淺析大數(shù)據(jù)技術在建筑施工技術中的應用前景

羅 永 康

(山西執(zhí)中工程造價咨詢有限公司,山西 太原 030000)

1 概述

隨著時代的進步，社會對建筑建設的要求不斷更新提高，其關系也是越發(fā)緊密，建筑建設很大程度上影響著社會的發(fā)展。建筑施工技術在整個建筑建設過程中決定了建筑工程的質(zhì)量和施工效率，地位不言而喻。因此，提高建筑施工技術是實現(xiàn)建筑建設專業(yè)技術重難點問題。如今進入大數(shù)據(jù)時代，不少行業(yè)已經(jīng)在這個時代下尋求到新的突破方向。近年來，不斷有學者結合現(xiàn)代化技術不斷促進施工技術往數(shù)據(jù)化、信息化方向發(fā)展，例如李忠民提出BIM技術在建筑工程施工中的應用探究[1]、崔榮榮提出BIM技術在裝配式建筑工程施工中的應用[2]、文琪提出“智慧工地”的想法[3]等。建筑施工技術這一行業(yè)在傳統(tǒng)技術發(fā)展上已經(jīng)達到瓶頸狀態(tài)，亟需尋找一個新的方向進行施工技術發(fā)展的突破。大數(shù)據(jù)技術是一種新型的對數(shù)據(jù)處理模式，針對無法在一定時間內(nèi)用常規(guī)軟件進行捕捉、管理和處理的數(shù)據(jù)集合。大數(shù)據(jù)技術相對于普通的數(shù)據(jù)處理，具有更強的決策力和流程優(yōu)化能力。其戰(zhàn)略意義在于對數(shù)據(jù)的加工和處理，對數(shù)據(jù)進行深度挖掘，提高數(shù)據(jù)的價值。因此，本文將討論大數(shù)據(jù)技術在建筑施工技術問題中的應用。

2 建筑施工技術問題分析

建筑施工是一項綜合性非常強的工程，涵蓋了眾多學科，對不同的施工項目，其技術要求也不相同。大多建筑施工是露天作業(yè)，受當?shù)貧夂颦h(huán)境影響十分嚴重。一般而言，建筑施工的工程量較大，所需人力物力較多，施工地點不固定。目前，建設施工技術存在的問題如下：

1)施工技術不成熟：建筑施工技術在國內(nèi)受到的重視程度普遍不高，近年來，隨著社會對質(zhì)量和效率的要求不斷增長，建筑施工技術才得以引起越來越多關注。施工技術不成熟，技術規(guī)范不達標，導致工程項目出現(xiàn)嚴重的質(zhì)量問題和安全隱患。此外，由于工程量較大，步驟復雜，經(jīng)常出現(xiàn)返工，導致材料、人力的浪費，降低了施工效率。施工技術的不成熟具體體現(xiàn)在樁基施工問題、混凝土施工問題、鋼筋施工問題等，其中樁基問題主要為斷樁、短樁、位置偏差[5]，混凝土施工問題主要為混凝土裂縫、結構偏移等。

2)技術管理機制不完善：建筑工程普遍施工量較大，建設周期長，涉及到的施工任務危險系數(shù)高，因此健全的技術管理機制必不可少。但目前，建筑施工單位工作人員以農(nóng)民工為主，專業(yè)素養(yǎng)普遍不高，施工單位缺乏科學、完善的技術管理機制，對細節(jié)和整體的把控不到位。同時，施工過程中的安全管理是一個動態(tài)的過程，要保證及時與施工單位進行探討[4]，避免因為安全事故導致人員傷亡和施工進度延緩，影響到工程建設效率。

3)節(jié)能技術方面問題：節(jié)能技術在實際工程建設中是重要的施工技術之一，但又是很多施工單位會忽視的一個問題。適當?shù)墓?jié)能技術能夠讓整個施工事半功倍。例如墻體節(jié)能術、屋面節(jié)能術、太陽能節(jié)能術和清潔能源的使用[6],利用氣候等自然因素能夠有效提高整個施工效率，同時減少施工過程中的能耗過大等問題。但目前節(jié)能技術在實際施工過程中由于技術的不成熟，缺乏施工節(jié)能技術研究，建設者節(jié)能意識較低，施工企業(yè)對節(jié)能技術的要求很低，節(jié)能技術很難在目前的施工技術中普及應用。

3 大數(shù)據(jù)技術在施工技術中的應用

大數(shù)據(jù)技術針對的是海量的數(shù)據(jù)集合。社會工作和生活中每天的數(shù)據(jù)都會呈現(xiàn)海量增長的狀態(tài)，大數(shù)據(jù)技術正好可以解決這種數(shù)據(jù)推擠的情況。其次，社會生活越發(fā)豐富，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)類型也更加復雜，大數(shù)據(jù)技術對類型復雜的數(shù)據(jù)擁有更強大的處理能力，能夠高效完成相應的數(shù)據(jù)處理任務。最后，大數(shù)據(jù)技術的決定性意義在于可以將一些零散、不完整的數(shù)據(jù)，在短時間內(nèi)分析出信息所表達的含義，挖掘信息中的潛藏價值，并且實現(xiàn)數(shù)據(jù)的增值。因此，大數(shù)據(jù)技術在施工技術過程中具有如下應用：

1)施工過程模擬及指導：工程施工是一個動態(tài)的過程，工人進行施工時反饋工程的實際數(shù)據(jù)，包括工程實際度量尺寸、施工步驟、工序、環(huán)節(jié)等，利用大數(shù)據(jù)技術對這些數(shù)據(jù)進行深度分析、模擬，可以將整個施工過程進行數(shù)字模擬，根據(jù)工程進度，提供更加可行的下一步施工方案，對整個施工過程進行數(shù)據(jù)指導。同時，針對大自然氣候環(huán)境這種不可控因素，根據(jù)當?shù)貧庀缶质占臄?shù)據(jù)，可以模擬施工過程中各項步驟可能發(fā)生的變形、損耗等，提前做好預防工作。

2)施工管理現(xiàn)代化：大數(shù)據(jù)技術對施工過程的模擬及指導后，對施工過程中的造價、施工期限等，也要進行數(shù)字化管理，搭建數(shù)據(jù)信息平臺。利用大數(shù)據(jù)技術躍過人為實地考察，通過反饋得到的數(shù)據(jù)分類，并進一步分析，對符合正常施工情況的數(shù)據(jù)給予通過，對不符合正常情況的數(shù)據(jù)予以考察[7]，有效規(guī)避其中人為因素造成的拖延工期、克扣成本等問題，實現(xiàn)現(xiàn)代化信息化施工管理。

3)具體施工技術優(yōu)化：針對具體施工技術優(yōu)化從樁基問題、混凝土澆筑問題和鋼筋問題三個方面進行簡單闡述。首先，樁基問題關鍵在于施工區(qū)域地基復雜難以控制。施工區(qū)域地基受到氣候、環(huán)境等不可控因素影響，但并不是無法預料。大數(shù)據(jù)技術依靠對紛繁數(shù)據(jù)的處理，模擬地基情況，分析樁基承受的壓力載荷等，可以有效避免樁基施工中出現(xiàn)的問題。其次，大數(shù)據(jù)技術解決混凝土澆筑問題在于利用大數(shù)據(jù)技術調(diào)整混凝土調(diào)配比例，控制澆筑過程分層、分面、分段等澆筑技術，模擬當前氣候下澆筑面的變形程度等。最后，由于鋼筋設計對數(shù)據(jù)的依賴程度極高，大數(shù)據(jù)技術能排除不合理的數(shù)據(jù)，并深度挖掘數(shù)據(jù)信息，提高鋼筋設計的合理性，規(guī)避鋼筋設計失誤帶來的風險。

4)節(jié)能技術優(yōu)化：施工節(jié)能技術很大程度上依賴于施工當天的氣候環(huán)境，常規(guī)的施工單位只能簡單判斷當天工程的施工效率，而借助大數(shù)據(jù)技術，利用實時反饋的氣候信息，可以在短時間內(nèi)計算出合適的節(jié)能技術。例如，結合當?shù)貧夂颦h(huán)境降低給墻體帶來的影響，幫助施工單位高效完成施工任務，同時減少施工過程的能耗。

5)大數(shù)據(jù)在施工管理現(xiàn)場的模擬應用:智慧工地大數(shù)據(jù)中心是依托物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)建立的大數(shù)據(jù)管理平臺,能夠?qū)崿F(xiàn)勞務管理、安全質(zhì)量管理、綠色施工、物資設備管理等系統(tǒng)的智能化和互聯(lián)互通，通過對施工數(shù)據(jù)的收集、上傳，分析工程信息數(shù)據(jù),提供過程趨勢預測及預案,實現(xiàn)工程可視化智能管理和管理對象的針對性管理,并將管理資料系統(tǒng)化、集成化,進而提高工程管理信息化水平。

人員管理:利用大數(shù)據(jù)建立個人檔案。

項目部以勞務實名制系統(tǒng)為核心,將勞務實名制與入場教育培訓、門禁系統(tǒng)、產(chǎn)業(yè)工人培訓基地、安全行為之星、視頻監(jiān)控AI智能分析、安全常識WiFi密碼答題等數(shù)據(jù)相關聯(lián),確保工人完成入場教育培訓并考核合格后才開放門禁權限。在個人檔案建立后,項目部給勞務工人開設工資賬戶，統(tǒng)一辦理銀行卡，由銀行點對點打到個人工資卡上，然后將明細傳回智慧AI信息系統(tǒng),有效地防范和遏制勞務隊伍惡意拖欠勞務工人工資的發(fā)生,真正給勞務工人吃下一顆定“薪”丸。

動態(tài)管理:利用大數(shù)據(jù)建立安全檔案。

項目部通過人員安全管理、質(zhì)量巡檢，及時發(fā)現(xiàn)安全質(zhì)量隱患,并制定整改措施、限定整改期限、指定落實責任人,對現(xiàn)場存在的安全質(zhì)量隱患進行整改。同時，實時生成分析數(shù)據(jù)，按照部位、施工隊伍、班組進行分類，管理人員可對存在問題較多的部位、班組進行針對性管理,提高管理效率，同時還按照時間軸對隱患趨勢進行預判，制定預案及管理措施。

在施工過程中,作業(yè)人員嚴格受控，通過安全員觀察、AI智能識別、安全常識WiFi密碼答題等對個人安全基礎分進行獎勵或扣除,若低于限定分值則門禁系統(tǒng)鎖死，該工人必須重新進入產(chǎn)業(yè)工人培訓基地進行停工培訓，合格后方能解鎖再次上崗;對于未被扣除的安全積分可轉(zhuǎn)換為電子券用于安全積分超市內(nèi)生活物品兌換,通過正向引導，來提高施工人員的安全意識。

綠色施工:利用大數(shù)據(jù)實時監(jiān)控。

項目部將TSP監(jiān)控設備、智能電表、智能水表等設備進行關聯(lián)、數(shù)據(jù)整合，結合進度管理對噪聲、揚塵、能源消耗等進行統(tǒng)計分析,針對噪聲污染、揚塵超標、能源消耗較大的環(huán)節(jié)、工區(qū)制定針對性措施,為決策提供依據(jù),同時對施工過程進行監(jiān)控。這些設備讓工地上長出了“眼睛、耳朵、鼻子”，它們看得見隱患、聽得見噪聲、聞得到粉塵，提高了監(jiān)管信息化數(shù)字化、科學化智能化水平,實現(xiàn)了從現(xiàn)場檢查向遠程監(jiān)控的延伸、從事后整改向過程控制的轉(zhuǎn)變。

視頻傳輸:利用大數(shù)據(jù)反饋現(xiàn)場實況項目部將監(jiān)控視頻傳輸?shù)街腔酃さ卮髷?shù)據(jù)中心平臺，同時通過網(wǎng)頁、手機APP進行遠程監(jiān)控。借助全場地覆蓋、天候工作的攝像頭，通過后臺分析軟件對現(xiàn)場作業(yè)人員行為進行分析，項目部可判斷勞動保護用品佩戴情況及現(xiàn)場違章作業(yè)。對于不按規(guī)定佩戴勞動保護用品或違章作業(yè)行為，可將違章情況通過人臉識別進行記錄，違章人員需再次接受安全教育、消除違章后方可繼續(xù)上崗。同時對于部分分析軟件無法判定的違章，采用人工遠程識別的方式輔助識別，最大程度上減少了習慣性違章,減輕現(xiàn)場安全人員監(jiān)管強度。

物資設備:利用大數(shù)據(jù)實現(xiàn)遠程調(diào)度項目部在五個車站現(xiàn)場設置車輛識別系統(tǒng)和智能稱重系統(tǒng),連線智慧AI大數(shù)據(jù)中心平臺,對進出車輛、設備、物資進行自動記錄及自動稱重，同時對設備狀態(tài)進行監(jiān)控，以實現(xiàn)設備的智慧調(diào)度，提高了設備使用率。通過物聯(lián)網(wǎng)對作業(yè)過程進行管控，針對異常或違章情況進行實時告知，提高作業(yè)人員對設備的掌控力度，配合工地現(xiàn)場的管理制度，建立安全施工體系，保障施工作業(yè)安全，防范于未然。

4 結語

隨著時代的發(fā)展，各個行業(yè)對細節(jié)的要求更加嚴格，信息化、數(shù)據(jù)化是建筑工程技術行業(yè)的必然趨勢，在這一趨勢發(fā)展的過程中，必然要淘汰某些傳統(tǒng)的技術手段，但是這種趨勢的發(fā)展帶來的是更加便利、更加科學、更加嚴謹?shù)墓こ探ㄔO。大數(shù)據(jù)技術無疑是建筑施工行業(yè)通向這趨勢的一個優(yōu)良的突破口，促使建筑行業(yè)能夠取得更高的經(jīng)濟效益和社會效益。