有關建設工程智能化管理中物聯網技術的應用探究

鄧昌恒

摘 要：由于物聯網應用技術的更新進步，也很大程度改變了人們以往的生活、工作環境，同時，物聯網在建設工程管理上的應用也給傳統建筑行業帶來了標志性的改革。本文結合筆者多年的工作經驗，對建筑材料全流程監控管理和建筑物全生命周期檢測兩種模式進行詳細闡述，希望能為物聯網在建設工程管理智能化中的應用提供參考。

關鍵詞：物聯網；工程管理；信息技術；智能化應用

一、引言

近年來物聯網可謂是愈演愈烈，已慢慢滲透到人們生活和工作的方方面面，物聯網是繼互聯網之后的一次技術性革命，能夠有效實現物體與物體之間、環境、狀態信息實時的共享，并進行智能化的收集、傳遞、處理、執行等多種指令，給現代生活和工作帶來了很大的便利性，得到了社會上下各方人員的關注和重視。我國目前已將物聯網上升為國家五大戰略性新興產業中的第二位，可見發展物聯網產業意義重大。建筑業是國民經濟的重要支柱產業，隨著科技進步，建筑結構形式復雜化，高科技含量、高使用要求使得建設工程施工工藝復雜、工序增加，這就要求建設工程不斷提高生產效率，實現管理精細化、高效化。傳統的工程管理理念和手段已經難以滿足人們對建設工程日益增多的要求。基于物聯網技術的信息化技術的應用，建設工程管理應尋找新的管理模式，可以很好地處理建設工程中的大量信息、將各施工階段信息資料聯系起來、避免信息孤島與信息回流現象；也可以很好地解決不同組織、不同專業、不同過程之間的信息壁壘等問題，實現高效管理。

二、物聯網技術應用于建設工程管理的系統要素

建設工程管理涉及的信息及相關影響因素量大、面廣、瑣碎，對建筑材料的全流程檢測涉及大量時間與空間信息，對建筑物全壽命檢測需要在建筑物每個主要承重構件上布置幾個到十幾個RFID。因此，在建設工程信息管理中需要大量的傳感器和龐大的數據存儲與處理系統。云計算的出現使得存儲和處理數據的價格大大下降，傳感器價格迅速下降，這使得在建設工程中大量使用傳感器、實現建設工程管理智能化成為可能。

2.1感知層

感知層是指通過RFID采集信息，使物體攜帶自身信息并實現流動數據更新累加。在建筑材料全流程監控管理中，感知層采集的信息主要包括：建筑材料的產品信息，運輸中形成的物流信息鏈，經手人員信息等。在建筑物全生命周期檢測中感知層主要采集的信息涉及主要承重構件的設計信息、驗收情況、使用中檢測信息等。

2.2傳輸層

傳輸層即網絡傳輸技術，用于解決網絡層的網絡接入、傳輸、轉化及定位等問題。由于無線局域網具有高移動性、抗干擾、安全性能強、擴展能力強、建網容易、管理方便等諸多優點，而建設工程信息量大、施工環境復雜，考慮到要實現對建筑物全生命周期檢測，應盡量采用較為先進的技術手段作為傳輸層，方便日后系統更新換代。以目前的科技水平看來，可以采用無線局域網作為建設工程管理的傳輸層平臺。

2.3應用層

應用層是展現物聯網應用巨大價值的核心架構，它旨在實現信息的分析處理和控制決策以及完成特定的智能化應用和服務的業務，從而實現物與物、人與物之間的感知，發揮智能作用。建設工程中，要求應用層具有海量存儲、數據管理與智能分析等功能。因此，應以云計算技術作為應用層集合分散在各地的高性能計算機上，為物聯網在建設工程管理中的應用提供服務平臺。物聯網應用于建設工程管理的構成要素如圖1所示。

三、建設工程管理中物聯網技術應用分析

3.1建筑材料全流程監控管理

建筑材料全流程監控管理指的是在建筑材料出廠時便在每個單元材料中埋入RFID，記錄材料的產品信息。在運輸中，以時間和空間信息形成物流信息鏈，直到建筑材料進場、投入使用。管理人員通過掃描RFID清楚地了解這批建材的全部信息。在進場時接收材料的管理人員要對產品質量進行初步評定，將檢查結果錄入RFID，進一步保證了進場材料的質量。當某單元建材出現問題時，通過掃描RFID可以明確責任人，減少責任推諉，提高管理人員的管理積極性。具體建筑材料全流程監控管理信息錄入如圖2所示。其中，使用部位指的是建筑材料具體用于建筑物的哪些部位，旨在方便日后管理。產品信息包括產品屬性、質量等級、生產日期、生產廠家等內容。

3.2建筑物全生命周期檢測

建設工程全生命周期檢測的具體做法是將具有應力感應功能的RFID在不影響構件結構功能的前提下放入主要承重構件中，如框架梁、框架柱等。根據構件的受力要求，RFID應布置在拉、壓應力較大處，并且錄入其對應的構件基本信息，如設計信息、建設單位信息、施工單位信息等。隨著工程的進行，不斷錄入新信息：驗收時錄入每個構件的驗收情況與驗收人員信息，投入使用后實時檢測每個構件，記錄每個構件的受力情況，消除安全隱患，使建筑壽命合理化。

3.2.1錄入基本信息

錄入基本信息是為之后驗收工作、安全測評工作及建筑物合理壽命鑒定服務的。基本信息主要包括項目建設單位信息、設計信息、施工單位信息。這個環節是實現建筑物全生命周期檢測的前提，錄入的信息越翔實、越條理，之后的工作就越省力。項目建設單位信息包括項目名稱、建設場地地址、建設單位名稱等，根據日后需要按需錄入。設計信息包括每個主要承重構件的圖紙編號、構件編號、混凝土級別、配筋信息、截面尺寸、設計單位、構件受力的設計限值等。施工單位信息主要包括施工單位名稱、項目負責人、具體某片區域管理人員等。錄入這些信息可以加快施工現場管理人員之間信息流通速度，明確責任人，提高工作效率與工程質量。

3.2.2提高驗收效率

工程驗收時，監理人員首先在RFID中錄入驗收日期、驗收單位及監理人員個人資料。驗收時掃描RFID，將構件設計信息與現場檢查結果核對，記錄自己對該構件的質量驗收結果。這樣可節省大量查閱圖紙的時間，減少由于管理人員素質等原因造成的質量問題，現場驗收結果有據可查，驗收質量得到保證。

3.2.3減少使用中的安全隱患

當工程竣工投入使用后，具有應力感應功能的RFID可實現建筑物全生命周期的監測。當構件應力超過允許值時發出警報，這樣可以及時發現有問題的構件，盡早做好維護措施，實現基于預防性的、有針對性的維護，在建筑物出現安全問題之前進行加固等措施。而不是浪費大量時間進行常規檢修，這就意味著零計劃外故障時間，即如果沒有突發性事件，建筑物不會出現安全問題。由于有些檢測需要局部破壞建筑物，采用RFID避免了原本沒有必要的破壞。由于可以及時解決安全隱患，所以采用RFID間接提高了建筑物使用壽命。

3.2.4建筑壽命合理化鑒定

當建筑物達到其設計使用壽命時，進行一次全方位的數據收集，即對建筑物體檢，根據RFID收集的檢測數據、匯總之前存入RFID的信息，分析該建筑物能否繼續使用或者需要何種維修措施，從而合理延長建筑使用壽命。在資源日益緊張的今天，人為規定建筑物使用壽命的做法無疑是一種資源浪費，重復建設造成大量人力物力的浪費。采用RFID可以使建筑壽命合理化，實現建筑物經濟效益最大化。

四、結語

物聯網作為一種新型技術手段，已經得到越來越廣泛的應用，但在建設工程管理中的應用較少。以物聯網的感知層、傳輸層、應用層為平臺，初步構思了建筑材料全流程監控管理和建筑物全生命周期檢測這兩種物聯網應用模式，以期將物聯網應用于建設工程管理，實現建設工程的智能化管理。

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