杨美凤
中钢设备有限公司 北京100080
摘要：随着人工智能的出现和发展,人工智能在建筑施工中发挥着重要作用。因此在建筑过程中智能化是设计的重中之重。基于物联网和人工智能的组成和发展,并运用无人驾驶汽车的环境感知和导航定位技术,介绍了人工智能运用于塔吊设计的方法和观点,最后对人工智能在塔吊的设计中的应用意义进行分析,促进人工智能在建筑行业中的应用。
关键词：高层建筑；塔吊；人工智能系统
前言：人工智能技术的快速发展促使各种样式的人工智能机器人开始走进大众生活中。尤其是无人驾驶汽车，它的诞生无疑为我国工业生产提供了更大的助力。现今在高层建筑施工过程中也开始应用无人驾驶汽车所实行的环境感知及导航定位技术，实现塔吊的自动吊取，让塔吊操作更加安全且效率更高，进而促进建筑行业的蓬勃发展。
一、工程概况
某高层建筑工程是一栋高层住宅楼楼，总高长22层，地下2层，它的总建筑面积约为16695㎡，高度达到62.6m。基础工程为钻孔灌注C30钢筋砼，它的外墙多采用吊篮脚手架，现浇钢筋砼墙板，在局部内墙中加气砼块。其中内隔墙多使用珍珠岩板，在实际施工过程中，采用至少10台平臂吊及动臂吊，因此需要适当加强塔吊配合度，实施智能操作这样才能确保按时完工。
二、高层建筑施工中塔吊应用的人工智能系统要点
（一）智能型防碰撞系统
1.实时监控塔吊状态
在施工现场中应用的智能型防碰撞系统主要是通过网络控制来对现场塔吊实际操作状态进行检测，同时它还具有参数远程设置、事故调查、安全预警等功能，以此保障塔吊的安全使用。相关工作人员无需亲临现场在办公室里即可实时观察建筑施工中塔吊的运行状态，并将塔吊报警等级信息上传至网络平台中方便工作人员及时查看，一旦出现任何状况，观察人员可立即使用对讲机与现场施工人员对话，防止塔吊发生碰撞事故。同时，该系统还可以调取一天以内的塔吊运行状态的记录，以便考核工作人员的工作成果。此外，在塔吊司机的室内驾驶室中还设置专门的控制器，当自身塔吊与临近塔吊的距离超过设定的标准值则进行危险预警，距离越近报警声音会越强烈，并且对临近塔吊的驾驶员给出同样的报警信息，促使塔吊司机能够及时了解塔吊实际距离，减少碰撞几率。
2.监督现场施工状况
在该项目应用的智能型防碰撞系统中还能监督现场施工状态，它可以准确计算所需吊取货物的实际重量，并与货物设计图提供的数据进行核实，避免由于货物重量不符，出现现场施工材料不合规现象。另外，在货物安全送达指定地点后，防碰撞系统页面会马上显示“0”的数值，以便即使了解现场施工进度，让管理人员能够实时掌握现场动态。同时，在施工材料过磅时也可以充分使用智能型防碰撞系统，并将施工材料的实际数值上传至项目部，实现远程监督目的。当会计部进行日常统账时也可以借助该系统的记录信息整理当月使用钢结构的信息数据，并对塔吊吊取构件重量进行计算，为后期项目部的施工总结提供重要的参考依据。
3.确保塔吊施工安全
智能型塔吊防碰撞系统自身设有风速仪及数据传输设备，它能够帮助现场施工管理人员在任何时候都能及时了解风速。由于塔吊风速与附近建筑物的风速有所不同，所以一般通过防碰撞系统可以有效避免接收信号的工人与塔吊司机间对于风速不一致的讨论，从而提升了实际工作效率，强化了对现场施工的安全管理工作。
另外，当塔吊所吊取的货物一旦超出规定值会立即发出报警声，这样可以及时阻止由于超重而进行操作的危险，这样可有效保证现场工作人员的人身安全，为实现高层建筑人性化管理提供重要助力。
（二）塔吊人工智能系统
1.图像传感技术
图像传感技术是目前无人驾驶汽车中重要的应用手段。无人驾驶汽车之所以可以实现自动驾驶主要是借助图像传感器检测汽车是否偏离正常道路轨迹。在无人驾驶汽车行驶过程中，能通过感知技术了解汽车附近障碍物的存在信息，并利用相机将路况上传至网络平台上，实现资源共享。由于天气状况、相机位置、汽车车速或其它客观因素影响可能会导致汽车对周边路况信息判断出现偏差，但整体大方向不会出现失误，以此保证无人驾驶汽车的安全。这种技术事实上可充分应用在塔吊驾驶过程中，让塔吊自动完成建筑物件吊取操作工作。塔吊操作有一定难度，造成对驾驶员技术要求较高，所以通过机械操作可以有效减少人为因素的影响，提升施工水平。
2.雷达技术
无人驾驶汽车中所应用的还有毫米波雷达与激光雷达等，在塔吊中同样适用。毫米波雷达主要是为了辅助驾驶员正确判断与障碍物之间的实际距离。比如在倒车时可准确测量方位及距离，现今大多数车辆都安装了毫米波雷达，有效实现躲避障碍物的目的。而激光雷达主要是为了检测动态障碍物，通过对它的特征及运动轨迹的分析，可以为无人驾驶汽车提供重要的参考依据，以便后期驾驶过程中不会与动态障碍物发生摩擦，确保在整体环境中的驾驶安全，这对于塔吊在实际操作过程中避免与飞翔的生物或其它动态物体发生碰撞提供了重要参考价值。
3.执行子系统
人工智能系统主要包括传输子系统、执行子系统、显示器、传感器、远程监控平台等，它与智能型防碰撞系统有异曲同工之妙。通过传感器可寻找目标物，并合理判断运输路径是否安全。对于人工智能系统中的执行子系统，它主要是通过环境的不同灵活的选取不同操作途径，从而实现真正的智能运作。具体如下：（1）当接收到传输系统提供的运输货物途径时，首先需判断在该路径中是否存在影响运作的障碍物，一旦存在碰撞现象则立即发出报警提示，待重新输入货物运输路径的数据后再重新运输；（2）当给出的路径中不存在障碍物时，会根据传输系统的指令将货物运输到指定地点，并根据毫米波雷达判断是否定位信息是否准确，若由于天气原因出现不准确现象则发出警报，让工作人员手动调整定位，若准确则按照指令完成绳索下放货物运输工作；（3）当所需吊取的货物超出正常范围则将具体信息上报给工作人员，并由工作人员自行调整货物重量，若在规定范围内，则判断是否偏离重心，重心若不稳很容易发生安全事故，此时系统会进行预警，待工作人员重调重心后继续操作，在这过程中所形成的信息会全部由黑匣子记录起来，以便后期出现问题可以找到相关凭证。
4.发展前景
现阶段，人工智能技术已经充分应用在无人驾驶汽车中，而且能够确保其正常在路面上行驶。而若将这一技术充分的应用在高层建筑施工中，并得到更为成熟的运用，可以让管理人员对现场塔吊使用状态进行远程监控，而且所使用的报警系统也可以帮助工作人员及时发现问题并妥善解决。通过人工智能化的系统可以解决现实施工中由于视线不清、指挥不当所造成的塔吊碰撞事件，从而引发安全事故，未来待人工智能技术广泛应用在塔吊工作中可有效促进建筑行业的高效发展。
结论：综上所述，将无人驾驶汽车环境感知及导航定位技术应用于高层建筑塔吊中，可以有效实现货物自动提取操作，同时通过应用智能型防碰撞系统来解决以往塔吊起重臂杆时常碰撞现象，以此保证工作人员的人身安全，提升高层建筑施工的整体质量，另外，随着人工智能技术的不断改进，日后高层建筑施工中对于塔吊的应用效果会更强。
参考文献：
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