WO2023074585A1 - 施工統括システム、施工統括方法及び施工統括プログラム - Google Patents
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- WO2023074585A1 WO2023074585A1 PCT/JP2022/039368 JP2022039368W WO2023074585A1 WO 2023074585 A1 WO2023074585 A1 WO 2023074585A1 JP 2022039368 W JP2022039368 W JP 2022039368W WO 2023074585 A1 WO2023074585 A1 WO 2023074585A1
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- B66C23/00—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes
Definitions
- the present invention relates to a construction supervision system, a construction supervision method, and a construction supervision program.
- tower cranes are used for the construction of large buildings, high-rise buildings, and high-rise condominiums, and the tower cranes lift and move building materials in the horizontal direction.
- a tower crane is provided with an operator's cab, and the operator operates buttons and levers in the operator's cab to operate the hoisting device to hoist the suspension wire and the hoisting device to raise and lower the jib. or operate the swing device to swing the jib.
- a tower crane remote control system has been developed that can be operated from a remote location, even if it is not in the operator's cab of the tower crane.
- the tower crane remote control system is designed to reproduce on the ground the same environment as operating in the operator's cab of the tower crane.
- Patent Document 1 There is also a technology related to an automatic operation system for tower cranes that automatically controls tower cranes using a control device or the like (see Patent Document 1, for example).
- the automatic operation system for tower cranes described in Patent Document 1 is configured so that receivers capable of continuous satellite positioning are provided at the top of the tower, the tip of the jib, and the hook block so that their positional relationships can be measured in real time.
- a control device automatically raises and lowers the jib (including hoisting) and turns the revolving body while properly displaying the plan view and three-dimensional view of the design drawing of the building.
- the operator confirms the plan view and the three-dimensional view of the design drawing of the building displayed on the screen, and determines the installation position of the building member (load). Then, touch the determined installation position on the screen. Then, based on the operator's touch, the control device automatically raises and lowers the jib and turns the revolving body.
- an object of the present invention is to provide a construction control system, a construction control method, and a construction control program that appropriately support automatic operation of cranes.
- a construction supervising system is a construction supervising system that manages automatic operation of a crane, and is a body control system that controls the operation of the crane based on first plan information including at least installation coordinates of construction members.
- a system control unit that controls the jig, a position information acquisition unit that acquires position information of the construction member attached to the jig attached to the crane, and a jig based on the operation status of the crane notified from the machine control system.
- a jig control system is controlled so as to operate the jig.
- the system control unit controls the machine body control system based on the first plan information
- the position information acquisition unit acquires position information of the construction member attached to the jig attached to the crane
- the jig operation determination unit determines whether or not to operate the jig based on the operation status of the crane notified from the machine body control system. Then, when the jig operation determination unit determines to operate the jig, the system control unit controls the jig control system to operate the jig based on the second plan information and the position information of the construction member. Control.
- the system control unit can control the jig control system so as to operate the jig appropriately at an appropriate timing based on the operation status of the crane. As a result, it is possible to appropriately support the automatic operation of the crane including the jig.
- system control unit may control the jig control system to prohibit the jig from operating when the jig operation determining unit determines not to operate the jig.
- the system control unit controls the jig control system so as to prohibit the operation of the jig.
- Accidents such as collisions with members, workers, work vehicles and other buildings can be reduced.
- the jig operation determination unit may determine that the jig should be operated when the construction member attached to the jig is in the safe area.
- the jig operation determination unit determines to operate the jig when the construction member attached to the jig is in the safe area.
- a fixture control system can be controlled to operate the
- the jig operation determination unit may determine that the jig should be operated when the crane rises to a predetermined position based on the first planning information.
- the jig operation determination unit determines that the jig is to be operated when the crane rises to the predetermined position based on the first plan information.
- the jig control system can be controlled so as to operate the jig after more specifically ensuring safety based on the size, shape, blueprints of the building, and the like.
- the jig operation determination unit may determine that the jig is to be operated when the construction member attached to the jig exceeds the frame during construction due to the lifting of the crane.
- the jig operation determination unit determines that the jig is to be operated when the construction member attached to the jig exceeds the frame during construction due to the lifting of the crane.
- the jig control system can be controlled to operate the jig while reducing collisions with the frame during construction and more specifically ensuring safety.
- the position information acquisition unit may acquire information regarding the position and direction of the construction member attached to the jig by at least two sensors.
- the position information acquisition unit acquires information about the position and direction of the construction member attached to the jig from at least two sensors, the position and direction of the construction member can be appropriately grasped. can be done. Then, the rotation angle from the position and direction of the construction member to the target installation direction of the construction member can be calculated, and the jig control system can be controlled to operate the jig based on the rotation angle. can. As a result, the construction member can be installed in an appropriate position and direction.
- At least two sensors may be attached to the jig.
- the sensors since at least two sensors are attached to the jig, when the suspension member needs to be replaced or when no suspension member is used, the sensors do not need to be replaced each time, improving work efficiency. can be achieved.
- the at least two sensors may be attached to a suspension member provided between the jig and the construction member.
- the position information of the construction member can be obtained with high accuracy.
- At least two sensors may be attached to the construction member.
- the building information acquisition unit acquires building information including information on the design drawing of the building to be constructed, the construction members, and the construction plan; and the first plan including at least the installation coordinates of the construction members based on the building information.
- a plan information generation unit that generates second plan information including information and at least the installation direction of the construction member, wherein the system control unit controls the aircraft control system based on the first plan information generated by the plan information generation unit may be controlled, and the jig control system may be controlled based on the second plan information generated by the plan information generation unit and the position information of the construction member acquired by the position information acquisition unit.
- the building information acquisition unit that acquires the building information, and based on the building information, generate the first plan information including at least the installation coordinates of the construction members and the second plan information including at least the installation direction of the construction members. Since the system further includes a plan information generation unit, it is possible to comprehensively and appropriately support the automatic operation of the crane, including information management and construction plan generation, as a construction control system.
- a construction supervision method is a construction supervision method executed by a construction supervision system that manages automatic operation of a crane, and comprises: A machine control step for controlling a machine control system that controls the movement, a position information acquisition step for acquiring position information of construction members attached to jigs attached to the crane, and the operation status of the crane notified from the machine control system. and a second plan including at least the installation direction of the construction member if it is determined to operate the jig in the jig operation determination step. and a jig control step of controlling a jig control system for controlling the operation of the jig to operate the jig based on the information and the positional information of the construction member acquired in the positional information acquisition step.
- the machine body control system is controlled based on the first plan information, and in the position information acquisition step, the position information of the construction member attached to the jig attached to the crane is acquired,
- the jig operation determination step it is determined whether or not to operate the jig based on the operation status of the crane notified from the body control system.
- the jig control step when it is determined in the jig operation determination step that the jig is to be operated, the jig control system is configured to operate the jig based on the second plan information and the position information of the construction member. to control.
- the jig control system can be controlled so as to operate the jig appropriately at an appropriate timing based on the operation status of the crane.
- a construction supervision program is a construction supervision program that causes a computer to execute a construction supervision method for managing automatic operation of a crane, the crane based on first plan information including at least installation coordinates of construction members.
- a machine control step for controlling a machine body control system that controls the operation of the crane, a position information acquisition step for acquiring position information of construction members attached to a jig attached to the crane, and a crane movement notified from the machine body control system.
- a jig operation determination step for determining whether or not to operate the jig; a jig control step of controlling a jig control system for controlling the operation of the jig so as to operate the jig based on the plan information and the position information of the construction member acquired in the position information acquisition step; do.
- the machine body control system is controlled based on the first plan information, and in the position information acquisition step, the position information of the construction member attached to the jig attached to the crane is acquired,
- the jig operation determination step it is determined whether or not to operate the jig based on the operation status of the crane notified from the body control system.
- the jig control step when it is determined in the jig operation determination step that the jig is to be operated, the jig control system is configured to operate the jig based on the second plan information and the position information of the construction member. to control.
- the jig control system can be controlled so as to operate the jig appropriately at an appropriate timing based on the operation status of the crane.
- FIG. 10 shows an example of mounting two mobile stations (sensors) on a construction member to monitor the direction and position of the construction member by using GNSS.
- FIG. 4 is a flow chart showing the flow of processing of a construction supervising method M100 executed by the construction supervising system 100 according to one embodiment of the present invention. It is a figure which shows the other specific example in which a construction member is hung by the jig
- FIG. 1 is a system overview showing an overview of a construction control system 100 according to one embodiment of the present invention.
- a construction supervising system 100 transmits and receives data to and from a machine body control system 20 and a jig control system 30, which are separate systems from the construction supervising system 100, thereby controlling a crane and a swing device attached to the crane. control behavior.
- the aircraft control system 20 controls the operation (automatic operation) of the crane, and the construction management system 100 supports the operation of the crane via the aircraft control system 20.
- Cranes controlled by the machine control system 20 are typically tower cranes, but are not limited thereto, and examples thereof include gantry cranes, overhead cranes, port container cranes, barge cranes on ships, and the like. It doesn't matter if it is.
- the jig control system 30 controls the operation (automatic operation) of jigs associated with the crane, and the construction control system 100 controls the operation of the crane, including the operation of jigs, via the jig control system 30.
- the jig controlled by the jig control system 30 is typically a turning device such as a horizontal rotating jig attached to a tower crane, but is not limited to this, and may be other jigs. It does not matter if it is a jig attached to a crane other than a tower crane.
- the construction supervising system 100 instructs the aircraft control system 20 via the gateway based on construction plan information (first plan information and second plan information) including installation coordinates, installation order, installation direction, etc. of construction members. is transmitted to operate the crane, and by transmitting an operation instruction to the jig control system 30, the slewing device is operated.
- the construction control system 100 uses, for example, GNSS (Global Navigation Satellite System) to monitor the position information of the boom of the crane and the construction members in real time, and also installs a camera etc. to monitor the surrounding situation.
- An operation instruction may be transmitted to the machine body control system 20 and the jig control system 30 while monitoring.
- the construction supervising system 100 can avoid collisions and dangers, transfer construction members while ensuring safety, and accurately install them at installation coordinates and installation directions.
- the construction management system 100 may generate construction plan information in cooperation with, for example, BIM (Building Information Modeling) or other systems, and acquires and stores pre-generated construction plan information. I don't mind.
- BIM Building Information Modeling
- the construction control system 100 may grasp the operation status of the crane and the swing device from the operation logs from the machine body control system 20 and the jig control system 30, and may reflect it in the BIM as construction results. .
- the construction control system 100 can also manage the progress of construction by analyzing this information.
- the construction supervising system 100 transmits operation instructions to the machine body control system 20 and the jig control system 30 based on the construction plan information and the position information, controls the operation of the crane and the swing device, and creates an operation log. Based on the above, the operation status of the crane and slewing device is grasped and the progress of construction is managed. In other words, the construction control system 100 controls the entire system related to crane construction.
- FIG. 2 is a system block diagram showing each function of the construction control system 100 according to one embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2 , it includes a building information acquisition unit 110 , a plan information generation unit 120 , a system control unit 130 , a jig operation determination unit 140 and a position information acquisition unit 150 .
- the architectural information acquisition unit 110 acquires architectural information including information on blueprints, construction members, and construction plans of buildings to be constructed. For example, the architectural information acquisition unit 110 acquires the architectural information from information stored in the BIM 10 .
- BIM 10 is generally a three-dimensional digital model created for a building, for each element that constitutes the building, for example, information on the shape and quantity of construction members, etc. is added, and all information include. Specifically, it includes a skeleton model including the site reference point and pickup position, eight outermost diameter points of construction members, reference points, marker positions, and the like. It also contains information on costs, finishing and construction schedules, etc., and can be used for cost and project management.
- the plan information generation unit 120 generates first plan information including at least installation coordinates of construction members based on the building information acquired by the building information acquisition unit 110 .
- the first plan information includes identification information (e.g., ID, etc.) of construction members to be installed by a crane, scheduled installation date, target installation coordinates (x, y, z), and the like.
- the plan information generation unit 120 may use the information included in the building information acquired from the BIM 10 by the building information acquisition unit 110 as it is, or may generate the first plan information by appropriately processing it as necessary. I don't mind. Also, the plan information generation unit 120 may generate the first plan information so as to conform to the interface of the aircraft control system 20 .
- the plan information generation unit 120 generates second plan information including at least the installation direction of construction members based on the building information acquired by the building information acquisition unit 110 .
- the second plan information includes identification information (for example, ID) of the construction member controlled by the jig attached to the crane and the target installation direction.
- the plan information generation unit 120 may use the information included in the building information acquired by the building information acquisition unit 110 from the BIM 10 as it is, or by processing it as necessary. , the second plan information may be generated. Also, the plan information generation unit 120 may generate the second plan information so as to conform to the interface of the jig control system 30 .
- plan information generation unit 120 generates the first plan information and the second plan information so as to include the same information so as to be compatible with both the machine body control system 20 and the jig control system 30. You may make it generate
- the system control unit 130 transmits an operation instruction to the aircraft control system 20 to operate the crane based on the first plan information generated by the plan information generation unit 120.
- the aircraft control system 20 calculates a route along which the member to be installed is transported to the target installation coordinates based on various information about the member to be installed, which is included in the first planning information. Control the operation of the crane according to information such as due date and installation sequence.
- the system control unit 130 transmits an operation instruction to the jig control system 30 so as to operate the turning device based on the second plan information generated by the plan information generation unit 120 and the position information of the construction member. .
- the jig control system 30 based on the various information of the installed construction member and the position information of the construction member included in the second planning information, can install the construction member in the target installation direction. to control the operation of the swivel device.
- the installation direction is a direction on a horizontal plane (north, south, east, and west), and may also include an inclination (inclination) with respect to the horizontal plane.
- the system control unit 130 may also transmit an operation instruction to the jig control system 30 so as to prohibit the operation of the turning device.
- the position information of the construction member is acquired by the position information acquisition unit 150, and the details thereof will be described later.
- the jig operation determination unit 140 determines whether or not to operate the swing device based on the operation status of the crane.
- the turning device is typically a horizontal rotating jig, and a construction member is suspended from the lower part.
- the construction member is a support or the like and is suspended in a lying state, it may collide with surrounding frames, members, workers, work vehicles, and other buildings if it is rotated horizontally. Therefore, the timing of operating the turning device must be controlled while ensuring safety.
- FIG. 3 is a diagram showing a specific example of the route along which the construction member is transported to the installation position.
- the operation of the crane to transfer the construction member is to move the construction member to a safe position so that the construction member does not collide with the building frame under construction, and then rotate the turning device. , to the installation position (target installation coordinates) of the construction member.
- the route for transporting the construction member is calculated, and the machine body control system 20 first raises the crane according to the route. Then, for example, when the machine body control system 20 reaches the highest position on the route, the machine body control system 20 may notify the construction supervising system 100 of the operation status of the crane.
- the jig operation determination unit 140 in the construction control system 100 determines to operate the turning device, which is a horizontal rotation jig, based on the operation status of the crane notified from the machine body control system 20 . Thereby, the system control unit 130 transmits an operation instruction to the jig control system 30 so as to operate the turning device based on the second plan information generated by the plan information generation unit 120 and the position information of the construction member. do.
- the jig operation determination unit 140 determines to operate the turning device is not limited to the point of time when the construction member reaches the highest position in the route for transporting the construction member to the target installation coordinates. For example, depending on the situation such as the shape of the frame under construction, the surrounding frame, members, workers, work vehicles and other buildings, the shape of construction members, and other environmental conditions such as weather, the crane will rise to a predetermined position. At this time, if it is safe to move the construction member horizontally, the machine body control system 20 notifies the construction supervising system 100 of this fact as the operation status of the crane, and the jig operation determination unit 140 determines whether the crane is turning. It may be determined to operate the device.
- the construction supervising system 100 indicates that as the operation status of the crane. , and the jig operation determination unit 140 may determine to operate the turning device. That is, the construction supervising system 100 moves the construction member horizontally by operating the turning device while raising the crane. Similarly, when transporting the construction member to the installation position (target installation coordinates), the crane may be lowered while operating the turning device to move the construction member horizontally.
- a camera or sensor may be provided on a crane, a building frame under construction, or peripheral equipment, and the determination may be made based on the surrounding conditions obtained from these.
- the jig operation determination unit 140 in the construction supervising system 100 determines not to operate the turning device, which is a horizontal rotation jig, until it determines that the horizontal movement of the construction member has reached a safe area. Then, the system control unit 130 transmits an operation instruction to the jig control system 30 so as to prohibit the operation of the turning device.
- FIG. 4 is a diagram showing a specific example in which a construction member is suspended by a jig.
- a horizontally rotating turning device 31 is attached to the tip of a wire suspended from a crane as a jig associated with the crane.
- a construction member 40 is suspended.
- the turning device 31 is a jig that horizontally rotates based on an operation instruction from the system control unit 130 in the construction supervising system 100 .
- the construction member 40 suspended by is horizontally rotated.
- the construction member 40 is, for example, a precast concrete member, such as a pillar that serves as a framework of a building.
- the suspending member 32 is a device that raises one end and lowers the other end of the suspended construction member 40 from a horizontally lying state, thereby making the construction member 40 stand up vertically. be.
- FIG. 5 is a diagram showing a specific example in which two mobile stations (sensors) are attached to the hanging member 32 and the direction and position of the construction member are monitored by using GNSS.
- two mobile stations 32A and 32B are attached to the upper surface of the suspension member 32.
- a reference station fixed station
- RTK Real Time Kinematic
- the two mobile stations 32A and 32B and the reference station receive signals from positioning satellites to obtain positioning information. Then, the positioning information is exchanged between the two mobile stations 32A and 32B and the reference station, and positional deviation is corrected to obtain more accurate positional information.
- the reference station and the two mobile stations 32A and 32B communicate with each other via WiFi (registered trademark), for example. If a high-precision positioning system such as RTK is used, it is possible to grasp the direction and position of the construction member with high accuracy in units of several centimeters without being affected by backlight and bad weather.
- the position information acquisition unit 150 in the construction control system 100 accurately grasps the positions of the two mobile stations 32A and 32B, thereby determining the direction of the suspension member 32. can be grasped with high accuracy. Then, based on the position and direction of the suspension member 32, the position and direction of the construction member 40 suspended by the suspension member 32 can be grasped.
- the position information acquisition unit 150 may acquire position information including the position and direction of the construction member 40 at predetermined time intervals (for example, several 100 msec to 1000 msec). acquires the position information of the construction member 40 when an operation instruction is transmitted to operate the .
- the system control unit 130 calculates the rotation angle from the direction of the construction member 40 acquired by the position information acquisition unit 150 to the installation direction of the construction member 40 included in the second planning information, and based on the rotation angle An operation instruction is transmitted to operate the turning device 31 .
- system control unit 130 may calculate the rotational speed at which the turning device 31 is rotated.
- the rotational movement of the slewing device 31 is preferably completed during the horizontal movement shown in FIG. It should be calculated.
- the mobile stations 32A and 32B attached to the suspension member 32 receive signals from positioning satellites, it is preferable that there is nothing above the mobile stations that blocks radio waves.
- the mobile stations 32A and 32B are attached to the upper surface of the suspension member 32, but the present invention is not limited to this.
- the mobile stations 32A and 32B may be attached to the outside of the suspension member 32 using fixtures.
- the number of mobile stations attached to the suspension member 32 is not limited to two (mobile stations 32A and 32B), and may be three or more. It does not matter if they are attached to the four corners. By attaching many mobile stations, the position and direction of the construction member 40 can be grasped with higher accuracy.
- RTK is mentioned as a positioning system for grasping the direction and position of the construction member 40, but it is not limited to this, and if the direction and position of the construction member 40 can be grasped, other positioning system may be used.
- FIG. 6 is a flow chart showing the flow of processing of the construction control method M100 executed by the construction control system 100 according to one embodiment of the present invention.
- the construction supervision method M100 includes steps S110 to S150 executed by a processor included in the construction supervision system 100.
- FIG. 6 is a flow chart showing the flow of processing of the construction control method M100 executed by the construction control system 100 according to one embodiment of the present invention.
- the construction supervision method M100 includes steps S110 to S150 executed by a processor included in the construction supervision system 100.
- step S110 the construction supervising system 100 controls the machine body control system 20 based on the first plan information including at least the installation coordinates of the construction member 40 (machine control step).
- the system control unit 130 in the construction supervising system 100 transmits an operation instruction for operating the crane to the machine body control system 20 based on the first plan information.
- the building information acquisition unit 110 in the construction supervising system 100 acquires building information from the information stored in the BIM 10 (building information acquisition step), and the plan information generation unit 120 acquires building information acquired in the building information acquisition step.
- First plan information may be generated based on the information (first plan information generation step).
- the construction control system 100 acquires the position information of the construction member 40 attached to the jig attached to the crane (position information acquisition step).
- the position information acquisition unit 150 in the construction supervising system 100 uses a positioning system using RTK to determine the position of the construction member 40 and the Know your direction. Note that the position information acquisition unit 150 may continuously acquire the position information of the construction member 40 at predetermined time intervals.
- step S130 the construction control system 100 determines whether or not to operate the jig based on the operation status of the crane notified from the machine body control system 20 (jig operation determination step).
- the jig operation determination unit 140 in the construction supervising system 100 receives notification from the machine body control system 20 that the crane has risen to a predetermined position (for example, the highest position in the crane movement route). , to operate the turning device 31 (Yes in step S130).
- the jig operation determination unit 140 in the construction supervising system 100 determines not to operate the swing device 31 until receiving a notification that the crane has risen to a predetermined position from the machine body control system 20 (step No in S130).
- step S140 the construction supervising system 100 installs a jig based on the second plan information including at least the installation direction of the construction member 40 and the position information of the construction member 40 acquired in step S120.
- the jig control system 30 is controlled to operate (jig control step).
- the system control unit 130 in the construction supervising system 100 calculates the rotation angle from the position information (direction) of the construction member 40 to the target installation direction of the construction member 40 included in the second plan information. Then, an operation instruction is transmitted to the jig control system 30 to operate the turning device 31 based on the rotation angle.
- step S150 the construction supervising system 100 controls the jig control system 30 to prohibit the operation of the jig (jig control step).
- the system control unit 130 in the construction supervising system 100 transmits an operation instruction to the jig control system 30 so as not to operate the turning device 31 .
- system control unit 130 in the construction supervising system 100 controls the jig control system 30 so as not to operate the turning device 31 until it is determined to operate the turning device 31 in step S130.
- the system control unit 130 controls the aircraft control system 20 based on the first planning information, and acquires the position information.
- the unit 150 acquires the position information of the construction member 40 attached to the turning device 31, and the jig operation determination unit 140 operates the turning device 31 based on the operation status of the crane notified from the machine body control system 20. determine whether or not to allow Then, when the jig operation determination unit 140 determines that the turning device 31 is to be operated, the system control unit 130 determines the second plan from the position information (direction) of the construction member 40 acquired by the position information acquisition unit 150.
- the rotation angle to the target installation direction of the construction member 40 included in the information is calculated, and the jig control system 30 is controlled to operate the turning device 31 based on the rotation angle.
- the system control unit 130 can control the jig control system 30 so as to appropriately operate the turning device 31 at appropriate timing based on the operation status of the crane.
- building information is acquired by the building information acquisition unit 110 in cooperation with the BIM 10
- construction plan information first plan information and second plan information
- the BIM 10 may be included in the construction supervising system 100, or may be configured to cooperate with the construction supervising system 100 as an external system.
- the construction control system 100 may include or cooperate with systems other than the BIM 10, and the building information acquisition unit 110 may acquire building information from them. Further, instead of generating all or part of the construction plan information in the construction supervising system 100, pre-generated construction plan information may be acquired and stored.
- the mobile stations 32A and 32B are attached to the hanging member 32 in order to grasp the position and direction of the construction member 40, but the locations where the mobile stations 32A and 32B are attached are limited to this. isn't it.
- a suspension member different from the suspension member 32 shown in FIG. 4 may be used depending on the construction member 40 to be hung, depending on the installation position of the construction member 40, or depending on other circumstances.
- FIG. 7 is a diagram showing another specific example in which a construction member is suspended by a jig.
- a horizontally rotating turning device 31 is attached as a jig attached to the crane to the tip of a wire suspended from the crane.
- a construction member 40 is suspended.
- the suspending member 33 has a horizontally long substantially rectangular parallelepiped shape, a substantially bar shape, or the like, and is different from the substantially cubic suspending member 32 shown in FIG. 4 .
- the mobile stations 32A and 32B may be attached to the upper surface of the suspension member 33 or to the outside of the suspension member 33 using fixtures.
- the mobile stations 32A and 32B may be configured to be attached to the swivel device 31. It is not necessary to replace the mobile stations 32A and 32B each time, and the working efficiency can be improved.
- the mobile stations 32A and 32B may be attached to the installation member 40.
- the position and direction of the construction member 40 can be obtained with higher accuracy.
- the operation status of the crane notified from the machine control system 20 to the construction supervising system 100 is, for example, a situation in which it is safe to horizontally move the construction member, and the construction supervising system 100
- the jig control system 30 was controlled to activate/deactivate the slewing device based on the operating conditions of the crane.
- the operating status of the crane may include, for example, information regarding an abnormality or an emergency stop. This includes emergency stop situations such as when a crane malfunction occurs, when an unexpected accident occurs, when strong winds, heavy rain, earthquakes, etc. occur, and when it is necessary to stop construction due to the influence of the external environment. good too.
- the construction supervising system 100 may control the jig control system 30 to stop the turning device based on the emergency stop situation from the machine body control system 20 .
- the operation status of the crane notified from the machine body control system 20 to the construction control system 100 may be included in the operation log, or may be a separate notification from the normal operation log.
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Abstract
クレーンの自動運転を適切にサポートする施工統括システム、施工統括方法及び施工統括プログラムを提供する。施工統括システム100は、少なくとも施工部材の設置座標を含む第1計画情報に基づいてクレーンの動作を制御する機体制御システム20を制御するシステム制御部130と、クレーンに付随する治具に取り付けられた施工部材の位置情報を取得する位置情報取得部150と、機体制御システム20から通知されるクレーンの動作状況に基づいて、治具を動作させるか否かを判定する治具動作判定部140と、を備え、システム制御部130は、治具動作判定部140によって治具を動作させると判定された場合、少なくとも施工部材の設置方向を含む第2計画情報、及び位置情報取得部150によって取得された施工部材の位置情報に基づいて、治具を動作させるように治具の動作を制御する治具制御システム30を制御する。
Description
本発明は、施工統括システム、施工統括方法及び施工統括プログラムに関する。
一般的に、大型建造物、高層ビル及び高層マンション等の建設には、タワークレーンが用いられ、当該タワークレーンによって建築資材の揚重及び水平方向への移動等が行われる。
タワークレーンには、運転室が備えられており、当該運転室において運転者がボタンやレバーを操縦することによって、巻き上げ装置を動作させて吊りワイヤを巻き上げたり、起伏装置を動作させてジブを上下させたり、旋回装置を動作させてジブを旋回させたりする。
さらに、近年では、タワークレーンに備えられた運転室でなくても、遠隔地から操縦可能なタワークレーン遠隔操作システムが開発されている。当該タワークレーン遠隔操作システムでは、タワークレーンに備えられた運転室での操縦と同様の環境を地上で再現できるようになっている。
また、タワークレーンを制御装置等により自動的に制御するタワークレーンの自動運転システムに関する技術がある(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載されているタワークレーンの自動運転システムは、タワーの頂部とジブ先端とフックブロックとに常時衛星測位できる受信機を設けて、それぞれの位置関係をリアルタイムに測位できるように構成し、建造物の設計図の平面図及び立体図を適宜表示しながら、制御装置がジブの起伏(巻き上げも含む)及び旋回体の旋回を自動的に行っている。
しかしながら、特許文献1に記載のタワークレーンの自動運転システムでは、操作者が、画面上に表示された建造物の設計図の平面図及び立体図を確認し、建築部材(荷)の設置位置を決定し、当該画面上において決定した設置位置をタッチする。そして、操作者のタッチに基づいて、制御装置がジブの起伏及び旋回体の旋回を自動的に行う。
換言すれば、特許文献1に記載のタワークレーンの自動運転システムでは、タワークレーンの一部自動化が実現されているものの、タワークレーンの自動運転制御に関する技術においては、更なる改良の余地がある。特に、タワークレーンによって建築資材の揚重及び水平方向への移動等を行う際には、躯体や周辺状況の安全を確保しつつ、適切に移動及び設置しなければならない。
そこで、本発明は、クレーンの自動運転を適切にサポートする施工統括システム、施工統括方法及び施工統括プログラムを提供することを目的とする。
本発明の一態様に係る施工統括システムは、クレーンの自動運転を管理する施工統括システムであって、少なくとも施工部材の設置座標を含む第1計画情報に基づいてクレーンの動作を制御する機体制御システムを制御するシステム制御部と、クレーンに付随する治具に取り付けられた施工部材の位置情報を取得する位置情報取得部と、機体制御システムから通知されるクレーンの動作状況に基づいて、治具を動作させるか否かを判定する治具動作判定部と、を備え、システム制御部は、治具動作判定部によって治具を動作させると判定された場合、少なくとも施工部材の設置方向を含む第2計画情報、及び位置情報取得部によって取得された施工部材の位置情報に基づいて、治具を動作させるように治具の動作を制御する治具制御システムを制御する。
この態様によれば、システム制御部は、第1計画情報に基づいて機体制御システムを制御し、位置情報取得部は、クレーンに付随する治具に取り付けられた施工部材の位置情報を取得し、治具動作判定部は、機体制御システムから通知されるクレーンの動作状況に基づいて、治具を動作させるか否かを判定する。そして、システム制御部は、治具動作判定部によって治具を動作させると判定された場合、第2計画情報及び施工部材の位置情報に基づいて、治具を動作させるように治具制御システムを制御する。これにより、システム制御部は、クレーンの動作状況に基づいて、適切なタイミングで適切に治具を動作させるように治具制御システムを制御することができる。その結果、治具を含めたクレーンの自動運転を適切にサポートすることができる。
上記態様において、システム制御部は、治具動作判定部によって治具を動作させないと判定された場合、治具の動作を禁止するように治具制御システムを制御してもよい。
この態様によれば、システム制御部は、治具動作判定部によって治具を動作させないと判定された場合、治具の動作を禁止するように治具制御システムを制御するため、周辺の躯体、部材、作業員、作業車両及びその他建物に衝突する等の事故を軽減することができる。
上記態様において、治具動作判定部は、治具に取り付けられた施工部材が安全領域にある場合、治具を動作させると判定してもよい。
この態様によれば、治具動作判定部は、治具に取り付けられた施工部材が安全領域にある場合、治具を動作させると判定するため、適切に安全性を確保した上で、治具を動作させるように治具制御システムを制御することができる。
上記態様において、治具動作判定部は、第1計画情報に基づいてクレーンが所定の位置まで上昇した場合、治具を動作させると判定してもよい。
この態様によれば、治具動作判定部は、第1計画情報に基づいてクレーンが所定の位置まで上昇した場合、治具を動作させると判定するため、第1計画情報に含まれる施工部材の大きさや形状、及び建造物の設計図等から、より具体的に安全性を確保した上で、治具を動作させるように治具制御システムを制御することができる。
上記態様において、治具動作判定部は、クレーンが上昇することによって治具に取り付けられた施工部材が施工中の躯体を超えた場合、治具を動作させると判定してもよい。
この態様によれば、治具動作判定部は、クレーンが上昇することによって治具に取り付けられた施工部材が施工中の躯体を超えた場合、治具を動作させると判定するため、施工部材が施工中の躯体に衝突することを軽減し、より具体的に安全性を確保した上で、治具を動作させるように治具制御システムを制御することができる。
上記態様において、位置情報取得部は、少なくとも2つのセンサにより、治具に取り付けられた施工部材の位置及び方向に関する情報を取得してもよい。
この態様によれば、位置情報取得部は、少なくとも2つのセンサにより、治具に取り付けられた施工部材の位置及び方向に関する情報を取得するため、適切に、施工部材の位置及び方向を把握することができる。そして、当該施工部材の位置及び方向から、施工部材の目標となる設置方向までの回転角度を算出して、当該回転角度に基づいて治具を動作させるように治具制御システムを制御することができる。その結果、適切な位置及び方向に施工部材を設置することができる。
上記態様において、少なくとも2つのセンサは、治具に取り付けられてもよい。
この態様によれば、少なくとも2つのセンサは、治具に取り付けられるため、吊り部材を取り換える必要がある場合、又は吊り部材を用いない場合、センサを都度取り付け替えなくてもよく、作業効率の向上を図ることができる。
上記態様において、少なくとも2つのセンサは、治具と施工部材との間に設けられる吊り部材に取り付けられてもよい。
この態様によれば、少なくとも2つのセンサは、治具と施工部材との間に設けられる吊り部材に取り付けられるため、施工部材毎に、センサを都度取り付け替えなくてもよく、作業効率の向上が図れ、また、施工部材に近い位置に取り付けられれば、当該施工部材の位置情報を高精度に取得することができる。
上記態様において、少なくとも2つのセンサは、施工部材に取り付けられてもよい。
この態様によれば、少なくとも2つのセンサは、施工部材に取り付けられるため、当該施工部材の位置情報をより高精度に取得することができる。
上記態様において、施工される建築物の設計図、施工部材及び施工計画に関する情報を含む建築情報を取得する建築情報取得部と、建築情報に基づいて、少なくとも施工部材の設置座標を含む第1計画情報及び少なくとも施工部材の設置方向を含む第2計画情報を生成する計画情報生成部と、をさらに備え、システム制御部は、計画情報生成部によって生成された第1計画情報に基づいて機体制御システムを制御し、計画情報生成部によって生成された第2計画情報及び位置情報取得部によって取得された施工部材の位置情報に基づいて治具制御システムを制御してもよい。
この態様によれば、建築情報を取得する建築情報取得部と、建築情報に基づいて、少なくとも施工部材の設置座標を含む第1計画情報及び少なくとも施工部材の設置方向を含む第2計画情報を生成する計画情報生成部とを、さらに備えるため、施工統括システムとして、情報の管理及び施工計画の生成を含めて、クレーンの自動運転を総合的に適切にサポートすることができる。
本発明の一態様に係る施工統括方法は、クレーンの自動運転を管理する施工統括システムによって実行される施工統括方法であって、少なくとも施工部材の設置座標を含む第1計画情報に基づいてクレーンの動作を制御する機体制御システムを制御する機体制御ステップと、クレーンに付随する治具に取り付けられた施工部材の位置情報を取得する位置情報取得ステップと、機体制御システムから通知されるクレーンの動作状況に基づいて、治具を動作させるか否かを判定する治具動作判定ステップと、治具動作判定ステップで治具を動作させると判定された場合、少なくとも施工部材の設置方向を含む第2計画情報、及び位置情報取得ステップで取得された施工部材の位置情報に基づいて、治具を動作させるように治具の動作を制御する治具制御システムを制御する治具制御ステップと、を含む。
この態様によれば、機体制御ステップでは、第1計画情報に基づいて機体制御システムを制御し、位置情報取得ステップでは、クレーンに付随する治具に取り付けられた施工部材の位置情報を取得し、治具動作判定ステップでは、機体制御システムから通知されるクレーンの動作状況に基づいて、治具を動作させるか否かを判定する。そして、治具制御ステップでは、治具動作判定ステップで治具を動作させると判定された場合、第2計画情報及び施工部材の位置情報に基づいて、治具を動作させるように治具制御システムを制御する。これにより、クレーンの動作状況に基づいて、適切なタイミングで適切に治具を動作させるように治具制御システムを制御することができる。その結果、治具を含めたクレーンの自動運転を適切にサポートすることができる。
本発明の一態様に係る施工統括プログラムは、クレーンの自動運転を管理する施工統括方法をコンピュータに実行させる施工統括プログラムであって、少なくとも施工部材の設置座標を含む第1計画情報に基づいてクレーンの動作を制御する機体制御システムを制御する機体制御ステップと、クレーンに付随する治具に取り付けられた施工部材の位置情報を取得する位置情報取得ステップと、機体制御システムから通知されるクレーンの動作状況に基づいて、治具を動作させるか否かを判定する治具動作判定ステップと、治具動作判定ステップで治具を動作させると判定された場合、少なくとも施工部材の設置方向を含む第2計画情報、及び位置情報取得ステップで取得された施工部材の位置情報に基づいて、治具を動作させるように治具の動作を制御する治具制御システムを制御する治具制御ステップと、を実行する。
この態様によれば、機体制御ステップでは、第1計画情報に基づいて機体制御システムを制御し、位置情報取得ステップでは、クレーンに付随する治具に取り付けられた施工部材の位置情報を取得し、治具動作判定ステップでは、機体制御システムから通知されるクレーンの動作状況に基づいて、治具を動作させるか否かを判定する。そして、治具制御ステップでは、治具動作判定ステップで治具を動作させると判定された場合、第2計画情報及び施工部材の位置情報に基づいて、治具を動作させるように治具制御システムを制御する。これにより、クレーンの動作状況に基づいて、適切なタイミングで適切に治具を動作させるように治具制御システムを制御することができる。その結果、治具を含めたクレーンの自動運転を適切にサポートすることができる。
本発明によれば、クレーンの自動運転を適切にサポートする施工統括システム、施工統括方法及び施工統括プログラムを提供することができる。
以下、本発明の好適な実施形態について、添付図面を参照しながら具体的に説明する。また、説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する場合がある。
<一実施形態>
[施工統括システムの概要]
図1は、本発明の一実施形態に係る施工統括システム100の概要を示すシステム概要である。図1において、施工統括システム100は、当該施工統括システム100とは別系である機体制御システム20及び治具制御システム30とデータの送受信を行うことによって、クレーン及び当該クレーンに付随する旋回装置の動作を制御する。
[施工統括システムの概要]
図1は、本発明の一実施形態に係る施工統括システム100の概要を示すシステム概要である。図1において、施工統括システム100は、当該施工統括システム100とは別系である機体制御システム20及び治具制御システム30とデータの送受信を行うことによって、クレーン及び当該クレーンに付随する旋回装置の動作を制御する。
機体制御システム20は、クレーンの動作(自動運転)を制御しており、施工統括システム100は、機体制御システム20を介してクレーンの動作をサポートすることになる。機体制御システム20が制御するクレーンは、典型的には、タワークレーンであるが、これに限定されるものではなく、例えば、門型クレーン、天井クレーン、港湾のコンテナクレーン及び船上の台船クレーン等であっても構わない。
治具制御システム30は、クレーンに付随する治具の動作(自動運転)を制御しており、施工統括システム100は、治具制御システム30を介して治具の動作も含めてクレーンの動作をサポートすることになる。治具制御システム30が制御する治具は、典型的には、タワークレーンに付随する水平回転治具等の旋回装置であるが、これに限定されるものではなく、その他の治具であっても構わないし、タワークレーン以外のクレーンに付随する治具等であっても構わない。
施工統括システム100は、施工部材の設置座標、設置順序及び設置方向等を含む施工計画情報(第1計画情報及び第2計画情報)に基づいて、Gatewayを介して、機体制御システム20に動作指示を送信することによってクレーンを動作させたり、治具制御システム30に動作指示を送信することによって旋回装置を動作させたりする。ここで、施工統括システム100は、例えば、GNSS(Global Navigation Satellite System)を用いて、クレーンのブームや施工部材の位置情報をリアルタイム監視しながら、さらには、カメラ等を設置して周辺の状況を監視しながら、機体制御システム20及び治具制御システム30に動作指示を送信しても構わない。施工統括システム100は、衝突や危険を回避し、安全性を確保しながら施工部材を移送して、精度良く設置座標及び設置方向に設置することができる。
また、施工統括システム100は、例えば、BIM(Building Information Modeling)又はその他のシステムと連携して施工計画情報を生成しても構わないし、予め生成された施工計画情報を取得して記憶していても構わない。
さらに、施工統括システム100は、機体制御システム20及び治具制御システム30からの稼働ログ等によって、クレーン及び旋回装置の動作状況を把握したり、施工実績としてBIMに反映したりしても構わない。施工統括システム100は、これらの情報を分析することによって施工の進捗を管理することもできる。
このように、施工統括システム100は、施工計画情報や位置情報に基づいて、機体制御システム20及び治具制御システム30に動作指示を送信して、クレーン及び旋回装置の動作を制御し、稼働ログ等に基づいて、クレーン及び旋回装置の動作状況を把握し、施工の進捗を管理している。すなわち、施工統括システム100は、クレーンにおける施工に関するシステム全体を統括している。
[施工統括システムの各機能]
図2は、本発明の一実施形態に係る施工統括システム100の各機能を示すシステムブロック図である。図2に示されるように、建築情報取得部110と、計画情報生成部120と、システム制御部130と、治具動作判定部140と、位置情報取得部150とを備える。
図2は、本発明の一実施形態に係る施工統括システム100の各機能を示すシステムブロック図である。図2に示されるように、建築情報取得部110と、計画情報生成部120と、システム制御部130と、治具動作判定部140と、位置情報取得部150とを備える。
建築情報取得部110は、施工される建築物の設計図、施工部材及び施工計画に関する情報を含む建築情報を取得する。例えば、建築情報取得部110は、BIM10に格納されている情報から、当該建築情報を取得する。
BIM10は、一般的に、建築物に関して作成される3次元のデジタルモデルに、当該建築物を構成する要素毎に、例えば、施工部材の形状及び数量に関する情報等が付加されており、あらゆる情報が含まれている。具体的には、現場基準点及び荷取位置等を含む躯体モデル、施工部材の最外径8点、基準点及びマーカ位置等が含まれる。さらには、コスト、仕上げ及び施工スケジュール等に関する情報も含まれており、コスト及びプロジェクト管理に用いることもできる。
計画情報生成部120は、建築情報取得部110によって取得された建築情報に基づいて、少なくとも施工部材の設置座標を含む第1計画情報を生成する。具体的には、第1計画情報には、クレーンによって設置される施工部材の識別情報(例えば、ID等)、設置予定日、及び目標となる設置座標(x,y,z)等が含まれてもよい。
なお、計画情報生成部120は、建築情報取得部110がBIM10から取得した建築情報に含まれる情報をそのまま用いても構わないし、必要に応じて適宜加工することによって、第1計画情報を生成しても構わない。また、計画情報生成部120は、機体制御システム20のインターフェースに適合するように第1計画情報を生成しても構わない。
さらに、計画情報生成部120は、建築情報取得部110によって取得された建築情報に基づいて、少なくとも施工部材の設置方向を含む第2計画情報を生成する。具体的には、第2計画情報には、クレーンに付随する治具よって制御される施工部材の識別情報(例えば、ID等)、及び目標となる設置方向が含まれる。
なお、計画情報生成部120は、第1計画情報と同様に、建築情報取得部110がBIM10から取得した建築情報に含まれる情報をそのまま用いても構わないし、必要に応じて適宜加工することによって、第2計画情報を生成しても構わない。また、計画情報生成部120は、治具制御システム30のインターフェースに適合するように第2計画情報を生成しても構わない。
また、計画情報生成部120は、機体制御システム20及び治具制御システム30のいずれにも適合するように、第1計画情報及び第2計画情報には同一の情報を含むように生成し、1種類の計画情報を生成するようにしても構わない。これにより、複数種類の計画情報を生成する必要がなく、処理を簡素化できるとともに生産効率の向上にも繋がる。
システム制御部130は、計画情報生成部120によって生成された第1計画情報に基づいてクレーンを動作させるように、機体制御システム20に動作指示を送信する。これにより、機体制御システム20は、第1計画情報に含まれる設置される施工部材の各種情報に基づいて、当該施工部材が目標となる設置座標まで移送される経路を計算し、当該経路、設置予定日及び設置順序等に関する情報に従ってクレーンの動作を制御する。
また、システム制御部130は、計画情報生成部120によって生成された第2計画情報、及び施工部材の位置情報に基づいて旋回装置を動作させるように、治具制御システム30に動作指示を送信する。これにより、治具制御システム30は、第2計画情報に含まれる設置される施工部材の各種情報、及び施工部材の位置情報に基づいて、当該施工部材が目標となる設置方向に設置されるように旋回装置の動作を制御する。ここで、設置方向とは、水平面上における向き(東西南北)であり、さらに、水平面に対する傾き(傾斜)を含んでも構わない。一方、システム制御部130は、旋回装置の動作を禁止するように、治具制御システム30に動作指示を送信する場合もある。
なお、施工部材の位置情報は、位置情報取得部150によって取得され、その詳細については、後述する。
治具動作判定部140は、クレーンの動作状況に基づいて、旋回装置を動作させるか否かを判定する。旋回装置は、典型的には、水平回転治具であり、下部には施工部材が吊持されている。例えば、施工部材が支柱等であって、横たわった状態で吊持されている場合、水平回転させると、周辺の躯体、部材、作業員、作業車両及びその他建物に衝突するおそれがある。このため、旋回装置を動作させるタイミングについては、安全性を確保した上で制御しなければならない。
図3は、施工部材が設置位置まで移送される経路の一具体例を示す図である。図3に示されるように、施工部材を移送するクレーンの動作は、施工部材が施工中の躯体と衝突しないように、当該施工部材を安全な位置まで移動させた後、旋回装置を回転させて、当該施工部材の設置位置(目標となる設置座標)まで移送する。
施工部材を目標となる設置座標まで移送する際、当該施工部材を移送する経路が算出されており、機体制御システム20は、当該経路に従って、先ず、クレーンを上昇させる。そして、機体制御システム20は、例えば、当該経路における最高位置に到達した時点で、その旨を当該クレーンの動作状況として施工統括システム100に通知すればよい。
施工統括システム100における治具動作判定部140は、機体制御システム20から通知されるクレーンの動作状況に基づいて、水平回転治具である旋回装置を動作させると判定する。これにより、システム制御部130は、計画情報生成部120によって生成された第2計画情報、及び施工部材の位置情報に基づいて旋回装置を動作させるように、治具制御システム30に動作指示を送信する。
なお、治具動作判定部140が旋回装置を動作させると判定するのは、施工部材を目標となる設置座標まで移送する経路における最高位置に到達した時点に限定されるものではない。例えば、施工中の躯体、周辺の躯体、部材、作業員、作業車両及びその他建物の形状等の状況、施工部材の形状、その他天候等の環境状況に応じて、クレーンが所定の位置まで上昇した時点で、施工部材を水平移動させても安全な状況であれば、機体制御システム20は、その旨を当該クレーンの動作状況として施工統括システム100に通知し、治具動作判定部140は、旋回装置を動作させると判定しても構わない。
機体制御システム20は、クレーンを上昇させる際、又はクレーンを上昇させている途中で、施工部材を水平移動させても安全な状況であれば、その旨を当該クレーンの動作状況として施工統括システム100に通知し、治具動作判定部140は、旋回装置を動作させると判定しても構わない。すなわち、施工統括システム100は、クレーンを上昇させながら、旋回装置を動作させて施工部材を水平移動させることになる。また、同様に、施工部材の設置位置(目標となる設置座標)まで移送する際に、旋回装置を動作させて施工部材を水平移動させながら、クレーンを下降させるようにしても構わない。
また、施工部材を水平移動させても安全な状況について、例えば、施工部材を目標となる設置座標まで移送する経路、BIM10等から取得した設計図や施工計画、機体制御システム20からの稼働ログ等に基づいて判断されても構わないし、さらに、クレーン、施工中の躯体又は周辺設備等にカメラやセンサを備え、これらから取得された周辺状況に基づいて判断されても構わない。
一方、施工統括システム100における治具動作判定部140は、施工部材を水平移動させても安全である安全領域に達したと判断するまでは、水平回転治具である旋回装置を動作させないと判定し、システム制御部130は、旋回装置の動作を禁止するように、治具制御システム30に動作指示を送信する。
[施工部材の位置情報]
次に、システム制御部130は、治具制御システム30に動作指示を送信する際、当該旋回装置をどのように動作させるかについて、具体的に説明する。
次に、システム制御部130は、治具制御システム30に動作指示を送信する際、当該旋回装置をどのように動作させるかについて、具体的に説明する。
図4は、施工部材が治具に吊持される一具体例を示す図である。図4に示されるように、クレーンから吊持されたワイヤの先端にクレーンに付随する治具として、水平回転する旋回装置31が取り付けられており、旋回装置31から吊り部材32を介してワイヤで施工部材40が吊持されている。
旋回装置31は、施工統括システム100におけるシステム制御部130からの動作指示に基づいて、水平回転する治具であって、旋回装置31が水平回転することに伴って、吊り部材32を介してワイヤで吊持されている施工部材40が水平回転する。なお、施工部材40は、例えば、プレキャストコンクリート部材であって、建築物の骨組みとなる支柱等である。
吊り部材32は、吊持された施工部材40が水平に横たわった状態から、例えば、一方端を上昇させ、他方端を下降させることによって、当該施工部材40を垂直に起立した状態にする装置である。
図5は、吊り部材32に2つの移動局(センサ)を取り付けて、GNSSを用いることによって施工部材の方向及び位置を監視する一具体例を示す図である。図5(a)に示されるように、吊り部材32の上面に2つの移動局32A及び32Bが取り付けられている。さらに、近傍に、基準局(固定局)が設置され、RTK(Real Time Kinematic)を用いた測位システムが利用されても構わない。
2つの移動局32A及び32Bと基準局とによって、測位衛星からそれぞれ信号を受信して測位情報を取得する。そして、2つの移動局32A及び32Bと基準局との間で、当該測位情報のやり取りを行い、位置ずれを補正することによって、より高精度な位置情報を把握する。なお、基準局と2つの移動局32A及び32Bとは、例えば、それぞれWiFi(登録商標)等で通信されている。RTK等の高精度測位システムを用いれば、逆光及び悪天候の影響を受けずに、数センチメートル単位で高精度に施工部材の方向及び位置を把握することができる。
このように、RTKを用いた測位システムを利用して、施工統括システム100における位置情報取得部150は、2つの移動局32A及び32Bの位置を高精度に把握することによって、吊り部材32の方向を高精度に把握することができる。そして、当該吊り部材32の位置及び方向に基づいて、当該吊り部材32に吊持される施工部材40の位置及び方向を把握することができる。
位置情報取得部150は、所定の時間間隔(例えば、数100msec~1000msec)で施工部材40の位置及び方向を含む位置情報を取得しても構わないが、少なくとも、システム制御部130によって旋回装置31を動作させるように動作指示が送信される際の施工部材40の位置情報を取得する。システム制御部130は、位置情報取得部150によって取得された施工部材40の方向から、第2計画情報に含まれる施工部材40の設置方向までの回転角度を算出して、当該回転角度に基づいて旋回装置31を動作させるように動作指示を送信する。
なお、システム制御部130は、旋回装置31を回転させる回転速度を算出しても構わない。例えば、図3に示された水平移動中に旋回装置31の回転動作が完了することが好ましく、旋回装置31の回転速度は、クレーンが水平に移動する速度及び旋回装置31の回転角度に応じて算出されればよい。
また、吊り部材32に取り付けられる移動局32A及び32Bは、測位衛星からそれぞれ信号を受信するため、移動局の上方には電波を遮るものがないことが好ましく、図5(a)に示す一具体例では、吊り部材32の上面に、移動局32A及び32Bを取り付けていたが、これに限定されるものではない。
例えば、図5(b)に示されるように、固定具を用いて吊り部材32の外側に移動局32A及び32Bを取り付ける構成であっても構わない。
さらに、吊り部材32に取り付けられる移動局の数は、2つ(移動局32A及び32B)に限定されるものではなく、3つ以上であってもよく、例えば、移動局は、吊り部材32の四隅に取り付けられても構わない。数多くの移動局が取り付けられることにより、施工部材40の位置及び方向を、より高精度に把握することができる。
なお、ここでは、施工部材40の方向及び位置を把握する測位システムとして、RTKを挙げているが、これに限定されるものではなく、施工部材40の方向及び位置を把握できるのであれば、その他の測位システムを用いても構わない。
[クレーンの自動運転を管理する施工統括方法]
次に、クレーンの自動運転を管理する施工統括システム100が実行する、施工統括方法について、具体的に詳しく説明する。
次に、クレーンの自動運転を管理する施工統括システム100が実行する、施工統括方法について、具体的に詳しく説明する。
図6は、本発明の一実施形態に係る施工統括システム100によって実行される施工統括方法M100の処理の流れを示すフローチャートである。図6において、施工統括方法M100は、施工統括システム100に含まれるプロセッサにより実行されるステップS110~S150を含む。
ステップS110において、施工統括システム100は、少なくとも施工部材40の設置座標を含む第1計画情報に基づいて機体制御システム20を制御する(機体制御ステップ)。具体例としては、施工統括システム100におけるシステム制御部130は、第1計画情報に基づいてクレーンを動作させる動作指示を機体制御システム20に送信する。例えば、施工統括システム100における建築情報取得部110は、BIM10に格納されている情報から建築情報を取得し(建築情報取得ステップ)、計画情報生成部120は、建築情報取得ステップで取得された建築情報に基づいて第1計画情報を生成してもよい(第1計画情報生成ステップ)。
ステップS120において、施工統括システム100は、クレーンに付随する治具に取り付けられた施工部材40の位置情報を取得する(位置情報取得ステップ)。具体例としては、施工統括システム100における位置情報取得部150は、RTKを用いた測位システムを利用して、吊り部材32に取り付けられた移動局32A及び32Bに基づいて、施工部材40の位置及び方向を把握する。なお、位置情報取得部150は、所定の時間間隔で継続的に、施工部材40の位置情報を取得してもよい。
ステップS130において、施工統括システム100は、機体制御システム20から通知されるクレーンの動作状況に基づいて、治具を動作させるか否かを判定する(治具動作判定ステップ)。具体例としては、施工統括システム100における治具動作判定部140は、機体制御システム20からの、クレーンが所定の位置(例えば、クレーンの移動経路における最高位置)まで上昇した旨の通知に基づいて、旋回装置31を動作させると判定する(ステップS130のYes)。一方、施工統括システム100における治具動作判定部140は、機体制御システム20からの、クレーンが所定の位置まで上昇した旨の通知を受信するまでは、旋回装置31を動作させないと判定する(ステップS130のNo)。
ステップS140(ステップS130のYes)において、施工統括システム100は、少なくとも施工部材40の設置方向を含む第2計画情報、及びステップS120で取得された施工部材40の位置情報に基づいて、治具を動作させるように治具制御システム30を制御する(治具制御ステップ)。具体例としては、施工統括システム100におけるシステム制御部130は、施工部材40の位置情報(方向)から、第2計画情報に含まれる施工部材40の目標となる設置方向までの回転角度を算出して、当該回転角度に基づいて旋回装置31を動作させるように治具制御システム30に動作指示を送信する。
ステップS150(ステップS130のNo)において、施工統括システム100は、治具の動作を禁止するように治具制御システム30を制御する(治具制御ステップ)。具体例としては、施工統括システム100におけるシステム制御部130は、旋回装置31を動作させないように治具制御システム30に動作指示を送信する。
換言すれば、施工統括システム100におけるシステム制御部130は、ステップS130において旋回装置31を動作させると判定されるまでは、旋回装置31を動作させないように治具制御システム30を制御する。
以上のように、本発明の一実施形態に係る施工統括システム100及び施工統括方法M100によれば、システム制御部130は、第1計画情報に基づいて機体制御システム20を制御し、位置情報取得部150は、旋回装置31に取り付けられた施工部材40の位置情報を取得し、治具動作判定部140は、機体制御システム20から通知されるクレーンの動作状況に基づいて、旋回装置31を動作させるか否かを判定する。そして、システム制御部130は、治具動作判定部140によって旋回装置31を動作させると判定された場合、位置情報取得部150によって取得された施工部材40の位置情報(方向)から、第2計画情報に含まれる施工部材40の目標となる設置方向までの回転角度を算出して、当該回転角度に基づいて旋回装置31を動作させるように治具制御システム30を制御する。これにより、システム制御部130は、クレーンの動作状況に基づいて、適切なタイミングで適切に旋回装置31を動作させるように治具制御システム30を制御することができる。その結果、治具を含めたクレーンの自動運転を適切にサポートすることができる。
なお、本実施形態では、BIM10と連携して建築情報取得部110によって建築情報を取得し、計画情報生成部120によって施工計画情報(第1計画情報及び第2計画情報)を生成したが、BIM10は、施工統括システム100に含まれても構わないし、外部システムとして、施工統括システム100と連携する構成であっても構わない。
また、施工統括システム100は、BIM10以外のシステムを含み、又は連携して、建築情報取得部110は、それらから建築情報を取得するようにしても構わない。さらには、施工統括システム100で施工計画情報の全部又は一部を生成せずに、予め生成された施工計画情報を取得して記憶していても構わない。
本実施形態では、施工部材40の位置及び方向を把握するために、移動局32A及び32Bが吊り部材32に取り付けられていたが、移動局32A及び32Bが取り付けられる箇所はこれに限定されるものではない。
例えば、吊持される施工部材40に応じて、施工部材40の設置位置に応じて、又はその他状況に応じて、図4で示した吊り部材32と異なる吊り部材を用いる場合がある。
図7は、施工部材が治具に吊持される他の具体例を示す図である。図7に示されるように、クレーンから吊持されたワイヤの先端にクレーンに付随する治具として、水平回転する旋回装置31が取り付けられており、旋回装置31から吊り部材33を介してワイヤで施工部材40が吊持されている。吊り部材33は、横長の略直方体形状又は略棒形状等であって、図4に示した略立方体形状の吊り部材32とは異なるものである。吊り部材33を用いた場合も同様に、当該吊り部材33の上面、又は固定具を用いて吊り部材33の外側に移動局32A及び32Bを取り付ければよい。
また、このように吊り部材を取り換える必要がある場合、又は吊り部材を用いない場合には、移動局32A及び32Bは、旋回装置31に取り付けられる構成であっても構わない。移動局32A及び32Bを都度取り付け替えなくてもよく、作業効率の向上を図ることができる。
また、例えば、移動局32A及び32Bは、施工部材40に取り付けられても構わない。施工部材40に直接取り付けられることにより、当該施工部材40の位置及び方向をより精度良く取得することができる。
なお、本実施形態では、機体制御システム20から施工統括システム100に通知されるクレーンの動作状況とは、例えば、施工部材を水平移動させても安全な状況であり、施工統括システム100は、当該クレーンの動作状況に基づいて、旋回装置を動作させるように/動作させないように、治具制御システム30を制御していた。その他、クレーンの動作状況には、例えば、異常や緊急停止に関する情報が含まれていても構わない。クレーンに異常が発生した場合、予期しない事故が発生した場合、強風や豪雨、地震等が発生した場合、その他外部環境の影響により施工を停止する必要がある場合等の緊急停止状況が含まれてもよい。施工統括システム100は、機体制御システム20からの緊急停止状況に基づいて、旋回装置を停止させるように治具制御システム30を制御すればよい。
また、このような機体制御システム20から施工統括システム100に通知されるクレーンの動作状況は、稼働ログに含まれても構わないし、通常の稼働ログとは別の通知としても構わない。
以上、本発明の各実施形態についての具体的な説明を行ったが、あくまで実施形態としての説明である。上記説明は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定的に解釈させるものではない。本発明の範囲は、各実施形態に留まらず、当業者が把握可能な範囲にまで広く解釈されるものである。実施形態が備える各要素並びにその配置、材料、条件、形状及びサイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、異なる実施形態で示した構成同士を部分的に置換し又は組み合わせることが可能である。
10…BIM、20…機体制御システム、30…治具制御システム、31…旋回装置、32,33…吊り部材、32A,32B…移動局、40…施工部材、100…施工統括システム、110…建築情報取得部、120…計画情報生成部、130…システム制御部、140…治具動作判定部、150…位置情報取得部、M100…施工統括方法、S110~S150…施工統括方法M100の各ステップ
Claims (12)
- クレーンの自動運転を管理する施工統括システムであって、
少なくとも施工部材の設置座標を含む第1計画情報に基づいて前記クレーンの動作を制御する機体制御システムを制御するシステム制御部と、
前記クレーンに付随する治具に取り付けられた施工部材の位置情報を取得する位置情報取得部と、
前記機体制御システムから通知される前記クレーンの動作状況に基づいて、前記治具を動作させるか否かを判定する治具動作判定部と、を備え、
前記システム制御部は、前記治具動作判定部によって前記治具を動作させると判定された場合、少なくとも施工部材の設置方向を含む第2計画情報、及び前記位置情報取得部によって取得された前記施工部材の位置情報に基づいて、前記治具を動作させるように前記治具の動作を制御する治具制御システムを制御する、
施工統括システム。 - 前記システム制御部は、前記治具動作判定部によって前記治具を動作させないと判定された場合、前記治具の動作を禁止するように前記治具制御システムを制御する、
請求項1に記載の施工統括システム。 - 前記治具動作判定部は、前記治具に取り付けられた施工部材が安全領域にある場合、前記治具を動作させると判定する、
請求項1又は2に記載の施工統括システム。 - 前記治具動作判定部は、前記第1計画情報に基づいて前記クレーンが所定の位置まで上昇した場合、前記治具を動作させると判定する、
請求項1から3のいずれか一項に記載の施工統括システム。 - 前記治具動作判定部は、前記クレーンが上昇することによって前記治具に取り付けられた施工部材が施工中の躯体を超えた場合、前記治具を動作させると判定する、
請求項4に記載の施工統括システム。 - 前記位置情報取得部は、少なくとも2つのセンサにより、前記治具に取り付けられた施工部材の位置及び方向に関する情報を取得する、
請求項1から5のいずれか一項に記載の施工統括システム。 - 前記少なくとも2つのセンサは、前記治具に取り付けられる、
請求項6に記載の施工統括システム。 - 前記少なくとも2つのセンサは、前記治具と前記施工部材との間に設けられる吊り部材に取り付けられる、
請求項6に記載の施工統括システム。 - 前記少なくとも2つのセンサは、前記施工部材に取り付けられる、
請求項6に記載の施工統括システム。 - 施工される建築物の設計図、施工部材及び施工計画に関する情報を含む建築情報を取得する建築情報取得部と、
前記建築情報に基づいて、少なくとも施工部材の設置座標を含む第1計画情報及び少なくとも施工部材の設置方向を含む第2計画情報を生成する計画情報生成部と、をさらに備え、
前記システム制御部は、前記計画情報生成部によって生成された第1計画情報に基づいて前記機体制御システムを制御し、前記計画情報生成部によって生成された第2計画情報及び前記位置情報取得部によって取得された前記施工部材の位置情報に基づいて前記治具制御システムを制御する、
請求項1から9のいずれか一項に記載の施工統括システム。 - クレーンの自動運転を管理する施工統括システムによって実行される施工統括方法であって、
少なくとも施工部材の設置座標を含む第1計画情報に基づいて前記クレーンの動作を制御する機体制御システムを制御する機体制御ステップと、
前記クレーンに付随する治具に取り付けられた施工部材の位置情報を取得する位置情報取得ステップと、
前記機体制御システムから通知される前記クレーンの動作状況に基づいて、前記治具を動作させるか否かを判定する治具動作判定ステップと、
前記治具動作判定ステップで前記治具を動作させると判定された場合、少なくとも施工部材の設置方向を含む第2計画情報、及び前記位置情報取得ステップで取得された前記施工部材の位置情報に基づいて、前記治具を動作させるように前記治具の動作を制御する治具制御システムを制御する治具制御ステップと、を含む、
施工統括方法。 - クレーンの自動運転を管理する施工統括方法をコンピュータに実行させる施工統括プログラムであって、
少なくとも施工部材の設置座標を含む第1計画情報に基づいて前記クレーンの動作を制御する機体制御システムを制御する機体制御ステップと、
前記クレーンに付随する治具に取り付けられた施工部材の位置情報を取得する位置情報取得ステップと、
前記機体制御システムから通知される前記クレーンの動作状況に基づいて、前記治具を動作させるか否かを判定する治具動作判定ステップと、
前記治具動作判定ステップで前記治具を動作させると判定された場合、少なくとも施工部材の設置方向を含む第2計画情報、及び前記位置情報取得ステップで取得された前記施工部材の位置情報に基づいて、前記治具を動作させるように前記治具の動作を制御する治具制御システムを制御する治具制御ステップと、を実行する、
施工統括プログラム。
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