智慧工地的技术支持及应用论文_王明光

智慧工地的技术支持及应用论文_王明光

中建八局第四建设有限公司华东公司 上海浦东 201206

摘要:智慧工地是指运用信息化手段,通过3D建模,对项目进行全过程的智慧管理。顺应时代潮流,符合当代对建筑产业的要求,也是实现建筑工业化再革命的一个重要手段。

关键词:智慧工地

引言

智慧工地是指运用信息化手段,通过三维设计平台对工程项目进行精确设计和施工模拟,围绕施工过程管理,建立互联协同、智能生产、科学管理的施工项目信息化生态圈,并将此数据在虚拟现实环境下与物联网采集到的工程信息进行数据挖掘分析,提供过程趋势预测及专家预案,实现工程施工可视化智能管理,以提高工程管理信息化水平,从而逐步实现绿色建造和生态建造。

一、智慧工地的技术支持

数据交换标准技术。建立一个公开的信息交换标准,实现不同项目之间、不同软件产品之间的信息数据交换。避免由于项目成员种类繁多、项目阶段复杂且生命周期跨度大以及应用软件产品数量众多造成信息交流阻塞。公开的信息交换标准格式包括定义信息交换的格式、定义交换信息、确定交换的信息和需要的信息是同一个。

BIM技术。BIM技术是一种应用于工程设计建造管理的数据化工具,通过参数模型整合各种项目的相关信息,在项目策划、运行和维护的全生命周期过程中进行共享和传递,使工程技术人员对各种建筑信息作出正确理解和高效应对,为设计团队以及包括建筑运营单位在内的各方建设主体提供协同工作的基础,在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥重要作用!

可视化技术。可视化技术能够把科学数据,包括测量获得的数值、现场采集的图像或是计算中涉及、产生的数字信息变为直观的、以图形图像信息表示的、随时间和空间变化的物理现象或物理量呈现在管理者面前,使他们能够观察、模拟和计算。该技术是智慧工地能够实现三维展现的前提。

3S技术。是遥感技术(Remotesensing,RS)、地理信息系统(Geographyinformationsystems,GIS)和全球定位系统(Globalpositioningsystems,GPS)的统称,是空间技术、传感器技术、卫星定位与导航技术和计算机技术、通讯技术相结合,多学科高度集成的对空间信息进行采集、处理、管理、分析、表达、传播和应用的现代信息技术,是智慧工地成果的集中展示平台。

虚拟现实技术。虚拟现实(VirtualReality,VR)是利用计算机生成一种模拟环境,通过多种传感设备使用户"沉浸"到该环境中,实现用户与该环境直接进行自然交互的技术。它能够让应用BIM的设计师以身临其境的感觉,能以自然的方式与计算机生成的环境进行交互操作,而体验比现实世界更加丰富的感受。

数字化施工系统。数字化施工系统是指依托建立数字化地理基础平台、地理信息系统、遥感技术、工地现场数据采集系统、工地现场机械引导与控制系统、全球定位系统等基础平台,整合工地信息资源,突破时间、空间的局限,而建立一个开放的信息环境,以使工程建设项目的各参与方更有效地进行实时信息交流,利用BIM模型成果进行数字化施工管理。

物联网(InternetofThings,IOT)。是新一代信息技术的重要组成部分,其英文名称是:"The Internet of things"。顾名思义,物联网就是物物相连的互联网。这有两层意思:其一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;其二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信。物联网就是"物物相连的互联网"。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算、广泛应用于网络的融合中,也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。

云计算技术。云计算是网格计算、分布式计算、并行计算、效用计算、网络存储、虚拟化和负载均衡等计算机技术与网络技术发展融合的产物。它旨在通过网络把多个成本相对较低的计算实体,整合成一个具有强大计算能力的完美系统,并把这些强大的计算能力分布到终端用户手中。是解决BIM大数据传输及处理的最佳技术手段。

信息管理平台技术。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆信息管理平台技术的主要目的是整合现有管理信息系统,充分利用BIM模型中的数据来进行管理交互,以便让工程建设各参与方都可以在一个统一的平台上协同工作。

数据库技术。BIM技术的应用,将依托能支撑大数据处理的数据库技术为载体,包括对大规模并行处理(MPP)数据库、数据挖掘电网、分布式文件系统、分布式数据库、云计算平台、互联网、和可扩展的存储系统等的综合应用。

网络通讯技术。网络通讯技术是BIM技术应用的沟通桥梁,是BIM数据流通的通道,构成了整个BIM应用系统的基础网络。可根据实际工程建设情况,利用手机网络、无线WIFI网络、无线电通讯等方案,实现工程建设的通讯需要。

二、智慧工地整体架构

第一个层面是终端层,充分利用物联网技术和移动应用提高现场管控能力。通过RFID、传感器、摄像头、手机等终端设备,实现对项目建设过程的实时监控、智能感知、数据采集和高效协同,提高作业现场的管理能力。

第二层就是平台层。各系统中处理的复杂业务,产生的大模型和大数据对服务器提供高性能的计算能力和低成本的海量数据存储能力产生了巨大需求。通过云平台进行高效计算、存储及提供服务。让项目参建各方更便捷的访问数据,协同工作,使得建造过程更加集约、灵活和高效。

第三层就是应用层,应用层核心内容应始终围绕以提升工程项目管理这一关键业务为核心。BIM的可视化、参数化、数据化的特性让建筑项目的管理和交付更加高效和精益,是实现项目现场精益管理的有效手段。

三、智慧工地对“人机料法环”的智能管理

对“人”的管理。因为基于大背景来说我们的人口红利在往下降。考勤是人力管理最基本的条件,其次就是统计应用和分析的问题。打破了以往通过工作日志去了解人工作的情况,通过影像资料更加直观地去了解什么人做了什么事,对人的管理更加高效。

对“机”的管理。特种作业人员管理有了机制保障,机械利用率提高70%以上,智能加工机械代替人工,20倍效率提升。硬件普及率越高,人工需求量会越低。同时作业机械自动化更能保证效率。

对“料”的管理。对进场的材料可追踪。甚至可能细致到一颗螺丝钉。做到这一项需要信息的实时跟进和反馈。也就是要保证信息的及时性。也就是要跟BIM技术高程度的结合才能产生有效的化学反应。

对“法”的管理。现在由于项目越来越复杂,更要要求各个方案更可视,更及时。那么当项目可视化后就能很选择更好的施工工艺、更好的施工方法。

对“环”的管理。保证项目现场的环境整洁既是文明施工的保障也是对劳务工人人身安全的保障。那么智慧工地的目标就是实时监控现场环境,对于出现的危险状态及时发出警报。

四、智慧工地的现状

1)成本较高

智慧工地系统目前的成本比较高,基本价格都在百万以上;目前尝试的主要是大型国有企业,比如中建、中铁等。

2)应用碎片化

目前智慧工地系统是1.0阶段,由若干模块组合,配以大屏幕展示,能对工地实现可视化、精细化的管理;但是智慧工地的各个模块的组合和相互关系并不紧密,还不能完全体现集中化、大数据的优势;

3)未来的趋势

智慧工地2.0系统,应该是以安全为切入口,结合软硬件实现对工地的全方位管理,实现安全、质量、进度、成本的结合,发挥建筑大数据在数据分析、人员、进度管理方面的优势。

总结

总的来说就是智慧工地是未来发展的一个趋势。现在的智能工地还处于起步阶段,方兴未艾。未来智能工地的发展取决于相关技术的发展,取决于各项技术的通力合作,取决于大数据平台对数据信息的高效融合。

论文作者:王明光

论文发表刊物:《基层建设》2019年第12期

论文发表时间:2019/7/19

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