中铁三局集团有限公司张玉卿获国家专利权
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龙图腾网获悉中铁三局集团有限公司申请的专利一种基于北斗系统的箱梁混凝土浇筑路径追踪方法及系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN121118171B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-28发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202511135586.7,技术领域涉及:G06F30/13;该发明授权一种基于北斗系统的箱梁混凝土浇筑路径追踪方法及系统是由张玉卿;贾新科;刘志峰;向军;刘国成;郭继云;柳林设计研发完成,并于2025-08-14向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于北斗系统的箱梁混凝土浇筑路径追踪方法及系统在说明书摘要公布了:本申请提供一种基于北斗系统的箱梁混凝土浇筑路径追踪方法及系统。其中,首先构建箱梁BIM模型并按照预设规则进行分层分段剖分,形成多个三维网格状浇筑区域。通过北斗系统实时获取布料口定位数据,并与BIM模型空间坐标进行匹配校准。基于校准后的模型,结合浇筑区域几何参数和预设顺序规则,确定浇筑臂的起始位置和目标位置。以最小化布料时间和最大化布料均匀性为优化目标,考虑机械运动限制生成最优浇筑路径。在浇筑过程中,通过北斗定位数据实时追踪浇筑臂位置,按规划路径完成浇筑,同时动态更新BIM模型中各区域的浇筑状态标识,实现全流程可视化追踪。本申请提供的技术方案提升了箱梁混凝土浇筑的施工精度和智能化水平。
本发明授权一种基于北斗系统的箱梁混凝土浇筑路径追踪方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种基于北斗系统的箱梁混凝土浇筑路径追踪方法,其特征在于,包括: 构建目标箱梁对应的BIM模型,并按照预设划分规则对所述BIM模型进行分层分段剖分,以得到多个以三维立体网格为单位的浇筑区域; 通过北斗系统获取浇筑设备中布料口的定位数据,将所述布料口的定位数据与所述浇筑区域的三维空间坐标进行匹配校准; 基于校准后的BIM模型,结合浇筑区域的几何参数及预设浇筑顺序设计规则,确定浇筑设备中浇筑臂的起始位置和目标位置; 以浇筑设备的最小化布料时间和最大化布料均匀性为优化目标,基于所述起始位置和目标位置,结合浇筑设备的机械运动限制,生成浇筑臂的最终浇筑路径; 基于所述布料口的定位数据确定浇筑臂的实际位置,按照所述最终浇筑路径对所有浇筑区域进行浇筑,并在浇筑过程中,根据各浇筑区域的浇筑状态,更新所述校准后的BIM模型中各浇筑区域对应的显示标识,以实现浇筑路径的可视化追踪; 以浇筑设备的最小化布料时间和最大化布料均匀性为优化目标,基于所述起始位置和目标位置,结合浇筑设备的机械运动限制,生成浇筑臂的最终浇筑路径,包括: 根据浇筑区域的复杂结构特征、所述预设浇筑顺序设计规则,结合所述起始位置和目标位置,生成多个初始浇筑路径; 基于所述浇筑设备的机械运动限制,从所述多个初始浇筑路径中筛选出可行浇筑路径; 在所述可行浇筑路径的数量为多个的情况下,以浇筑设备的最小化布料时间和最大化布料均匀性为优化目标,利用多目标优化模型计算各可行浇筑路径对应的目标函数值; 将目标函数值最小的可行浇筑路径作为浇筑臂的最终浇筑路径; 所述以浇筑设备的最小化布料时间和最大化布料均匀性为优化目标,利用多目标优化模型计算各可行浇筑路径对应的目标函数值,包括: 从所述校准后的BIM模型中提取各层级区域的几何参数,形成三维空间参数集,所述层级区域包括:立面节段、截面区域和平面区域,所述立面节段是沿箱梁纵向轴线将BIM模型划分得到的,所述截面区域是在每个立面节段的横截面上,按结构特征划分得到的,所述平面区域是将每个所述截面区域在水平面上细分得到的,且是一个三维立体网格; 基于所述三维空间参数集,计算各浇筑区域的浇筑速率和浇筑时间; 基于所述各浇筑区域的浇筑时间和浇筑臂的移动速率,计算各个初始浇筑路径针对所有浇筑区域的总浇筑时间; 基于所述各浇筑区域的浇筑速率和浇筑顺序,计算各个初始浇筑路径针对所有浇筑区域的布料均匀性数值; 利用多目标优化模型,基于所述最小化布料时间的重要程度量化值与最大化布料均匀性的重要程度量化值,结合每个初始浇筑路径针对所有浇筑区域的总浇筑时间和布料均匀性数值,生成每个初始浇筑路径对应的目标函数值; 所述基于所述三维空间参数集,计算各浇筑区域的浇筑速率和浇筑时间,包括: 基于所述三维空间参数集,计算各浇筑区域的体积; 基于所述各浇筑区域的体积及预设的流量适配函数,确定各浇筑区域的浇筑流量; 基于所述各浇筑区域的浇筑流量,确定各浇筑区域的浇筑速率和浇筑时间; 所述基于所述各浇筑区域的体积及预设的流量适配函数,确定各浇筑区域的浇筑流量,包括: 获取预设的节段与流量模型之间的映射表; 从所述校准后的BIM模型中提取各浇筑区域的中心点坐标,基于所述中心点坐标,通过空间索引算法定位各浇筑区域所属的立面节段; 从所述映射表中获取所述所属的立面节段对应的流量模型,作为预设的流量适配函数; 基于浇筑区域的体积,利用所述预设的流量适配函数计算各浇筑区域的浇筑流量。
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