工程建設管理中智能建造技術的創新應用

李猛

摘 要：智能化建造技術是建筑行業技術升級改造中的先鋒，直接關系到建筑業的高質量發展。闡述智能建造內涵及其關鍵支持技術，在此基礎上分階段地詳細分析工程建設中的智能建造技術創新應用情況。通過鄭萬鐵路項目中BIM輕量化等創新性智能建造技術具體應用情況的介紹，實例性展示現階段工程建設管理中智能建造技術創新應用。

關鍵詞：智能建造;建造技術;BIM技術;人工智能

隨著我國經濟建設的大規模進行，建筑業迅速發展，建筑行業實力和對國民經濟貢獻明顯提高。然而我國距離建筑強國尚有一定差距，資源消耗大、安全隱患突顯、經濟效益不高、環境污染嚴重等勞動密集與粗放式建筑生產弊端和問題依然沒有得到徹底解決，建筑業變革迫在眉睫。本文將對智能建造技術現階段應用情況進行闡述，為智能建造理論研究與實踐提供參考。

1智能建造內涵及關鍵技術

智能建造即數字技術與工程建造系統深度融合形成的工程建造創新發展模式，其技術體系主要由人工智能、云計算、大數據、BIM等技術支撐搭建而成。

1.1人工智能技術

人工智能簡稱AI，是二十一世紀三大尖端技術之一，研究內容包括：機器學習和知識獲取、知識處理系統、智能機器人、自動推理和搜索方法、計算機視覺等。建筑行業中人工智能技術應用已經比較廣泛，比如人工智能技術已在建筑工程管理中的施工圖生成和施工現場安排、建筑工程預算、建筑效益分析等環節應用，目前比較流行的基于C/S環境開發的建筑施工管理系統，涵蓋了施工人員管理、施工進度管理、分包合同管理等方方面面，使工程管理工作得到了進一步的細化。未來建筑機器人將成重要的建造輔助工具，代替人工完成高層作業等高風險作業任務。

1.2大數據技術

從建造之初的規劃、設計到后期的運營等過程中，會產生大量的造價、材料、建筑、工藝等方面的數據，各類數據集合使得建筑行業本身成為一個龐大的數據載體，大數據技術的核心價值即在于挖掘數據潛在價值，為建筑決策提供真實可靠的數據依據。比如在規劃階段，大數據可以根據建筑周邊人口密度、人口分布、人口流向等方面，合理劃分出商業、住宅等功能區域，作為建筑選址的有力依據;在運維階段，借助大數據分析則可實現預測、預警、規劃和引導，使建筑設備保持安全使用，建筑環境舒適度得到調整。

1.3BIM技術

BIM是以三維數字技術為基礎，集成工程設計、建造、運維等項目全過程各種相關信息的工程數據模型。BIM技術是建筑業從二維向三維、從圖形向數據轉換的一次重大技術革命。相比傳統的設計和施工建造流程，信息化模型能有效控制建設周期、減少錯誤發生。而從長遠利益看，BIM技術應用的好處則遠不止設計和施工階段，還會惠及將來的建筑物運行、維護和設施管理。對工程的各個參與方來說，可減少錯誤、縮短工期、降低建設成本。目前BIM技術主要在施工階段應用較多，主要內容有：三維模型渲染，VR宣傳展示;模擬施工方案;錯漏碰缺檢查，減少返工率等。未來BIM將在設計和運維階段中發揮出新的作用，比如BIM與GIS技術、BIM與VR技術的集成應用，將為建筑設計帶來更豐富的維度信息。

2工程建設管理中智能建造技術創新應用分析

2.1勘察設計階段創新應用

工程建設開展前，建設方首先需要聘請專業勘察機構組織開展工程地質勘察，然后根據勘察結果進行相應工程設計。在開展勘察工作時，相應人員需要進行工程地質測繪、勘探、物探、資料內業整編、圖表和勘察報告繪制等工作;在開展設計工作時，工作人員需進行方案設計、初步設計和施工圖設計。隨著智能技術的不斷涌現，勘察設計人員能夠在開展具體工作時將最新智能技術應用于地質勘察、數據收集分析及設計優化之中，增強勘察設計準確性及全面性。一是深層地質探測。借助雷達等先進探測技術，可以對地質構造和地形條件復雜地區的施工地質狀況進行深層探測，對礦物、水文、地質、地形等環境信息自動掃描識別和存儲。二是遙感大數據智能解譯。基于勘測大數據和遙感觀測數據，對施工區域海量的多維度勘察信息進行智能分析，實現有用設計參考數據的快速提取和勘察數據的自動分類等。三是BIM優化設計。利用BIM與GIS集成技術，使BIM模型兼具地理空間數據，經過輕量化融合處理，為線路、橋梁等空間關系復雜的工程設計方案，提供更好的場景化體驗和數字化分析工具。

2.2施工建造階段創新應用

施工圖設計完成并通過審核后，業主方需聘請專業團隊開展具體施工作業。在此階段，施工團隊需合理規劃場地布局，準確設計各分項工程建設規劃，組織協調物資調控，并對整體工程建設進行全面管控。隨著智能技術不斷涌現，施工方可充分利用其進行場地布局優化，加強建設物資管控，并對建設過程進行全流程管控。一是基于BIM的場地布局優化。利用BIM模型進行現場施工場地平面布置方案的有效模擬驗證，通過模擬過程分析方案的可實施性，預先發現方案中的問題，在方案實施之前將一切不合理的隱患問題排除，合理安排加工場地、生活區、各種臨時設施等功能區的位置，模擬選擇出最優布置方案，確保施工的順利進行。二是基于物聯網技術強化材料管理。物聯網的RFID技術能夠快速、實時、準確采集與處理建筑材料信息，將電子標簽或RFID芯片在生產階段植入構件或原材料，采用RFID電子標簽的閱讀器在材料運輸、進場、出入庫時對其信息快速讀取，并通過物聯網進行跟蹤和監控，使原料管理更為便捷、準確。三是基于人工智能的作業管理。將人工智能感知系統、可視化監控系統及BIM技術相結合，對施工現場安全隱患和險情進行實時監控，完成智能安全監管及處置;對重點部位自動三維建模，判斷工程進度情況，提升工程項目的進度管理，實現工程進度的智能化監控。

2.3運營維護階段創新應用

工程項目建設完成并交付使用后，業主方需要組織開展設備的維護保養，所屬區域內衛生、安全的保持，基礎設施的維修管理等工作。在智能技術加持下，業主方能夠充分利用技術遠程監督基礎設施及各類設備運轉狀況，全面監督區域內人員流動情況，從而及時發現存在風險并作出預警。基于大數據與云計算的智能管理平臺是該階段智能建造技術的主要應用成果。基于物聯網感知、視頻多媒體、BIM、GIS等各類信息，智能檢索與實時分析運維階段海量數據信息，深度挖掘數據參考價值，為運維過程優化和決策提供信息輔助。基于云計算技術，對環境、安全、設備、人員等多維多級建筑運維信息進行云端存儲、快速計算、優化處理等操作，為運營單位提供監測、預警等全方位決策分析支持，提高運維和管理效率。

3結語

面對21世紀信息時代的大潮洶涌而來，建筑行業面臨著強烈的挑戰，智能化建造技術發展異常迅速，在建筑行業技術升級改造中將擔負起先鋒的角色，推動著建筑業高質量發展。未來應繼續增加人工智能、互聯網大數據、物聯網、BIM、區塊鏈、云計算等新技術在建筑全過程應用的集成化與自主創新，加速促進新一代信息科技與建筑工業化技術協作發展趨勢，緊緊圍繞智能化工程施工、智能制造系統、數字設計，提升建筑工業化與智能建造基本關聯性技術和重要關鍵技術革新研發，提高智能化建設管理水準，加強智能建造上中下游協調工作，為智能建造健康發展營造良好氛圍。

參考文獻

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