关键词：NB-IoT；装配式建筑；应用
一、NB-IoT 技术特点
作为低功率广域物联网的代表性技术，NB- IoT 的所有特点，例如覆盖广、功耗低、大连接、低成本等对其主要特点: ( 1) 通讯技术NB-IoT 采用的是蜂窝技术，因此可以在原蜂窝式网路设备上快速部署，相较于 LoRa 技术，用户无需单独组网，射频和天线基本上都是复用的，只需支付相关使用费便可快速进入 NB-IoT 网络的应用，节省了网络搭建的时间和财力。 ( 2) 频段及安全性NB-IoT 所处频段为授权频段，有基于成熟的核心网认证鉴权机制，保证了服务质量，提高了用户体验。同时拥有数据加密保护，安全性非常高。( 3) 覆盖范围GSM 即全球移动通信系统，用于移动电话通信，其覆盖半径理论上可达 35 km，而 NB-IoT 的覆盖范围能够达到GSM 的 4 倍。NB-IoT 不仅可以满足在广度上的覆盖需求，还具有深度覆盖的特点，能覆盖地下停车场、超市等无线信号较弱的地方。
二、NB-IoT 技术在装配式建筑施工管理中的应用
1、应用网络架构基于 NB-IoT 技术的应用网络架构。
终端节点: 终端节点用来实时采集预制构件信息，包括 NB-IoT 主动定位传输模块、GPS和 QMC5883L 双模定位以及倾角传感器，通过空口连接到基站。
基站侧: NB-IoT 无线传输网络有两种部署方式，一种是独立部署，可以快速、低成本的搭建网络，另一种是利用现有基站通过 Singleran 接入方式整体式无线接入网。
CloT 核心网: 用于承担与终端非接入层交互的功能，并将数据传输到 M2M 平台进行分析和处理。
2、方案。应用方案中模块采用 BC95 模块，是由某公司( Quectel) 研发的一款高性能、低功耗的 NB-IoT 无线通信模块，搭载Boudica 120 芯片，其尺寸仅为 23．6 mm × 19．9 mm ×2．2 mm，该模块尺寸小巧、功耗超低且工作范围广，同时模块上装有 GPS 定位模块，并连接 QMC5883L传感器，用以辅助 GPS 系统定位，QMC5883L 传感器高度集成必要电子元件同时接入倾角传感器完成基于 NB-IoT 技术的集成 NB-IoT 模组的定制，完成网络系统终端节点的部署，可实现数据的实时传输、高精度的定位导航以及预制墙板垂直度的监测，有效地对装配式预制构件进行施工管理。该模块具有低功耗的特点，因此可重复使用且整个项目施工期间无需更换电池，足以支持施工全寿命期，模块安装以建筑项目每层为单位，在每层墙、板构件中均安装一个 NB-IoT 模块，墙、板构件数量即为终端传输节点数量，基站使用现有的中国电信 NB-IoT 基站进行信号传输。
3． 应用方案工作流程
（1）准备工作
施工人员准备。在正式施工吊装前需要对施工人员培训，针对如何使用手持设备、如何读取 NB-IoT 模块数据以及结合 BIM 技术如何对可视化施工进行指导，帮助工人理解全部施工过程，通过施工动画展现施工的每一步和细节，系统中会根据吊装计划给出适合的施工班组安排，管理人员只需根据计划安排进行即可。
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吊装顺序。在项目施工前，将有关图纸的全部设计信息录入到 BIM 模型中，同时合理地安排吊装顺序并生成相应图表供施工人员查看，根据吊装顺序提供平板车数量。
模块安装及绑定。在预制墙板吊装之前，会经历进场和堆放两个过程。首先，在预制墙板进场时会有施工人员安装 NB-IoT 模块，同时利用手持设备扫描与墙板出厂时就已携带的 RFID 标签进行信息绑定，模块负责实时信息的采集，RFID 标签存有各对应墙板的属性信息，并核对该信息与所绑定墙板型号、尺寸等是否一致，检查无误后可上传至云服务器，从而完成网络终端节点的搭建。
（2）吊装过程
模块激活。构件堆场管理人员在收到施工现场的构件需求指令后根据系统中的信息将构件运出，并通过手持设备控制传输模块重新进入工作状态，从而激活主动式标签用以实时传输信息。核对构件信息，通过系统查看吊装顺序，保证装车顺序与吊装顺序一致。例如属性信息、安装位置等，确认构件无误后将构件从堆场运出，同时录入构件已进入施工现场准备吊装的信息。
墙板安装。在预制墙板到达指定划线位置后，缓慢降落，插筋对孔后安装斜支撑，此时通过倾角传感器校正墙板的垂直度，直观地读取倾角度数避免了铅垂线等手动测量的人工误差，然后通过斜支撑来调节。
信息上传及模块回收。预制墙板安装完成后进行后续的灌浆处理，检验墙板平整度、垂直度等关键点，确认无误后通过手持设备确认构件安装完毕，上传相关信息至云服务器的数据库中进行保存以备后续查看和验收，信息上传后将模块拆除并重置 ID 信息，供后面吊装的构件使用。通过 NB-IoT 网络技术，装配式建筑的构件信息有了统一的管理方式，通过施工人员利用手持设备进行 RFID 和 NB-IoT 系统绑定，随后通过终端节点进行数据采集，并上传到系统数据库，同时与 BIM 模型的数据信息相结合，所有信息通过云服务器进行数据处理，输出为吊装顺序表、倾角角度、属性信息以及定位信息。
三、装配式建筑施工技术在建筑工程管理
1、做好工程设计质量的把控。在具体实践的过程中，必须要深化设计方案。开展构件的生产与制造工作前，要结合设计标准和施工图以及构件生产制造工艺等，进行构件设计方案的优化和完善，做好工程设计质量的严格把控，为装配式建筑施工技术的高质量应用提供保障。这需要设计人员能够从连接结构和构造结构等方面加大质量把控力度，保障工程施工管理目标的实现。
2、引入 BIM 技术辅助装配式建筑施工管理。目前，建筑施工管理的信息化和智慧化水平不断提升，相比传统的管理模式，工作效率和质量得到了极大提升，能获得很好成效。具体实践中，引入 BIM 技术辅助装配式建筑施工管理。BIM 技术的应用具体如下 ：（1）质量管理。装配式建筑施工技术的应用，涉及到很多管线施工和交叉作业等，同时对构件的精度要求较高，应用 BIM 技术，通过建模以及模合，进行碰撞分析和施工模拟等，能够直观掌握管线布置情况，优化管线的布局，进而实现对质量的有效把控。（2）应用 BIM 技术，实施安全管理工作，通过辅助技术交底以及图纸审核等，预测和标示可能会发生安全事故的位置，为相关作业人员开展作业提供可视化指导。基于 BIM 管理平台，及时上传安全方案，实现施工信息共享，能够最大程度上避免安全事故的发生。
未来建筑行业装配式建筑必然会占有重要的地位，然而目前装配式建筑的施工技术还有很多未知的细节等待着相关从业人员去摸索、探寻，装配式建筑能够完全迎合国家提出的“打造绿色建筑”的号召，创建一个环境友好型的社会。
参考文献：
［1］江宇冠，吴平春，王 耀． BIM 技术在某工程复杂节点钢筋设计中的应用［J］． 施工技术，2018，(24) ．
［2］袁荣丽，朱记伟，杨党锋．基于 BIM 技术的建筑工程三维算量应用研究［J］． 工程管理学报， 2017，10．
论文作者:李伟
论文发表刊物:《工程管理前沿》2020年第3期
论文发表时间:2020/4/22
标签：构件论文; 模块论文; 建筑论文; 信息论文; 技术论文; 终端论文; 墙板论文; 《工程管理前沿》2020年第3期论文;