场周边的道路宽度与桥梁高度、弧线区间、周边建筑物或树木的高度、起重机周边的其它部件的高度或位置的环境对象的环境数据而判断是否发生干扰。在此，环境对象的环境数据存储于数据库(200)。因此，控制部(110)在轨迹计算及显示步骤(S430)之后，计算按存储于数据库(200)的相应的对象的环境对象分类设定的环境数据而判断是否发生干扰。
即，本发明根据翻斗车的宽度与高度及荷重而运算可使用的道路宽度或支撑荷重，从而，判断是否能够作为临时设置于施工现场的桥梁或道路而通行，在起重机的旋转半径内，预先判断其它部件的可设置位置达到哪种程度，或是否在起重机旋转时与其它部件发生干扰。并且，本发明控制使得通过轨迹运算模块(152)计算的起重机的移动路径与作业半径及双档容量而作为轨迹显示模块(153)而输出至显示屏(180)。
并且，本发明在所述起重机或翻斗车等装备对象之外适用热点虚拟机器(HotSpotVirtualMachine)，任意调节部件的长度或高度，确认各个部件之间是否发生干扰。
即，控制部(110)在选择通过输入部(170)选择的对象(例如，安装栅栏)之后，被施加调节长度或增加宽度的命令时，驱动绘制模块与长度调节模块(143)，根据输入部(170)的命令而设定安装栅栏的尺寸，在安装栅栏设置所设定的出入口。
并且，控制部(110)控制虚拟运行模块(151)而在安装栅栏虚拟实现出入口的运行，确认出入口与安装栅栏之间的是否发生干扰。
综上，在本发明中，控制部(110)在实现为三维立体模型的运行对象的虚拟运行时，运算轨迹而推测配置在现场设施的各个部件的作业半径及移动路径而推测双档容量。因此，本发明能够自动配置以将使用于现场设施的各个部件符合现场，或使用者通过计算的双档容量的推测数据而能够任意调整三维立体建模的对象。
信息输出步骤(S450)是指在干扰判断步骤(S440)中控制部(110)在虚拟运行对象与其它对象发生干扰时，输出相关信息的步骤。控制部(110)将在干扰判断步骤中引起干扰的范围或道路及桥梁、地面的荷重的干扰与否通过信息输出。
存储步骤(S460)是指在信息输出步骤(S450)之后，将包含虚拟运行对象的轨迹运算及显示数据与对象的运行数据的文件存储至文件DB(220)的步骤。
如上所示，本发明仅通过建筑及土木施工现场使用的安装脚手架、出入口、安装栅栏、地锚、包板、胶合板、支杆、空心板、作业踏板等设施部件与起重机、卷扬机、翻斗车、预拌混凝土车辆、打桩机等装备的选项分类的选择、高度与长度的设定等数据的输入而推测现场设施的双档容量。
并且，本发明也能够计算在包括建模所包含的部件及装备的数量、机种的目录与施工过程中发生的土方量等副产物，从而，能够进行准确的现场设施设计。
所述中，参照本发明的实施例进行了说明，但应当理解，在该技术领域的普通技术人员能够在不脱离记载于权利要求范围内的本发明的思想及领域的范围内进行修改及变更。
Claims (10)
1.一种基于BIM的现场设施自动化建模系统，其特征在于，
包括：
对象部，执行对包含作为现场设施配置的部件及装备中一个以上的对象的尺寸与种类及机种的选择与编辑；
输入部，输出对象的选择命令及区间的选择命令与虚拟运行命令，并将在所述对象部编辑的对象的位置或区间通过划线(Line)器设定；及
控制部，控制使得所述对象部的编辑数据的对象的模型沿着根据所述输入部设定的线配置并输出至显示屏。
2.根据权利要求1所述的基于BIM的现场设施自动化建模系统，其特征在于，
还包括：
虚拟运行部，根据在所述对象部选择输入的移动路径及旋转半径、高度与长度而实现虚拟运行，
所述虚拟运行部包括：
虚拟运行模块，按照设定有在所述对象部设定的对象的种类或机种而设定的旋转半径或移动路径的运行数据而虚拟驱动选择对象；
轨迹运算模块，运算根据所述虚拟运行模块驱动的对象的移动路径或旋转半径的轨迹；及
轨迹显示模块，将根据所述轨迹运算模块运算的对象的移动路径或旋转半径的轨迹显示在所述显示屏。
3.根据权利要求1所述的基于BIM的现场设施自动化建模系统，其特征在于，
还包括：
运算部，能够计算包含根据所述控制部的控制而选择的对象的种类及数量的对象的数量计算清单与施工中发生的副产物。
4.根据权利要求1所述的基于BIM的现场设施自动化建模系统，其特征在于，
所述对象部包括：
对象编辑模块，根据与由所述输入部输入的装备与部件分类的对象的尺寸与种类、机种、形状及位置相应的编辑数据而编辑选择对象的数据；
对象生成模块，生成根据所述输入部的选择命令而选择的对象的模型；
对象移动模块，移动根据所述对象编辑模块编辑的对象；及
对象结合模块，相互结合根据所述对象移动模块而移动的对象并自动配置。
5.根据权利要求1所述的基于BIM的现场设施自动化建模系统，其特征在于，
还包括：
绘制模块，根据所述输入部的选择命令而绘制线、点、图形；
倾斜度模块，根据所述输入部的选择命令而调节对象的倾斜度；
长度调节模块，根据所述输入部的选择命令而调节对象的长度；及
体积制图模块，对所述对象部的编辑数据的挖土面的体积进行制图。
6.根据权利要求2所述的基于BIM的现场设施自动化建模系统，其特征在于，
所述虚拟运行部包括能够选择输入对象的移动命令的操作菜单，
虚拟移动通过根据所述操作菜单设定的命令而选择的对象，并运算其轨迹而输出至显示屏。
7.根据权利要求3所述的基于BIM的现场设施自动化建模系统，其特征在于，
所述运算部计算脚手架、安装栅栏、出入口、包板、胶合板、스트러트、地锚、空心板、作业踏板中选择的一个以上的对象的体积与数量。
8.一种基于BIM的现场设施自动化建模方法，其特征在于，
包括如下步骤：
对象选择接收步骤，接收与施工现场设施相应的多个部件及装备对应的任一个对象选择信号；
编辑工具驱动步骤，驱动在所述对象选择接收步骤中选择的对象的编辑工具，将所输入的编辑数据的对象按划线器选择的位置或区间生成模型；
自动化建模步骤，调节在所述编辑工具驱动步骤中选择的对象的高度与长度而输出；
虚拟运行实现步骤，虚拟运行在所述自动化建模步骤中实现的对象；及
存储步骤，存储文件。
9.根据权利要求8所述的基于BIM的现场设施自动化建模方法，其特征在于，
所述编辑工具驱动步骤有选择地设定组合多个的对象的结合及设置形状。
10.根据权利要求8所述的基于BIM的现场设施自动化建模方法，其特征在于，
所述虚拟运行实现步骤包括：
运行数据接收步骤，接收作为虚拟运行对象选择的对象的运行数据；
虚拟驱动步骤，根据所述运行数据接收步骤之后输入的命令而驱动对象；
轨迹计算及输出步骤，运算在所述虚拟驱动步骤中驱动的对象的移动路径或旋转半径等轨迹之后显示；
干扰判断步骤，判断在所述轨迹计算及输出步骤中计算的对象的轨迹是否与相应对象相邻的其它对象发生干扰；及
信息输出步骤，在所述干扰判断步骤中判断虚拟运行对象与周边其它对象发生干扰时，输出相关信息。
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