智慧工地應用 教學單元 38課件講解

智慧工地應用教學單元2

2.1智慧工地的背景及現(xiàn)狀

2.2智慧工地的技術支撐

2.3智慧工地的實踐應用

2.4BIM技術與智慧工地

2.5智慧工地的發(fā)展對工地信息化建設的影響Contents目錄智能建造是以建造過程中所使用的材料、機械、設備的智能為前提，在建造的設計與仿真、構件加工生產(chǎn)、安裝、測控、結構和人員的安全監(jiān)測、建造環(huán)境感知中采用信息技術與先進建造技術的建造方式。智能建造包括以下多方面的技術和管理體系：三維建模及仿真分析技術。借助BIM技術，可以對復雜的構件進行三維建模，在此基礎上，對其受力特征、建造全過程、與周邊環(huán)境的關系進行仿真模擬。工廠預制加工技術。本單元主要介紹智能工地的背景、技術支撐、實踐應用；BIM技術與智慧工地的結合；以及智慧工地的發(fā)展對工地信息化建設的影響。學習目標學習要求（1）了解智慧工地的背景和現(xiàn)狀（2）掌握智慧工地的技術支持（3）學習智慧工地的實踐應用（4）理解BIM技術與智慧工地（5）熟練掌握智慧工地的發(fā)展對工地信息化建設的影響2.5智慧工地的發(fā)展對工地信息化建設的影響2.5智慧工地的發(fā)展對工地信息化建設的影響2.5.1智慧工地建設的必要性與應用一、建筑工地發(fā)展現(xiàn)狀建筑業(yè)的工作模式基本固定，在施工過程中面臨不同的施工環(huán)境。目前在項目管理中遇到的問題主要集中在人員素質(zhì)不高，管理體制不完善。對于管理人員來說，要不斷豐富自己的管理知識儲備和管理經(jīng)驗總結，在建設過程中做好全面管理。施工工作的開展還需要建立規(guī)范的工作制度，有利于提高施工管理工作效率。另外，通過監(jiān)督管理，可以將施工管理的各個環(huán)節(jié)落實到位，進一步提高建筑工程質(zhì)量。針對建筑行業(yè)越來越多的個性化需求而進行的工作改進，可以推動建筑工程行業(yè)與時俱進的發(fā)展。此外，建筑工程施工需要運用先進的技術手段，將先進的施工理念有效結合。施工技術管理機制的建立和完善也是一項非常重要的工作。技術管理模式的改進使機制得到相應的優(yōu)化，更好地應用于整個施工過程。在當前的現(xiàn)場施工管理過程中，各個施工現(xiàn)場的情況不同，會出現(xiàn)管理對策和管理方法適用性的分析，從而阻礙管理制度的實施。在傳統(tǒng)的管理過程中，人工獲取施工信息的方法相對簡單，且在管理過程中難以兼顧環(huán)保、安全、質(zhì)量進度等方面。因此，進行智能現(xiàn)場系統(tǒng)的建設十分必要。2.5智慧工地的發(fā)展對工地信息化建設的影響2.5.1智慧工地建設的必要性與應用二、智慧工地建設的必然性建筑行業(yè)的特點是產(chǎn)品固定，建筑形狀不規(guī)則，建筑變化大。在施工過程中，施工條件相對較差，存在一定的風險。安全事故的預防是困難的。屬于勞動密集型行業(yè)，建筑業(yè)在建設項目的過程中參與建設的人員非常多，且以農(nóng)民工為主力，一些農(nóng)民工在建設過程中一定缺乏自我保護意識，以及相應的安全管理跟不上工程建設的實際情況，由于施工條件的變化，在施工過程中存在的風險較多的原因，如施工項目安全事故頻繁發(fā)生，造成嚴重人員傷亡等。隨著信息科學技術的快速發(fā)展和創(chuàng)新，科學技術不僅可以促進社會的發(fā)展，而且給建設項目的管理帶來無限的可能性。建設智能化施工現(xiàn)場已成為解決施工現(xiàn)場管理問題的有效措施。建筑工程施工現(xiàn)場的具體管理過程主要包括施工現(xiàn)場的生產(chǎn)、人員安全、施工技術、質(zhì)量管理等內(nèi)容。2.5智慧工地的發(fā)展對工地信息化建設的影響2.5.1智慧工地建設的必要性與應用管理過程中還包括以下幾個特點：一是綜合管理，在具體工程管理過程中，既要滿足工程建設工期，又要考慮工程建設成本，既要充分考慮工程進度，又要充分保證工程建設安全，在同一場景下，既要對施工人員進行有效的管理，還需要控制建筑工程施工材料的質(zhì)量；二是勞動力流動相對強勁。根據(jù)工程進展情況，施工人員按專業(yè)順序分批進場。建筑工程專業(yè)分包規(guī)模較大，導致工程總承包管理困難；三是施工現(xiàn)場實體管理有效。在混凝土施工過程中，難以對施工現(xiàn)場進行材料管理，設備管理，人員培訓教育等方面的綜合管理。三、智慧工地的應用效果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，將人臉識別技術引入三類人員和特種作業(yè)人員的管理，科學有效地管理安保人員的考勤。實時檢測設備材料，避免材料浪費，保證機械設備的合理使用，降低維修成本。到施工現(xiàn)場監(jiān)測進出車輛和材料的運輸情況，每輛車的情況，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APP或互聯(lián)網(wǎng)平臺及時準確地了解施工現(xiàn)場的情況，并及時發(fā)布指令，提高科學管理的效率。2.5智慧工地的發(fā)展對工地信息化建設的影響2.5.1智慧工地建設的必要性與應用2、結合BIM系統(tǒng)，智能施工現(xiàn)場可在施工前模擬項目全生命周期，提前發(fā)現(xiàn)問題并提前解決問題，避免施工過程中類似情況造成的損失，模擬項目中的資金使用情況，預測實際施工中的資金消耗。在施工過程中，對工程進度進行實時監(jiān)控，與模擬進度進行對比，通過信息收集和分析，及時反饋和糾正，發(fā)現(xiàn)問題。同時對施工過程中的成本進行動態(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，指導和監(jiān)督施工過程，有效提高施工效率。3、隨著建設規(guī)模越來越大，施工現(xiàn)場的安全和秩序問題越來越突出，智能現(xiàn)場的出現(xiàn)正好解決了這一問題。施工現(xiàn)場全覆蓋監(jiān)測。一旦發(fā)現(xiàn)安全隱患，系統(tǒng)會自動報警，同時識別進出施工現(xiàn)場的人員信息，確保施工現(xiàn)場的安全有序。2.5智慧工地的發(fā)展對工地信息化建設的影響2.5.2智慧工地信息化關鍵技術智慧工地實施過程中，會利用多種不同的關鍵信息技術解決施工現(xiàn)場的管理問題，主要包括了BIM技術、物聯(lián)網(wǎng)技術、移動互聯(lián)網(wǎng)技術、云計算技術等。此外，快速發(fā)展的智能分析相關技術也將支持智慧工地的分析決策。從智慧工地總體架構角度分析，BIM技術用以建立建筑產(chǎn)品的數(shù)字化模型，物聯(lián)網(wǎng)技術主要實現(xiàn)了智慧工地的數(shù)據(jù)采集，移動互聯(lián)網(wǎng)技術和云計算技術主要實現(xiàn)了信息的高效傳輸、儲存和計算，智能分析相關技術利用收集的信息進行應用層的決策支持。一、BIM技術BIM技術作為智慧工地的核心信息技術，在信息化、智能化平臺建設中，為項目精細化管理提供數(shù)據(jù)支持和技術支撐，在打造智慧工地的工程中具有關鍵作用，是構建項目現(xiàn)場管理的信息化系統(tǒng)的重要技術手段。2.5智慧工地的發(fā)展對工地信息化建設的影響2.5.2智慧工地信息化關鍵技術二、互聯(lián)網(wǎng)技術物聯(lián)網(wǎng)典型體系架構分為3層，自下而上分別是感知層、網(wǎng)絡層和應用層，感知層是實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術，關鍵在于具備更精確、更全面的感知能力，并解決低功耗、小型化和低成本問題；網(wǎng)絡層主要以廣泛覆蓋的移動通信網(wǎng)絡作為基礎設施；應用層提供豐富的應用，將物聯(lián)網(wǎng)技術與行業(yè)信息化需求相結合，實現(xiàn)廣泛智能化的應用解決方案。本節(jié)將側(cè)重介紹物聯(lián)網(wǎng)感知層的關鍵實現(xiàn)技術?！督ㄖI(yè)信息化發(fā)展綱要(2016—2020)》明確將物聯(lián)網(wǎng)技術(InternetofThings)作為提高建筑業(yè)信息化的核心技術。在智慧工地的總體框架下，物聯(lián)網(wǎng)技術將通過各類傳感器、無線射頻識別(RFID)、視頻與圖像識別、位置定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協(xié)議，將施工相關物品與網(wǎng)絡相連接，進行信息實時收集、交換和通信。物聯(lián)網(wǎng)技術將實現(xiàn)高效的智慧工地數(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時的數(shù)據(jù)支撐。2.5智慧工地的發(fā)展對工地信息化建設的影響2.5.2智慧工地信息化關鍵技術三、信息傳輸與數(shù)據(jù)處理技術（一）移動互聯(lián)網(wǎng)技術移動互聯(lián)網(wǎng)是移動通信技術、終端技術和互聯(lián)網(wǎng)融合的技術，相比于傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)，移動互聯(lián)網(wǎng)可以移動隨時隨地隨身訪問互聯(lián)網(wǎng)。移動互聯(lián)網(wǎng)技術包含終端、軟件和應用三個層面。終端層包括智能手機、平板電腦等；軟件包括操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫和安全軟件等；應用層包括工具媒體類、商務財經(jīng)類、休閑娛樂類等不同應用與服務。根據(jù)《移動互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)報告》顯示，2014~2017

四年間中國移動互聯(lián)網(wǎng)月度活躍設備總數(shù)穩(wěn)定在10億臺以上，移動互聯(lián)網(wǎng)在傳媒、交通、金融電子商務等領域迅速發(fā)展，正改變著相關領域的商業(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2.5智慧工地的發(fā)展對工地信息化建設的影響2.5.2智慧工地信息化關鍵技術（二）云計算美國國家標準與技術研究院將云計算(Cloud

computing)定義為提供可用的、便捷的、按需的、可配置的計算資源共享池(資源包括網(wǎng)絡、服務器、存儲、應用軟件、服務)的網(wǎng)絡訪問服務，這些資源能夠破快速提供，而只需投入很少的管理工作，或與服務供應商進行很少的交互。根據(jù)美國國家標準和技術研究院的定義，云計算服務應該具備以下幾條特征:隨需應變服務、隨時隨地用任何網(wǎng)絡訪問、多人共享計算資源池、快速重新部署、可以被監(jiān)控測量的服務。云計算使計算分布在大量的分布式計算機上，而非本地計算機或遠程服務器中，云計算獲得了超強的計算能力?！霸朴嬎恪笔欠植际教幚怼⒉⑿刑幚砗途W(wǎng)格計算的發(fā)展，是這些計算機科學概念的商業(yè)應用。許多跨國信息技術行業(yè)的公司如國際商業(yè)機器公司、雅虎和谷收等正在使用云計道的概念兜售自己的產(chǎn)品和服務。通過互聯(lián)網(wǎng)技水，云計算的用戶和計算資源共享他進行信息交互。由于所訪間的計算資源共學池的計算能力超面，因此，云計算甚至可以讓云服務的各用戶使用每秒10億次的運算能力。2.5智慧工地的發(fā)展對工地信息化建設的影響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用改變了原來人工現(xiàn)場手動記錄模式，實現(xiàn)了信息采集的自動化，保證了數(shù)據(jù)的可靠性。結合相應BIM模型獲取所需要的模型數(shù)據(jù)，系統(tǒng)能夠獲得及時可靠的隧道施工現(xiàn)場全方位數(shù)據(jù)，以達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)主要包括以下兩個方面。一、人員設備定位首先在施工人員的安全帽上安裝RFID射頻芯片通過固定位置讀頭讀取RFID芯片信息確定佩戴安全帽的人員位置，將讀頭信息通過無線傳輸逐級傳遞到中央監(jiān)控室?？刂剖铱赏ㄟ^芯片源獲取人員設備的經(jīng)緯度坐標及高程信息，通過坐標自動轉(zhuǎn)換，就能在GIS+BIM模型中確定施工人員和設備所處的具體位置。不僅可以直觀顯示人員和設備在隧道的實時位置，通過點擊人員和設備圖標，可現(xiàn)實人員設備詳細信息，當有突發(fā)狀況時可及時通知施工人員逃生方向或進行救援。2.5智慧工地的發(fā)展對工地信息化建設的影響2.5.3基于物聯(lián)網(wǎng)和BIM的全方