智慧工地應(yīng)用 教學(xué)單元 25課件講解

智慧工地應(yīng)用教學(xué)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(shí)踐應(yīng)用

2.4BIM技術(shù)與智慧工地

2.5智慧工地的發(fā)展對(duì)工地信息化建設(shè)的影響Contents目錄智能建造是以建造過程中所使用的材料、機(jī)械、設(shè)備的智能為前提，在建造的設(shè)計(jì)與仿真、構(gòu)件加工生產(chǎn)、安裝、測(cè)控、結(jié)構(gòu)和人員的安全監(jiān)測(cè)、建造環(huán)境感知中采用信息技術(shù)與先進(jìn)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(duì)復(fù)雜的構(gòu)件進(jìn)行三維建模，在此基礎(chǔ)上，對(duì)其受力特征、建造全過程、與周邊環(huán)境的關(guān)系進(jìn)行仿真模擬。工廠預(yù)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(shí)踐應(yīng)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(duì)工地信息化建設(shè)的影響。學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)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(xué)習(xí)智慧工地的實(shí)踐應(yīng)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(duì)工地信息化建設(shè)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(yīng)用也被稱為建筑信息模型（BuildingInformationModeling），是當(dāng)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(duì)建筑工程進(jìn)行模擬而塑造的模型，最終形成工程數(shù)據(jù)信息庫(kù)。BIM技術(shù)主要在建筑工程中是為了協(xié)調(diào)管理，為項(xiàng)目各個(gè)單位提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，通過對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，考察工程施工效率，從而對(duì)建筑工地施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)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(yīng)用在工程的施工設(shè)計(jì)以及施工運(yùn)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(duì)工地進(jìn)行信息化管理，并對(duì)工地管理體系進(jìn)行優(yōu)化，促使工地在施工的過程中實(shí)現(xiàn)協(xié)同施工，并對(duì)工地現(xiàn)場(chǎng)各項(xiàng)資源進(jìn)行全面整合，促使工地建設(shè)施工實(shí)現(xiàn)信息化共享。2.4BIM技術(shù)與智慧工地2.4.2實(shí)現(xiàn)智能化的項(xiàng)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(shí)施，促使工地施工從二維轉(zhuǎn)變到了多維立體，對(duì)工地管理數(shù)據(jù)信息進(jìn)行集成，并利用智能化信息技術(shù)，輔助智慧工地建設(shè)，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(tái)進(jìn)行溝通交流

在BIM技術(shù)的作用下，不僅實(shí)現(xiàn)了云數(shù)據(jù)平臺(tái)，而且在施工過程中，可以根據(jù)實(shí)際工地現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)BIM模型進(jìn)行分析，從而對(duì)工程建設(shè)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行檢測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)問題，需要及時(shí)與設(shè)計(jì)單位進(jìn)行溝通交流，從而全面調(diào)整工程設(shè)計(jì)圖，保障工程質(zhì)量不會(huì)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(shè)中的應(yīng)用實(shí)踐一、智能場(chǎng)地布置與施工模擬

通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工工地面積的測(cè)量，利用BIM技術(shù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)行全面規(guī)劃，并對(duì)不同的施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行BIM技術(shù)模擬，從而合理地規(guī)劃現(xiàn)場(chǎng)施工材料運(yùn)輸路線，并對(duì)施工工地現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行規(guī)劃管理。在BIM技術(shù)的5D平臺(tái)中，通過BIM模型，將建筑工程的各項(xiàng)信息進(jìn)行集成最終生成了project軟件。通過該軟件可以有效地對(duì)項(xiàng)目工程施工進(jìn)度進(jìn)行合理安排，并對(duì)不同項(xiàng)目中的模型構(gòu)建賦予工程施工進(jìn)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(xiàng)目的施工方法，確?，F(xiàn)場(chǎng)施工人員能夠合理把握好施工工序，針對(duì)模擬，及時(shí)的發(fā)現(xiàn)工程中存在的問題，并做好相關(guān)的解決措施，在實(shí)際施工中，對(duì)工程進(jìn)行有效地調(diào)整。（如圖2.8所示）圖2.8施工進(jìn)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(shè)中的應(yīng)用實(shí)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(jìn)行質(zhì)量檢查主要的方式，就是在施工現(xiàn)場(chǎng)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(dāng)中，施工技術(shù)人員通過手機(jī)對(duì)二維碼進(jìn)行掃描，即可掌握相關(guān)的施工技術(shù)水平，并對(duì)施工中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息也有所了解，并掌握施工工地現(xiàn)場(chǎng)責(zé)任人對(duì)各項(xiàng)工程二維碼在工程建設(shè)中的應(yīng)用，能夠?qū)⒐こ探ㄔO(shè)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息以及資料全部?jī)?chǔ)存到網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，從而在網(wǎng)絡(luò)中也能夠獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，從而對(duì)工程建設(shè)施工工地進(jìn)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(shè)中的應(yīng)用實(shí)踐三、現(xiàn)場(chǎng)漫游檢查

整個(gè)建筑工程的各項(xiàng)管道進(jìn)行排布后，對(duì)管道進(jìn)行模擬漫游檢測(cè)，對(duì)管道的排布情況進(jìn)行檢查，分析管道的各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息，同時(shí)也需要對(duì)管道排布各項(xiàng)數(shù)據(jù)與建筑物各項(xiàng)裝飾數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，避免發(fā)生數(shù)據(jù)沖突，導(dǎo)致工程工期延誤，甚至發(fā)生返工等現(xiàn)象，盡量對(duì)工程質(zhì)量進(jìn)行改善，并減少其中的危險(xiǎn)因素，提升工程施工效率。（如圖2.10所示）圖2.10現(xiàn)場(chǎng)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(shè)中的應(yīng)用實(shí)踐四、智能碰撞檢查、優(yōu)化調(diào)整

在對(duì)工程設(shè)計(jì)中，傳統(tǒng)的工程建設(shè)方式全部都是由人工進(jìn)行協(xié)調(diào)的，不僅設(shè)計(jì)效率相對(duì)較低，而且在圖紙中極容易疏漏相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，造成設(shè)計(jì)出現(xiàn)問題，一旦在施工中出現(xiàn)問題，會(huì)嚴(yán)重影響到整個(gè)工程施工質(zhì)量。項(xiàng)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(cè)的作用下，對(duì)建筑模型中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)碰撞信息進(jìn)行分析，并標(biāo)注好碰撞點(diǎn)，通過數(shù)據(jù)分析后，并做好碰撞分析報(bào)告，將報(bào)告上報(bào)給設(shè)計(jì)院并且預(yù)算設(shè)計(jì)人員進(jìn)行及時(shí)地溝通交流，在避免延誤工期的同時(shí)，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(shè)中的應(yīng)用實(shí)踐五、施工建造階段創(chuàng)新應(yīng)用施工圖設(shè)計(jì)完成并通過審核后，業(yè)主方需聘請(qǐng)專業(yè)團(tuán)隊(duì)開展具體施工作業(yè)。在此階段，施工團(tuán)隊(duì)需合理規(guī)劃場(chǎng)地布局，準(zhǔn)確設(shè)計(jì)各分項(xiàng)工程建設(shè)規(guī)劃，組織協(xié)調(diào)物資調(diào)控，并對(duì)整體工程建設(shè)進(jìn)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(jìn)行場(chǎng)地布局優(yōu)化，加強(qiáng)建設(shè)物資管控，并對(duì)建設(shè)過程進(jìn)行全流程管控。一是基于BIM的場(chǎng)地布局優(yōu)化。利用BIM模型進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工場(chǎng)地平面布置方案的有效模擬驗(yàn)證，通過模擬過程分析方案的可實(shí)施性，預(yù)先發(fā)現(xiàn)方案中的問題，在方案實(shí)施之前將一切不合理的隱患問題排除，合理安排加工場(chǎng)地、生活區(qū)、各種臨時(shí)設(shè)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(jìn)行。2.4BIM技術(shù)與智慧工地2.4.3BIM技術(shù)在智能工地建設(shè)中的應(yīng)用實(shí)踐二是基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)強(qiáng)化材料管理。物聯(lián)網(wǎng)的RFID技術(shù)能夠快速、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確采集與處理建筑材料信息，將電子標(biāo)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(biāo)簽的閱讀器在材料運(yùn)輸、進(jìn)場(chǎng)、出入庫(kù)時(shí)對(duì)其信息快速讀取，并通過物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行跟蹤和監(jiān)控，使原料管理更為便捷、準(zhǔn)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(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)安全隱患和險(xiǎn)情進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，完成智能安全監(jiān)管及處置；對(duì)重點(diǎn)部位自動(dòng)三維建模，判斷工程進(jìn)度情況，提升工程項(xiàng)目的進(jìn)度管理，實(shí)現(xiàn)工程進(jìn)度的智能化監(jiān)控。注：RFID又稱無線射頻識(shí)別，英語(yǔ)：Radio

Frequency

IDentification，縮寫：RFID。它是一種通信技術(shù)，可通過無線電訊號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無需識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸。無線電的信號(hào)是通過調(diào)成無線電頻率的電磁場(chǎng)，把數(shù)據(jù)從附著在物品上的標(biāo)簽上傳送出去，以自動(dòng)辨識(shí)與追蹤該物品。某些標(biāo)簽在識(shí)別時(shí)從識(shí)別器發(fā)出的電磁場(chǎng)中就可以得到能量，并不需要電池；也有標(biāo)簽本身?yè)碛须娫?，并可以主?dòng)發(fā)出無線電波（調(diào)成無線電頻率的電磁場(chǎng)）。標(biāo)簽包含了電子儲(chǔ)存的信息，數(shù)米之內(nèi)都可以識(shí)別。2.4BIM技術(shù)與智慧工地2.4.4BIM總體應(yīng)用思路一、勘察設(shè)計(jì)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(guān)單位獲取了施工地域相應(yīng)遙感數(shù)據(jù)以進(jìn)一步提升勘察準(zhǔn)確性。傳統(tǒng)遙感影像信息提取主要依賴人力進(jìn)行目視判讀解譯，依靠一些經(jīng)驗(yàn)知識(shí)進(jìn)行建模能夠得到一定的識(shí)別效果，但是識(shí)別效果仍離實(shí)際應(yīng)用需求相距甚遠(yuǎn)。為提升工作質(zhì)量及數(shù)據(jù)準(zhǔn)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(tái)快速、及時(shí)、低成本地從海量的遙感衛(wèi)星影像中提取項(xiàng)目所在地具體地物要素信息，生成AI地圖以進(jìn)行可視化展示，并進(jìn)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(yīng)用思路2、BIM輕量化技術(shù)。輕量化BIM應(yīng)用，就是通過崗位級(jí)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(xiàng)目級(jí)BIM平臺(tái)上，通過虛擬建造和現(xiàn)場(chǎng)可視化管控結(jié)合，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理，最終項(xiàng)目管理層再對(duì)所有項(xiàng)目進(jìn)行整體把控，實(shí)現(xiàn)建設(shè)項(xiàng)目的信息化管理。簡(jiǎn)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(shì)必造成計(jì)算機(jī)操作性能及運(yùn)行速度在功能多維、數(shù)據(jù)龐大的BIM模型展示時(shí)，運(yùn)行負(fù)荷過大。項(xiàng)目建設(shè)對(duì)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(shí)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(duì)計(jì)算機(jī)資源的占用，達(dá)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(yīng)用思路二、施工建造階段1、實(shí)景模擬技術(shù)。為保證項(xiàng)目建設(shè)的高效、順利開展，施工方充分利用實(shí)景模擬技術(shù)，將位移傳感器、應(yīng)力傳感器、滲透?jìng)鞲衅鞯缺O(jiān)測(cè)設(shè)備采集的數(shù)據(jù)信息匹配到BIM模型中，對(duì)滲水狀況、混凝土應(yīng)力、洞周收斂等隧道施工風(fēng)險(xiǎn)和圍巖參數(shù)多元信息的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和設(shè)計(jì)修正，然后建立可視化虛擬建造進(jìn)度圖譜。該可視化監(jiān)測(cè)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(jìn)度管理、監(jiān)控量測(cè)及風(fēng)險(xiǎn)預(yù)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(jìn)行了智慧工地智能系統(tǒng)建設(shè)升級(jí)，通過信息化手段，采集項(xiàng)目施工信息數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)工程可視化監(jiān)測(cè)；智能系統(tǒng)通過人臉識(shí)別匯總所有進(jìn)場(chǎng)的人員的年齡、性別、工種、當(dāng)天工作時(shí)長(zhǎng)等關(guān)鍵信息，對(duì)勞動(dòng)時(shí)間明顯超長(zhǎng)的作業(yè)人員發(fā)出提醒。智慧工地系統(tǒng)還有自動(dòng)報(bào)警功能，作業(yè)人員突發(fā)倒地、施工場(chǎng)地突然起火冒煙、翻墻進(jìn)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(dòng)偵測(cè)14種