JP6309715B2 - Automatic soil volume calculation system for upright construction - Google Patents
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Description
本発明は、ＩＣＴを用いた盛立工事における土量の自動算定システムに関する。 The present invention relates to a system for automatically calculating a soil volume in upright construction using ICT.
盛土工事における「施工品質の見える化」を実践する上で、ブルドーザ・振動ローラ・バックホウなどの施工重機にＩＣＴ（情報通信技術）を用いて効率化を図り、かつ品質保証をする試みは多くなされてきた。
また、盛土工事では、施工仕様基準に則した転圧管理をすることが最も重要な項目であり、既転圧箇所の判別が困難な転圧管理において「施工品質の見える化」は品質保証する上で非常に有効となった。
In practicing “visualization of construction quality” in embankment work, many attempts have been made to improve efficiency and ensure quality by using ICT (information and communication technology) for construction heavy machinery such as bulldozers, vibrating rollers, and backhoes. I came.
Also, in the embankment work, it is the most important item to manage the rolling pressure in accordance with the construction specification standards, and “visualization of construction quality” guarantees the quality in the rolling pressure management where it is difficult to identify the existing rolling pressure location. It became very effective above.
例えば、特許文献１において、建設工事現場で作業を行う複数の建設作業機械のそれぞれのＧＰＳ三次元座標を、簡単な構成によって一つの場所の装置で画面表示し、土量施工出来高などを迅速かつ正確に管理する建設工事現場管理システムが提案される。
この建設工事現場管理システムは、建設工事現場を移動する複数の建設機械に設置される移動局からＧＰＳ測位によるＧＰＳ三次元座標データが無線送信される。固定局からもＧＰＳ測位によるＧＰＳ三次元座標データが無線送信される。このそれぞれのＧＰＳ三次元座標データを中央管理局が受信する。これらのＧＰＳ三次元座標データ及び固定局を設置した予め既知の地図上の三次元座標（緯度、経度、標高）から中央管理局の移動局位置演算装置がＧＰＳ干渉計測位におけるキネマティック測量による地図上の三次元座標を算出し、移動局の移動地点における地図上の三次元座標を同時に画面表示する。
この建設工事現場管理システムによれば、建設工事現場において移動する建設機械等の複数の移動体それぞれのＧＰＳ三次元座標や地図上の三次元座標が、簡単な構成によって一つの場所に設置した装置に同時に画面表示して判明できるようになる。したがって、例えば、建設工事現場における土量施工出来高、盛土や舗装の転圧、各種構造物の設置作業、埋立地の地盤沈下及び無人化施工等の管理が迅速かつ正確にできるようになる。
For example, in Patent Document 1, the GPS three-dimensional coordinates of each of a plurality of construction work machines that perform work at a construction site are displayed on a screen with a simple configuration on a single device, so that the amount of soil construction can be quickly achieved. A construction site management system that accurately manages is proposed.
In this construction site management system, GPS three-dimensional coordinate data based on GPS positioning is wirelessly transmitted from mobile stations installed on a plurality of construction machines moving on the construction site. GPS three-dimensional coordinate data obtained by GPS positioning is also wirelessly transmitted from the fixed station. The central management station receives the respective GPS three-dimensional coordinate data. A map based on kinematic survey by the mobile station position calculation device of the central management station from these GPS three-dimensional coordinate data and three-dimensional coordinates (latitude, longitude, altitude) on a known map where the fixed station is installed. The upper three-dimensional coordinates are calculated, and the three-dimensional coordinates on the map at the moving point of the mobile station are simultaneously displayed on the screen.
According to this construction site management system, a device in which the GPS three-dimensional coordinates and the three-dimensional coordinates on a map of each of a plurality of moving bodies such as construction machines moving on the construction site are installed in one place with a simple configuration. At the same time, it is possible to find out by displaying the screen. Therefore, for example, it is possible to quickly and accurately manage the volume of construction work at the construction site, rolling down of embankments and pavements, installation work of various structures, land subsidence in landfills, and unmanned construction.
しかし、ＩＣＴと共に「可視化」は進歩したものの、出来形測定の省力化に伴う「日々の施工数量の把握」には未だ至っていない。
現在、大規模土工事を施工する際、「日々の施工数量の把握」は施工計画・進捗管理・工程管理を行う上で精度の向上を図れ、より効率的な施工管理を実施するために望まれてきた。
However, although “visualization” has progressed along with ICT, it has not yet reached the “ascertainment of daily construction quantity” that accompanies labor saving in measuring the finished product.
Currently, when constructing large-scale earth work, “Understanding daily work volume” is expected to improve the accuracy of construction planning, progress management, and process management, and to implement more efficient construction management. It has been rare.
例えば、ダムや大規模造成工事において、日々の施工数量を算出する際、
１）現地の出来形測量による算出、
２）ダンプトラックの運搬台数からの推定、
３）測線及び標高ごとの概算数量の算出、
などが行われている。
For example, when calculating daily construction quantities in dams and large-scale construction work,
1) Calculation by local survey
2) Estimation from the number of dump trucks transported,
3) Calculation of approximate quantity for each survey line and elevation,
Etc. are done.
しかし、従来の技術では、
１）測量機器の進歩により省力化は進んだものの、日々の作業量としては負担が大きい、
２）ダンプ台数の日報管理が必要であり、１台当りの土量は推定値を使用する、
３）代表的な測線・標高の数量は正確であるが、任意形状（仕上がり標高が凸凹など）での数量は概算数量になる、
など日々の作業量を考慮して、精度を犠牲にした管理が行われ、効率と精度を満足した施工管理には至っていなかった。
However, with conventional technology,
1) Although labor saving has progressed due to the advancement of surveying equipment, the burden of daily work is heavy.
2) Daily report management of the number of dumpers is necessary, and the estimated amount of soil per vehicle is used.
3) The quantity of typical survey lines / altitudes is accurate, but the quantity in any shape (finished elevation is uneven) is an approximate quantity.
In consideration of daily work volume, etc., management was performed at the expense of accuracy, and construction management that satisfied efficiency and accuracy was not achieved.
本発明の課題は、ダム等の盛立工事において、最終出来形となる振動ローラの転圧後、その施工結果及び位置情報を可視化するだけでなく、施工した土量を自動算出できるようにすることである。 The object of the present invention is to not only visualize the construction result and position information but also automatically calculate the amount of soil constructed after rolling of the vibration roller, which is the final finished shape, in a dam construction work. That is.
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、
ダムや大規模造成の盛立工事現場を移動して転圧する振動ローラから送信される三次元座標による位置情報を取り込んで出来形情報を得る現場管理システムにおいて、
前記盛立工事現場を予め所定の単位面積ごとに分割された、工事開始前の前記三次元座標による基盤形状として設定しておき、
前記振動ローラから送信される前記所定の単位面積ごとの前記三次元座標による位置情報を取得し、その位置情報の標高データと前記工事開始前の基盤形状の標高データとの差に基づいて前記所定の単位面積ごとの体積を算出し、その算出した体積を前記振動ローラによる施工当日の転圧済みの施工範囲に応じ積算して、施工当日の当該時点までに現場に投入された土量を算定する、盛立工事における土量自動算定システムを特徴とする。
In order to solve the above problems, the invention described in claim 1
In the field management system to obtain the shape information by taking in the position information by the three-dimensional coordinates transmitted from the vibrating roller that moves and rolls on the dam or large-scale construction work,
The erection work site is divided in advance for each predetermined unit area, and set as a base shape by the three-dimensional coordinates before the start of construction,
Obtain location information from the three-dimensional coordinates of each of the predetermined unit area which is transmitted from the vibrating rollers, the predetermined based on a difference between elevation data of the work before starting base shape and elevation data of the location information The volume of each unit area is calculated, and the calculated volume is integrated according to the work range that has been rolled by the vibration roller on the day of construction, and the amount of soil that has been introduced to the site up to that point on the day of construction is calculated. It features an automatic soil volume calculation system for upright construction.
さらに、請求項１に記載の発明は、
前記盛立工事現場の法肩部において、
法肩から所定寸法離れた平坦部上に判定用境界線を設定して、その判定用境界線が設定された前記所定の単位面積ごとで所定の標高ごとにおける前記振動ローラによる施工当日の転圧済みの境界線の割合を、前記振動ローラによる施工当日の踏破率とする一方、
前記判定用境界線が設定された前記所定の単位面積ごとにおいて、前記判定用境界線より前記法肩側の工事完了まで投入が必要な土量を予め前記所定の標高ごとに所定の土量を単位ブロックとするブロック数量として算出しておき、
前記判定用境界線が設定された前記所定の単位面積ごとで前記所定の標高ごとにおいて、施工当日の前記踏破率に前記ブロック数量を掛けて、前記法肩部の施工当日の当該時点までに現場に投入された土量として算定することを特徴とする。
Furthermore, the invention of claim 1
In the shoulder of the erection work site,
A boundary line for determination is set on a flat part that is separated from the shoulder by a predetermined dimension , and rolling on the day of construction by the vibrating roller at a predetermined altitude for each predetermined unit area in which the boundary line for determination is set While the ratio of the completed boundary line is the breakthrough rate on the day of construction by the vibrating roller,
In each of the predetermined unit area which the judgment boundary line is set, the predetermined soil amount in advance for each of the predetermined altitude soil required amount charged from said judgment boundary line to completion of construction of the shoulder to the side Calculate the block quantity as a unit block,
Multiply the stepping rate on the construction day by the block quantity at the predetermined elevation for each of the predetermined unit areas where the judgment boundary is set, and by the current time on the construction day of the shoulder It is characterized in that it is calculated as the amount of soil thrown into.
請求項２に記載の発明は、
請求項１に記載の盛立工事における土量自動算定システムであって、
施工当日の前記踏破率が１００％で最高標高の前記判定用境界線の当該最高標高までの全ての土量である当該最高標高土量を算出しておき、
前記判定用境界線が設定された前記所定の単位面積ごとで前記所定の標高ごとにおいて、施工当日の前記踏破率が１００％を下回る前記判定用境界線については、当該標高より一つ前記所定の標高が低い判定用境界線の当該標高までの全ての土量である標高別土量を差し引いた上で、当該踏破率を乗じた値を当該標高土量として算出し、
前記判定用境界線が設定された前記所定の単位面積ごとで前記所定の標高ごとにおいて、前記当該最高標高土量及び当該標高土量を足し合わせて、前記法肩部の施工当日の当該時点までに現場に投入された最終的な土量として算定することを特徴とする。
The invention described in claim 2
An automatic soil volume calculation system in the erection work according to claim 1 ,
Calculate the highest altitude soil volume that is all the soil volume up to the highest altitude of the boundary line for judgment of the highest altitude when the traversing rate on the construction day is 100%,
For each of the predetermined altitudes for each predetermined unit area in which the determination boundary line is set, for the determination boundary line that has less than 100% of the stepping rate on the day of construction, the predetermined boundary line is one above the predetermined altitude. After subtracting the amount of soil by elevation, which is all the amount of soil up to the elevation of the boundary for judgment with low elevation, calculate the value multiplied by the stepping rate as the elevation soil amount,
At each predetermined elevation for each predetermined unit area where the judgment boundary is set, the maximum elevation soil volume and the elevation soil volume are added up to the current point on the construction day of the shoulder. It is characterized in that it is calculated as the final amount of soil thrown into the site.
請求項３に記載の発明は、
請求項２に記載の盛立工事における土量自動算定システムであって、
前記踏破率に予め下限しきい値と上限しきい値を設定しておき、
前記踏破率が前記下限しきい値を下回った場合は０％として扱い、
前記踏破率が前記上限しきい値を上回った場合は１００％として扱うことを特徴とする。
The invention according to claim 3
An automatic soil volume calculation system in the erection work according to claim 2 ,
A lower threshold value and an upper threshold value are set in advance for the traversing rate,
If the traversing rate falls below the lower threshold, treat it as 0%,
When the traversing rate exceeds the upper threshold, it is treated as 100%.
請求項４に記載の発明は、
請求項１から３のいずれか一項に記載の盛立工事における土量自動算定システムであって、
前記平坦部の転圧によって計測された標高と、前記平坦部の転圧作業後に法面整形など法面盛土部の施工の際の標高との差をオフセット値として設定しておき、
前記法面盛土部の施工の際は、前記計測された標高から前記オフセット値を差し引いて、前記法肩部の施工当日の当該時点までに現場に投入された土量を算定することを特徴とする。
The invention according to claim 4
A soil volume automatic calculation system in the erection work according to any one of claims 1 to 3 ,
Set the difference between the elevation measured by the rolling of the flat portion and the elevation at the time of construction of the slope embankment such as slope shaping after the rolling of the flat portion as an offset value,
When constructing the slope embankment part, subtract the offset value from the measured elevation, and calculate the amount of soil thrown into the site by the time of the construction day of the slope shoulder To do.
本発明によれば、ダム等の盛立工事において、最終出来形となる振動ローラの転圧後、その施工結果及び位置情報を可視化するだけでなく、施工した土量を自動算出することができる。 According to the present invention, in the uplifting work of a dam or the like, after rolling the vibration roller as a final finished shape, not only the construction result and the position information can be visualized, but also the amount of construction soil can be automatically calculated. .
以下、図を参照して本発明を実施するための形態を詳細に説明する。
（概要）
ダムや大規模造成の盛立工事において、最終出来形となる振動ローラの転圧後、その施工結果及び位置情報を可視化するだけでなく、取得した位置データ（ｘ，ｙ，ｚ）を初期値（基盤）と比較して、土量を柱状化し累計することで、出来形測定を実施せず、作業の省力化を図りながら、その日の施工量を自動算出できる「土量自動算定システム」である。
土量自動算定は、主に平坦部の算出と、法肩部の算出とに分けられる。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(Overview)
In the uplifting work of dams and large-scale construction, after rolling the vibration roller, which is the final work shape, not only visualize the construction results and position information, but also the acquired position data (x, y, z) as initial values Compared to (base), the soil volume is columnarized and accumulated, so the “Soil volume automatic calculation system” that can automatically calculate the amount of work for the day is performed without saving the work shape and saving labor. is there.
The automatic soil volume calculation is mainly divided into the calculation of the flat part and the calculation of the shoulder part.
Ａ．平坦部の算出方法
１）事前に「基盤形状」として座標（ｘ，ｙ，ｚ０）を持ったメッシュ（例えば５０ｃｍ×５０ｃｍ）にしておく。
２）重機からフィードバックされてくるメッシュごとの位置データ（ｘ，ｙ，ｚ１が任意）を取得する。
３）取得データ（ｚ１）と基盤データ（ｚ０）の差を立方体体積として、施工範囲のメッシュ体積を総和する。
４）「前日の総和」と「当日の総和」の差が当日の施工数量となる。
A. Flat part calculation method 1) A mesh (for example, 50 cm × 50 cm) having coordinates (x, y, z0) is previously set as a “base shape”.
2) Acquire position data (x, y, z1 is arbitrary) for each mesh fed back from the heavy machinery.
3) Using the difference between the acquired data (z1) and the base data (z0) as the cubic volume, sum the mesh volume in the construction range.
4) The difference between the “sum of the previous day” and the “sum of the day” is the construction quantity for the day.
Ｂ．法肩部の算出方法
１）法肩部は振動ローラが安全上端部まで施工できないことから、踏破率により土量を算出する。
２）法肩から平行に任意の寸法、例えば３ｍ離れた盛土上に判定用境界線を設定して、判定用境界線における転圧済みの境界線の割合を踏破率とする。
３）事前に判定用境界線より法肩側のブロック数量を標高ごとに算出しておく。
４）踏破率×ブロック数量で法肩部の土量として計上し、平坦部の土量と合計して算出する。
５）しきい値を設定することで、ＧＰＳ不良等の外れ値を計上しないように考慮する。
６）法肩部の施工は、法面整形など転圧作業後に施工することを考慮して、Ｎ−１層のブロック数量を用いる。
B. Method for calculating the shoulder 1) Since the vibrating shoulder cannot be constructed up to the safe upper end of the shoulder, the soil volume is calculated based on the traversing rate.
2) A boundary line for determination is set on an embankment that is parallel to the shoulder of the shoulder, for example, 3 m away, and the ratio of the boundary line that has been compacted in the boundary line for determination is taken as the trait rate.
3) The block quantity on the shoulder side from the judgment boundary line is calculated in advance for each elevation.
4) Calculate the sum of the amount of soil in the flat shoulder and the total amount of soil in the flat section by the stepping rate x the number of blocks.
5) Consider setting the threshold value so that outliers such as GPS defects are not counted.
6) For the construction of the slope shoulder, the block quantity of the N-1 layer is used in consideration of construction after the rolling work such as slope shaping.
（実施形態）
図１は本発明を適用した現場管理システムの一実施形態を示すもので、例えばダム堤体の施工において、図示のように、管理事務所１の管理ＰＣ２及びデータサーバ３と、ブルドーザ４と、振動ローラ５と、図示しないバックホウと、ＧＮＳＳ移動局６と、ＧＮＳＳ基準局７と、各所に設置された図示しないアクセスポイントとが、現場内の無線ＬＡＮ８でデータ通信可能に接続されている。
すなわち、ブルドーザ４、振動ローラ５、及びバックホウには、図示しないモニタ、無線ＬＡＮ通信用アンテナ、及びＧＮＳＳ受信用アンテナがそれぞれ搭載されている。なお、ブルドーザ４には傾斜計も搭載されている。また、バックホウには、バケットセンサ、アームセンサ、及びブームセンサも搭載されている。
(Embodiment)
FIG. 1 shows an embodiment of a field management system to which the present invention is applied. For example, in the construction of a dam body, as shown in the figure, a management PC 2 and a data server 3 of a management office 1, a bulldozer 4, A vibrating roller 5, a backhoe (not shown), a GNSS mobile station 6, a GNSS reference station 7, and an access point (not shown) installed at various locations are connected to each other via a wireless LAN 8 in the field so that data communication is possible.
That is, a monitor, a wireless LAN communication antenna, and a GNSS reception antenna (not shown) are mounted on the bulldozer 4, the vibration roller 5, and the backhoe, respectively. The bulldozer 4 is also equipped with an inclinometer. Further, a bucket sensor, an arm sensor, and a boom sensor are also mounted on the backhoe.
この現場管理システムにおいて、具体的には、
１）ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）を利用した振動ローラ５の転圧回数管理、
２）ブルドーザ４のＭＧ（マシンガイダンス）を利用した敷均し、
３）バックホウのＭＧを利用した法面整形、
４）ＧＮＳＳ移動局６による位置出し、出来形測量、
５）転圧回数・盛立土量など、日々の帳票作成の自動化、
が行われる。
In this field management system, specifically,
1) Management of the number of rolling times of the vibrating roller 5 using GNSS (Global Navigation Satellite System),
2) Leveling using MG (machine guidance) of bulldozer 4,
3) Slope shaping using backhoe MG,
4) Positioning by GNSS mobile station 6, completed survey,
5) Automation of daily form creation, such as the number of rolling and embankment volume,
Is done.
すなわち、ブルドーザ４のＭＧシステムにより、丁張レス施工、均一な敷均し厚が管理される。 That is, the MG system of the bulldozer 4 manages the tensionless construction and the uniform spread thickness.
そして、振動ローラ５のＧＰＳ締固め管理システムにより、締固め回数が管理され、さらに、αシステムにより、振動ローラ加速度応答による面的な地盤剛性が評価される。 Then, the number of compactions is managed by the GPS compaction management system of the vibration roller 5, and the surface ground rigidity due to the vibration roller acceleration response is evaluated by the α system.
また、ＧＮＳＳ移動局６等を用いたＧＰＳ測量により、詳細が測量され、出来形データが得られる。 Further, the details are measured by GPS surveying using the GNSS mobile station 6 or the like, and ready-made data is obtained.
さらに、管理ＰＣ２及びデータベース３の３Ｄ−ＣＡＤによる統合ＤＢシステムにより、施工指示データ、品質管理データ、出来高管理データ、各種帳票類作成が行われる。 Furthermore, construction instruction data, quality management data, volume management data, and various forms are created by an integrated DB system based on 3D-CAD in the management PC 2 and the database 3.
そして、施工指示データ・施工実績データ・ＧＮＳＳ補正データ等の情報は、全て無線ＬＡＮ８を介して送受信して、堤体全域＋αをカバーしている。
以上の現場管理システムによる処理を以下に説明する。
And information, such as construction instruction data, construction results data, and GNSS correction data, is all transmitted and received via wireless LAN 8, and covers the entire bank body + α.
The process by the above field management system is demonstrated below.
１）ＧＮＳＳを利用した振動ローラ５の転圧回数管理
振動ローラ５による転圧回数が可視化されて、転圧対象ＥＬ（標高）の平面図やゾーン境界線が背景図として表示される。これにより、ゾーン境界部、盛土端部、先行・後行ジョイント部等の踏み残し防止が図れる。
1) Management of the number of times of rolling of the vibrating roller 5 using GNSS The number of times of rolling by the vibrating roller 5 is visualized, and a plan view and a zone boundary line of the rolling target EL (elevation) are displayed as a background diagram. As a result, it is possible to prevent unstepped portions such as zone boundary portions, embankment edge portions, leading / following joint portions, and the like.
２）ブルドーザＭＧを利用した敷均し
ブルドーザ４による設定高からの高低が可視化されて、ゾーン境界線が背景図として表示される。これにより、撒出し厚、ゾーン境界の測量レスが図れ、敷均し施工の効率化、高精度化が図れる。
2) Leveling using the bulldozer MG The level from the set height by the bulldozer 4 is visualized, and the zone boundary line is displayed as a background diagram. As a result, it is possible to reduce the overhang thickness and zone boundary surveying, and to improve the efficiency and accuracy of the leveling work.
３）バックホウＭＧを利用した法面整形
バックホウによる設計形状からの高低が可視化される。これにより、丁張レス、法面整形の効率化が図れる。
3) Slope correction using the backhoe MG The height from the design shape by the backhoe is visualized. As a result, it is possible to improve the efficiency of less stringing and slope shaping.
４）ＧＮＳＳ移動局６による位置出し、出来形測量
測量業務の労力低減が図れる。
4) Positioning by GNSS mobile station 6, completed surveying The labor of surveying work can be reduced.
５‐１）帳票作成の自動化（日報）
日毎の施工結果平面図が自動作成される。
従って、簡易なカスタマイズで他地点へ適用可となる。
5-1) Automation of form creation (daily report)
A daily construction result plan is automatically created.
Therefore, it can be applied to other points with simple customization.
５‐２）帳票作成の自動化（土量自動算出システム） 5-2) Automation of form creation (automatic soil volume calculation system)
図２は本発明の土量自動算定システムによる盛立工事の土量算出を説明するもので、所定の単位面積ごと、すなわち、図示のように、５０ｃｍ×５０ｃｍのメッシュごとに対応した施工結果の位置情報から求められる土柱体積を積算し、土量を自動算出する。
なお、盛土、切土に適用可である。
FIG. 2 explains the soil volume calculation of the upright construction by the automatic soil volume calculation system of the present invention. The construction result corresponding to each predetermined unit area, that is, each 50 cm × 50 cm mesh as shown in the figure. The soil volume is calculated from the position information, and the soil volume is automatically calculated.
It can be applied to fill and cut.
図３は帳票作成の自動化として日報例を示した図表である。
図示のように、日盛立数量と累計盛立数量が表示される。
FIG. 3 is a chart showing an example of a daily report as an automated form creation.
As shown in the figure, the daily accumulation quantity and the cumulative accumulation quantity are displayed.
図４は図２に対応する盛立工事のメッシュ例及び位置情報の取得を説明するもので、振動ローラ転圧後、図示のように、取得した位置データ（ｘ，ｙ，ｚ）を活用して出来形測定の省力化を図る。 FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the mesh for the erection work corresponding to FIG. 2 and the acquisition of the position information. After the vibration roller is pressed, the acquired position data (x, y, z) is utilized as shown in the figure. To save labor in measuring the finished product.
図５は位置データから得られる面データ例を示した平面図である。 FIG. 5 is a plan view showing an example of surface data obtained from position data.
図６は基盤形状と取得データの仕上がり面の関係を示したもので、図示のように、メッシュごとに分割された基盤形状に対し、取得データの仕上がり面との差に基づいて、すべての取得データについて基盤データとの差分から体積を算出する。 FIG. 6 shows the relationship between the base shape and the finished surface of the acquired data. As shown in the figure, for the base shape divided for each mesh, all acquisitions are performed based on the difference from the finished surface of the acquired data. The volume is calculated from the difference between the data and the base data.
（平坦部の算出方法）
１）事前に「基盤形状」として座標（ｘ，ｙ，ｚ０）を持ったメッシュ（５０ｃｍ×５０ｃｍ）にしておく。
２）重機（振動ローラ５）からフィードバックされてくるメッシュごとの位置データ（ｘ，ｙ，ｚ１が任意）を取得する。
３）取得データ（ｚ１）と基盤データ（ｚ０）の差を立方体体積として、施工範囲のメッシュ体積を総和する。
４）「前日の総和」と「当日の総和」の差が当日の施工数量となる。
(Calculation method of flat part)
1) A mesh (50 cm × 50 cm) having coordinates (x, y, z0) is previously set as a “base shape”.
2) Acquire position data (x, y, z1 is arbitrary) for each mesh fed back from the heavy machine (vibrating roller 5).
3) Using the difference between the acquired data (z1) and the base data (z0) as the cubic volume, sum the mesh volume in the construction range.
4) The difference between the “sum of the previous day” and the “sum of the day” is the construction quantity for the day.
図７は法肩部の判定用境界線を示したもので、図示のように、法肩部は振動ローラ５が安全上、端部まで施工できないことから、踏破率により土量を算出する。 FIG. 7 shows a judgment boundary line of the shoulder portion. As shown in the figure, the shoulder portion calculates the soil volume based on the trawling rate because the vibration roller 5 cannot be constructed to the end for safety.
（法肩部の算出方法１）
１）法肩から平行に３ｍ（任意）離れた盛土上に判定用境界線を設定して、判定用境界線における転圧済みの境界線の割合を踏破率とする。
２）事前に判定用境界線より法肩側の土量を標高ごとにブロック数量として算出しておく。
３）踏破率×ブロック数量で法肩部の土量として計上し、平坦部の土量と合計して算出する。
(Calculation method 1 for the shoulder)
1) A boundary line for determination is set on a bank that is 3 m (arbitrary) away from the shoulder in parallel, and the ratio of the boundary line that has been pressed in the boundary line for determination is defined as the traversing rate.
2) The amount of soil on the shoulder side from the judgment boundary line is calculated in advance as a block quantity for each altitude.
3) Calculate the sum of the amount of soil in the flat shoulder and the amount of soil in the shoulder portion by the crossing rate x the number of blocks.
図８は判定用境界線で一般部と法肩部の分離例を示したものである。 FIG. 8 shows an example of separation of the general part and the shoulder part at the judgment boundary line.
図９は踏破率を説明する図表である。
図示のように、踏破率は、判定用境界線における転圧済みの境界線の割合となる。
また、図示例においては、境界線判定による土量算出では、標高１０ｃｍごとの判定用境界線について踏破率を算出する。
FIG. 9 is a chart explaining the traversing rate.
As shown in the figure, the traversing rate is the ratio of the boundary line that has already been pressed in the boundary line for determination.
Further, in the illustrated example, in the soil volume calculation by the boundary line determination, the traversing rate is calculated for the determination boundary line at an altitude of 10 cm.
図１０は踏破率を例示したもので、図示のように、土量算出には、まず、踏破率１００％且つ最高標高の判定用境界線の標高別土量を算出する。
そして、踏破率１００％を下回る判定用境界線については、一つ標高が低い判定用境界線の標高別土量を差し引いた上で、踏破率を乗じた値を土量として算出する。これらを足し合わせ最終的な土量として計上する。
FIG. 10 shows an example of the traversing rate. As shown in the figure, for calculating the soil volume, first, the soil volume according to the altitude of the boundary line for determining the traversing rate of 100% and the highest altitude is calculated.
And about the boundary line for determination which falls below 100%, the value which multiplied the stepping rate is calculated as a soil volume after subtracting the soil volume according to the elevation of the boundary line for determination with one low altitude. These are added up and recorded as the final soil volume.
図１１は図１０に対応する土量の算出を示した図表である。
図示のように、標高別土量は、その標高までの全ての土量であるため、１０ｃｍ分の土量を知るにはひとつ下の標高別土量との差分を計算する必要がある。
FIG. 11 is a chart showing the calculation of soil volume corresponding to FIG.
As shown in the figure, since the soil volume by elevation is all the soil volumes up to that elevation, it is necessary to calculate the difference from the soil volume by elevation one level below to know the soil volume for 10 cm.
（法肩部の算出方法２）
図１２は踏破率の外れ値及び欠落・計測不能を例示したものである。
図示のように、ＧＰＳ不良等の外れ値や欠落・計測不能を計上しないように考慮して、しきい値を設定する。
(Method 2 for calculating the shoulder)
FIG. 12 exemplifies the outlier of the stepping rate and missing / impossible measurement.
As shown in the figure, the threshold value is set in consideration of not accounting for outliers such as GPS defects or missing / impossible measurements.
図１３は図１２に対応するしきい値例との関係を示した図表である。
図示例は、下限しきい値５％、上限しきい値９０％の場合である。
この場合、踏破率２％、３％、４％は、下限のしきい値５％を下回ったため、０％として扱われる。
また、踏破率９２％、９８％は、上限のしきい値９０％を上回ったため、１００％として扱われる。
FIG. 13 is a chart showing a relationship with threshold examples corresponding to FIG.
In the illustrated example, the lower threshold value is 5% and the upper threshold value is 90%.
In this case, the traversing rates 2%, 3%, and 4% are treated as 0% because they are below the lower threshold value 5%.
Further, the traversing rates of 92% and 98% are treated as 100% because they exceed the upper threshold value of 90%.
（法肩部の算出方法３）
図１４は法面整形など法面盛土部の施工の際の層の相違を示したもので、図示のように、法面盛土部の施工は、平坦部の転圧作業後に実施するため、リフト厚の設定及びＮ−１層のブロック数量を計上する。
そして、平坦部のロック材等の一般盛土材はリップ材等の法面盛土材よりも先に施工されるため、転圧によって計測された標高と、法面盛土材の標高には差が生じる。その差をオフセット値として、標高に対して設定しておき、法面盛土材の土量算出の際には、オフセットされた標高を使用することで、正しい土量を算出する。
(Method 3 for calculating the shoulder)
FIG. 14 shows the difference of layers in the construction of the slope embankment such as slope shaping. As shown in the figure, the slope embankment is constructed after the rolling operation of the flat portion. The thickness setting and the block quantity of the N-1 layer are counted.
And since the general embankment material such as the rock material of the flat part is constructed before the slope embedding material such as the lip material, there is a difference between the altitude measured by rolling and the altitude of the slope embankment material. . The difference is set as an offset value with respect to the altitude, and when calculating the volume of the slope embankment material, the correct altitude is calculated by using the offset altitude.
図１５は図１４に対応する計測された標高からオフセット値を差し引いて法面盛土材（リップ材）の土量算出に使われる標高の例を示した図表である。 FIG. 15 is a chart showing an example of the altitude used for calculating the amount of slope fill material (lip material) by subtracting the offset value from the measured altitude corresponding to FIG.
以上、実施形態によれば、盛立工事現場を予め所定の単位面積に分割された基盤形状として設定しておき、振動ローラ５から送信される単位面積ごとの三次元座標による位置情報（ｘ，ｙ，ｚ）を取得し、その位置情報の標高データ（ｚ１）と基盤形状の標高データ（ｚ０）との差に基づいて単位面積ごとの体積を算出し、その体積を施工範囲に応じ積算して土量を算定するので、ダム等の盛立工事において、最終出来形となる振動ローラの転圧後、その施工結果及び位置情報を可視化するだけでなく、施工した土量を自動算出することができる。 As described above, according to the embodiment, the erection work site is set in advance as a base shape divided into predetermined unit areas, and the positional information (x, y, z) is obtained, the volume for each unit area is calculated based on the difference between the elevation data (z1) of the position information and the elevation data (z0) of the base shape, and the volume is integrated according to the construction range. Therefore, in the uplifting work such as dams, after rolling the vibration roller, which will be the final product, not only visualize the construction result and position information, but also automatically calculate the construction volume. Can do.
そして、法肩部においては、法肩から所定寸法離れた平坦部上に判定用境界線を設定して、その判定用境界線における振動ローラ５による転圧済みの境界線の割合を踏破率とする一方、判定用境界線より法肩側の土量を予め標高ごとにブロック数量として算出しておき、踏破率にブロック数量を掛けて法肩部の土量として算定するので、振動ローラ５が端部まで施工できない法肩部の土量を自動算出することができる。 In the shoulder portion, a determination boundary line is set on a flat portion that is a predetermined dimension away from the shoulder portion, and the ratio of the boundary line that has been compressed by the vibrating roller 5 in the determination boundary line is defined as the breakthrough rate. On the other hand, the amount of soil on the shoulder side from the boundary for determination is calculated in advance as a block quantity for each altitude, and is calculated as the amount of soil on the shoulder portion by multiplying the passing rate by the block quantity. The amount of soil on the shoulder that cannot be constructed up to the edge can be automatically calculated.
さらに、踏破率が１００％で最標高の判定用境界線の標高別土量を算出しておき、踏破率が１００％を下回る判定用境界線については、一つ標高が低い判定用境界線の標高別土量を差し引いた上で、当該踏破率を乗じた値を土量として算出し、これら土量を足し合わせて最終的な土量として算定するので、法肩部の土量の算出誤差を少なくすることができる。 Further, the amount of soil according to the altitude of the boundary line for determination with the highest altitude is calculated with a traversing rate of 100%. For the boundary line for determining with a traversing rate lower than 100%, one judgment boundary line with a lower altitude is calculated. After subtracting the soil volume by altitude, the value obtained by multiplying the above trawl rate is calculated as the soil volume, and these soil volumes are added together to calculate the final soil volume. Can be reduced.
さらに、踏破率に予め下限しきい値と上限しきい値を設定しておき、踏破率が下限しきい値を下回った場合は０％として扱い、踏破率が上限しきい値を上回った場合は１００％として扱うので、ＧＰＳ不良等の外れ値や欠落・計測不能を計上しないようにして、法肩部の土量の算出誤差を少なくすることができる。 Furthermore, a lower threshold and an upper threshold are set in advance for the trawl rate. If the trawl rate falls below the lower threshold, it is treated as 0%. If the trawl rate exceeds the upper threshold, Since it is handled as 100%, it is possible to reduce the calculation error of the amount of soil at the shoulder portion by not accounting for outliers such as GPS defects or missing / impossible measurements.
また、平坦部の転圧によって計測された標高と、平坦部の転圧作業後に法面整形など法面盛土部の施工の際の標高との差をオフセット値として設定しておき、法面盛土部の施工の際は、計測された標高からオフセット値を差し引いて土量を算定するので、法面盛土材の土量を正しく算出することができる。
従って、施工が完了していない箇所の過度な土量計上を防止でき、より精度の高い土量算出が可能となる。
In addition, the difference between the elevation measured by the rolling of the flat part and the elevation at the time of construction of the slope embankment such as slope shaping after the rolling of the flat part is set as an offset value, Since the amount of soil is calculated by subtracting the offset value from the measured elevation, the amount of slope fill material can be correctly calculated.
Accordingly, it is possible to prevent an excessive amount of soil from being recorded at a location where the construction has not been completed, and to calculate the amount of soil with higher accuracy.
（変形例）
以上の実施形態の他、具体的な手法等について適宜に変更可能であることは勿論である。
(Modification)
In addition to the above-described embodiments, it is needless to say that specific methods and the like can be appropriately changed.
１ 管理事務所
２ 管理ＰＣ
３ データサーバ
４ ブルドーザ
５ 振動ローラ
６ ＧＮＳＳ移動局
７ ＧＮＳＳ基準局
８ 無線ＬＡＮ
1 management office 2 management PC
3 Data server 4 Bulldozer 5 Vibrating roller 6 GNSS mobile station 7 GNSS reference station 8 Wireless LAN
Claims (4)
前記盛立工事現場を予め所定の単位面積ごとに分割された、工事開始前の前記三次元座標による基盤形状として設定しておき、
前記振動ローラから送信される前記所定の単位面積ごとの前記三次元座標による位置情報を取得し、その位置情報の標高データと前記工事開始前の基盤形状の標高データとの差に基づいて前記所定の単位面積ごとの体積を算出し、その算出した体積を前記振動ローラによる施工当日の転圧済みの施工範囲に応じ積算して、施工当日の当該時点までに現場に投入された土量を算定する、盛立工事における土量自動算定システムであって、
前記盛立工事現場の法肩部において、
法肩から所定寸法離れた平坦部上に判定用境界線を設定して、その判定用境界線が設定された前記所定の単位面積ごとで所定の標高ごとにおける前記振動ローラによる施工当日の転圧済みの境界線の割合を、前記振動ローラによる施工当日の踏破率とする一方、
前記判定用境界線が設定された前記所定の単位面積ごとにおいて、前記判定用境界線より前記法肩側の工事完了まで投入が必要な土量を予め前記所定の標高ごとに所定の土量を単位ブロックとするブロック数量として算出しておき、
前記判定用境界線が設定された前記所定の単位面積ごとで前記所定の標高ごとにおいて、施工当日の前記踏破率に前記ブロック数量を掛けて、前記法肩部の施工当日の当該時点までに現場に投入された土量として算定することを特徴とする盛立工事における土量自動算定システム。 In the field management system to obtain the shape information by taking in the position information by the three-dimensional coordinates transmitted from the vibrating roller that moves and rolls on the dam or large-scale construction work,
The erection work site is divided in advance for each predetermined unit area, and set as a base shape by the three-dimensional coordinates before the start of construction,
Obtain location information from the three-dimensional coordinates of each of the predetermined unit area which is transmitted from the vibrating rollers, the predetermined based on a difference between elevation data of the work before starting base shape and elevation data of the location information The volume of each unit area is calculated, and the calculated volume is integrated according to the work range that has been rolled by the vibration roller on the day of construction, and the amount of soil that has been introduced to the site up to that point on the day of construction is calculated. An automatic soil volume calculation system for erection work,
In the shoulder of the erection work site,
A boundary line for determination is set on a flat part that is separated from the shoulder by a predetermined dimension, and rolling on the day of construction by the vibrating roller at a predetermined altitude for each predetermined unit area in which the boundary line for determination is set While the ratio of the completed boundary line is the breakthrough rate on the day of construction by the vibrating roller,
For each predetermined unit area for which the determination boundary line is set, a predetermined amount of soil for each predetermined altitude is set in advance for the amount of soil that needs to be input from the determination boundary line until the construction on the shoulder side is completed. Calculate the block quantity as a unit block,
Multiply the stepping rate on the construction day by the block quantity at the predetermined elevation for each of the predetermined unit areas where the judgment boundary is set, and by the current time on the construction day of the shoulder Automatic soil volume calculation system for upright construction, characterized by calculating the amount of soil thrown into the ground .
前記判定用境界線が設定された前記所定の単位面積ごとで前記所定の標高ごとにおいて、施工当日の前記踏破率が１００％を下回る前記判定用境界線については、当該標高より一つ前記所定の標高が低い判定用境界線の当該標高までの全ての土量である標高別土量を差し引いた上で、当該踏破率を乗じた値を当該標高土量として算出し、
前記判定用境界線が設定された前記所定の単位面積ごとで前記所定の標高ごとにおいて、前記当該最高標高土量及び当該標高土量を足し合わせて、前記法肩部の施工当日の当該時点までに現場に投入された最終的な土量として算定することを特徴とする請求項１に記載の盛立工事における土量自動算定システム。 Calculate the highest altitude soil volume that is all the soil volume up to the highest altitude of the boundary line for judgment of the highest altitude when the traversing rate on the construction day is 100%,
For each of the predetermined altitudes for each predetermined unit area in which the determination boundary line is set, for the determination boundary line that has less than 100% of the stepping rate on the day of construction, the predetermined boundary line is one above the predetermined altitude. After subtracting the amount of soil by elevation, which is all the amount of soil up to the elevation of the boundary for judgment with low elevation, calculate the value multiplied by the stepping rate as the elevation soil amount,
At each predetermined elevation for each predetermined unit area where the judgment boundary is set, the maximum elevation soil volume and the elevation soil volume are added up to the current point on the construction day of the shoulder. The automatic soil volume calculation system for upright construction according to claim 1, wherein the final soil volume input to the site is calculated.
前記踏破率が前記下限しきい値を下回った場合は０％として扱い、
前記踏破率が前記上限しきい値を上回った場合は１００％として扱うことを特徴とする請求項２に記載の盛立工事における土量自動算定システム。 A lower threshold value and an upper threshold value are set in advance for the traversing rate,
If the traversing rate falls below the lower threshold, treat it as 0%,
The soil volume automatic calculation system according to claim 2, wherein when the trawling rate exceeds the upper limit threshold, it is treated as 100% .
前記法面盛土部の施工の際は、前記計測された標高から前記オフセット値を差し引いて、前記法肩部の施工当日の当該時点までに現場に投入された土量を算定することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の盛立工事における土量自動算定システム。 Set the difference between the elevation measured by the rolling of the flat portion and the elevation at the time of construction of the slope embankment such as slope shaping after the rolling of the flat portion as an offset value,
When constructing the slope embankment part, subtract the offset value from the measured elevation, and calculate the amount of soil thrown into the site by the time of the construction day of the slope shoulder The soil volume automatic calculation system in the upright construction according to any one of claims 1 to 3 .
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