一种基于BIM和变频控制的多机具电缆敷设管理系统及方法与流程

本发明属于电缆敷设管理，更具体地，涉及一种基于bim和变频控制的多机具电缆敷设管理系统及方法。

背景技术：

1、随着电气化、智能化技术的发展和应用，现代工程施工中电缆的使用量愈来愈大，电缆的种类、数量越来越多，电缆的存储及敷设时的管理工作是一种动态的管理，数据的采集比较麻烦。传统的人工管理效率低，误差率大，不能实现即时更新，不能预判需求和存储的差额，跟不上现代化施工的需要。现在虽然有较为先进的机具的使用，但是机具的使用都是少量的，且不成系统，没有也无法实现敷设过程中的系统管理。现代的施工管理以大系统为目标，对于专业性强的电缆的施工管理比较弱。随着社会经济的发展和科学技术的进步，及现代施工的进步，需要自动化程度高，系统性强的电缆敷设及管理系统的出现，实现自动、高效、准确的作业与管理。

2、为了解决上述技术问题，中国发明专利cn105005659b公开了一种电缆敷设方法及系统，通过获取三维设计软件建立的三维桥架信息，对三维桥架信息中桥架编号与数据库中桥架类型进行匹配，找到与桥架编号对应的桥架类型，实现桥架编号到桥架类型的转换，再根据导入的三维桥架信息中的桥架位置信息、设备位置信息以及桥架类型形成三维桥架模型即可，无需通过在电缆敷设系统中重新设定桥架位置信息、设备位置信息和桥架类型以建立三维桥架模型。通过信息匹配，将三维设计软件建立的三维桥架信息中的桥架编号转成电缆敷设需要的信息，即桥架类型，即无需再对桥架类型进行设定，提高敷设效率。根据电缆敷设相关参数寻找最合理电缆路径，快捷且准确，无需人工进行寻找路径，提高敷设效率；此外，中国发明专利cn109768503a公开了一种大截面长距离电缆敷设系统及方法，该系统包括电缆盘、电缆盘支架、通过网套与电缆对接的钢丝绳、能牵引钢丝绳带动电缆敷设的机动绞磨机、能回收钢丝绳的绞盘以及沿敷设路线排布的滚轴支架；电缆盘支架包括支撑杆以及两组提升组件，提升组件包括千斤顶、底座、两个设在底座上的立杆、位于两个立杆之间的且只能沿两个立杆滑动的支撑块，支撑杆能穿过电缆盘且端部位于两个立杆之间和支撑块上方，千斤顶能通过支撑块将电缆盘顶起；滚轴支架包括两个端板和至少两个可拆卸的且相互平行的设在两个端板之间的滚轴，钢丝绳、网套和电缆均能垂直的从滚轴间通过。本发明安装简单方便，能实现不同规格电缆的远距离敷设，可重复使用。

3、但上述专利技术仍存在如下技术问题：(1)主要用于设计阶段电缆路径的规划和电缆的统计，而未能与实际施工现场建立直接联系；(2)cn109768503a仅解决了电缆敷设的拖动问题，而面对现场质量、体积较大、数量较多的工况下，单一敷设机将无法满足高效作业的需求；(3)现有电缆敷设技术中未将bim技术与实际施工现场作业做结合，且未构成多敷设设备互联协同作业的施工操作系统。

技术实现思路

1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种基于bim和变频控制的多机具电缆敷设管理系统，采用计算机系统，将电缆的设计管理和电缆敷设施工构成协同控制系统中，并实现了数据的实时更新，从而能够实现及时调整电缆计划与安排的技术效果，本发明具备在设计与施工上的协同性与动态性、电缆计划调整的及时性、人员机具使用的高效性特点，有效实现了设备、材料、人员的方便管理，保障了施工的顺利进行，提高了施工效率。

2、为了实现上述目的，按照本发明的第一方面，一种基于bim和变频控制的多机具电缆敷设管理系统，包括：

3、用于接收bim施工信息并装有控制多机具电缆敷设装置的电动小车；

4、用于牵拉电缆头部并前行的电缆牵引机、布设于竖直型段电缆路径上方制高点用于对电缆施加提升力的电缆提升机、用于辅助所述电缆牵引机和电缆提升机施加更大敷设力的电缆敷设机；

5、临时存储施工用电装备的电气室、设于电气室内部的电气盘柜、用于吊装电缆盘的吊车操作区、设于所述电气室底部的电缆沟；

6、通过将电缆初步布设于施工区域，并按设计需求在电缆路径位置的节点位置布设多个电缆牵引机、电缆提升机及电缆敷设机，通过电动小车无线接收bim施工信息，并协同控制所述电缆牵引机、电缆提升机及电缆敷设机对线缆进行敷设施工。

7、优选的，所述的电动小车，包括：

8、电控小车车体、设于所述电控小车车体底部的电控小车车轮、用于驱动电控小车车轮的电控小车驱动电机、设于所述电控小车车体上方的电控箱、与电控箱固定连接的操作台。

9、优选的，所示的电缆牵引机，包括：

10、牵引小车车架、设于所述牵引小车车架下方的牵引小车车轮、驱动牵引小车车轮的牵引小车车轮驱动电机、固定设于所述牵引小车车架上表面的卷扬机。

11、优选的，包括如下步骤：

12、s100：根据电缆敷设管理的需要和经验，及开发系统的特点，绘制基于bim和变频控制的多机具电缆敷设管理系统的流程图；

13、s200：建立多机具电缆敷设管理系统，向bim系统中输入设计数据、图纸和资料，提取其中工程名称，桥架布置图，保护管的施工图信息，完成桥架的规格型号种类数量统计；并根据每根电缆的规格型号、起始点、数量米数、长度米数、每段电缆敷设路径的层数绘制电缆表；

14、s300：根据统计结果统一筹划工程，从而解决原有以单个工程为单位统计规划造成的工程间信息混乱的技术问题；紧接着，完成电缆盘订货信息统计与规划，所述电缆盘订货信息包括每盘电缆的规格、型号、数量以及每个电缆盘对应的施工工程路径，每盘电缆盘的电缆可以安排多个施工工程路径使用，做到合理使用，减少浪费；

15、s400：电缆到货期间及时完成信息统计，并实时更新，记录到货电缆的使用工程，数量，规格型号，每盘电缆的数量，电缆盘的编号，存放位置；

16、s500：根据图纸资料、标准及规范资料、标准图集、设备资料，画出绘制电缆桥架及保护管的bim图；

17、s600：施工控制系统的设计及制作；

18、s700：施工管理人员对现场进行巡视及评估，根据现场桥架施工情况、设备安装情况、保护管施工情况、电缆路径畅通度，判断现场是否具备电缆敷设条件，若现场不具备电缆敷设条件，继续安排施工，如果具备电缆敷设条件，安排电缆敷设的工作；

19、s800：完成技术与机具准备；

20、s900：完成施工的安全评估，安全措施，安全装备与机具的准备；

21、s1000：完成施工的质量评估，并及时提出调整措施保证质量要求；

22、s1100：根据施工现场安排，参考bim图、施工的安全评估、安全要求、安全措施、施工的质量评估、质量要求、保证质量的措施，制定电气电缆敷设任务及指导书，所述电气电缆敷设任务及指导书内容包括：施工区域、需要敷设电缆的盘、箱、柜，需要经过的桥架、管线；需要敷设的电缆规格、型号；施工人员配备、机具配备、材料情况、辅材情况；相关图纸：位置布置图、管线敷设图、走向图；

23、s1200：按照施工任务指导书落实实施，包括设备安装、人员调配、吊车的安排及电缆盘的架设、机具的安排与使用；完成控制系统操作，包括设备的启动顺序、过程中机具的暂停与启动、实施过程中及时调整、通讯畅通、统一指挥；设置两端预留数量，包括从所在位置到目标位置的距离，预留量的计算；

24、s1300：当一根电缆或一个区域或一定路径的电缆敷设完毕后，根据后续工作的需要，安排人员机具转移到新的工作位置；

25、s1400：当一根电缆或一个区域或一定路径的电缆敷设完毕后，统计盘上电缆剩余的电缆数量，和尚未敷设电缆的数量进行比较，预计电缆的差额情况；

26、s1500：根据电缆的统计结果，判断是否需要安排电缆盘间的代用安排：代用和被代用原电缆盘都需做好记录；

27、s1600：等待电缆施工完成后，提交下一道工序。

28、优选的，所述s500，包括：

29、s501：在电脑上输入电气施工的cad施工设计图；

30、s502：根据项目bim应用标准，通过bim建模软件对电缆桥架及保护管进行初步的cad施工设计，并完成三维建模，获取项目bim模型；

31、s503：基于项目bim模型，验证土建及结构专业的预留空洞位置及尺寸是否合适；

32、s504：基于项目bim模型，对结构、管道、设备、墙壁、立柱进行碰撞及错误检查，并根据检查结果对项目bim模型进行调整优化；

33、s505：利用项目bim模型进行三维仿真，模拟施工过程；

34、s506：在现场施工过程中，根据项目bim模型，进行技术与机具准备，进行人员的准备与安排，下达施工任务书，对现场施工人员进行三维可视化交底；

35、s507：根据项目bim模型及其施工过程模拟，指导现场施工；

36、s508：施工完成后，根据项目bim模型进行施工验收。

37、优选的，所述s600，包括：

38、s610：统计控制的电缆敷设机、电缆牵引机和电缆提升机控制机具的种类及数量，在进行控制机具数量统计时，不仅要满足现有工程需要的最大数量要求，也要确保今后其他工程的使用需求，并要保留足够的增加控制设备的控制回路；

39、s620：控制的要求，为了保证电缆敷设时整个电缆前后的速度一致，要保证机具运转速度的可调，机具的驱动电机采用变频电机，控制系统采用变频控制；由于电缆敷设过程的复杂性，要保证机具运转方向可以变化，即可以正转，也可以反转；多个机具可以同时工作，也可以单独工作；

40、s630：在控制系统的工艺设计完成后，进行理论即原理设计完成电路设计；

41、s640：根据设计，选择控制系统的原件，并进行控制箱制造；

42、s650：根据设计进行电动控制小车的制作；

43、s660：根据设计进行电动牵引小车的制作。

44、优选的，所述s640，包括：

45、s641：完成设备购买；

46、s642：完成控制箱的制造；

47、s643：完成内部设备的安装，内部接线工作；

48、s644：控制箱的调试与验收。

49、优选的，所述s650，包括：

50、s651：完成电动控制小车的设计；

51、s652：完成机具、准备，材料及配件的准备工作；

52、s653：完成电动控制小车零部件的加工制造及组装；

53、s654：验证电动控制小车的产品性能；

54、s655：完成电动控制小车操作系统的安装。

55、优选的，所述s800，包括：

56、s801：根据bim图和现场情况，进行人员机具的安排；

57、s802：完成场地的安排，包括电缆盘架设位置、吊车位置、电缆敷设机位置和数量的统筹安排；

58、s803：设定现场施工电源位置，包括施工供电电缆的规格型号数量；

59、s804：完成爬梯的位置、爬梯的数量、爬梯的长度、爬梯是否流动使用的布局与统计；

60、s805：制定施工安全措施，包括机具安全带；

61、s806：完成人员的安排，包括电缆盘建设人员、现场指挥人员、每段路经设备操作人员及路径转角处人员，安排人员的流动性及使用安排；

62、s807：完成电缆牵引机的布设及牵引方式的设计，包括全程牵引机牵引或分段牵引机牵引，设计规则如下：当在一个平面上作业时，路径情况允许的情况下，全程通过一台牵引机牵引；当在不在一个平面时，或者一个平面上路径不允许，通过多台牵引机分段牵引；

63、s808：完成电缆敷设机的布设，设计规则如下：每一段较长的直线桥架段安排一台；

64、s809：完成电缆敷设时使用的滑轮的数量及位置安排，包括转角处滑轮的数量及位置安排；

65、s810：完成通讯工具的准备。

66、总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

67、1.本发明的一种基于bim和变频控制的多机具电缆敷设管理系统，采用计算机系统，将电缆的设计管理和电缆敷设施工构成协同控制系统中，并实现了数据的实时更新，从而能够实现及时调整电缆计划与安排的技术效果，本发明具备在设计与施工上的协同性与动态性、电缆计划调整的及时性、人员机具使用的高效性特点，有效实现了设备、材料、人员的方便管理，保障了施工的顺利进行，提高了施工效率

68、2.本发明的一种基于bim和变频控制的多机具电缆敷设管理系统，通过电控箱205下方集成用于移动的车轮，从而实现了控制系统可移动的技术效果，解决了因线缆路径范围较大，导致信号接收困难的技术问题

69、3.本发明的一种基于bim和变频控制的多机具电缆敷设管理系统，采用bim技术，实现施工前有地效预知设计的缺陷并实施补救措施，有效预知与其他专业的冲突并进行协商解决，实现对现场施工人员进行三维可视化交底，根据项目bim模型及其施工过程准备施工机具，安排施工人员，对需要的人员机具早预期早安排；根据项目bim模型及其施工过程模拟，指导现场施工；根据项目bim模型进行施工验收；采用多种机具，多台机具统一管理，增强了管理的统一性，加快了电缆敷设进度，减少人员的投入；采用变频技术，实现机具的运转速度的可调性，速度及方向的统一；预留足够的扩展空间，适用较大系统的使用，适应性强。