楊明杰

數(shù)字信息化技術(shù)的崛起為建筑工程管理提供了全新的機(jī)遇和可能性，不僅改變了建筑工程管理的工作方式，更為決策者提供了更全面、實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)支持，從智能建筑設(shè)計(jì)到施工過程監(jiān)控，再到工程質(zhì)量檢測，數(shù)字信息技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)貫穿于建筑工程的整個(gè)生命周期。

1 基于數(shù)字信息化技術(shù)的建筑工程管理優(yōu)勢

1.1 實(shí)時(shí)監(jiān)控與反饋

數(shù)字信息化技術(shù)允許建筑工程管理團(tuán)隊(duì)實(shí)時(shí)監(jiān)控項(xiàng)目進(jìn)度、成本和質(zhì)量等關(guān)鍵指標(biāo)，通過傳感器、監(jiān)控設(shè)備和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與處理，管理者可以及時(shí)獲取項(xiàng)目各個(gè)方面的狀態(tài)，從而更靈活地作出決策。例如，假設(shè)有建筑工程A 利用數(shù)字信息化技術(shù)進(jìn)行建筑工程管理，建設(shè)單位基于數(shù)字信息化技術(shù)在建筑工程現(xiàn)場安裝傳感器與監(jiān)控設(shè)備，以便于項(xiàng)目管理團(tuán)隊(duì)通過數(shù)字化平臺(tái)采集傳感器與監(jiān)控設(shè)備獲取的施工信息，了解工程各部分的完成情況，并發(fā)現(xiàn)工程建設(shè)是否存在延誤等隱患問題。

此外，基于數(shù)字信息化技術(shù)的可視化模型技術(shù)能夠用于建筑工程測繪工作，幫助建設(shè)單位進(jìn)行材料用量和質(zhì)量評(píng)估管理。例如，針對(duì)建筑工程中的混凝土材料管理，可視化模型能夠通過評(píng)估建筑墻板的尺寸規(guī)格變化并結(jié)合原材料檢測結(jié)果參數(shù)，根據(jù)建筑工程的性質(zhì)，自動(dòng)評(píng)價(jià)材料質(zhì)量是否過關(guān)，保障工程建設(shè)質(zhì)量。

1.2 全面數(shù)據(jù)整合

數(shù)字信息化技術(shù)能夠整合各個(gè)階段的建筑工程數(shù)據(jù)，包括設(shè)計(jì)、施工、質(zhì)量檢測等。這種數(shù)據(jù)整合有助于決策者更全面、系統(tǒng)地了解項(xiàng)目的狀況，減少信息孤島，提高管理的綜合效能。例如，在一般建筑工程的工程設(shè)計(jì)階段，數(shù)字信息化技術(shù)能夠用于施工圖紙的可行性檢驗(yàn)、設(shè)計(jì)試驗(yàn)，確保設(shè)計(jì)的工程方案能夠用于實(shí)際施工，而這也是數(shù)字信息化技術(shù)設(shè)計(jì)相較于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)所具有的優(yōu)勢。典型的表現(xiàn)有：基于數(shù)字信息化技術(shù)下的Revit 建筑數(shù)字碰撞模擬檢驗(yàn)功能，建設(shè)單位可以將圖紙中的建筑設(shè)計(jì)信息、結(jié)構(gòu)信息等整合在數(shù)字模型中，分析建筑力學(xué)結(jié)構(gòu)是否具備科學(xué)性，并生成直觀且全面的建筑設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫，使建設(shè)單位及各部門能夠更好地理解設(shè)計(jì)方案，并且在實(shí)際建造前發(fā)現(xiàn)方案潛在的設(shè)計(jì)問題[1]。

1.3 智能設(shè)計(jì)和規(guī)劃

基于數(shù)字信息化技術(shù)的建筑工程管理使得設(shè)計(jì)和規(guī)劃更具智能性。例如，通過建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）等技術(shù)，管理者可以在項(xiàng)目早期發(fā)現(xiàn)和解決問題，提前規(guī)避潛在的風(fēng)險(xiǎn)，從而減少在后期的調(diào)整和修改。再如，在建筑工程施工的材料管理方面，建設(shè)單位通常需要根據(jù)建筑工程的實(shí)際規(guī)模，確定各項(xiàng)施工材料的預(yù)期用量，從而為后續(xù)的材料管理和成本管理作鋪墊。而通過使用建筑信息模型技術(shù)代替人工統(tǒng)計(jì)的方式進(jìn)行材料預(yù)用量管理，數(shù)據(jù)信息統(tǒng)計(jì)往往能夠參考更多的材料使用因素，計(jì)算出接近實(shí)際用量的預(yù)期材料用量值。

利用建筑信息計(jì)算模型，建設(shè)單位可以計(jì)算得出建筑工程當(dāng)中鋼材料的使用總量預(yù)值，同時(shí)，得出的計(jì)算數(shù)據(jù)可以用于施工材料方案以及成本方案的決策，為建筑工程管理提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

1.4 非常有利于資源的優(yōu)化以及質(zhì)量的控制

數(shù)字信息化技術(shù)有助于資源的精細(xì)管理，包括人力、物力和時(shí)間。通過智能排程、供應(yīng)鏈管理和資源調(diào)配等手段，可以優(yōu)化資源的利用效率，降低建筑工程的成本，且基于數(shù)字化管理的工程模式可以借助實(shí)時(shí)監(jiān)測和反饋，及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工中的問題。從中獲取的數(shù)據(jù)分析和解決方案，則能夠用于工程管理決策，提高工程質(zhì)量。在建筑工程資源管理與質(zhì)量控制上，基于數(shù)字信息化技術(shù)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)供應(yīng)及遠(yuǎn)程管理，如今的建筑工程能夠精準(zhǔn)地調(diào)度建筑工程施工中的各項(xiàng)資源，在實(shí)現(xiàn)資源利用效率最大化的同時(shí)，保障工程建設(shè)的實(shí)際質(zhì)量[2]。

2 基于數(shù)字信息化技術(shù)的建筑工程質(zhì)量管理

2.1 數(shù)字模型技術(shù)在工程設(shè)計(jì)的應(yīng)用

數(shù)字模型技術(shù)是數(shù)字信息化技術(shù)下衍生的一項(xiàng)功能性技術(shù)，該技術(shù)通過多種數(shù)字模型工具來計(jì)算建筑工程的施工參數(shù)，為工程設(shè)計(jì)、建筑規(guī)劃提供更多具有科學(xué)性的方案選項(xiàng)。如今，為了保障工程設(shè)計(jì)的合理性，建設(shè)單位可以使用數(shù)字模型技術(shù)進(jìn)行工程圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，使圖紙中的建筑設(shè)計(jì)參數(shù)更加合理。

例如，建設(shè)單位可以使用實(shí)時(shí)協(xié)作平臺(tái)Slack 創(chuàng)作出與建筑工程有關(guān)的數(shù)字模型，并將數(shù)字模型在多個(gè)部門之間進(jìn)行共享與協(xié)作。在此基礎(chǔ)上，數(shù)字模型軟件CAD、structures 可以用于檢測建筑工程項(xiàng)目的各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)，利用數(shù)字模型技術(shù)當(dāng)中的碰撞檢測及協(xié)同設(shè)計(jì)功能，分析工程設(shè)計(jì)圖紙是否現(xiàn)存設(shè)計(jì)問題。例如，排水管道的布局設(shè)計(jì)是否與建筑層結(jié)構(gòu)之間存在設(shè)計(jì)沖突。除此之外，基于數(shù)字虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Virtual Reality，VR）應(yīng)用的Unity 模型技術(shù)可以用于創(chuàng)建虛擬漫游，打造出與建筑工程模型相關(guān)的現(xiàn)實(shí)展示圖像，檢測建筑空間設(shè)計(jì)的比例與跨度問題，從而保障工程設(shè)計(jì)的質(zhì)量與可行性[3]。

2.2 數(shù)字傳感監(jiān)控技術(shù)在工程施工監(jiān)督中的應(yīng)用

數(shù)字傳感技術(shù)能用于檢測建筑物結(jié)構(gòu)的健康狀況，分析建筑物是否存在裂縫、變形和震動(dòng)的情況。該技術(shù)的主要應(yīng)用范圍如下：

1）在材料質(zhì)量檢測上，應(yīng)用數(shù)字傳感技術(shù)檢測施工材料質(zhì)量的工作方法，相較于人工觀察檢驗(yàn)的方式更具準(zhǔn)確性。例如，利用傳感設(shè)備檢測建筑混凝土的強(qiáng)度、濕度和溫度等參數(shù)，確保施工過程中的材料質(zhì)量符合需求標(biāo)準(zhǔn)。

2）在結(jié)構(gòu)監(jiān)測方面，數(shù)字傳感技術(shù)可以用于實(shí)時(shí)監(jiān)測建筑物的結(jié)構(gòu)健康狀況，通過在關(guān)鍵部位安裝傳感器，可以持續(xù)監(jiān)測建筑物的裂縫、變形等情況，提前發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)問題，從而采取及時(shí)的修復(fù)措施，確保建筑物的結(jié)構(gòu)安全性。例如，在建筑物的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)部位安裝應(yīng)變傳感器，用于檢測材料的變形情況，一旦發(fā)現(xiàn)異常的變形，系統(tǒng)將會(huì)發(fā)出警報(bào)，這可以幫助工程團(tuán)隊(duì)及時(shí)的采取措施，防止進(jìn)一步損害。

3）通過在危險(xiǎn)區(qū)域和設(shè)備上部署傳感器，監(jiān)測環(huán)境中的危險(xiǎn)氣體、溫度、濕度等參數(shù)，有助于防范建筑工程施工潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)監(jiān)測數(shù)據(jù)超過安全閾值時(shí)，系統(tǒng)可以自動(dòng)觸發(fā)警報(bào)，提醒相關(guān)人員采取緊急措施，確保施工現(xiàn)場的安全。

2.3 智能化預(yù)警技術(shù)對(duì)施工過程管理的反饋?zhàn)饔?/h3>

基于數(shù)字信息化技術(shù)的智能預(yù)警技術(shù)在建筑工程施工管理中具有顯著的應(yīng)用價(jià)值，通過采用智能預(yù)警代替人工預(yù)警的方式進(jìn)行施工過程管理，有利于提高施工全過程的安全性。例如在建筑工程腳手架的安裝管理中，考慮到環(huán)境因素、腳手架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)因素會(huì)使腳手架的整體穩(wěn)定性受到影響，引發(fā)腳手架坍塌、構(gòu)件斷裂等情況，施工中可采取智能化預(yù)警技術(shù)對(duì)腳手架進(jìn)行掃描，而智能化預(yù)警設(shè)備能夠通過內(nèi)部設(shè)定的結(jié)構(gòu)算法，對(duì)腳手架的穩(wěn)定性進(jìn)行精準(zhǔn)的評(píng)估。

如式（1）所演示的腳手架安全評(píng)估模型綜合考慮腳手架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、腳手架材料質(zhì)量、腳手架環(huán)境條件及施工過程管理?xiàng)l件，最終獲得的腳手架安全性系數(shù)能夠獲得精準(zhǔn)的取值。如果安全性系數(shù)取值低于1，則施工管理中可以認(rèn)定腳手架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在問題，并著手進(jìn)行腳手架修正管理。

式中：Safety score 表示腳手架安全系數(shù)評(píng)估結(jié)果；k1、k2等表示權(quán)重系數(shù)，用于調(diào)整不同因素的相對(duì)重要性；M表示材料質(zhì)量因素；S表示結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性因素；E表示環(huán)境條件因素；C表示施工過程管理因素。

2.4 自動(dòng)識(shí)別技術(shù)對(duì)現(xiàn)場施工人員管理的應(yīng)用

施工人員管理是建筑工程管理工作的重要組成部分，在施工人員管理工作中，施工單位需要基于當(dāng)?shù)氐氖┕ぐ踩芾項(xiàng)l例要求，指導(dǎo)現(xiàn)場施工人員佩戴安全器具并正確應(yīng)用施工工具及機(jī)械，再進(jìn)行現(xiàn)場施工作業(yè)。為確定施工人員是否經(jīng)過了三級(jí)安全教育及相關(guān)工種作業(yè)培訓(xùn)，施工中可以采取自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，對(duì)進(jìn)場的施工人員進(jìn)行掃描，從而判斷施工人員進(jìn)場前是否進(jìn)行了全面的培訓(xùn)與教育，特種作業(yè)工人是否持證上崗。第1，建筑施工需要使用人臉識(shí)別技術(shù)對(duì)施工人員進(jìn)行身份驗(yàn)證，施工人員的身份信息可以與安全管理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫相匹配，確保只有合格的、具備資質(zhì)的人員被允許進(jìn)入施工現(xiàn)場。第2，施工中需要指導(dǎo)施工人員配備攝像頭和圖像識(shí)別技術(shù)，對(duì)施工人員佩戴的安全帽進(jìn)行檢測。因此，系統(tǒng)可以識(shí)別是否有人未佩戴安全帽或佩戴不當(dāng)，如安全帽未固定好、被翻起等情況，并發(fā)出警報(bào)提醒施工人員。通過采用自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，并結(jié)合實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析，能夠提高施工現(xiàn)場的安全性和管理效率。

3 基于數(shù)字信息化技術(shù)的建筑工程成本管理

3.1 基于人工智能核算的工程成本編制管理

人工智能技術(shù)能夠用于工程成本的編制與核算，該技術(shù)相較于人工成本核算更具準(zhǔn)確性，能夠忽略人為因素對(duì)成本核算結(jié)果造成的誤差影響，使編制的工程成本方案能夠用于實(shí)際施工，保障建筑工程的經(jīng)濟(jì)效益。基于人工智能核算技術(shù)的工程成本編制可以從以下幾點(diǎn)出發(fā)：第1，建設(shè)單位可以基于人工智能技術(shù)，分析并處理有關(guān)建筑工程施工材料和設(shè)備的市場歷史數(shù)據(jù)。人工智能系統(tǒng)可以通過深度學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)分析算法等方式，預(yù)測出建筑施工中某一項(xiàng)材料或設(shè)備在市場中的價(jià)格波動(dòng)，得出的數(shù)據(jù)結(jié)果可以用于建筑工程成本估算，避免出現(xiàn)過度的成本損耗問題。如表1 所示，某建設(shè)單位基于人工智能技術(shù)與人工核算的方式進(jìn)行成本編制效率對(duì)比，從中不難看出，利用人工智能技術(shù)進(jìn)行成本核算，得出的成本預(yù)測結(jié)果與實(shí)際成本值偏差較小，表示人工智能核算比人為核算方式的準(zhǔn)確性要高。第2，資源管理方面，建設(shè)單位將建筑工程施工中所需的總資源數(shù)據(jù)輸入人工智能系統(tǒng)中，由人工智能系統(tǒng)自動(dòng)匹配建筑工程資源的總量數(shù)據(jù)，并通過資源算法來合理規(guī)劃施工中的人力、材料和機(jī)械資源的應(yīng)用，有利于避免施工中出現(xiàn)資源重復(fù)調(diào)度的問題。

表1 工程成本編制差異率分析

3.2 基于數(shù)字化平臺(tái)的工程成本審核管理

工程成本審核管理是針對(duì)施工階段，每一項(xiàng)工程成本支出進(jìn)行科學(xué)性檢驗(yàn)的管理工作，通過嚴(yán)格執(zhí)行工程成本審核管理，從而避免建筑工程施工中出現(xiàn)資金貪污腐敗等問題。在工程啟動(dòng)階段，建設(shè)單位需借助數(shù)字化平臺(tái)進(jìn)行詳盡地成本預(yù)算，考慮各種因素，如市場波動(dòng)、通貨膨脹、勞動(dòng)力成本等，確保預(yù)算的科學(xué)性和合理性，這有助于避免在施工階段因發(fā)生不合理預(yù)算而導(dǎo)致額外成本開支。

4 基于數(shù)字信息化技術(shù)的建筑工程安全管理

4.1 借助云計(jì)算檢查建筑設(shè)施穩(wěn)定性

借助云計(jì)算技術(shù)檢查建筑設(shè)施穩(wěn)定性是一種創(chuàng)新的方法，其結(jié)合了大數(shù)據(jù)分析、實(shí)時(shí)監(jiān)測和遠(yuǎn)程計(jì)算的優(yōu)勢，提供了高效、精確的穩(wěn)定性評(píng)估。基于云計(jì)算技術(shù)檢查建筑設(shè)施穩(wěn)定性的方法如下：第1，通過云端大數(shù)據(jù)分析，現(xiàn)階段建設(shè)單位需要將傳感器采集到的大量數(shù)據(jù)上傳到云端，借助大數(shù)據(jù)分析技術(shù)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，再通過云端大數(shù)據(jù)分析識(shí)別潛在的結(jié)構(gòu)問題，如異常振動(dòng)、非正常位移等，提供更全面、精確的穩(wěn)定性評(píng)估。第2，云計(jì)算使得工程團(tuán)隊(duì)能夠在不同地點(diǎn)協(xié)同工作，設(shè)計(jì)師、結(jié)構(gòu)工程師和監(jiān)理團(tuán)隊(duì)可以通過云平臺(tái)共享數(shù)據(jù)和成果，實(shí)時(shí)討論建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性問題，并共同編制解決方案。例如，基于同步結(jié)構(gòu)模擬與仿真的云技術(shù)，建設(shè)單位利用云端計(jì)算資源對(duì)建筑設(shè)施進(jìn)行結(jié)構(gòu)模擬和仿真，模擬建筑在不同條件下的穩(wěn)定性，為工程團(tuán)隊(duì)提供設(shè)計(jì)和改進(jìn)建議[4]。

4.2 利用傳感識(shí)別進(jìn)行施工安全防護(hù)監(jiān)督

利用傳感識(shí)別技術(shù)進(jìn)行施工安全防護(hù)監(jiān)督是一種創(chuàng)新的方法，它能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測和自動(dòng)識(shí)別工地的安全情況，提高安全管理的效率。如今，建設(shè)單位需要在施工階段利用傳感識(shí)別技術(shù)在施工現(xiàn)場進(jìn)行安全防護(hù)監(jiān)督，借此預(yù)防事故的發(fā)生，提高施工現(xiàn)場的整體安全水平。例如，在人員定位與進(jìn)出監(jiān)測上，建設(shè)單位可使用全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System，GPS）或局部定位系統(tǒng)射頻識(shí)別（Radio Frequency Identification，RFID） 等 對(duì)工人進(jìn)行定位，要求每個(gè)工人攜帶一個(gè)可識(shí)別的標(biāo)簽，且該標(biāo)簽上搭載有相應(yīng)的定位設(shè)備，監(jiān)測設(shè)備能夠通過與工地內(nèi)的定位基站或傳感器通信，實(shí)時(shí)確定工人的位置。施工中可基于傳感識(shí)別技術(shù)，在工人身上安裝姿勢檢測傳感器，如加速度計(jì)、陀螺儀或者慣性傳感器（Inertial Measurement Unit，IMU）測量單元，這些傳感器能夠監(jiān)測工人的姿勢，包括身體的傾斜、旋轉(zhuǎn)等，以判斷工人是否處于正確的工作姿態(tài)。在高空作業(yè)的管理上，建設(shè)單位需要使用心率監(jiān)測設(shè)備和其他生理傳感器，監(jiān)測工人的生理狀態(tài)，通過反饋數(shù)據(jù)判斷工人的身體狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)是否存在疲勞或身體不適的情況，提高高空作業(yè)的安全性，防范潛在的危險(xiǎn)隱患[5]。

5 結(jié)語

雖然數(shù)字信息化技術(shù)為建筑工程管理提供了完善的管理工作條件，但目前尚有許多企業(yè)未能注意到數(shù)字信息化技術(shù)在建筑工程管理中的必要性，導(dǎo)致數(shù)字信息化技術(shù)的普及程度不高。因此，未來的建筑工程行業(yè)要不斷創(chuàng)新并應(yīng)用數(shù)字信息化技術(shù)，以打造全新的建筑工程管理方法。