汪磊

（中鐵建金服科技（天津）有限公司，北京 100040）

建筑行業(yè)是繼采礦業(yè)之后的第二大危險行業(yè)，在工程施工過程中進行科學(xué)合理的建管，從而保障工程安全，這是政府相關(guān)部門和工程企業(yè)關(guān)注的焦點。通過現(xiàn)代化手段實現(xiàn)信息采集傳輸，可以實現(xiàn)對于工程實施全過程的監(jiān)管與控制，從而可以保障工程的作業(yè)質(zhì)量保持較高的水平，同時也能使生產(chǎn)安全得到落實。通過這種方式可以較大程度上提升工程施工效率。

1 數(shù)字化工程施工的概念

當前，我國城市建設(shè)蓬勃發(fā)展，保障建設(shè)工程安全質(zhì)量存在嚴重困難和問題。以往施工工藝比較統(tǒng)一，以人工操作為主，作業(yè)效率很低，人工操作造成的誤差可能導(dǎo)致生產(chǎn)誤差。為避免技術(shù)事故，確保工程質(zhì)量和安全，許多工程采用數(shù)字化施工技術(shù)。數(shù)字施工技術(shù)是指在施工過程中將各個環(huán)節(jié)組合在一起，形成虛擬的施工環(huán)境。得益于先進的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在原有工程的生產(chǎn)計劃安排、性能檢測、質(zhì)量控制等繁雜的方面都可以實現(xiàn)數(shù)字化管控，通過對施工過程的模擬仿真就可以實現(xiàn)高效管理。數(shù)字技術(shù)的使用不僅僅可以提高工程實施的效率，還能夠較大程度的降低施工成本，降低安全事故的發(fā)生概率，使工程施工的管理更加的平穩(wěn)高效。

2 數(shù)字化施工技術(shù)在工程中的應(yīng)用

當前，數(shù)字工程技術(shù)在施工的應(yīng)用越發(fā)廣泛，主要應(yīng)用于工程空間信息技術(shù)、工程實施數(shù)字施工監(jiān)控和工程設(shè)備性能檢測等方面。本文主要介紹這三種工程技術(shù)在工程業(yè)中的應(yīng)用。

2.1 工程空間信息技術(shù)

工程施工中需要對地形、工程物、建設(shè)項目等集中綜合分析，這可以統(tǒng)稱為工程空間信息。數(shù)字化的使用使得工程空間信息的收集和分析更加高效，空間信息技術(shù)主要包括遙感技術(shù)、定位技術(shù)等。因此，GIS在工程管理中的作用尤為明顯。地理信息系統(tǒng)(適用于工程建設(shè)，如工程地質(zhì)勘察、工程抽樣分析、工程風(fēng)險評價、施工規(guī)劃等。

2.2 工程施工設(shè)備數(shù)字化監(jiān)管技術(shù)

工程實施離不開合適的工具，這就是工程設(shè)備。工程設(shè)備控制系統(tǒng)是一個重要的智能化施工系統(tǒng)，是一個綜合性的集中監(jiān)控系統(tǒng)，是工程施工管理與控制的重要組成部分，包括空調(diào)、供水、污水、照明、運輸?shù)?。工程設(shè)備控制系統(tǒng)是一個基于計算機局域網(wǎng)和計算機的計算機控制系統(tǒng)技術(shù)上，它實現(xiàn)了分散集中控制功能。在進行控制的過程中，可以通過建立各種設(shè)備管理平臺從而對整個施工的各項設(shè)備進行綜合管理，從而達到高效運轉(zhuǎn)、安全節(jié)能的目標。

2.3 數(shù)字化施工監(jiān)控

數(shù)字化施工控制廣泛應(yīng)用于工程中，主要用于鐵件、施工帽、安全帶、工程安全網(wǎng)、室外林、地竹林的運輸、澆筑、養(yǎng)護、模板、安裝與連接、電纜的固定與使用、掛籃的安裝與使用等，進出口盤級懸掛卸料平臺保護、起重設(shè)備如塔吊等的運行及工程電梯安裝及操作，以及屋頂陽臺等邊界圍欄及工作均在施工控制范圍內(nèi)，確保施工質(zhì)量以及施工中整體運行的安全情況。為了加強施工現(xiàn)場監(jiān)控，促進施工平穩(wěn)有序進行，可以通過數(shù)字化施工控制系統(tǒng)進行監(jiān)控而實現(xiàn)。數(shù)字化施工控制系統(tǒng)明確了基本建設(shè)總計劃的目的和目標，工程文明施工控制主要是對施工現(xiàn)場圍擋、工程材料堆放和施工現(xiàn)場臨時安置、消防、防盜、工程標識等進行控制，加強安全管理。

3 數(shù)字化施工技術(shù)在工程中的注意事項

（1）著重注意數(shù)字施工監(jiān)測相關(guān)設(shè)備的安裝使用地點。對于施工監(jiān)控的數(shù)字化技術(shù)，如果設(shè)施位于偏遠山區(qū)，需要格外注意安裝地點的周邊情況。安裝現(xiàn)場應(yīng)為監(jiān)測設(shè)施數(shù)據(jù)的連續(xù)輸入和輸出提供良好的信號，并為施工單位做好準備。為了保證連續(xù)供電，必須對控制點的實時控制和整個過程以及工作人員進行定期檢查，維護和更新控制設(shè)備，保證控制設(shè)備的正常運行。

（2）為了在工程中應(yīng)用空間信息技術(shù)，必須保證數(shù)據(jù)的正確性。如果想要得到相對可信的分析結(jié)果，就必須對輸入信息的準確性進行確認，以確保對最新信息進行適當?shù)奶幚怼?/p>

（3）在工程系統(tǒng)仿真技術(shù)中，必須考慮實際工程與模擬工程的差異。根據(jù)工程系統(tǒng)仿真的工作量，考慮到實際與仿真的差異，得出最終的工作量。

4 數(shù)字化技術(shù)在工程施工中的應(yīng)用

4.1 明確工程空間信息

為了保證工程施工的順利進行，在施工項目開始前，必須保證相關(guān)人員能夠有效地分析現(xiàn)場的環(huán)境地質(zhì)條件，并據(jù)此制定合理的施工和工程方案。然而，由于工程的復(fù)雜性，施工人員無法在短時間內(nèi)獲取信息，這直接影響到工程的連續(xù)性。因此，施工前必須利用數(shù)字化技術(shù)進行有效的勘察，了解施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件和環(huán)境條件。提高施工空間信息，為順利施工提供良好基礎(chǔ)。另外，工程物空間地形測量中采用的數(shù)字化技術(shù)很多，這就需要選擇合適的數(shù)字化技術(shù)。其他在地質(zhì)勘察和施工現(xiàn)場更有效的因素，根據(jù)施工工程的要求和其他因素。另外，利用數(shù)字技術(shù)可以在搜索工程空間信息的過程中動態(tài)監(jiān)控工程信息，并根據(jù)相關(guān)信息進行工程建設(shè)，提高工程建設(shè)質(zhì)量。

4.2 對工程設(shè)備實施有效監(jiān)管

在施工過程中，需要使用大量的儀器設(shè)備，這對提高施工效率非常重要。但是，在建設(shè)項目中使用的設(shè)備在長期使用中可能會出現(xiàn)一些故障，在這個過程中，必須運用數(shù)字化技術(shù)對施工進行有效的控制，必須明確施工設(shè)備的性質(zhì)和作用，同時提高施工設(shè)備的運作效率，促進建設(shè)順利進行。如果施工設(shè)備出現(xiàn)故障，還可以利用數(shù)字技術(shù)對施工設(shè)備的運行情況進行有效分析。為了找出施工設(shè)備在使用中發(fā)生故障的原因，制定合理的措施，消除施工設(shè)備故障及故障原因。及時排除施工機具運行中的故障，確保施工機具在施工中發(fā)揮作用。

5 數(shù)字化施工技術(shù)在工程中的發(fā)展趨勢

5.1 工程系統(tǒng)仿真計算

系統(tǒng)仿真方法是基于相似原理和系統(tǒng)設(shè)計方法、信息技術(shù)和應(yīng)用領(lǐng)域知識及工具，利用系統(tǒng)模型對實際或計劃的系統(tǒng)進行動態(tài)研究。自20世紀以來，業(yè)內(nèi)為了將數(shù)字施工技術(shù)進行應(yīng)用已經(jīng)開展了廣泛的探索，數(shù)字仿真模擬器被廣泛應(yīng)用于隧道、樓房、橋梁等難度較大的工程領(lǐng)域。反觀國內(nèi)，我國的仿真技術(shù)起步較晚，所以相關(guān)的應(yīng)用也較少。當前由相關(guān)研究機構(gòu)進行的隧道建設(shè)、節(jié)水、港口技術(shù)設(shè)計等方面的模擬研究，已進入陸路交通等領(lǐng)域。工程學(xué)系統(tǒng)仿真是工程學(xué)技術(shù)的重要組成部分，代表著未來數(shù)字化工程學(xué)的發(fā)展方向。

5.2 虛擬現(xiàn)實

虛擬現(xiàn)實是以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)通過其他現(xiàn)代高科技手段模擬真實視聽體驗的一種技術(shù)。目前，虛擬現(xiàn)實已經(jīng)在國防軍事、航空航天等高科技領(lǐng)域取得了長足的發(fā)展，即使在娛樂業(yè)也有著不俗的表現(xiàn)，而旅游和工程業(yè)則是利用虛擬現(xiàn)實的視覺特征來檢驗工程組織的可行性，或者通過修改比較不同的工程項目，這也是工程業(yè)的一個重要任務(wù)，拓寬虛擬現(xiàn)實的應(yīng)用范圍，探究虛擬現(xiàn)實的應(yīng)用深度是數(shù)字工程技術(shù)發(fā)展的趨勢。

5.3 多智能技術(shù)施工

隨著技術(shù)飛速發(fā)展，各種新穎的科技手段層出不窮，與之對應(yīng)的是建設(shè)項目規(guī)模和復(fù)雜程度的擴大，參與建設(shè)的單位和個人數(shù)量不斷增加，達到了綜合要求，工程管理的協(xié)調(diào)性和及時性越來越高。對于復(fù)雜系統(tǒng)，如工程物，使用多智能技術(shù)是成功完成工程任務(wù)的關(guān)鍵。采用多智能系統(tǒng)解決實際問題是非?？煽康??？偟膩碚f，在工程領(lǐng)域，多智能技術(shù)的應(yīng)用和研究是有限的，需要進一步深化和拓展。除了家庭功能的多樣化，智能化發(fā)展也是未來的趨勢，多智能工程將是數(shù)字工程技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。

6 結(jié)語

綜上所述，數(shù)字工程技術(shù)本身的發(fā)展并非一蹴而就，其需要依托于科學(xué)技術(shù)的進步。在硬件環(huán)境方面，需要在施工區(qū)域安裝高速寬帶互聯(lián)網(wǎng)和大量現(xiàn)場攝像頭，網(wǎng)絡(luò)、無線計算機和數(shù)字設(shè)備可以隨時連接。每個工人都應(yīng)該配備現(xiàn)代化的設(shè)備，施工現(xiàn)場應(yīng)配備多臺攝像機的監(jiān)控設(shè)備，并配合系統(tǒng)仿真。為實現(xiàn)數(shù)字化工程、軟件領(lǐng)域有效準確的數(shù)字化施工管理，施工前進行數(shù)據(jù)采集，加強施工管理和控制。