一种针对群塔的塔吊选型与布置优化方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种针对群塔的塔吊选型与布置优化方法，包括给出初始塔吊选型与布置方案、覆盖范围校核、物料分配、碰撞校核、吊重校核、工期校核、经济性校核和经济性优化，本发明专利技术还提供了一种基于上述方法的系统，包括初始塔吊布置方案生成模块、覆盖范围校核模块、物料分配模块、碰撞校核模块、吊重校核模块、工期校核模块、经济性校核模块、经济性优化模块和用于塔吊型号、数量及布置位置调整的修改模块。本发明专利技术人机交互程度强，充分发挥了在塔吊选型与布置各个环节中技术人员的经验优势和主观能动性，借助计算机强大的计算能力，以塔吊吊装物料信息库和塔吊单次吊装作业时间计算公式为基础，进行精细化计算，得出最优的塔吊选型与布置方案。

【技术实现步骤摘要】
一种针对群塔的塔吊选型与布置优化方法及系统
本专利技术涉及建筑施工
，具体涉及一种针对群塔的塔吊选型与布置优化方法及系统。
技术介绍
塔吊作为建筑施工中最为重要的垂直运输设备，其选型与布置会对工程的进度、安全、成本等产生显著的影响。决定塔吊布置方案的因素包括建筑形式、工程总吊运量、最大吊重、场地条件等，各因素对于塔吊选型与布置的影响并不独立。对于塔吊数量较少的工程，在分析过程中能相对容易地得出较优的塔吊布置方案；但对于群塔工程，各因素间关系更加复杂，塔吊和塔吊之间也可能相互影响，单凭经验很难得到理想的塔吊布置方案。BIM技术是一项应用广泛的工程设计建造管理工具，其模型中包含了建筑的各项信息，可作为项目设计、建造、运营过程中各单位协同工作的基础。在塔吊选型与布置过程中，可提取BIM模型中特定的某些数字化信息，进行塔吊选型与布置过程中的覆盖范围校核、碰撞校核、吊重校核、工期校核、经济性分析等定量化分析。现有的基于BIM的塔吊布置比选系统人机交互困难，未能充分发挥技术人员的经验优势，而且系统内工期校核模块未给出明确的计算公式，工期计算精度不高，导致最终确定的塔吊布置方案并非最优方案。
技术实现思路
本专利技术目的在于提出一种针对群塔的塔吊选型与布置优化方法，以解决现有技术中人机交互困难、计算精度不高的技术问题。为实现上述技术目的，本专利技术采用如下技术方案：一种针对群塔的塔吊选型与布置优化方法，包括如下步骤：S1：给出初始塔吊选型与布置方案，建立该工程所有需要塔吊吊装的物料信息库和备选塔吊的各参数数据库，在此基础上给出初始塔吊选型与布置方案；S2：覆盖范围校核，校核拟建建筑及待吊装物料是否均在塔吊的覆盖范围内，若否，系统中显示未落入覆盖范围的拟建建筑物或待吊装物料信息，并对塔吊型号、数量及布置位置进行调整，重新进行覆盖范围校核；S3：物料分配，根据塔吊布置位置，进行物料信息库中全部物料的分配，明确每台塔吊分别需要吊装的物料，形成每台塔吊各自的物料清单；S4：碰撞校核，模拟塔吊运行过程，检查塔吊与拟建建筑、塔吊与塔吊之间是否出现碰撞，若出现碰撞，系统中显示碰撞信息，并根据此信息对塔吊型号及布置位置进行调整，跳转至步骤S2；S5：吊重校核，对照各塔吊的吊重曲线，依次校核各塔吊能否满足其各自物料清单中各物料的吊装要求，若否，系统中显示不满足要求的物料信息及塔吊信息，并根据此信息调整塔吊型号及布置位置，跳转至步骤S2；S6：工期校核，根据以往工程各型号塔吊作业时间数据，运用统计方法分别拟合出各型号塔吊完成不同种类物料吊装的单次吊装作业时间计算公式，将各台塔吊各自物料清单中的物料具体信息依次代入时间计算公式，再求和得出各台塔吊总作业时间，若总作业时间大于该工程工期，则调整塔吊型号、数量及布置位置，跳转至步骤S2；S7：经济性校核，根据各台塔吊的经济性参数值，计算各台塔吊在其服役全过程的总费用，并与拟建项目塔吊预算费用作比较，若超出预算费用，系统中显示超出金额并对塔吊型号、数量及布置位置进行调整，跳转至步骤S2；S8：经济性优化，系统将步骤S6得到的塔吊布置方案存储为备选方案，并按照费用降低方向依次更换各台塔吊型号，且每次只更换一台塔吊，跳转至步骤S2，若所有塔吊更换一遍之后仍不能满足要求，则输出备选方案作为最终的塔吊布置方案。优选地，所述物料信息库是在建筑信息模型(BIM)的基础上，根据施工方法、施工部署得出，物料信息库中记录的物料信息包括该工程待吊装的所有物料的种类、就位高度、平面坐标和重量；所述塔吊参数数据库可实时更新，记录了市面常用的各种型号塔吊的相应参数，包括技术参数和经济性参数，所述技术参数包括各型号塔吊的臂长、吊重曲线、起升速度、回转速度和变幅速度，所述经济性参数包括租金、塔吊基础费用、运维费用和附着费用。优选地，所述步骤S6中各台塔吊单次吊装作业时间计算公式为，式中：Ti—塔吊单次吊装作业时间；t0—塔吊作业过程的静态时间；ω—塔吊回转角速度；v1—塔吊变幅速度；v2—塔吊起升速度；θ—单次吊装过程中塔吊的回转夹角；R—单次吊装过程中塔吊的变幅距离；H—单次吊装过程中塔吊的起升高度；α—塔吊回转时间、变幅时间、起升时间的调整系数，该调整系数由各型号塔吊以往工程作业时间数据经统计分析拟合得出。优选地，所述步骤S3中物料分配遵循就近原则，即所有物料均分配给距离其所处的平面位置最近的塔吊。优选地，所述步骤S3中物料分配亦可遵循平均分配原则，若该物料仅在单台塔吊覆盖范围内，则分配给该台塔吊，若该物料在多台塔吊覆盖范围内，则分配给吊装任务少的吊塔。优选地，所述步骤S4-S7顺序可调。另外，本专利技术还提供了一种基于上述针对群塔的塔吊选型与布置优化方法的系统，包括与所述步骤S1-S8分别对应的初始塔吊布置方案生成模块、覆盖范围校核模块、物料分配模块、碰撞校核模块、吊重校核模块、工期校核模块、经济性校核模块和经济性优化模块，所述系统还包括修改模块，所述修改模块可被覆盖范围校核模块、碰撞校核模块、吊重校核模块、工期校核模块、经济性校核模块和经济性优化模块调用，用于初始塔吊型号、数量及布置位置的调整。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：1、本专利技术人机交互程度强，充分发挥了在塔吊选型与布置各个环节中技术人员的经验优势和主观能动性；2、本专利技术运用统计分析方法，对以往工程各型号塔吊的运行数据进行分析，拟合出各型号塔吊完成不同种类物料吊装的单次作业时间的计算公式。借助计算机强大的计算能力，并在塔吊吊装物料信息库和塔吊作业时间计算公式的基础上，进行一系列精细化计算，得到符合工程施工各项要求的塔吊布置方案，再对其经济性进行进一步优化，得出最优的塔吊选型与布置方案。附图说明通过结合以下附图所作的详细描述，本专利技术的上述和/或其他方面和优点将变得更清楚和更容易理解，这些附图只是示意性的，并不限制本专利技术，其中：图1为本专利技术涉及的一种针对群塔的塔吊选型与布置优化方法的流程图。具体实施方式在下文中，将参照附图描述本专利技术的一种针对群塔的塔吊选型与布置优化方法及系统的实施例。在此记载的实施例为本专利技术的特定的具体实施方式，用于说明本专利技术的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本专利技术实施方式及本专利技术范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。下面结合图1，对本专利技术的优选实施例作进一步详细说明：如图1所示，本专利技术优选的一种针对群塔的塔吊选型与布置优化方法，包括如下步骤：S1：给出初始塔吊选型与布置方案，建立该工程所有需要塔吊吊本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种针对群塔的塔吊选型与布置优化方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1：给出初始塔吊选型与布置方案，建立该工程所有需要塔吊吊装的物料信息库和备选塔吊的各参数数据库，在此基础上给出初始塔吊选型与布置方案；/nS2：覆盖范围校核，校核拟建建筑及待吊装物料是否均在塔吊的覆盖范围内，若否，系统中显示未落入覆盖范围的拟建建筑物或待吊装物料信息，并对塔吊型号、数量及布置位置进行调整，重新进行覆盖范围校核；/nS3：物料分配，根据塔吊布置位置，进行物料信息库中全部物料的分配，明确每台塔吊分别需要吊装的物料，形成每台塔吊各自的物料清单；/nS4：碰撞校核，模拟塔吊运行过程，检查塔吊与拟建建筑、塔吊与塔吊之间是否出现碰撞，若出现碰撞，系统中显示碰撞信息，并根据此信息对塔吊型号及布置位置进行调整，跳转至步骤S2；/nS5：吊重校核，对照各塔吊的吊重曲线，依次校核各塔吊能否满足其各自物料清单中各物料的吊装要求，若否，系统中显示不满足要求的物料信息及塔吊信息，并根据此信息调整塔吊型号及布置位置，跳转至步骤S2；/nS6：工期校核，根据以往工程各型号塔吊作业时间数据，运用统计方法分别拟合出各型号塔吊完成不同种类物料吊装的单次吊装作业时间计算公式，将各台塔吊各自物料清单中的物料具体信息依次代入时间计算公式，再求和得出各台塔吊总作业时间，若总作业时间大于该工程工期，则调整塔吊型号、数量及布置位置，跳转至步骤S2；/nS7：经济性校核，根据各台塔吊的经济性参数值，计算各台塔吊在其服役全过程的总费用，并与拟建项目塔吊预算费用作比较，若超出预算费用，系统中显示超出金额并对塔吊型号、数量及布置位置进行调整，跳转至步骤S2；/nS8：经济性优化，系统将步骤S6得到的塔吊布置方案存储为备选方案，并按照费用降低方向依次更换各台塔吊型号，且每次只更换一台塔吊，跳转至步骤S2，若所有塔吊更换一遍之后仍不能满足要求，则输出备选方案作为最终的塔吊布置方案。/n...

【技术特征摘要】
1.一种针对群塔的塔吊选型与布置优化方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：给出初始塔吊选型与布置方案，建立该工程所有需要塔吊吊装的物料信息库和备选塔吊的各参数数据库，在此基础上给出初始塔吊选型与布置方案；
S2：覆盖范围校核，校核拟建建筑及待吊装物料是否均在塔吊的覆盖范围内，若否，系统中显示未落入覆盖范围的拟建建筑物或待吊装物料信息，并对塔吊型号、数量及布置位置进行调整，重新进行覆盖范围校核；
S3：物料分配，根据塔吊布置位置，进行物料信息库中全部物料的分配，明确每台塔吊分别需要吊装的物料，形成每台塔吊各自的物料清单；
S4：碰撞校核，模拟塔吊运行过程，检查塔吊与拟建建筑、塔吊与塔吊之间是否出现碰撞，若出现碰撞，系统中显示碰撞信息，并根据此信息对塔吊型号及布置位置进行调整，跳转至步骤S2；
S5：吊重校核，对照各塔吊的吊重曲线，依次校核各塔吊能否满足其各自物料清单中各物料的吊装要求，若否，系统中显示不满足要求的物料信息及塔吊信息，并根据此信息调整塔吊型号及布置位置，跳转至步骤S2；
S6：工期校核，根据以往工程各型号塔吊作业时间数据，运用统计方法分别拟合出各型号塔吊完成不同种类物料吊装的单次吊装作业时间计算公式，将各台塔吊各自物料清单中的物料具体信息依次代入时间计算公式，再求和得出各台塔吊总作业时间，若总作业时间大于该工程工期，则调整塔吊型号、数量及布置位置，跳转至步骤S2；
S7：经济性校核，根据各台塔吊的经济性参数值，计算各台塔吊在其服役全过程的总费用，并与拟建项目塔吊预算费用作比较，若超出预算费用，系统中显示超出金额并对塔吊型号、数量及布置位置进行调整，跳转至步骤S2；
S8：经济性优化，系统将步骤S6得到的塔吊布置方案存储为备选方案，并按照费用降低方向依次更换各台塔吊型号，且每次只更换一台塔吊，跳转至步骤S2，若所有塔吊更换一遍之后仍不能满足要求，则输出备选方案作为最终的塔吊布置方案。


2.根据权利要求1所述的一种针对群塔的塔吊选型与布置优化方法，其特征在于：所述物料信息库是在建筑信息模型(BIM)的基础上，根据施工方法、施工部署得出，物料信息库中记录的物料信息包括该工...

【专利技术属性】
技术研发人员：车辕，陈蕾，周子淇，
申请(专利权)人：中国建筑一局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11