סקר Scan-to-BIM של דרגנוע בתחנת מטרו באמצעות סורק הלייזר התלת-ממדי הנייד CHCNAV RS10 SLAM
ביצוע מדידות בתוך תחנת רכבת פעילה אינו מותיר מקום לחצובות, נקודות בקרה קרקעיות (GCP) או זמני שהייה ארוכים. עבור פרויקט דרגנוע חדש בתחנת מטרו בדרום קוריאה, חברת DAEGYEONG Survey System נדרשה לשחזר חלל צפוף ועמוס בדייקנות — ומבלי להפריע לתנועת הנוסעים היומית. הצוות לכד את האתר כולו ב-30 דקות עם סורק ה-SLAM הנייד CHCNAV RS10, עיבד את ענן הנקודות בתוכנת CHCNAV CoPre, ובנה את מודל ה-BIM בתוכנת Autodesk® Revit® כדי לבצע סימולציה של התקנת הדרגנוע עוד לפני תחילת הבנייה בשטח.
הפרויקט: סימולציית BIM להתקנת דרגנוע בתחנת מטרו
חברת DAEGYEONG Survey System ביצעה פרויקט זה בתחנה על קו רכבת עירוני סואן בדרום קוריאה. המטרה הייתה לבנות מודל BIM שיכול לסמלץ את הבנייה של דרגנועים חדשים בתחנה. העבודה דרשה שחזור דיגיטלי מדויק של סביבת התחנה, כדי שהצוות יוכל להעריך כיצד מסבכי הדרגנוע (Escalator Trusses) יועברו ויותקנו בתוך חלל רכבת מוגבל ופעיל.
הדרישות שילבו גישה צפופה, דיוק גבוה והפרעה מינימלית:
האתר: תחנה פעילה בקו רכבת עירוני סואן, עם חלונות זמן מוגבלים לגישה ותנועת הולכי רגל.
המטרה: מודל BIM לסימולציית השינוע, ההרמה וההתקנה של מסבכי דרגנוע חדשים.
הכיסוי: הדרגנועים, מבנה התחנה ההיקפי, נתיבי הגישה לציוד הבנייה והסביבה הסמוכה.
המגבלות: ללא הצבת חצובות, ללא נקודות בקרה קרקעיות, ומינימום הפרעה לפעילות התחנה.
פתרון CHCNAV RS10: תהליך עבודה רציף מ-Scan ל-BIM
חברת DAEGYEONG Survey System ביססה את הפרויקט סביב תהליך עבודה מקושר יחיד. ה-RS10 ביצע את איסוף הנתונים בשטח, תוכנת CHCNAV CoPre עיבדה את ענן הנקודות וייצאה אותו ישירות בפורמט RCP, ותוכנת Revit הפכה את ענן הנקודות למודל BIM. מכיוון ש-CoPre מייצאת קובצי RCP באופן ישיר, ענן הנקודות יובא לתוכנת Revit ללא שלב המרה נוסף ב-ReCap וללא צורך בשרטוטי CAD, מה שסייע לצמצם עלויות תוכנה ולפשט את תהליך ה-BIM.
פריט | מוצר ותפקיד |
סורק נייד | CHCNAV RS10, המשבץ GNSS RTK, סריקת לייזר ו-Visual SLAM ללכידת שטח ללא נקודות בקרה קרקעיות. |
צילום פנורמי | Insta360 לתמונות פנורמיות לצד ענן הנקודות. |
תוכנת עיבוד | CHCNAV CoPre לעיבוד נתוני SLAM וייצוא ישיר בפורמט RCP. |
תוכנת BIM | תוכנת Revit לחיתוך, מדידה, מידול BIM וסימולציית בנייה. |
מדוע סורק SLAM נייד מעדיף על פני TLS או תחנה טוטאלית
בתחנה פעילה ועמוסה, שיטת הלכידה מעצבת את הפרויקט כולו. ההשוואה להלן מראה מדוע הצוות בחר ב-RS10 על פני סריקת לייזר קרקעית (TLS) או תחנה טוטאלית.
היבט | סורק נייד SLAM CHCNAV RS10 | סורק לייזר קרקעי (TLS) | תחנה טוטאלית (Total Station) |
איסוף נתונים | נתונים נאספים תוך כדי הליכה, האתר כולו נלכד בכ-30 דקות; ללא חצובה, ללא נקודות בקרה, ונדרש ניסיון מדידה מוגבל בלבד. | מבנים מורכבים דורשים עמדות סריקה מרובות ומטרות להתאמה (Registration); איסוף השטח יכול לקחת 5 עד 10 שעות. | לוכד נקודות בדידות בלבד; בחירת הנקודות של המודד משפיעה ישירות על איכות המידול; איסוף אזורים מורכבים הוא איטי. |
עיבוד נתונים | פלט ישיר של ענן נקודות RCP פלוס תמונות פנורמיות, מעובד בכשעה; משוב בזמן אמת מאשר את שלמות הנתונים בשטח. | סריקות מרובות חייבות לעבור התאמה; מאגרי נתונים גדולים דורשים מפרטי מחשב גבוהים וזמני עיבוד ארוכים, לעיתים קרובות יותר מיום אחד. | אין מידע על פני השטח, ולכן נדרש פענוח ידני, ומשטחים מעוקלים או מורכבים אינם יכולים להיות מיוצגים במלואם. |
התאמה ל-BIM | תהליך עבודה פשוט, יעילות גבוהה וויזואליזציה חזקה ל-BIM ולסימולציית בנייה. | מדויק אך פחות יעיל, מורכב יותר, ובעל עלויות ודרישות תפעול גבוהות יותר. | דיוק גבוה בנקודות בודדות, אך יעילות נמוכה וללא הקשר ויזואלי, מתאים יותר למדידות פשוטות. |
תהליך העבודה: ששת השלבים מסריקת השטח ועד הסימולציה
שלב 1: תכנון אזור הסריקה והמסלול
הצוות אישר את אזור הסריקה ומסלול ההליכה כדי לכסות את הדרגנועים, מבני התחנה, נתיבי הגישה לציוד הבנייה והאלמנטים המסביב במעבר יחיד.
שלב 2: לכידת ענן הנקודות עם ה-RS10
המודד צעד במסלול ואסף את ענן הנקודות בשטח עם ה-RS10. השילוב העמוק של RTK ו-SLAM תמך בלכידה בדיוק גבוה אפילו ללא נקודות בקרה קרקעיות, ומפעיל יחיד השלים את הלכידה של האתר כולו בכ-30 דקות.
מפעיל יחיד לוכד את ענן הנקודות ברגל באמצעות סורק ה-SLAM הנייד CHCNAV RS10 בתחנת המטרו. מפעיל יחיד לוכד את ענן הנקודות ברגל באמצעות סורק ה-SLAM הנייד CHCNAV RS10 בתחנת המטרו.
מפעיל יחיד לוכד את ענן הנקודות ברגל באמצעות סורק ה-SLAM הנייד CHCNAV RS10 בתחנת המטרו.
שלב 3: עיבוד ב-CoPre וייצוא RCP
הנתונים הגולמיים עובדו ב-CHCNAV CoPre, אשר ייצאה את ענן הנקודות ישירות בפורמט RCP. פלט ישיר זה הסיר את שלב ההמרה הנוסף והכין את הנתונים לייבוא לתוכנת Revit.
שלב 4: ייבוא לתוכנת Revit לחיתוך ומדידה
ענן הנקודות יובא ישירות לתוכנת Revit לצורך חיתוך ומדידה. מתוך ענן הנקודות, הצוות הפיק גבהים ומידות חתך מדויקות לכל אורך אזור הדרגנוע:
מדידה מתוך ענן הנקודות | ערך |
רוחב הדרגנוע | 3335 מ"מ |
רוחב המעבר (Channel width) | 3600 מ"מ |
רוחב עמוד הקונסטרוקציה | 1000 מ"מ |
מרווח פאנל צד שמאל | 160 מ"מ |
מרווח פאנל צד ימין | 105 מ"מ |
תוכנת Autodesk Revit משמשת לחתוך ולנתח את ענן הנקודות של ה-RS10, מה שמאפשר מדידה מדויקת של רוחב הדרג תוכנת Autodesk Revit משמשת לחתוך ולנתח את ענן הנקודות של ה-RS10, מה שמאפשר מדידה מדויקת של רוחב הדרג
תוכנת Autodesk Revit משמשת לחתוך ולנתח את ענן הנקודות של ה-RS10, מה שמאפשר מדידה מדויקת של רוחב הדרגנוע, מידות המעבר ואלמנטים מבניים.
שלב 5: בניית מודל ה-BIM בתוכנת Revit
הצוות יצר את מודל ה-BIM בתוכנת Revit מתוך ענן הנקודות, כשהוא עוקב אחר תהליך Scan to BIM. המודל שחזר את הדרגנועים, מבנה התחנה והסביבה המסביב בפורמט המוכן לניתוח.
שלב 6: ניתוח וסימולציית ההקמה
לאחר שענן הנקודות ומודל ה-BIM היו מוכנים, הצוות ביצע את הניתוח ואת סימולציית הבנייה, ולאחר מכן הגיש את התוצרים הסופיים. הצוות מידל את הדרגנועים, מבנה התחנה, ציוד הבנייה והסביבה המסביב, ולאחר מכן ביצע סימולציה של רצף הפירוק, העתקת המיקום, ההרמה וההתקנה המלאים לפני הבנייה. הדבר אפשר להם לזהות מראש התנגשויות פוטנציאליות, עומסים, בעיות מרווח אנכי (Clearance) והתנגשויות בלוחות הזמנים. התוצרים כללו תוכנית חלוקת מסבכים, דיאגרמת מבנה מסבכים, השוואת תיאום (Alignment) בין המודל לענן הנקודות, וסימולציה לבחירת מיקום העגורן בשטח.
התוצאות: תחנה צפופה שנלכדה ב-30 דקות
תהליך ה-Scan to BIM שחזר תחנה עמוסה בדיוק רב תוך שמירה על זמן שטח קצר. מפעיל אחד לכד את האתר כולו בכ-30 דקות, מה שהפחית את עבודת השטח והגביל את ההפרעה לפעילות התחנה. ענן הנקודות בדיוק הגבוה תמך בדיוק בנייה אמין, והייצוא הישיר בפורמט RCP השאיר את המסלול מנתוני השטח ועד למודל ה-BIM קצר.
תוצאה | פירוט |
איסוף נתונים בשטח | האתר כולו נלכד על ידי מפעיל אחד בכ-30 דקות. |
נקודות בקרה | לא נדרשו נקודות בקרה קרקעיות, באמצעות שילוב של RTK ו-SLAM. |
עיבוד | ענן הנקודות עובד ב-CoPre ויוצא ישירות ב-RCP כבתוך שעה. |
מידול | ענן הנקודות יובא ישירות לתוכנת Revit לחיתוך, מדידה ומידול BIM. |
תוצרים | מודל BIM, תוכנית חלוקת מסבכים, השוואה בין המודל לענן הנקודות, וסימולציה לבחירת מיקום העגורן. |
צוות הפרויקט הצביע על ארבעה יתרונות מרכזיים מגישה זו:
תפעול של אדם אחד המפחית עבודת שטח ועלויות זמן.
ענני נקודות בדיוק גבוה המשפרים את דיוק הבנייה.
סקירה מהירה של שינויים בשטח המסייעת לצמצם ניסוי וטנייה במהלך תכנון הבנייה.
ניתוח דיגיטלי המפחית עלויות תקשורת בין מחזיקי העניין.
הערך של סימולציה לפני הבנייה
על ידי סימולציה של תהליך הפירוק, העתקת המיקום, ההרמה וההתקנה המלאים לפני הבנייה, הצוות יכול היה לפתור בעיות על המסך ולא באתר. בחינת הרצף מול תאום דיגיטלי מדויק של התחנה הפחיתה את הסיכון להתנגשויות, צפיפות ובעיות מרווח אנכי (Clearance) ברגע שמסבכי הדרגנוע הגיעו, והעניקה לכל מחזיק עניין נקודת ייחוס ויזואלית משותפת לתוכנית.
RS10 במבט מהיר
מפרט | פירוט |
טכנולוגיית ליבה | שילוב עמוק (Deep fusion) של RTK, LiDAR ו-SLAM |
טווח סריקה | 120 מטר (16 קווים); 300 מטר (32 קווים) |
דיוק מוחלט | אופקי מתחת ל-3 ס"מ, אנכי מתחת ל-3 ס"מ |
דיוק יחסי | מתחת ל-1 ס"מ |
אנטנת GNSS | אנטנת Air dielectric מדור רביעי למיקום RTK אמין |
פורמטים של ענן נקודות גולמי | RCP, E57, LAS, LAZ, PTS |
עבור צוותים המתעדים חללים מורכבים ופעילים שבהם חצובות ונקודות בקרה אינן מעשיות, פרויקט תחנת המטרו הוא נקודת נתונים ברורה: סורק SLAM נייד עם מסלול ישיר מ-Scan ל-BIM יכול לשחזר אתר בדקות ספורות ולתמוך בסימולציית בנייה לפני שהעבודה מתחילה. ה-RS10 ממוקם בתוך פתרונות ה-Mobile Mapping, המדידה וההנדסה בתלת-ממד של CHC Navigation, לצד סורק ה-LiDAR הנייד RS7 לעבודות פנים ומבנים.