[发明专利]土石坝的3D建造系统及建造方法

权利要求书

1.一种土石坝的3D建造系统，包括一工程建设调度模组及一3D建造流水线作业模组，所述工程建设调度模组用于对土石坝的建造过程进行调度，并将调度指令发送给3D建造流水线作业模组；所述3D建造流水线作业模组接收到调度指令后，按照调度指令完成土石坝的建筑；所述工程建设调度模组包括一工程建设3D数字模型模组、一3D数字模型分层切片处理模组及一调度和监控施工过程模组；所述工程建设3D数字模型模组用于形成土石坝的3D数字模型，3D数字模型分层切片处理模组对所述土石坝的3D数字模型进行分层处理，形成土石坝填筑单层数字模型；所述调度和监控施工过程模组是根据土石坝填筑单层数字模型所含的信息数据，调度并监控各施工设备逐层进行土石坝的填筑；所述3D建造流水线作业模组包括一坝料开采模组，一坝料配送模组以及一碾压成形模组。

2.如权利要求1所述的土石坝的3D建造系统，其特征在于，所述3D数字模型分层切片处理模组集成已筑坝面的坐标信息，得到碾压面的坐标集，通过点生成面的方式，生成已筑坝面的模型。

3.如权利要求1所述的土石坝的3D建造系统，其特征在于，所述调度和监控施工过程模组根据3D建造流水线作业模组的工序数目，把该土石坝填筑单层数字模型沿坝轴线分成面积大致相等的多个填筑区段。

4.如权利要求3所述的土石坝的3D建造系统，其特征在于，每一填筑区段分成多个小单元，并且每一小单元对应一个唯一的填筑料信息及坐标信息，所述填筑料信息包括料类及密实度。

5.如权利要求1所述的土石坝的3D建造系统，其特征在于，所述3D建造流水线作业模组通过无线的方式与所述工程建设调度模组连接。

6.一种采用权利要求1-5中任意一项所述的土石坝的3D建造系统进行土石坝的建造方法，包括如下步骤：

步骤S10，启动3D数字模型分层切片处理模组对所述土石坝的3D数字模型进行分层处理，得到土石坝填筑单层数字模型；

步骤S20，根据土石坝填筑单层数字模型，调度和监控施工过程模组根据3D流水线作业的工序数目将土石坝填筑单层数字模型沿坝轴线分成面积大致相等的多个填筑区段，自动获取单层每一填筑区段的坝料订单，并传送给坝料开采模组；同时，将每一填筑区段分为多个小单元，自动获取每一小单元对应的地理坐标、料类及密实度，并将地理坐标、料类及密实度传送给坝料配送模组；

步骤S30，调度和监控施工过程模组根据每一填筑区段的空间信息以及每一小单元对应的地理坐标、料类及密实度，获得每一小单元对应的碾压质量参数，并且自动规划各个填筑区段进行碾压的路径，得到施工工作面规划碾压路径图，并将施工工作面规划碾压路径图及碾压质量参数传输给碾压成形模组；

步骤S40，所述坝料开采模组接收坝料订单并根据坝料订单对坝料进行按需开采，并实时将备料信息回馈至工程建设调度模组；

步骤S50，所述坝料配送模组接收每一小单元的地理坐标、料类信息，并根据地理坐标、料类信息将坝料精确配送至填筑面每一小单元对应位置，并实时将物流配送信息回馈至工程建设调度模组；

步骤S60，所述碾压成形模组根据施工工作面规划碾压路径图及碾压质量参数对坝料进行碾压，并实时向工程建设调度模组发送碾压质量参数、实际碾压路径；同时实时采集碾压面地理坐标信息，并将碾压面地理坐标信息实时回馈至工程建设调度模组，以便生成下一层土石坝填筑面及下一层单层数字模型并对碾压质量进行监控；

步骤S70，依次逐层循环步骤S10至步骤S60，直至完成土石坝建筑。

7.如权利要求6所述的土石坝的3D建造方法，其特征在于，所述调度和监控施工过程模组自动获取每一填筑区段各填筑料的料类及其需求量，即坝料订单信息，以及每一小单元对应的填筑料信息、坐标信息。

8.如权利要求6所述的土石坝的3D建造方法，其特征在于，所述3D数字模型分层切片处理模组在土石坝3D数字模型中，通过剖切得到以已筑坝面为底面，所需单层填筑高度为高的土石坝填筑单层数字模型。