淺析數字化技術對工程施工行業的影響

汪磊

（中鐵建金服科技（天津）有限公司，北京 100040）

建筑行業是繼采礦業之后的第二大危險行業，在工程施工過程中進行科學合理的建管，從而保障工程安全，這是政府相關部門和工程企業關注的焦點。通過現代化手段實現信息采集傳輸，可以實現對于工程實施全過程的監管與控制，從而可以保障工程的作業質量保持較高的水平，同時也能使生產安全得到落實。通過這種方式可以較大程度上提升工程施工效率。

1 數字化工程施工的概念

當前，我國城市建設蓬勃發展，保障建設工程安全質量存在嚴重困難和問題。以往施工工藝比較統一，以人工操作為主，作業效率很低，人工操作造成的誤差可能導致生產誤差。為避免技術事故，確保工程質量和安全，許多工程采用數字化施工技術。數字施工技術是指在施工過程中將各個環節組合在一起，形成虛擬的施工環境。得益于先進的互聯網技術，在原有工程的生產計劃安排、性能檢測、質量控制等繁雜的方面都可以實現數字化管控，通過對施工過程的模擬仿真就可以實現高效管理。數字技術的使用不僅僅可以提高工程實施的效率，還能夠較大程度的降低施工成本，降低安全事故的發生概率，使工程施工的管理更加的平穩高效。

2 數字化施工技術在工程中的應用

當前，數字工程技術在施工的應用越發廣泛，主要應用于工程空間信息技術、工程實施數字施工監控和工程設備性能檢測等方面。本文主要介紹這三種工程技術在工程業中的應用。

2.1 工程空間信息技術

工程施工中需要對地形、工程物、建設項目等集中綜合分析，這可以統稱為工程空間信息。數字化的使用使得工程空間信息的收集和分析更加高效，空間信息技術主要包括遙感技術、定位技術等。因此，GIS在工程管理中的作用尤為明顯。地理信息系統(適用于工程建設，如工程地質勘察、工程抽樣分析、工程風險評價、施工規劃等。

2.2 工程施工設備數字化監管技術

工程實施離不開合適的工具，這就是工程設備。工程設備控制系統是一個重要的智能化施工系統，是一個綜合性的集中監控系統，是工程施工管理與控制的重要組成部分，包括空調、供水、污水、照明、運輸等。工程設備控制系統是一個基于計算機局域網和計算機的計算機控制系統技術上，它實現了分散集中控制功能。在進行控制的過程中，可以通過建立各種設備管理平臺從而對整個施工的各項設備進行綜合管理，從而達到高效運轉、安全節能的目標。

2.3 數字化施工監控

數字化施工控制廣泛應用于工程中，主要用于鐵件、施工帽、安全帶、工程安全網、室外林、地竹林的運輸、澆筑、養護、模板、安裝與連接、電纜的固定與使用、掛籃的安裝與使用等，進出口盤級懸掛卸料平臺保護、起重設備如塔吊等的運行及工程電梯安裝及操作，以及屋頂陽臺等邊界圍欄及工作均在施工控制范圍內，確保施工質量以及施工中整體運行的安全情況。為了加強施工現場監控，促進施工平穩有序進行，可以通過數字化施工控制系統進行監控而實現。數字化施工控制系統明確了基本建設總計劃的目的和目標，工程文明施工控制主要是對施工現場圍擋、工程材料堆放和施工現場臨時安置、消防、防盜、工程標識等進行控制，加強安全管理。

3 數字化施工技術在工程中的注意事項

（1）著重注意數字施工監測相關設備的安裝使用地點。對于施工監控的數字化技術，如果設施位于偏遠山區，需要格外注意安裝地點的周邊情況。安裝現場應為監測設施數據的連續輸入和輸出提供良好的信號，并為施工單位做好準備。為了保證連續供電，必須對控制點的實時控制和整個過程以及工作人員進行定期檢查，維護和更新控制設備，保證控制設備的正常運行。

（2）為了在工程中應用空間信息技術，必須保證數據的正確性。如果想要得到相對可信的分析結果，就必須對輸入信息的準確性進行確認，以確保對最新信息進行適當的處理。

（3）在工程系統仿真技術中，必須考慮實際工程與模擬工程的差異。根據工程系統仿真的工作量，考慮到實際與仿真的差異，得出最終的工作量。

4 數字化技術在工程施工中的應用

4.1 明確工程空間信息

為了保證工程施工的順利進行，在施工項目開始前，必須保證相關人員能夠有效地分析現場的環境地質條件，并據此制定合理的施工和工程方案。然而，由于工程的復雜性，施工人員無法在短時間內獲取信息，這直接影響到工程的連續性。因此，施工前必須利用數字化技術進行有效的勘察，了解施工現場的地質條件和環境條件。提高施工空間信息，為順利施工提供良好基礎。另外，工程物空間地形測量中采用的數字化技術很多，這就需要選擇合適的數字化技術。其他在地質勘察和施工現場更有效的因素，根據施工工程的要求和其他因素。另外，利用數字技術可以在搜索工程空間信息的過程中動態監控工程信息，并根據相關信息進行工程建設，提高工程建設質量。

4.2 對工程設備實施有效監管

在施工過程中，需要使用大量的儀器設備，這對提高施工效率非常重要。但是，在建設項目中使用的設備在長期使用中可能會出現一些故障，在這個過程中，必須運用數字化技術對施工進行有效的控制，必須明確施工設備的性質和作用，同時提高施工設備的運作效率，促進建設順利進行。如果施工設備出現故障，還可以利用數字技術對施工設備的運行情況進行有效分析。為了找出施工設備在使用中發生故障的原因，制定合理的措施，消除施工設備故障及故障原因。及時排除施工機具運行中的故障，確保施工機具在施工中發揮作用。

5 數字化施工技術在工程中的發展趨勢

5.1 工程系統仿真計算

系統仿真方法是基于相似原理和系統設計方法、信息技術和應用領域知識及工具，利用系統模型對實際或計劃的系統進行動態研究。自20世紀以來，業內為了將數字施工技術進行應用已經開展了廣泛的探索，數字仿真模擬器被廣泛應用于隧道、樓房、橋梁等難度較大的工程領域。反觀國內，我國的仿真技術起步較晚，所以相關的應用也較少。當前由相關研究機構進行的隧道建設、節水、港口技術設計等方面的模擬研究，已進入陸路交通等領域。工程學系統仿真是工程學技術的重要組成部分，代表著未來數字化工程學的發展方向。

5.2 虛擬現實

虛擬現實是以計算機技術為基礎通過其他現代高科技手段模擬真實視聽體驗的一種技術。目前，虛擬現實已經在國防軍事、航空航天等高科技領域取得了長足的發展，即使在娛樂業也有著不俗的表現，而旅游和工程業則是利用虛擬現實的視覺特征來檢驗工程組織的可行性，或者通過修改比較不同的工程項目，這也是工程業的一個重要任務，拓寬虛擬現實的應用范圍，探究虛擬現實的應用深度是數字工程技術發展的趨勢。

5.3 多智能技術施工

隨著技術飛速發展，各種新穎的科技手段層出不窮，與之對應的是建設項目規模和復雜程度的擴大，參與建設的單位和個人數量不斷增加，達到了綜合要求，工程管理的協調性和及時性越來越高。對于復雜系統，如工程物，使用多智能技術是成功完成工程任務的關鍵。采用多智能系統解決實際問題是非常可靠的。總的來說，在工程領域，多智能技術的應用和研究是有限的，需要進一步深化和拓展。除了家庭功能的多樣化，智能化發展也是未來的趨勢，多智能工程將是數字工程技術發展的必然趨勢。

6 結語

綜上所述，數字工程技術本身的發展并非一蹴而就，其需要依托于科學技術的進步。在硬件環境方面，需要在施工區域安裝高速寬帶互聯網和大量現場攝像頭，網絡、無線計算機和數字設備可以隨時連接。每個工人都應該配備現代化的設備，施工現場應配備多臺攝像機的監控設備，并配合系統仿真。為實現數字化工程、軟件領域有效準確的數字化施工管理，施工前進行數據采集，加強施工管理和控制。