مسح المصعد الرقمي – تحسين استطلاعات موقع التحديث

تم تقديم هذه الورقة في معرض Elevcon 2023 في براغ، جمهورية التشيك.
الكلمات المفتاحية: التحديث، مسح الموقع، المسح ثلاثي الأبعاد

الملخص

يعد المسح الدقيق للموقع هو الخطوة الأولى في إنشاء تحديث هندسي ناجح. في الماضي، استخدمت مسوحات الموقع أشرطة القياس والقلم والورق. لقد تغير هذا مؤخرًا لاستخدام قياسات الليزر والأجهزة المحمولة، ولكن في الأساس ظلت العملية كما هي - فقط تغيرت الوسائط. بالنسبة للمشاريع المعقدة، بدأت شركة KONE في استخدام المسح ثلاثي الأبعاد لتحسين دقة مسح الموقع وتقليل إزعاج العملاء وتحسين سلامة الموظفين وزيادة الإنتاجية الإجمالية للهندسة.

1. مقدمة

تتمثل نقطة البداية لهندسة التحديث في الفهم الكامل للمعدات المثبتة الحالية بحيث يمكن تصميم الواجهات بين المعدات المثبتة والمعدات الجديدة بشكل صحيح. تقليديًا، تم تحقيق ذلك باستخدام أشرطة القياس والقواعد وتسجيل البيانات على نماذج ورقية أو ورق عادي. على مر السنين، تم استبدال مقاييس الشريط بمقاييس الليزر (الشكل 1)، وتم استبدال النماذج الفارغة والورق العادي بالوسائل الإلكترونية، بما في ذلك البرامج مثل PRONTOFORMS (Prontoforms) وXECOM Information Technologies Pvt. Ltd. SmartSiteSurvey (Smartsitesurvey) تطبيقات الكمبيوتر اللوحي، ولكن العملية الشاملة لم تتغير من قياس وتسجيل البيانات المقاسة.

يعد مسح المصاعد الرقمي أداة أخرى في مجموعة أدوات مسح موقع KONE التي تتضمن محلل أداء المصعد ومسح الموقع الإلكتروني لقياس المباني الحالية وفهمها بالكامل وتركيب المصاعد الخاصة بها وكيفية استخدام المصاعد لضمان التحديث الناجح.

محلل أداء المصعد (Batey et al., 2016) عبارة عن أداة استشعار ثلاثية الأبعاد لقياس استخدام مصعد الركاب، وعدد الركاب الذين يدخلون ويخرجون من المصعد وفي أي طابق. وينتج عن ذلك ملف تعريف حركة مرور خاص بالمبنى لتمكين محاكاة أداء المصعد الحالي والمستقبلي.

يعد مسح الموقع الإلكتروني لشركة KONE (Kontturi et al., 2012) أداة تحدد الكتل المتحركة في نظام المصعد، من خلال قياس التيار الكهربائي وتسارعات المصعد، على سبيل المثال:

• كتلة السيارة
• كتلة CWT
• كتل الحبل
• كتل كابل السفر

مع الأشكال العادية والمربعات والمستطيلات، يكون قياس مواقع المعدات الموجودة أمرًا سهلاً نسبيًا، ولكن بمجرد أن تصبح الأشكال غير منتظمة أو دائرية، يصبح قياس المسافات أكثر صعوبة بشكل ملحوظ.

في بعض الأحيان، يتطلب الأمر قيام فريق المسح برحلات متعددة إلى الموقع نظرًا لأنه يكاد يكون من المستحيل قياس كل شيء في الإطار الزمني المحدد، ويصبح من الواضح أن بعض البيانات مفقودة أثناء مرحلة التصميم. تشمل أنواع العناصر التي يمكن التغاضي عنها الأنابيب الكهربائية، وتركيبات الإضاءة، وأنابيب تكييف الهواء، وما إلى ذلك.

2. مسح المصعد الرقمي – الأساسيات

تتمثل الخطوة الأولى في التحضير لاستطلاع المصعد الرقمي في فهم نطاق التحديث وتحديد الغرض من استخدام البيانات الممسوحة ضوئيًا. وهذا يتيح تحديد ما يلي:

2.1.1 تنسيقات الإخراج:

• نموذج الشبكة ثلاثي الأبعاد – عبارة عن بناء هيكلي يتكون من مضلعات تحتوي كل نقطة على إحداثيات x وy وz (الشكل 3). على الرغم من أن الأمر قد يستغرق عددًا كبيرًا من المضلعات لإنشاء شبكات تقترب من الواقعية، إلا أنها أسرع في المعالجة نظرًا لبساطتها، كما أن حجم الملف أصغر بكثير من الملف السحابي النقطي المعني.
• Point Cloud - السحابة النقطية عبارة عن مجموعة من نقاط البيانات المحددة بواسطة نظام إحداثي معين يتم إنتاجه عن طريق المسح ثلاثي الأبعاد المستخدم لتحديد شكل النظام المادي. هذه الملفات كبيرة جدًا، وفي بعض الحالات تبلغ الجيجابايت.
• نموذج BIM
• XR (الواقع الممتد) - يتضمن ذلك AR (الواقع المعزز)، وVR (الواقع الافتراضي)، وMR (الواقع المختلط).
• الدقة المطلوبة:
  • يعتمد ذلك على الغرض الذي سيتم استخدامه من أجله وأي قيود زمنية (الشكل 3). يمكن أن تكون المساحة التصويرية بالأبيض والأسود بضع دقائق لكل عملية مسح أسرع من المساحة التصويرية الملونة.
  • استخدام الأهداف - سواء مع علامات الهدف أو الأهداف الكروية، يتيح لك استخدام الأهداف تسهيل نشاط الحصول على البيانات، مما يجعل النتيجة النهائية دقيقة ودقيقة.

يمكن أن ينتج المسح ثلاثي الأبعاد بيانات دقيقة للغاية، ولكن هناك قيود على البيئات التي يمكن استخدامه فيها:

• حيث توجد أسطح عاكسة وشفافة
• أعمدة وأبواب الرفع الزجاجية
• المرايا والمواد النهائية للمرايا (الشكل 4)
• المناطق ذات مستويات الاهتزاز العالية
• المباني النحيلة عندما تكون سرعة الرياح عالية

من المفاهيم الخاطئة حول الماسح الضوئي أن الماسح الضوئي بالليزر هو عبارة عن أشعة سينية. ليس؛ ومع ذلك، فهو جهاز على خط البصر ولا يرى من خلال الكيانات الصلبة، على الرغم من وجود برامج مختلفة متاحة تظهر لإنشاء عرض من نوع الأشعة السينية من خلال الجمع بين العديد من عمليات المسح من مواقع مختلفة، إلا أنها لا تزال تظهر فقط الخارج أسطح الهياكل (الشكل 5).

3. دقة

في الحالات الأولى التي لم نكن متأكدين فيها من مدى دقة المسح ثلاثي الأبعاد، اخترنا المشاريع التي أكملنا فيها بالفعل مسحًا تقليديًا للموقع أو حيث سنستمر في إجراء قياسات يدوية للعناصر المهمة الرئيسية. عند تحليل القياسات اليدوية وإجراء قياسات السحابة النقطية باستخدام Autodesk ReCap، تم اكتشاف ما يلي:

• كانت قياسات العناصر الفردية مثل عوارض الماكينة كلها في حدود 1 إلى 2 مم من بعضها البعض، ولكن عند مقارنتها ببيانات الشركات المصنعة للحزم، كانت قياسات ReCap في حدود 0.5 إلى 1.5 مم.
• تبين أن قياسات ReCap للعناصر الفردية داخل مساحة ما هي أكثر دقة بشكل ملحوظ من القياسات اليدوية باستخدام أشرطة القياس وأجهزة القياس بالليزر في المناطق المحصورة مع معدات تمنع القياس المباشر من نقطة إلى نقطة، مما يسبب عدم الدقة.

تكون القياسات التي يتم إجراؤها من البيانات الممسوحة ضوئيًا أكثر دقة دائمًا من القياسات اليدوية. 

4. تخطيط

تحديد وقت المسح:

• ينبغي أن يكون في أقرب وقت ممكن في عملية التصميم.
• الوقت المناسب يعتمد على كيفية استخدام المبنى - الأمسيات، وعطلات نهاية الأسبوع، وما إلى ذلك.
• احصل على أكبر عدد ممكن من الرسومات ثنائية الأبعاد الموجودة.
• قم بتخطيط الموضع وعدد عمليات الفحص مسبقًا لتحسين الكفاءة في الموقع - ولكن تذكر أن الخطط ليست ثابتة وستحتاج إلى التغيير وفقًا لظروف الموقع الفعلية.

إحضار أنواع مختلفة من المعدات:

• ماسح ضوئي قائم على حامل ثلاثي القوائم لإجراء عمليات مسح دقيقة
• الماسحات الضوئية المحمولة للمناطق التي تتطلب دقة عالية وحيث لا يمكن الحصول على البيانات باستخدام الماسحات الضوئية القائمة على حامل ثلاثي الأرجل
• ماسحات ضوئية محمولة باليد SLAM (التوطين ورسم الخرائط في وقت واحد) أو كاميرات 360 درجة لفحص الطرق اللوجستية للمعدات حيث لا تكون الدقة بالغة الأهمية

5. مسح موقع المصعد الرقمي

يعد مسح موقع المصعد الرقمي طريقة لتحسين دقة وسلامة مسح الموقع باستخدام الطرق الرقمية لتسجيل التثبيت الحالي، مثل المسح ثلاثي الأبعاد (Lidar) أو المسح المساحي ثلاثي الأبعاد (الشكلان 3 و3). في KONE، بدأنا في استخدام المسح ثلاثي الأبعاد على المنشآت ذات الإنشاءات غير العادية. الأمثلة التي سنناقشها في هذه الورقة هي من برج مراقبة ذو شكل دائري ومصعد مائل في تطبيق المترو. وفي كلتا الحالتين، كان المسح التقليدي للموقع صعبًا وعرضة لعدم الدقة.

تحسين السلامة - يؤدي استخدام الماسحات الضوئية ثلاثية الأبعاد إلى إلغاء الحاجة إلى وصول المساحين إلى الدرابزين أو الاتكاء عليهم للحصول على القياسات. بالإضافة إلى ذلك، يمكن وضع الماسحات الضوئية في مواضع لا يمكن للأشخاص الوصول إليها - على سبيل المثال، على الجانب السفلي من ثقل موازنة الرفع المائل.

6. ملاحظات نموذجية لبرج التلفزيون

وبهذا المشروع، تم الانتهاء من المسح التقليدي للموقع قبل إجراء المسح ثلاثي الأبعاد. يُظهر المسح ثلاثي الأبعاد أن غرفة الآلة خارج نطاقها قليلاً. عندما تم تركيب الآلات وألواح القاعدة الجديدة على مخطط السحابة النقطية، تم اكتشاف تصادم طفيف بين لوحة القاعدة الجديدة على المصعد في أعلى اليسار والجدار. لم يتم الكشف عن هذا الخروج أثناء المسح التقليدي للموقع بسبب عدم القدرة على القياس الدقيق (نظرًا لعدم وجود نقاط مرجعية سهلة الاستخدام) لشكل غرفة الآلة وكمية المعدات في مكان ضيق، كما هو موضح في الأشكال 3 و 3.

7. مثال على المصعد المائل في المترو

يعد مصعد المترو المائل قطعة معقدة للغاية من المعدات. قد يستغرق إجراء مسح كامل لموقع المصعد، بما في ذلك الأعمال الفولاذية الإنشائية، بضعة أيام، مما يتسبب في تعطيل كبير لمستخدمي محطة المترو. تم الانتهاء من مسح المصعد الرقمي في فترة ما بعد الظهر، مما يقلل من تعطيل عمليات محطة المترو.

سمح مسح المصعد الرقمي بقياس مكونات المصعد وهيكل المبنى في العديد من النقاط أكثر مما كان يمكن إجراؤه بالطريقة التقليدية (الأشكال 10 و11 و12). وبما أن أحد جوانب الهيكل كان غير منتظم، فقد كان من الممكن تحديد الحد الأقصى للأبعاد الواضحة للمعدات التي يمكن تركيبها بوضوح.

8. الاستخدامات الأخرى لبيانات المسح الرقمي للمصاعد: يمكن أيضًا استخدام البيانات التي تم الحصول عليها أثناء المسح لعناصر أخرى غير الهندسة (الشكل 13).

• مراجعة عملية التثبيت وتحسين الأساليب الخاصة بالموقع لتقليل المخاطر
• تدريب خاص بالواقع الافتراضي
• المسح إلى BIM
• مسح الواقع الافتراضي - يسمح للخبراء على مستوى العالم بالتعاون "في الموقع" في الفضاء الافتراضي دون السفر.

9. اختتام

سيؤدي التحول من طرق مسح الموقع التقليدية إلى الطرق الرقمية إلى تحسين جودة وسلامة مسح الموقع، وبالتالي تحسين الهندسة والحل الحديث النهائي الذي سيتم تركيبه.

التكنولوجيا الحالية وتكلفة المسح تعني أن إجراء مسح المصعد الرقمي ليس مناسبًا لجميع الحالات، ولكنه مثالي للحالات ذات الهندسة غير العادية حيث لا يمكن تحقيق الدقة المطلوبة بطريقة فعالة من حيث التكلفة والوقت باستخدام الطرق التقليدية. ولكن من المتوقع، مع أن الماسحات الضوئية وغيرها من أجهزة التسجيل والقياس الرقمية أصبحت أرخص وأكثر دقة وأسهل في الاستخدام، أن تصبح هذه الأساليب هي الطريقة العادية لإجراء مسوحات الموقع في المستقبل.

مزايا استخدام مسح المصعد الرقمي هي:

• يتم التقاط جميع السمات الجسدية، حتى تلك التي لا يتم قياسها باليد عادةً.
• يمكن للجميع استخدام البيانات: لا داعي لتفسير رسومات وملاحظات الآخرين.
• الحل الهندسي الصحيح لأول مرة

باستخدام الأدوات والحلول المبتكرة، يمكن للمرء أن يفهم تمامًا تركيبات المصاعد الحالية وكيفية استخدامها. يتيح ذلك تطوير حل التحديث الصحيح الذي يوفر أقصى فائدة لأصحاب المباني والمستخدمين من خلال ضمان الحلول الهندسية الصحيحة لأول مرة وتقليل تعطيل عمليات البناء.

حصل دارين باتي على دبلوم مشارك مع مرتبة الشرف في الهندسة الميكانيكية من معهد سيدني للتكنولوجيا، أستراليا، في عام 1997. وقد عمل في صناعة المصاعد منذ عام 1986 ويعمل لدى شركة KONE منذ عام 1998 في مختلف الأدوار الفنية ودعم المبيعات والتطوير. وقد شارك في العديد من المشاريع الهامة خلال هذه الفترة - على سبيل المثال لا الحصر: المقر الرئيسي لبلومبرج لندن، وبرج جدة، وبرج Q1 جولد كوست، وبرج سبيناكر بورتسموث، وأركوس بوسكيس مكسيكو سيتي، وحياة سنتر شيكاغو، و88 فيليب ستريت سيدني.

مراجع حسابات

Batey، D.، & Kontturi، M. تحليل حركة المرور للمباني الشاهقة المراد تحديثها. تكنولوجيا المصاعد 21 – وقائع Elevcon 2016, 26-35.
Tyni، T.، Kontturi، R.، & Perälä، P. (2012). مسح الموقع الكهربائي - بناءً على معلمات المصعد. في المؤتمر الدولي لتقنيات النقل العمودي Elevcon (رقم 19).
برونتوفورمز (2023). نماذج متنقلة بديهية لفريق ميداني متصل بعمق. متاح من prontoforms.com
سمارت سايت سيرفي (2023). تطبيق SmartSiteSurvey لأعمال تحديث المصاعد. متاح من xecomit.com/smart-site-survey