中圖分類號:TU986 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1005-7897(2025)09-0019-03
0引言
隨著數(shù)字化時(shí)代的到來,智能化技術(shù)逐漸滲透到各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域,園林景觀施工也不例外。作為現(xiàn)代化城市建設(shè)的重要組成部分,園林景觀工程不僅涉及復(fù)雜的施工流程,還要求高度的專業(yè)性和協(xié)調(diào)性。傳統(tǒng)的施工管理方式已難以滿足現(xiàn)代園林景觀工程對高效、精準(zhǔn)、環(huán)保的需求。因此,引入物聯(lián)網(wǎng)、建筑信息模型(BIM)、人工智能等先進(jìn)的智能化技術(shù),已成為提升園林景觀施工質(zhì)量和效率的必然選擇。
智能化技術(shù)的應(yīng)用不僅能夠?qū)崿F(xiàn)施工過程的自動化控制,減少人為誤差,還能通過實(shí)時(shí)監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析,優(yōu)化資源配置,降低施工成本。例如,智能灌溉系統(tǒng)可以根據(jù)土壤濕度、氣候條件等數(shù)據(jù),自動調(diào)整灌溉方案,既節(jié)約了水資源,又提高了植物的成活率。此外,智能化技術(shù)還能通過數(shù)字建模和虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)技術(shù),幫助設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)在施工前進(jìn)行全方位的模擬和優(yōu)化,減少施工中的變更和返工,從而提升整體施工效率。
本文將從施工方案設(shè)計(jì)、施工過程管理、施工資源管理3個(gè)階段,系統(tǒng)探討智能化技術(shù)在園林景觀施工中的具體應(yīng)用,并展望其未來發(fā)展趨勢。通過本研究,旨在為園林景觀工程的智能化轉(zhuǎn)型提供理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo),推動園林景觀施工向更加高效、環(huán)保、可持續(xù)的方向發(fā)展。
1在園林景觀施工中引入智能化技術(shù)的意義
在園林景觀施工中引入智能化技術(shù)具有多重意義和現(xiàn)實(shí)價(jià)值。智能化技術(shù)能精準(zhǔn)地實(shí)現(xiàn)工程施工期間的自動化控制,降低人工操作的不穩(wěn)定性,減少誤差,大幅提高作業(yè)的準(zhǔn)確度和質(zhì)量。同時(shí),借助智能化的監(jiān)測設(shè)備,還能實(shí)時(shí)監(jiān)測植物的生長情況、周圍環(huán)境參數(shù)的變化幅度等,這有利于加快施工人員對異常現(xiàn)象、問題的響應(yīng)速度,爭取及時(shí)采取改善措施,確保園林景觀的營造效果達(dá)標(biāo)。此外,智能化的灌溉系統(tǒng)、施肥系統(tǒng),都可以根據(jù)傳感器獲得的數(shù)據(jù)信息,靈活調(diào)整水資源澆灌頻次、肥料添加用量等方案的具體細(xì)節(jié),大幅提高資源的利用效率,把資源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)落到實(shí)處。
2智能化技術(shù)在園林景觀施工中的具體應(yīng)用
2.1施工方案設(shè)計(jì)階段
現(xiàn)今時(shí)代數(shù)字建模與智能算法之間正呈現(xiàn)深度耦合的發(fā)展態(tài)勢,通過打造“數(shù)據(jù)驅(qū)動設(shè)計(jì)-智能驗(yàn)證反饋”的閉環(huán)模式,將會有效提高施工方案設(shè)計(jì)的科學(xué)性、合理性,大幅降低工程的變更率,節(jié)約造價(jià)成本。為更好地提高施工方案設(shè)計(jì)質(zhì)量,應(yīng)從靈活運(yùn)用數(shù)字建模技術(shù)開始,借助大數(shù)據(jù)與智能算法實(shí)施更加科學(xué)的自動化、精細(xì)化管控,切實(shí)改善園林景觀施工的質(zhì)效。
2.1.1數(shù)字建模技術(shù)
在園林景觀施工中,常用的數(shù)字建模技術(shù)包括地理信息系統(tǒng)(GIS技術(shù)、BIM技術(shù)、VR技術(shù)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR技術(shù)、數(shù)字景觀技術(shù)等。這些技術(shù)的應(yīng)用,不僅會提高施工方案設(shè)計(jì)的效率與質(zhì)量,還會為有效解決潛在風(fēng)險(xiǎn)提供有力的支持。
在園林景觀施工中應(yīng)用數(shù)字建模技術(shù)時(shí),應(yīng)先利用無人機(jī)、激光雷達(dá)等技術(shù)獲取園林施工現(xiàn)場的厘米級相關(guān)數(shù)據(jù),并結(jié)合GIS系統(tǒng)構(gòu)建園林三維實(shí)景模型(圖1),如使用ContextCapture軟件生成具有高程、植被分布、地下管網(wǎng)的虛擬模型,幫助設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)直觀識別可能存在地下管線沖突的區(qū)域,優(yōu)化整體的動線規(guī)劃。整個(gè)過程中需通過基于AutodeskRevit的BIM實(shí)現(xiàn)多專業(yè)協(xié)同,如建筑模塊集成景觀構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)參數(shù),綠植模塊嵌入苗木的生長周期數(shù)據(jù)等。同時(shí),還應(yīng)利用UnrealEngine引擎開發(fā)VR漫游系統(tǒng)實(shí)時(shí)調(diào)整景觀的空間尺度,把虛擬的水景直接疊加到真實(shí)場景中測試視覺通透性,這將會大幅節(jié)約建設(shè)資源,降低后期的維護(hù)成本。另外,需適配Grasshopper工具的地形-植物-光照關(guān)聯(lián)算法,結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂虻乩項(xiàng)l件,自動生成符合生態(tài)規(guī)律的植物群落配置方案,保護(hù)生態(tài)平衡。
2.1.2大數(shù)據(jù)與智能算法
在園林景觀設(shè)計(jì)期間,應(yīng)采用大數(shù)據(jù)與智能算法實(shí)現(xiàn)深度賦能,通過構(gòu)建多維數(shù)據(jù)庫,采用更具科學(xué)性的植物智能配置系統(tǒng),優(yōu)化方案設(shè)計(jì),提升碳匯能力,節(jié)約成本。需構(gòu)建包含氣候、水文等多個(gè)維度的數(shù)據(jù)庫,借助隨機(jī)森林算法精準(zhǔn)預(yù)測施工現(xiàn)場的微氣候。舉例來說,模擬某公園景觀規(guī)劃備選方案落實(shí)的成效時(shí),發(fā)現(xiàn)其在夏季會形成熱島效益,必須針對該問題實(shí)施相關(guān)計(jì)劃的改善策略。同時(shí),應(yīng)開發(fā)基于深度學(xué)習(xí)的植物適配模型,記錄上萬種植物性狀、生長記錄等信息,結(jié)合二氧化碳吸收率、季相變化等指標(biāo),創(chuàng)設(shè)更加優(yōu)秀的組合方案。這期間可采用非支配排序遺傳算法I多目標(biāo)優(yōu)化算法平衡生態(tài)敏感區(qū)保護(hù)、瀏覽路徑便利性等因素,并搭配長短期記憶網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型,選用符合當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)、市場運(yùn)行規(guī)律、人們高品質(zhì)健康生活需求的施工方法、材料。
2.2施工過程管理階段
施工過程管理階段,智能控制與管理系統(tǒng)的深層應(yīng)用,將會打造更加科學(xué)、可靠的園林景觀施工模式,借助“數(shù)據(jù)采集-分析-決策\(yùn)"的閉環(huán)管理思維,讓施工過程實(shí)現(xiàn)可視化、可持續(xù)化以及精確化的轉(zhuǎn)型升級。整個(gè)過程中需結(jié)合BIM、數(shù)字孿生、5G、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù),建立統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系,進(jìn)一步助推園林工程逐漸向智慧建造的方向演進(jìn)。在此基礎(chǔ)上,可從智能控制技術(shù)、智能管理系統(tǒng)兩個(gè)角度展開深入探析,具體內(nèi)容如下。
2.2.1智能控制技術(shù)
要想大幅提高園林景觀建設(shè)的質(zhì)量,應(yīng)做好環(huán)境參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測與動態(tài)調(diào)控,并引入智能機(jī)械控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多設(shè)備聯(lián)動作業(yè),通過持續(xù)完善施工的質(zhì)量檢測程序,降低人工操作的誤差率,消減不必要的造價(jià)支出。首先,需在施工現(xiàn)場部署物聯(lián)網(wǎng)傳感器,針對土壤的濕度與溫度、光照強(qiáng)度、空氣質(zhì)量等關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行全天候監(jiān)測。例如,土壤檢測模塊可利用埋設(shè)多光譜傳感器,實(shí)時(shí)反饋不同區(qū)域的情數(shù)據(jù),結(jié)合人工智能(AI)算法生成灌溉策略,進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的水資源澆灌控制。這類技術(shù)的廣泛應(yīng)用,將會讓施工期間的環(huán)境控制從人為經(jīng)驗(yàn)判斷,逐漸轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)驅(qū)動決策,盡可能把植物的移栽死亡率控制在最小容差范圍內(nèi)。其次,在智能化設(shè)備的配置上,可運(yùn)用無人駕駛的智能苗木運(yùn)輸車、搭載多光譜的植保機(jī)器人、基于5G網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程遙控平臺等,加快施工速率。例如,植保機(jī)器人能運(yùn)用圖像識別技術(shù)自動定位區(qū)域內(nèi)植物受到病蟲害侵襲的范圍,通過繪制精準(zhǔn)、可行性強(qiáng)的施工規(guī)劃方案,提供更加符合園林景觀建設(shè)成本控制目標(biāo)的有效解決手段。最后,應(yīng)利用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)構(gòu)建更加直觀的可視化質(zhì)量評估模型。例如,混凝土澆筑環(huán)節(jié)中,需采用智能振搗設(shè)備進(jìn)行作業(yè),這個(gè)過程中要精確收集壓力傳感器實(shí)時(shí)反饋的密度數(shù)據(jù)信息,并與云端智能平臺上傳計(jì)劃參數(shù)對比,及時(shí)把異常指標(biāo)的誤差控制在1mm左右。
2.2.2智能管理系統(tǒng)
構(gòu)建智能管理系統(tǒng)是加強(qiáng)園林景觀建設(shè)的核心環(huán)節(jié),必須從開發(fā)基于 BIM+GIS 技術(shù)的全周期數(shù)字化管理平臺開始,做好多維資源的智能調(diào)度,優(yōu)化風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警與應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制,大幅縮短施工周期,降低安全事故產(chǎn)生的可能性。在設(shè)計(jì)智能管理系統(tǒng)時(shí),需緊扣設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維3個(gè)階段,構(gòu)思具體的功能、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。例如,設(shè)計(jì)階段,借助數(shù)字孿生技術(shù)優(yōu)化植物的配置方案;施工階段,把現(xiàn)場的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)與進(jìn)度規(guī)劃相互聯(lián)動,通過自動生成甘特圖及時(shí)預(yù)警指標(biāo)的偏差幅度;運(yùn)維階段,在平臺上嵌入植物電子標(biāo)簽,建立包含植株生長周期、養(yǎng)護(hù)記錄的全生命周期檔案。
智能管理系統(tǒng)可借助機(jī)器學(xué)習(xí)算法,對園林景觀建設(shè)過程中相關(guān)的各項(xiàng)資源數(shù)據(jù),實(shí)施更為詳細(xì)的調(diào)研、分配,節(jié)約成本。舉例來說,應(yīng)在材料庫存系統(tǒng)中接入射頻識別(RFID)技術(shù),該技術(shù)可以在檢測到某一批次苗木的存活率存在異常時(shí),自動觸發(fā)采購程序,確保庫存資源始終維持在適宜的范圍內(nèi),避免引發(fā)工程延期。同時(shí),需搭配三級風(fēng)險(xiǎn)防控體系,并根據(jù)各類相關(guān)的數(shù)據(jù)信息,規(guī)定警告級別的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。例如,當(dāng)邊坡監(jiān)測傳感器綜合實(shí)時(shí)地質(zhì)位移數(shù)據(jù)、降雨量預(yù)測模型等信息得出塌方預(yù)測分析結(jié)果時(shí),應(yīng)觸發(fā)一級預(yù)警并向管理人員反饋;當(dāng)監(jiān)測到園林區(qū)域內(nèi)的揚(yáng)塵超標(biāo)時(shí),應(yīng)智能啟動霧炮降塵系統(tǒng),自動匯報(bào)給環(huán)保監(jiān)管部門,落實(shí)二級處置方案;三級追溯需利用區(qū)塊鏈技術(shù)記錄質(zhì)量檢測的數(shù)據(jù),完善材料溯源、責(zé)任界定的標(biāo)準(zhǔn)化程序。
2.3施工資源管理階段
智能化技術(shù)在園林景觀施工資源管理階段的應(yīng)用優(yōu)勢在于大幅提高管理效率,減少對人工的依賴,提升決策的科學(xué)性,切實(shí)保障施工的質(zhì)量與安全。這期間資源的管理成效,將會直接影響工程的施工效率與成本控制。人員與物料的深度數(shù)字化協(xié)同,將會大幅提高工程獲取的整體效益,助推建筑行業(yè)向綠色化、智慧化的方向轉(zhuǎn)型。
(1)人員方面??赏ㄟ^搭建智能化的施工管理平臺,有效整合人員的信息數(shù)據(jù)庫,并借助該平臺實(shí)時(shí)追蹤人員的位置、技能、工種、任務(wù)進(jìn)度,實(shí)現(xiàn)任務(wù)派發(fā)與反饋閉環(huán),優(yōu)化人員動線,減少無效的工時(shí)消耗。同時(shí),配備智能安全帽、智能工牌等設(shè)備,自動監(jiān)測人員的心率、體溫等生理指標(biāo),預(yù)防疲勞作業(yè)等風(fēng)險(xiǎn)。人員管理的智能化應(yīng)用如表1所示。此外,可利用VR技術(shù)模擬具體的施工場景,針對參與項(xiàng)目的施工人員進(jìn)行安全操作培訓(xùn)與技能考核。智能化系統(tǒng)將會自動記錄施工人員的學(xué)習(xí)軌跡,生成評估報(bào)告,幫助管理人員精準(zhǔn)識別技能短板,制訂更具針對性的培訓(xùn)計(jì)劃。
(2)物料方面。應(yīng)運(yùn)用無線載波通信(UWB)定位技術(shù)、RFID標(biāo)簽,對園林景觀施工中常用的關(guān)鍵物料實(shí)施編碼處理,且利用智能系統(tǒng)自動記錄物流的軌跡、庫存狀態(tài)。例如,發(fā)現(xiàn)某批次石材偏離預(yù)定的運(yùn)輸線路后,需立即觸發(fā)預(yù)警,啟動緊急調(diào)配策略。同時(shí),可在臨時(shí)的倉儲區(qū)部署重量傳感器、搬運(yùn)機(jī)器人、溫濕度傳感器等,這樣有利于輔助系統(tǒng)按照施工進(jìn)度自動計(jì)算物料的消耗速度,結(jié)合供應(yīng)商的交貨周期生成補(bǔ)貨訂單,避免延誤工期。面對大型園林項(xiàng)目,還應(yīng)利用無人機(jī)開展小批次緊急物料的空中運(yùn)輸,如特殊的肥料、維修配件等,同時(shí)可搭配無人駕駛運(yùn)輸車完成大宗物料的地面轉(zhuǎn)運(yùn)。二者的有效配合,將會更好地保障配送的時(shí)效性,縮短等待物料的時(shí)間。
3智能化技術(shù)在園林景觀施工中的應(yīng)用展望
智能化技術(shù)在園林景觀施工中應(yīng)用的未來展望,需從技術(shù)層面、成本層面、人才層面3個(gè)方向展開分析。 ① 技術(shù)層面。未來,將會形成以物聯(lián)網(wǎng)、BIM、AI為核心的技術(shù)體系。例如,物聯(lián)網(wǎng)的傳感器可以實(shí)時(shí)監(jiān)測土壤濕度、植物的生長狀態(tài),并結(jié)合AI算法優(yōu)化水資源澆灌策略。同時(shí),5G通信等技術(shù)將會大幅提升數(shù)據(jù)的傳輸效率,助推無人機(jī)的廣泛應(yīng)用。 ② 成本層面。智能化技術(shù)在初期配置時(shí)會需要投入較高的硬件、軟件成本,但其能借助長期的運(yùn)用,減少材料浪費(fèi),降低人工成本。 ③ 人才層面。傳統(tǒng)的施工人員,需掌握相關(guān)數(shù)字化工具的操作技巧,而技術(shù)研發(fā)崗位則要兼具計(jì)算機(jī)科學(xué)、園林工程的跨學(xué)科背景,甚至可能會出現(xiàn)“智能施工工程師\"等全新的職業(yè)。智能化技術(shù)的未來發(fā)展,需要依靠技術(shù)迭代、成本優(yōu)化與人才儲備的三重驅(qū)動。隨著技術(shù)的不斷更新和政策支持,園林景觀施工將會轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)驅(qū)動的新方向,呈現(xiàn)出更具革命性的變化趨勢。
4結(jié)語
智能化技術(shù)在園林景觀施工中的應(yīng)用,具有相當(dāng)顯著的優(yōu)勢。通過采用數(shù)字建模技術(shù)、智能控制技術(shù)等智能化施工技術(shù),能夠更好地實(shí)現(xiàn)可視化的園林景觀工程管理,并運(yùn)用配套設(shè)備支持的實(shí)時(shí)監(jiān)測、控制手段,更加精準(zhǔn)地把握施工的整體質(zhì)量,大幅降低安全事故的發(fā)生率,進(jìn)一步充分發(fā)揮智能化技術(shù)的潛力,給園林景觀的施工帶來更多創(chuàng)新。
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作者簡介:梁華巨(1982一),男,漢族,湖南瀏陽人,本科,工程師,研究方向?yàn)榫坝^園林。