智慧工地應(yīng)用 教學(xué)單元 38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(guò)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(guò)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2.5智慧工地的發(fā)展對(duì)工地信息化建設(shè)的影響2.5智慧工地的發(fā)展對(duì)工地信息化建設(shè)的影響2.5.1智慧工地建設(shè)的必要性與應(yīng)用一、建筑工地發(fā)展現(xiàn)狀建筑業(yè)的工作模式基本固定，在施工過(guò)程中面臨不同的施工環(huán)境。目前在項(xiàng)目管理中遇到的問(wèn)題主要集中在人員素質(zhì)不高，管理體制不完善。對(duì)于管理人員來(lái)說(shuō)，要不斷豐富自己的管理知識(shí)儲(chǔ)備和管理經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，在建設(shè)過(guò)程中做好全面管理。施工工作的開(kāi)展還需要建立規(guī)范的工作制度，有利于提高施工管理工作效率。另外，通過(guò)監(jiān)督管理，可以將施工管理的各個(gè)環(huán)節(jié)落實(shí)到位，進(jìn)一步提高建筑工程質(zhì)量。針對(duì)建筑行業(yè)越來(lái)越多的個(gè)性化需求而進(jìn)行的工作改進(jìn)，可以推動(dòng)建筑工程行業(yè)與時(shí)俱進(jìn)的發(fā)展。此外，建筑工程施工需要運(yùn)用先進(jìn)的技術(shù)手段，將先進(jìn)的施工理念有效結(jié)合。施工技術(shù)管理機(jī)制的建立和完善也是一項(xiàng)非常重要的工作。技術(shù)管理模式的改進(jìn)使機(jī)制得到相應(yīng)的優(yōu)化，更好地應(yīng)用于整個(gè)施工過(guò)程。在當(dāng)前的現(xiàn)場(chǎng)施工管理過(guò)程中，各個(gè)施工現(xiàn)場(chǎng)的情況不同，會(huì)出現(xiàn)管理對(duì)策和管理方法適用性的分析，從而阻礙管理制度的實(shí)施。在傳統(tǒng)的管理過(guò)程中，人工獲取施工信息的方法相對(duì)簡(jiǎn)單，且在管理過(guò)程中難以兼顧環(huán)保、安全、質(zhì)量進(jìn)度等方面。因此，進(jìn)行智能現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)的建設(shè)十分必要。2.5智慧工地的發(fā)展對(duì)工地信息化建設(shè)的影響2.5.1智慧工地建設(shè)的必要性與應(yīng)用二、智慧工地建設(shè)的必然性建筑行業(yè)的特點(diǎn)是產(chǎn)品固定，建筑形狀不規(guī)則，建筑變化大。在施工過(guò)程中，施工條件相對(duì)較差，存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。安全事故的預(yù)防是困難的。屬于勞動(dòng)密集型行業(yè)，建筑業(yè)在建設(shè)項(xiàng)目的過(guò)程中參與建設(shè)的人員非常多，且以農(nóng)民工為主力，一些農(nóng)民工在建設(shè)過(guò)程中一定缺乏自我保護(hù)意識(shí)，以及相應(yīng)的安全管理跟不上工程建設(shè)的實(shí)際情況，由于施工條件的變化，在施工過(guò)程中存在的風(fēng)險(xiǎn)較多的原因，如施工項(xiàng)目安全事故頻繁發(fā)生，造成嚴(yán)重人員傷亡等。隨著信息科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展和創(chuàng)新，科學(xué)技術(shù)不僅可以促進(jìn)社會(huì)的發(fā)展，而且給建設(shè)項(xiàng)目的管理帶來(lái)無(wú)限的可能性。建設(shè)智能化施工現(xiàn)場(chǎng)已成為解決施工現(xiàn)場(chǎng)管理問(wèn)題的有效措施。建筑工程施工現(xiàn)場(chǎng)的具體管理過(guò)程主要包括施工現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)、人員安全、施工技術(shù)、質(zhì)量管理等內(nèi)容。2.5智慧工地的發(fā)展對(duì)工地信息化建設(shè)的影響2.5.1智慧工地建設(shè)的必要性與應(yīng)用管理過(guò)程中還包括以下幾個(gè)特點(diǎn)：一是綜合管理，在具體工程管理過(guò)程中，既要滿(mǎn)足工程建設(shè)工期，又要考慮工程建設(shè)成本，既要充分考慮工程進(jìn)度，又要充分保證工程建設(shè)安全，在同一場(chǎng)景下，既要對(duì)施工人員進(jìn)行有效的管理，還需要控制建筑工程施工材料的質(zhì)量；二是勞動(dòng)力流動(dòng)相對(duì)強(qiáng)勁。根據(jù)工程進(jìn)展情況，施工人員按專(zhuān)業(yè)順序分批進(jìn)場(chǎng)。建筑工程專(zhuān)業(yè)分包規(guī)模較大，導(dǎo)致工程總承包管理困難；三是施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)體管理有效。在混凝土施工過(guò)程中，難以對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行材料管理，設(shè)備管理，人員培訓(xùn)教育等方面的綜合管理。三、智慧工地的應(yīng)用效果1、智能網(wǎng)站互聯(lián)網(wǎng)信息采集系統(tǒng)可以有效監(jiān)控人員的考勤，施工數(shù)據(jù)和資料的使用，提高施工人員的工作效率，將人臉識(shí)別技術(shù)引入三類(lèi)人員和特種作業(yè)人員的管理，科學(xué)有效地管理安保人員的考勤。實(shí)時(shí)檢測(cè)設(shè)備材料，避免材料浪費(fèi)，保證機(jī)械設(shè)備的合理使用，降低維修成本。到施工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)進(jìn)出車(chē)輛和材料的運(yùn)輸情況，每輛車(chē)的情況，每批材料的情況。在不出去的情況下，管理人員可以使用移動(dòng)APP或互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)及時(shí)準(zhǔn)確地了解施工現(xiàn)場(chǎng)的情況，并及時(shí)發(fā)布指令，提高科學(xué)管理的效率。2.5智慧工地的發(fā)展對(duì)工地信息化建設(shè)的影響2.5.1智慧工地建設(shè)的必要性與應(yīng)用2、結(jié)合BIM系統(tǒng)，智能施工現(xiàn)場(chǎng)可在施工前模擬項(xiàng)目全生命周期，提前發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并提前解決問(wèn)題，避免施工過(guò)程中類(lèi)似情況造成的損失，模擬項(xiàng)目中的資金使用情況，預(yù)測(cè)實(shí)際施工中的資金消耗。在施工過(guò)程中，對(duì)工程進(jìn)度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，與模擬進(jìn)度進(jìn)行對(duì)比，通過(guò)信息收集和分析，及時(shí)反饋和糾正，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。同時(shí)對(duì)施工過(guò)程中的成本進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控，明確資金流向，確保施工各方利益。在保證工程質(zhì)量的前提下，指導(dǎo)和監(jiān)督施工過(guò)程，有效提高施工效率。3、隨著建設(shè)規(guī)模越來(lái)越大，施工現(xiàn)場(chǎng)的安全和秩序問(wèn)題越來(lái)越突出，智能現(xiàn)場(chǎng)的出現(xiàn)正好解決了這一問(wèn)題。施工現(xiàn)場(chǎng)全覆蓋監(jiān)測(cè)。一旦發(fā)現(xiàn)安全隱患，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警，同時(shí)識(shí)別進(jìn)出施工現(xiàn)場(chǎng)的人員信息，確保施工現(xiàn)場(chǎng)的安全有序。2.5智慧工地的發(fā)展對(duì)工地信息化建設(shè)的影響2.5.2智慧工地信息化關(guān)鍵技術(shù)智慧工地實(shí)施過(guò)程中，會(huì)利用多種不同的關(guān)鍵信息技術(shù)解決施工現(xiàn)場(chǎng)的管理問(wèn)題，主要包括了BIM技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)等。此外，快速發(fā)展的智能分析相關(guān)技術(shù)也將支持智慧工地的分析決策。從智慧工地總體架構(gòu)角度分析，BIM技術(shù)用以建立建筑產(chǎn)品的數(shù)字化模型，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)主要實(shí)現(xiàn)了智慧工地的數(shù)據(jù)采集，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和云計(jì)算技術(shù)主要實(shí)現(xiàn)了信息的高效傳輸、儲(chǔ)存和計(jì)算，智能分析相關(guān)技術(shù)利用收集的信息進(jìn)行應(yīng)用層的決策支持。一、BIM技術(shù)BIM技術(shù)作為智慧工地的核心信息技術(shù)，在信息化、智能化平臺(tái)建設(shè)中，為項(xiàng)目精細(xì)化管理提供數(shù)據(jù)支持和技術(shù)支撐，在打造智慧工地的工程中具有關(guān)鍵作用，是構(gòu)建項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)管理的信息化系統(tǒng)的重要技術(shù)手段。2.5智慧工地的發(fā)展對(duì)工地信息化建設(shè)的影響2.5.2智慧工地信息化關(guān)鍵技術(shù)二、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)典型體系架構(gòu)分為3層，自下而上分別是感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層，感知層是實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)，關(guān)鍵在于具備更精確、更全面的感知能力，并解決低功耗、小型化和低成本問(wèn)題；網(wǎng)絡(luò)層主要以廣泛覆蓋的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)作為基礎(chǔ)設(shè)施；應(yīng)用層提供豐富的應(yīng)用，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與行業(yè)信息化需求相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)廣泛智能化的應(yīng)用解決方案。本節(jié)將側(cè)重介紹物聯(lián)網(wǎng)感知層的關(guān)鍵實(shí)現(xiàn)技術(shù)。《建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要(2016—2020)》明確將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)(InternetofThings)作為提高建筑業(yè)信息化的核心技術(shù)。在智慧工地的總體框架下，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將通過(guò)各類(lèi)傳感器、無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)、視頻與圖像識(shí)別、位置定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，將施工相關(guān)物品與網(wǎng)絡(luò)相連接，進(jìn)行信息實(shí)時(shí)收集、交換和通信。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將實(shí)現(xiàn)高效的智慧工地?cái)?shù)據(jù)采集功能，為智慧工地的信息處理和決策分析提供實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)支撐。2.5智慧工地的發(fā)展對(duì)工地信息化建設(shè)的影響2.5.2智慧工地信息化關(guān)鍵技術(shù)三、信息傳輸與數(shù)據(jù)處理技術(shù)（一）移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)是移動(dòng)通信技術(shù)、終端技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)融合的技術(shù)，相比于傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)可以移動(dòng)隨時(shí)隨地隨身訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)包含終端、軟件和應(yīng)用三個(gè)層面。終端層包括智能手機(jī)、平板電腦等；軟件包括操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)和安全軟件等；應(yīng)用層包括工具媒體類(lèi)、商務(wù)財(cái)經(jīng)類(lèi)、休閑娛樂(lè)類(lèi)等不同應(yīng)用與服務(wù)。根據(jù)《移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)報(bào)告》顯示，2014~2017

四年間中國(guó)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)月度活躍設(shè)備總數(shù)穩(wěn)定在10億臺(tái)以上，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)在傳媒、交通、金融電子商務(wù)等領(lǐng)域迅速發(fā)展，正改變著相關(guān)領(lǐng)域的商業(yè)模式和信息交流方式。（如圖2.13所示）圖2.13BIM+互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)2.5智慧工地的發(fā)展對(duì)工地信息化建設(shè)的影響2.5.2智慧工地信息化關(guān)鍵技術(shù)（二）云計(jì)算美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院將云計(jì)算(Cloud

computing)定義為提供可用的、便捷的、按需的、可配置的計(jì)算資源共享池(資源包括網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存儲(chǔ)、應(yīng)用軟件、服務(wù))的網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)服務(wù)，這些資源能夠破快速提供，而只需投入很少的管理工作，或與服務(wù)供應(yīng)商進(jìn)行很少的交互。根據(jù)美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究院的定義，云計(jì)算服務(wù)應(yīng)該具備以下幾條特征:隨需應(yīng)變服務(wù)、隨時(shí)隨地用任何網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)、多人共享計(jì)算資源池、快速重新部署、可以被監(jiān)控測(cè)量的服務(wù)。云計(jì)算使計(jì)算分布在大量的分布式計(jì)算機(jī)上，而非本地計(jì)算機(jī)或遠(yuǎn)程服務(wù)器中，云計(jì)算獲得了超強(qiáng)的計(jì)算能力?！霸朴?jì)算”是分布式處理、并行處理和網(wǎng)格計(jì)算的發(fā)展，是這些計(jì)算機(jī)科學(xué)概念的商業(yè)應(yīng)用。許多跨國(guó)信息技術(shù)行業(yè)的公司如國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司、雅虎和谷收等正在使用云計(jì)道的概念兜售自己的產(chǎn)品和服務(wù)。通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)技水，云計(jì)算的用戶(hù)和計(jì)算資源共享他進(jìn)行信息交互。由于所訪間的計(jì)算資源共學(xué)池的計(jì)算能力超面，因此，云計(jì)算甚至可以讓云服務(wù)的各用戶(hù)使用每秒10億次的運(yùn)算能力。2.5智慧工地的發(fā)展對(duì)工地信息化建設(shè)的影響2.5.3基于物聯(lián)網(wǎng)和BIM的全方位信息采集系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)在信息采集傳輸方面的應(yīng)用改變了原來(lái)人工現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)記錄模式，實(shí)現(xiàn)了信息采集的自動(dòng)化，保證了數(shù)據(jù)的可靠性。結(jié)合相應(yīng)BIM模型獲取所需要的模型數(shù)據(jù)，系統(tǒng)能夠獲得及時(shí)可靠的隧道施工現(xiàn)場(chǎng)全方位數(shù)據(jù)，以達(dá)到隧道信息化施工安全管控的目的。全方位信息采集系統(tǒng)主要包括以下兩個(gè)方面。一、人員設(shè)備定位首先在施工人員的安全帽上安裝RFID射頻芯片通過(guò)固定位置讀頭讀取RFID芯片信息確定佩戴安全帽的人員位置，將讀頭信息通過(guò)無(wú)線傳輸逐級(jí)傳遞到中央監(jiān)控室?？刂剖铱赏ㄟ^(guò)芯片源獲取人員設(shè)備的經(jīng)緯度坐標(biāo)及高程信息，通過(guò)坐標(biāo)自動(dòng)轉(zhuǎn)換，就能在GIS+BIM模型中確定施工人員和設(shè)備所處的具體位置。不僅可以直觀顯示人員和設(shè)備在隧道的實(shí)時(shí)位置，通過(guò)點(diǎn)擊人員和設(shè)備圖標(biāo)，可現(xiàn)實(shí)人員設(shè)備詳細(xì)信息，當(dāng)有突發(fā)狀況時(shí)可及時(shí)通知施工人員逃生方向或進(jìn)行救援。2.5智慧工地的發(fā)展對(duì)工地信息化建設(shè)的影響2.5.3基于物聯(lián)網(wǎng)和BIM的全方