李猛

摘 要：智能化建造技術(shù)是建筑行業(yè)技術(shù)升級改造中的先鋒，直接關(guān)系到建筑業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。闡述智能建造內(nèi)涵及其關(guān)鍵支持技術(shù)，在此基礎(chǔ)上分階段地詳細(xì)分析工程建設(shè)中的智能建造技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用情況。通過鄭萬鐵路項目中BIM輕量化等創(chuàng)新性智能建造技術(shù)具體應(yīng)用情況的介紹，實例性展示現(xiàn)階段工程建設(shè)管理中智能建造技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：智能建造;建造技術(shù);BIM技術(shù);人工智能

隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的大規(guī)模進(jìn)行，建筑業(yè)迅速發(fā)展，建筑行業(yè)實力和對國民經(jīng)濟貢獻(xiàn)明顯提高。然而我國距離建筑強國尚有一定差距，資源消耗大、安全隱患突顯、經(jīng)濟效益不高、環(huán)境污染嚴(yán)重等勞動密集與粗放式建筑生產(chǎn)弊端和問題依然沒有得到徹底解決，建筑業(yè)變革迫在眉睫。本文將對智能建造技術(shù)現(xiàn)階段應(yīng)用情況進(jìn)行闡述，為智能建造理論研究與實踐提供參考。

1智能建造內(nèi)涵及關(guān)鍵技術(shù)

智能建造即數(shù)字技術(shù)與工程建造系統(tǒng)深度融合形成的工程建造創(chuàng)新發(fā)展模式，其技術(shù)體系主要由人工智能、云計算、大數(shù)據(jù)、BIM等技術(shù)支撐搭建而成。

1.1人工智能技術(shù)

人工智能簡稱AI，是二十一世紀(jì)三大尖端技術(shù)之一，研究內(nèi)容包括：機器學(xué)習(xí)和知識獲取、知識處理系統(tǒng)、智能機器人、自動推理和搜索方法、計算機視覺等。建筑行業(yè)中人工智能技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)比較廣泛，比如人工智能技術(shù)已在建筑工程管理中的施工圖生成和施工現(xiàn)場安排、建筑工程預(yù)算、建筑效益分析等環(huán)節(jié)應(yīng)用，目前比較流行的基于C/S環(huán)境開發(fā)的建筑施工管理系統(tǒng)，涵蓋了施工人員管理、施工進(jìn)度管理、分包合同管理等方方面面，使工程管理工作得到了進(jìn)一步的細(xì)化。未來建筑機器人將成重要的建造輔助工具，代替人工完成高層作業(yè)等高風(fēng)險作業(yè)任務(wù)。

1.2大數(shù)據(jù)技術(shù)

從建造之初的規(guī)劃、設(shè)計到后期的運營等過程中，會產(chǎn)生大量的造價、材料、建筑、工藝等方面的數(shù)據(jù)，各類數(shù)據(jù)集合使得建筑行業(yè)本身成為一個龐大的數(shù)據(jù)載體，大數(shù)據(jù)技術(shù)的核心價值即在于挖掘數(shù)據(jù)潛在價值，為建筑決策提供真實可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)。比如在規(guī)劃階段，大數(shù)據(jù)可以根據(jù)建筑周邊人口密度、人口分布、人口流向等方面，合理劃分出商業(yè)、住宅等功能區(qū)域，作為建筑選址的有力依據(jù);在運維階段，借助大數(shù)據(jù)分析則可實現(xiàn)預(yù)測、預(yù)警、規(guī)劃和引導(dǎo)，使建筑設(shè)備保持安全使用，建筑環(huán)境舒適度得到調(diào)整。

1.3BIM技術(shù)

BIM是以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，集成工程設(shè)計、建造、運維等項目全過程各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)模型。BIM技術(shù)是建筑業(yè)從二維向三維、從圖形向數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的一次重大技術(shù)革命。相比傳統(tǒng)的設(shè)計和施工建造流程，信息化模型能有效控制建設(shè)周期、減少錯誤發(fā)生。而從長遠(yuǎn)利益看，BIM技術(shù)應(yīng)用的好處則遠(yuǎn)不止設(shè)計和施工階段，還會惠及將來的建筑物運行、維護(hù)和設(shè)施管理。對工程的各個參與方來說，可減少錯誤、縮短工期、降低建設(shè)成本。目前BIM技術(shù)主要在施工階段應(yīng)用較多，主要內(nèi)容有：三維模型渲染，VR宣傳展示;模擬施工方案;錯漏碰缺檢查，減少返工率等。未來BIM將在設(shè)計和運維階段中發(fā)揮出新的作用，比如BIM與GIS技術(shù)、BIM與VR技術(shù)的集成應(yīng)用，將為建筑設(shè)計帶來更豐富的維度信息。

2工程建設(shè)管理中智能建造技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用分析

2.1勘察設(shè)計階段創(chuàng)新應(yīng)用

工程建設(shè)開展前，建設(shè)方首先需要聘請專業(yè)勘察機構(gòu)組織開展工程地質(zhì)勘察，然后根據(jù)勘察結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)工程設(shè)計。在開展勘察工作時，相應(yīng)人員需要進(jìn)行工程地質(zhì)測繪、勘探、物探、資料內(nèi)業(yè)整編、圖表和勘察報告繪制等工作;在開展設(shè)計工作時，工作人員需進(jìn)行方案設(shè)計、初步設(shè)計和施工圖設(shè)計。隨著智能技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，勘察設(shè)計人員能夠在開展具體工作時將最新智能技術(shù)應(yīng)用于地質(zhì)勘察、數(shù)據(jù)收集分析及設(shè)計優(yōu)化之中，增強勘察設(shè)計準(zhǔn)確性及全面性。一是深層地質(zhì)探測。借助雷達(dá)等先進(jìn)探測技術(shù)，可以對地質(zhì)構(gòu)造和地形條件復(fù)雜地區(qū)的施工地質(zhì)狀況進(jìn)行深層探測，對礦物、水文、地質(zhì)、地形等環(huán)境信息自動掃描識別和存儲。二是遙感大數(shù)據(jù)智能解譯?；诳睖y大數(shù)據(jù)和遙感觀測數(shù)據(jù)，對施工區(qū)域海量的多維度勘察信息進(jìn)行智能分析，實現(xiàn)有用設(shè)計參考數(shù)據(jù)的快速提取和勘察數(shù)據(jù)的自動分類等。三是BIM優(yōu)化設(shè)計。利用BIM與GIS集成技術(shù)，使BIM模型兼具地理空間數(shù)據(jù)，經(jīng)過輕量化融合處理，為線路、橋梁等空間關(guān)系復(fù)雜的工程設(shè)計方案，提供更好的場景化體驗和數(shù)字化分析工具。

2.2施工建造階段創(chuàng)新應(yīng)用

施工圖設(shè)計完成并通過審核后，業(yè)主方需聘請專業(yè)團(tuán)隊開展具體施工作業(yè)。在此階段，施工團(tuán)隊需合理規(guī)劃場地布局，準(zhǔn)確設(shè)計各分項工程建設(shè)規(guī)劃，組織協(xié)調(diào)物資調(diào)控，并對整體工程建設(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)行場地布局優(yōu)化，加強建設(shè)物資管控，并對建設(shè)過程進(jìn)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(jìn)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(yù)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(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。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(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輸、進(jìn)場、出入庫時對其信息快速讀取，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，對施工現(xiàn)場安全隱患和險情進(jìn)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(jìn)度情況，提升工程項目的進(jìn)度管理，實現(xiàn)工程進(jìn)度的智能化監(jiān)控。

2.3運營維護(hù)階段創(chuàng)新應(yīng)用

工程項目建設(shè)完成并交付使用后，業(yè)主方需要組織開展設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)，所屬區(qū)域內(nèi)衛(wèi)生、安全的保持，基礎(chǔ)設(shè)施的維修管理等工作。在智能技術(shù)加持下，業(yè)主方能夠充分利用技術(shù)遠(yuǎn)程監(jiān)督基礎(chǔ)設(shè)施及各類設(shè)備運轉(zhuǎn)狀況，全面監(jiān)督區(qū)域內(nèi)人員流動情況，從而及時發(fā)現(xiàn)存在風(fēng)險并作出預(yù)警?；诖髷?shù)據(jù)與云計算的智能管理平臺是該階段智能建造技術(shù)的主要應(yīng)用成果?；谖锫?lián)網(wǎng)感知、視頻多媒體、BIM、GIS等各類信息，智能檢索與實時分析運維階段海量數(shù)據(jù)信息，深度挖掘數(shù)據(jù)參考價值，為運維過程優(yōu)化和決策提供信息輔助?；谠朴嬎慵夹g(shù)，對環(huán)境、安全、設(shè)備、人員等多維多級建筑運維信息進(jìn)行云端存儲、快速計算、優(yōu)化處理等操作，為運營單位提供監(jiān)測、預(yù)警等全方位決策分析支持，提高運維和管理效率。

3結(jié)語

面對21世紀(jì)信息時代的大潮洶涌而來，建筑行業(yè)面臨著強烈的挑戰(zhàn)，智能化建造技術(shù)發(fā)展異常迅速，在建筑行業(yè)技術(shù)升級改造中將擔(dān)負(fù)起先鋒的角色，推動著建筑業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。未來應(yīng)繼續(xù)增加人工智能、互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、BIM、區(qū)塊鏈、云計算等新技術(shù)在建筑全過程應(yīng)用的集成化與自主創(chuàng)新，加速促進(jìn)新一代信息科技與建筑工業(yè)化技術(shù)協(xié)作發(fā)展趨勢，緊緊圍繞智能化工程施工、智能制造系統(tǒng)、數(shù)字設(shè)計，提升建筑工業(yè)化與智能建造基本關(guān)聯(lián)性技術(shù)和重要關(guān)鍵技術(shù)革新研發(fā)，提高智能化建設(shè)管理水準(zhǔn)，加強智能建造上中下游協(xié)調(diào)工作，為智能建造健康發(fā)展?fàn)I造良好氛圍。

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