智慧工地應用 教學單元 25課件講解

智慧工地應用教學單元2

2.1智慧工地的背景及現(xiàn)狀

2.2智慧工地的技術(shù)支撐

2.3智慧工地的實踐應用

2.4BIM技術(shù)與智慧工地

2.5智慧工地的發(fā)展對工地信息化建設的影響Contents目錄智能建造是以建造過程中所使用的材料、機械、設備的智能為前提，在建造的設計與仿真、構(gòu)件加工生產(chǎn)、安裝、測控、結(jié)構(gòu)和人員的安全監(jiān)測、建造環(huán)境感知中采用信息技術(shù)與先進建造技術(shù)的建造方式。智能建造包括以下多方面的技術(shù)和管理體系：三維建模及仿真分析技術(shù)。借助BIM技術(shù)，可以對復雜的構(gòu)件進行三維建模，在此基礎上，對其受力特征、建造全過程、與周邊環(huán)境的關系進行仿真模擬。工廠預制加工技術(shù)。本單元主要介紹智能工地的背景、技術(shù)支撐、實踐應用；BIM技術(shù)與智慧工地的結(jié)合；以及智慧工地的發(fā)展對工地信息化建設的影響。學習目標學習要求（1）了解智慧工地的背景和現(xiàn)狀（2）掌握智慧工地的技術(shù)支持（3）學習智慧工地的實踐應用（4）理解BIM技術(shù)與智慧工地（5）熟練掌握智慧工地的發(fā)展對工地信息化建設的影響2.4BIM技術(shù)與智慧工地2.4BIM技術(shù)與智慧工地2.4.1BIM技術(shù)及智慧工地概述一、BIM技術(shù)和智慧工地的基本概念BIM技術(shù)在建筑中的應用也被稱為建筑信息模型（BuildingInformationModeling），是當前建筑工程信息化模型，主要是通過利用數(shù)據(jù)信息技術(shù)，對建筑工程進行模擬而塑造的模型，最終形成工程數(shù)據(jù)信息庫。BIM技術(shù)主要在建筑工程中是為了協(xié)調(diào)管理，為項目各個單位提供相應的數(shù)據(jù)信息，通過對數(shù)據(jù)信息進行分析，考察工程施工效率，從而對建筑工地施工現(xiàn)場進行全面的管理，提升管理水平。二、智慧工地的基本概念智慧工地是指一種現(xiàn)代化新型的工地管理方式，在建筑工地管理中主要應用在工程的施工設計以及施工運行等，充分采用現(xiàn)代化信息技術(shù)以及人工智能技術(shù)，對工地進行信息化管理，并對工地管理體系進行優(yōu)化，促使工地在施工的過程中實現(xiàn)協(xié)同施工，并對工地現(xiàn)場各項資源進行全面整合，促使工地建設施工實現(xiàn)信息化共享。2.4BIM技術(shù)與智慧工地2.4.2實現(xiàn)智能化的項目管理體系一、管理理念和模式的革新

建筑工程行業(yè)是傳統(tǒng)的職業(yè)，BIM技術(shù)的實施，促使工地施工從二維轉(zhuǎn)變到了多維立體，對工地管理數(shù)據(jù)信息進行集成，并利用智能化信息技術(shù)，輔助智慧工地建設，全面改變了傳統(tǒng)化管理理念以及管理模式。二、基于云數(shù)據(jù)平臺進行溝通交流

在BIM技術(shù)的作用下，不僅實現(xiàn)了云數(shù)據(jù)平臺，而且在施工過程中，可以根據(jù)實際工地現(xiàn)場，對BIM模型進行分析，從而對工程建設設計圖紙進行檢測，一旦發(fā)現(xiàn)問題，需要及時與設計單位進行溝通交流，從而全面調(diào)整工程設計圖，保障工程質(zhì)量不會發(fā)生問題。2.4BIM技術(shù)與智慧工地2.4.3BIM技術(shù)在智能工地建設中的應用實踐一、智能場地布置與施工模擬

通過對現(xiàn)場施工工地面積的測量，利用BIM技術(shù)對現(xiàn)場施工進行全面規(guī)劃，并對不同的施工現(xiàn)場進行BIM技術(shù)模擬，從而合理地規(guī)劃現(xiàn)場施工材料運輸路線，并對施工工地現(xiàn)場進行規(guī)劃管理。在BIM技術(shù)的5D平臺中，通過BIM模型，將建筑工程的各項信息進行集成最終生成了project軟件。通過該軟件可以有效地對項目工程施工進度進行合理安排，并對不同項目中的模型構(gòu)建賦予工程施工進度信息，從而建立四維模擬施工圖形，全面展示出不同施工項目的施工方法，確保現(xiàn)場施工人員能夠合理把握好施工工序，針對模擬，及時的發(fā)現(xiàn)工程中存在的問題，并做好相關的解決措施，在實際施工中，對工程進行有效地調(diào)整。（如圖2.8所示）圖2.8施工進度模擬2.4BIM技術(shù)與智慧工地2.4.3BIM技術(shù)在智能工地建設中的應用實踐二、智能二維碼

施工質(zhì)量檢查啟用智能二維碼幫助施工進行質(zhì)量檢查主要的方式，就是在施工現(xiàn)場中，將由BIM技術(shù)5D軟件所生成智能二維碼粘貼到施工建筑當中，施工技術(shù)人員通過手機對二維碼進行掃描，即可掌握相關的施工技術(shù)水平，并對施工中的各項數(shù)據(jù)信息也有所了解，并掌握施工工地現(xiàn)場責任人對各項工程二維碼在工程建設中的應用，能夠?qū)⒐こ探ㄔO的各項數(shù)據(jù)信息以及資料全部儲存到網(wǎng)絡當中，從而在網(wǎng)絡中也能夠獲取相應的數(shù)據(jù)信息，從而對工程建設施工工地進行智能化管理。（如圖2.9所示）圖2.9生成構(gòu)建二維碼2.4BIM技術(shù)與智慧工地2.4.3BIM技術(shù)在智能工地建設中的應用實踐三、現(xiàn)場漫游檢查

整個建筑工程的各項管道進行排布后，對管道進行模擬漫游檢測，對管道的排布情況進行檢查，分析管道的各項數(shù)據(jù)信息，同時也需要對管道排布各項數(shù)據(jù)與建筑物各項裝飾數(shù)據(jù)進行分析，避免發(fā)生數(shù)據(jù)沖突，導致工程工期延誤，甚至發(fā)生返工等現(xiàn)象，盡量對工程質(zhì)量進行改善，并減少其中的危險因素，提升工程施工效率。（如圖2.10所示）圖2.10現(xiàn)場漫游2.4BIM技術(shù)與智慧工地2.4.3BIM技術(shù)在智能工地建設中的應用實踐四、智能碰撞檢查、優(yōu)化調(diào)整

在對工程設計中，傳統(tǒng)的工程建設方式全部都是由人工進行協(xié)調(diào)的，不僅設計效率相對較低，而且在圖紙中極容易疏漏相對應的數(shù)據(jù)信息，造成設計出現(xiàn)問題，一旦在施工中出現(xiàn)問題，會嚴重影響到整個工程施工質(zhì)量。項目主要通過使用CAD軟件，結(jié)合BIM技術(shù)的5D軟件，從而在碰撞檢查功能智能檢測的作用下，對建筑模型中的各項數(shù)據(jù)碰撞信息進行分析，并標注好碰撞點，通過數(shù)據(jù)分析后，并做好碰撞分析報告，將報告上報給設計院并且預算設計人員進行及時地溝通交流，在避免延誤工期的同時，也需要提高工程工作效率。（如圖2.11所示）圖2.11智能碰撞檢查2.4BIM技術(shù)與智慧工地2.4.3BIM技術(shù)在智能工地建設中的應用實踐五、施工建造階段創(chuàng)新應用施工圖設計完成并通過審核后，業(yè)主方需聘請專業(yè)團隊開展具體施工作業(yè)。在此階段，施工團隊需合理規(guī)劃場地布局，準確設計各分項工程建設規(guī)劃，組織協(xié)調(diào)物資調(diào)控，并對整體工程建設進行全面管控。隨著智能技術(shù)不斷涌現(xiàn)，施工方可充分利用其進行場地布局優(yōu)化，加強建設物資管控，并對建設過程進行全流程管控。一是基于BIM的場地布局優(yōu)化。利用BIM模型進行現(xiàn)場施工場地平面布置方案的有效模擬驗證，通過模擬過程分析方案的可實施性，預先發(fā)現(xiàn)方案中的問題，在方案實施之前將一切不合理的隱患問題排除，合理安排加工場地、生活區(qū)、各種臨時設施等功能區(qū)的位置，模擬選擇出最優(yōu)布置方案，確保施工的順利進行。2.4BIM技術(shù)與智慧工地2.4.3BIM技術(shù)在智能工地建設中的應用實踐二是基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)強化材料管理。物聯(lián)網(wǎng)的RFID技術(shù)能夠快速、實時、準確采集與處理建筑材料信息，將電子標簽或RFID芯片在生產(chǎn)階段植入構(gòu)件或原材料，采用RFID電子標簽的閱讀器在材料運輸、進場、出入庫時對其信息快速讀取，并通過物聯(lián)網(wǎng)進行跟蹤和監(jiān)控，使原料管理更為便捷、準確。三是基于人工智能的作業(yè)管理。將人工智能感知系統(tǒng)、可視化監(jiān)控系統(tǒng)及BIM技術(shù)相結(jié)合，對施工現(xiàn)場安全隱患和險情進行實時監(jiān)控，完成智能安全監(jiān)管及處置；對重點部位自動三維建模，判斷工程進度情況，提升工程項目的進度管理，實現(xiàn)工程進度的智能化監(jiān)控。注：RFID又稱無線射頻識別，英語：Radio

Frequency

IDentification，縮寫：RFID。它是一種通信技術(shù)，可通過無線電訊號識別特定目標并讀寫相關數(shù)據(jù)，而無需識別系統(tǒng)與特定目標之間建立機械或光學接觸。無線電的信號是通過調(diào)成無線電頻率的電磁場，把數(shù)據(jù)從附著在物品上的標簽上傳送出去，以自動辨識與追蹤該物品。某些標簽在識別時從識別器發(fā)出的電磁場中就可以得到能量，并不需要電池；也有標簽本身擁有電源，并可以主動發(fā)出無線電波（調(diào)成無線電頻率的電磁場）。標簽包含了電子儲存的信息，數(shù)米之內(nèi)都可以識別。2.4BIM技術(shù)與智慧工地2.4.4BIM總體應用思路一、勘察設計階段1、遙感大數(shù)據(jù)智能解譯。在鄭萬鐵路河南段隧道工程勘察過程中，相關單位獲取了施工地域相應遙感數(shù)據(jù)以進一步提升勘察準確性。傳統(tǒng)遙感影像信息提取主要依賴人力進行目視判讀解譯，依靠一些經(jīng)驗知識進行建模能夠得到一定的識別效果，但是識別效果仍離實際應用需求相距甚遠。為提升工作質(zhì)量及數(shù)據(jù)準確性，勘探單位充分利用中科星圖研發(fā)的GEOVIS遙感智能解譯平臺快速、及時、低成本地從海量的遙感衛(wèi)星影像中提取項目所在地具體地物要素信息，生成AI地圖以進行可視化展示，并進行在線分析，協(xié)助勘探單位建立全方位、多層次、立體化的施工地域數(shù)據(jù)集。2.4BIM技術(shù)與智慧工地2.4.4BIM總體應用思路2、BIM輕量化技術(shù)。輕量化BIM應用，就是通過崗位級的BIM工具，獲得初始模型和數(shù)據(jù)信息，再將模型集成到項目級BIM平臺上，通過虛擬建造和現(xiàn)場可視化管控結(jié)合，實現(xiàn)精細化管理，最終項目管理層再對所有項目進行整體把控，實現(xiàn)建設項目的信息化管理。簡言之，BIM輕量化要解決的核心問題就是：縮小BIM模型體量，讓它更輕、顯示更快。鄭萬鐵路河南段隧道工程地質(zhì)信息多元、空間體量巨大，勢必造成計算機操作性能及運行速度在功能多維、數(shù)據(jù)龐大的BIM模型展示時，運行負荷過大。項目建設對BIM模型使用過程中，通過相似性圖元合并、遮擋剔除等合并、剔除技術(shù)實現(xiàn)BIM模型的幾何輕量化，大幅度減少模型單元信息輕量化的輸入與輸出，最大程度減少對計算機資源的占用，達到輕便快捷、合理易用的效果。（如圖2.12所示）圖2.12模型輕量化2.4BIM技術(shù)與智慧工地2.4.4BIM總體應用思路二、施工建造階段1、實景模擬技術(shù)。為保證項目建設的高效、順利開展，施工方充分利用實景模擬技術(shù)，將位移傳感器、應力傳感器、滲透傳感器等監(jiān)測設備采集的數(shù)據(jù)信息匹配到BIM模型中，對滲水狀況、混凝土應力、洞周收斂等隧道施工風險和圍巖參數(shù)多元信息的動態(tài)監(jiān)測和設計修正，然后建立可視化虛擬建造進度圖譜。該可視化監(jiān)測系統(tǒng)在VR模擬技術(shù)及BIM技術(shù)支持下，融信息管理、施工進度管理、監(jiān)控量測及風險預警、圖紙管理、虛擬建造為一體，為隧道建造的智慧化提供助力。2、人工智能輔助施工。鄭萬鐵路河南段進行了智慧工地智能系統(tǒng)建設升級，通過信息化手段，采集項目施工信息數(shù)據(jù)，實現(xiàn)工程可視化監(jiān)測；智能系統(tǒng)通過人臉識別匯總所有進場的人員的年齡、性別、工種、當天工作時長等關鍵信息，對勞動時間明顯超長的作業(yè)人員發(fā)出提醒。智慧工地系統(tǒng)還有自動報警功能，作業(yè)人員突發(fā)倒地、施工場地突然起火冒煙、翻墻進入非法入侵等工地上的異常狀況，全部都在智慧工地高清攝像頭的監(jiān)控范圍之內(nèi)，配合AI智能算法技術(shù)加持，可以自動偵測14種