工程建设管理中智能建造技术的创新应用

发表时间:2021/7/6   来源:《基层建设》2021年第10期   作者:宋晓亮
[导读] 摘要:智能化建造技术是建筑行业技术升级改造中的先进技术,直接关系到建筑业的高质量发展。
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        摘要:智能化建造技术是建筑行业技术升级改造中的先进技术,直接关系到建筑业的高质量发展。基于此,本文首先阐述智能建造内涵及其关键支持技术,其技术体系主要由人工智能、云计算、大数据、BIM、智能建造技术等技术支撑搭建而成,然后分析了工程建设管理中智能建造技术创新应用情况,以供相关人士参考。
        关键词:工程建设;智能建造;创新应用
        引言
        随着我国经济建设的大规模进行,建筑业得到迅速发展,建筑行业实力和对国民经济贡献明显提高。然而我国距离建筑强国尚有一定差距,资源消耗大、安全隐患突显、经济效益不高、环境污染严重等劳动密集与粗放式建筑生产弊端和问题依然没有得到彻底解决,建筑业变革迫在眉睫。国家也陆续出台一系列政策,大力推动建筑业的转型升级,住建部等部门于2020年7月联合印发《关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》指出:要以数字化、智能化升级为动力,创新突破相关核心技术,加大智能建造在工程建设各环节应用。指导意见体现了国家大力发展智能建造技术的决心和政策导向,也为建筑行业未来的发展指明了方向,对推动建筑业变革具有重要的意义。
        一、智能建造内涵及关键技术
        智能建造即数字技术与工程建造系统深度融合形成的工程建造创新发展模式,其技术体系主要由人工智能、云计算、大数据、BIM、智能建造技术等技术支撑搭建而成。
        (一)人工智能技术
        人工智能简称AI,是二十一世纪三大尖端技术之一,研究内容包括:机器学习和知识获取、知识处理系统、智能机器人、自动推理和搜索方法、计算机视觉等。建筑行业中人工智能技术应用已经比较广泛,例如,人工智能技术已在建筑工程管理中的施工图生成和施工现场安排、建筑工程预算、建筑效益分析等环节应用,目前比较流行的基于C/S环境开发的建筑施工管理系统,涵盖了施工人员管理、施工进度管理、分包合同管理等方方面面,使工程管理工作得到了进一步的细化。未来建筑机器人将成重要的建造辅助工具,代替人工完成高层作业等高风险作业任务。
        (二)大数据技术
        从建造之初的规划、设计到后期的运营等过程中,会产生大量的造价、材料、建筑、工艺等方面的数据,各类数据集合使得建筑行业本身成为一个庞大的数据载体,大数据技术的核心价值即在于挖掘数据潜在价值,为建筑决策提供真实可靠的数据依据。例如,在规划阶段,大数据可以根据建筑周边人口密度、人口分布、人口流向等方面,合理划分出商业、住宅等功能区域,作为建筑选址的有力依据;在运维阶段,借助大数据分析则可实现预测、预警、规划和引导,使建筑设备保持安全使用,建筑环境舒适度得到调整。
        (三)BIM技术
        BIM是以三维数字技术为基础,集成工程设计、建造、运维等项目全过程各种相关信息的工程数据模型。BIM技术是建筑业从二维向三维、从图形向数据转换的一次重大技术革命。相比传统的设计和施工建造流程,信息化模型能有效控制建设周期、减少错误发生。而从长远利益看,BIM技术应用的好处则远不止设计和施工阶段,还会惠及将来的建筑物运行、维护和设施管理。对工程的各个参与方来说,可减少错误、缩短工期、降低建设成本。目前BIM技术主要在施工阶段应用较多,主要内容有:三维模型渲染,VR宣传展示;模拟施工方案;错漏碰缺检查,减少返工率等。未来BIM将在设计和运维阶段中发挥出新的作用,例如,BIM与GIS技术、BIM与VR技术的集成应用,将为建筑设计带来更丰富的维度信息。


        (四)智能建造技术
        智能建造是指面向铁路工程设计、建设、运营全生命周期,以BIM+GIS技术为核心,广泛应用移动互联、云计算、大数据、物联网、人工智能、北斗导航等新一代技术,与先进的工程建造技术相融合,围绕铁路工程建设信息化建立统一开放生态圈,建立面向铁路工程建设全资产寿命管理的平台应用体系。通过自动感知、智能诊断、协同互动、主动学习和智能决策等手段,进行工程设计及仿真、工厂化加工、精密测控、自动化安装、动态监测和信息化管理等工程化应用,形成工程建设质量的全生命可追溯闭环管理体系,智能建造技术在铁路工程建设中的研究与应用现全生命周期一体化管理的新一代智能化高速铁路系统。
        二、工程建设管理中智能建造技术创新应用分析
        (一)勘察设计阶段创新应用
        工程建设开展前,建设方首先需要聘请专业勘察机构组织开展工程地质勘察,然后根据勘察结果进行相应工程设计。在开展勘察工作时,相应人员需要进行工程地质测绘、勘探、物探、资料内业整编、图表和勘察报告绘制等工作;在开展设计工作时,工作人员需进行方案设计、初步设计和施工图设计。随着智能技术的不断涌现,勘察设计人员能够在开展具体工作时将最新智能技术应用于地质勘察、数据收集分析及设计优化之中,增强勘察设计准确性及全面性。第一,深层地质探测。借助雷达等先进探测技术,可以对地质构造和地形条件复杂地区的施工地质状况进行深层探测,对矿物、水文、地质、地形等环境信息自动扫描识别和存储。第二,遥感大数据智能解译。基于勘测大数据和遥感观测数据,对施工区域海量的多维度勘察信息进行智能分析,实现有用设计参考数据的快速提取和勘察数据的自动分类等。第三,BIM优化设计。利用BIM与GIS集成技术,使BIM模型兼具地理空间数据,经过轻量化融合处理,为线路、桥梁等空间关系复杂的工程设计方案,提供更好的场景化体验和数字化分析工具。
        (二)施工建造阶段创新应用
        施工图设计完成并通过审核后,业主方需聘请专业团队开展具体施工作业。在此阶段,施工团队需合理规划场地布局,准确设计各分项工程建设规划,组织协调物资调控,并对整体工程建设进行全面管控。随着智能技术不断涌现,施工方可充分利用其进行场地布局优化,加强建设物资管控,并对建设过程进行全流程管控。第一,基于BIM的场地布局优化。利用BIM模型进行现场施工场地平面布置方案的有效模拟验证,通过模拟过程分析方案的可实施性,预先发现方案中的问题,在方案实施之前将一切不合理的隐患问题排除,合理安排加工场地、生活区、各种临时设施等功能区的位置,模拟选择出最优布置方案,确保施工的顺利进行。第二,基于物联网技术强化材料管理。物联网的RFID技术能够快速、实时、准确采集与处理建筑材料信息,将电子标签或RFID芯片在生产阶段植入构件或原材料,采用RFID电子标签的阅读器在材料运输、进场、出入库时对其信息快速读取,并通过物联网进行跟踪和监控,使原料管理更为便捷、准确。监控。
        三、结语
        在工程建设管理中,智能建造技术的优化应用对于完善工程施工质量、施工进度、施工安全以及建设投资的管理具有非常重要的作用和意义,对于提升工程建设整体效果,实施走出去战略,实现最佳社会效益和经济效益至关重要,最终为创新发展注入新鲜活力。
        参考文献:
        [1]王淑桃.工程建设管理中智能建造技术的创新应用[J].建筑经济,2021,42(04):49-52.
        [2]王可飞,郝蕊,卢文龙,王辉麟.智能建造技术在铁路工程建设中的研究与应用[J].中国铁路,2019(11):45-50.
        [3]王峰.我国高速铁路智能建造技术发展实践与展望[J].中国铁路,2019(04):1-8.
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