大數(shù)據(jù)技術(shù)在建筑工程項目中的應(yīng)用

章曉霞

（武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院建筑工程學(xué)院 建筑工程與管理教研室， 湖北 武漢 430074）

1 大數(shù)據(jù)概念

大數(shù)據(jù)是指數(shù)據(jù)集合，可以利用常規(guī)軟件收集、整理、管理這一集合，只有應(yīng)用新的管理模式才能將其決策力、流程優(yōu)化能力、洞察發(fā)現(xiàn)能力激發(fā)出來。大數(shù)據(jù)技術(shù)是一種海量信息資產(chǎn)，其具有多樣化、高增長率的特點(diǎn)。

大數(shù)據(jù)時代的到來有效解決了數(shù)據(jù)收集困難這一問題。現(xiàn)代企業(yè)利用大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠從海量數(shù)據(jù)信息中快速找到適合自身發(fā)展需求所需的數(shù)據(jù)信息，從而高效地解決自身問題。現(xiàn)代工程建設(shè)和企業(yè)運(yùn)營中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息往往較為龐大，類型較多，如果采用傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理方式那么會嚴(yán)重影響工程項目建設(shè)效率，為此，需要加強(qiáng)現(xiàn)代大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)的應(yīng)用，構(gòu)建新的管理模式，加強(qiáng)建筑工程建設(shè)技術(shù)、管理技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)的融合，從而將大數(shù)據(jù)的作用充分發(fā)揮出來，實現(xiàn)企業(yè)管理技術(shù)能力全面提升的效果[1]。

2 大數(shù)據(jù)技術(shù)在建筑工程管理中應(yīng)用的優(yōu)勢

2.1 有利于工程管理質(zhì)量的提升

大數(shù)據(jù)技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用已經(jīng)成為了未來發(fā)展的主要趨勢之一。通過融合建筑工程和大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠?qū)⑵髽I(yè)數(shù)據(jù)整合分析能力顯著提升，同時可以實現(xiàn)不同階段、不同施工技術(shù)的協(xié)調(diào)優(yōu)化，及時發(fā)現(xiàn)和解決工程建設(shè)中存在的不足，確保各項工作有條不紊地展開。此外大數(shù)據(jù)技術(shù)有助于建筑企業(yè)更加了解自身的發(fā)展?fàn)顩r，能夠通過分析數(shù)據(jù)信息對行業(yè)未來發(fā)展進(jìn)行準(zhǔn)確地預(yù)測，管理人員可以以此為基礎(chǔ)制定發(fā)展決策，可見，大數(shù)據(jù)技術(shù)有力地支持了企業(yè)經(jīng)營發(fā)展的方向，同時，大數(shù)據(jù)技術(shù)在企業(yè)管理效率和質(zhì)量提升方面也發(fā)揮著重要作用，可以實現(xiàn)風(fēng)險防控德國作用，有助于企業(yè)市場競爭力的提升。

2.2 優(yōu)化控制路徑

在建筑工程項目中應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠?qū)⒐こ绦畔⑻幚砟芰托曙@著提升。為此，在未來建設(shè)工程項目過程中，必然會進(jìn)一步推廣應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)。大數(shù)據(jù)技術(shù)的信息處理能力和數(shù)據(jù)收集能力較強(qiáng)，通過合理應(yīng)用該技術(shù)能夠高效分析、處理、整合信息數(shù)據(jù)，有助于協(xié)調(diào)好各項施工技術(shù)，有助于管理效率和質(zhì)量的優(yōu)化，能夠?qū)⒐ぷ魅藛T的工作量和壓力顯著減少，可以規(guī)范化、系統(tǒng)化地開展工程管理工作，達(dá)到優(yōu)化管理的最終目的。

2.3 提升建筑工程預(yù)防風(fēng)險的能力

資金風(fēng)險和安全風(fēng)險是建筑工程項目建設(shè)中需要重點(diǎn)關(guān)注的兩個方面，這兩項因素直接決定了能否順利地完成建筑工程建設(shè)，并且對項目經(jīng)濟(jì)效益有著直接決定作用。為此，工程管理人員需要明確建筑項目風(fēng)險，提高預(yù)防風(fēng)險的能力。大數(shù)據(jù)技術(shù)可以將建筑工程數(shù)據(jù)中潛藏的信息和價值充分挖掘出來，支持管理人員客觀地判斷施工中可能存在的風(fēng)險，從而保證科學(xué)地制定風(fēng)險預(yù)防方案[2-3]。

3 大數(shù)據(jù)技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用

3.1 大數(shù)據(jù)技術(shù)在施工技術(shù)中的應(yīng)用

第一，模擬和指導(dǎo)施工過程。建筑工程施工是一個動態(tài)的過程，施工技術(shù)方案落實過程中需要產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)信息，工作人員要將實際工程度量尺寸、施工工序、環(huán)節(jié)等數(shù)據(jù)及時反饋給管理層，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠以相關(guān)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)深度分析、模擬施工過程，能夠通過數(shù)字模擬整個施工過程，明確施工進(jìn)度，保證下一步施工方案的有效安排和合理控制，可以有效指導(dǎo)整個施工過程。同時，大數(shù)據(jù)技術(shù)還能夠及時收集當(dāng)?shù)貧庀缶职l(fā)出的氣候環(huán)境等不可控因素，保證提前做好施工安排。大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠?qū)Ω黜棽襟E可能發(fā)生的變形、損耗等進(jìn)行模擬，保證工作人員提前選定技術(shù)方案[4-5]。

第二，施工管理現(xiàn)代化。大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠模擬和指導(dǎo)施工過程，可以數(shù)字化管理工程造價、施工進(jìn)度等，利用數(shù)據(jù)信息平臺展開高效的管理工作。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠合理收集分類數(shù)據(jù)信息，通過一些符合正常施工情況的數(shù)據(jù)，考察不符合正常情況的數(shù)據(jù)，減少人為因素導(dǎo)致的工期拖延、成本浪費(fèi)等不良現(xiàn)象，實現(xiàn)了施工管理現(xiàn)代化、信息化。

第三，優(yōu)化施工技術(shù)。建筑工程樁基施工、混凝土澆筑、鋼筋施工等多項工序都可以積極利用大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化。首先，將大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用于樁基施工中，可以明確施工區(qū)域地基的實際情況，保證技術(shù)人員及時掌握施工區(qū)域氣候、環(huán)境、水文地質(zhì)等因素，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)處理紛繁的數(shù)據(jù)信息，對地基情況進(jìn)行模擬，對樁基承受壓力荷載等情況進(jìn)行客觀地分析，有助于減少具體樁基施工中的不足。其次，在混凝土澆筑方面，可以利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對混凝土比例進(jìn)行合理科學(xué)地調(diào)整，做好分層、分面、分段等澆筑技術(shù)的合理選擇，對當(dāng)前氣候下澆筑面的變形程度進(jìn)行模擬。最后，將大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用于鋼筋工程中，可以將鋼筋設(shè)計不合理數(shù)據(jù)快速排除，就鋼筋設(shè)計數(shù)據(jù)信息進(jìn)行深度挖掘，將鋼筋布置的合理性提高，降低鋼筋設(shè)計失誤問題[6]。

第四，節(jié)能技術(shù)。一方面，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)可以分優(yōu)化選址，選擇建筑工程最佳建設(shè)位置，還可以優(yōu)化建筑布局，提高建筑對自然能源的利用率。大數(shù)據(jù)技術(shù)統(tǒng)計了當(dāng)?shù)氐臍夂颦h(huán)境特點(diǎn)，以此為基礎(chǔ)，可以優(yōu)化設(shè)計方案，減少室內(nèi)設(shè)備使用率，提高風(fēng)能、太陽能等自然能源利用率。另一方面，大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)建筑能源管理，從建筑內(nèi)在因素、外在因素、人員因素等多方面分析建筑物能源消耗情況，從而保證技術(shù)人員采取合理的節(jié)能辦法。

第五，提高建筑工程技術(shù)信息化管理水平。智慧工地是未來建筑行業(yè)發(fā)展的趨勢之一，所謂智慧工地，主要以大數(shù)據(jù)技術(shù)、綠色施工技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等為基礎(chǔ)構(gòu)建的互聯(lián)互通、智能化系統(tǒng)，能夠?qū)崟r收集、上傳施工數(shù)據(jù)，保證技術(shù)人員第一時間對工程信息數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，預(yù)測未來施工技術(shù)落實情況，從而針對性地開展管理工作，實現(xiàn)系統(tǒng)化、集成化管理資料。

3.2 利用大數(shù)據(jù)建立安全檔案

在建筑工程建設(shè)中需要安全觀察員、AI智能識別、安全常識WIFI密碼答題等技術(shù)評價個人安全知識儲備情況，如果經(jīng)過評價后工作人員比限定分值低那么系統(tǒng)可以鎖死門禁，此時工人需要停工培訓(xùn)達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)后方可進(jìn)入到施工場地。通過這種方式能夠有效提高作業(yè)人員安全能力，避免安全技術(shù)不達(dá)標(biāo)人員進(jìn)入到施工現(xiàn)場。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，還可以自動轉(zhuǎn)換未被扣除的安全積分，用于超市等場所消費(fèi)，通過這種方式有助于激勵員工及時提高自身安全技術(shù)水井。

圖1 AI人臉識別技術(shù)

3.3 對機(jī)械進(jìn)行智慧化管理

現(xiàn)代建筑行業(yè)逐漸朝著機(jī)械化方向發(fā)展，將大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械設(shè)備管控中能夠提高機(jī)械設(shè)備運(yùn)行效率，保證各項施工作業(yè)順利開展。工作人員可以將重量傳感器、高度傳感器、角度傳感器等裝置安裝于施工機(jī)械關(guān)鍵位置，從而動態(tài)監(jiān)控機(jī)械設(shè)備運(yùn)行全過程，做好關(guān)鍵零件信息收集整理，利用BIM技術(shù)構(gòu)建三維立體模型能夠模擬機(jī)械設(shè)備作業(yè)過程，并且用不同顏色將機(jī)械設(shè)備當(dāng)前狀態(tài)標(biāo)注出來。智能控制系統(tǒng)可以直接警示工作人員，明確機(jī)械設(shè)備零部件是否需要保養(yǎng)、更換，是否存在過載使用等不良問題，通過這種方式有助于減少設(shè)備損壞失靈等造成的安全事故問題。同時，還可以積極利用異常信息微端分析辨識關(guān)鍵部位運(yùn)行信息，如果信息異常那么系統(tǒng)可以報警或者利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)采取制動等措施及時消除設(shè)備運(yùn)行隱患。智能控制設(shè)備信息遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)可以利用無線信息傳輸技術(shù)向云端上傳監(jiān)控信息，形成的監(jiān)控報告具有連續(xù)性特點(diǎn)。

3.4 對施工現(xiàn)場材料進(jìn)行智慧化管理

利用大數(shù)據(jù)技術(shù)構(gòu)建材料采購平臺、倉儲管理系統(tǒng)平臺可以智慧化管理建筑工程項目所用材料。比如綜合應(yīng)用BIM技術(shù)和ISGP算法可以對施工現(xiàn)場、建筑物內(nèi)外空閑空間進(jìn)行深入分析，將材料臨時存儲最佳方案確定出來，并且以此為基礎(chǔ)做好施工現(xiàn)場空間合理利用，做好材料出入庫信息詳細(xì)記錄，對材料采購情況進(jìn)行合理預(yù)測。材料管理人員可以隨時登陸系統(tǒng)檢查庫存材料情況，對材料庫存數(shù)據(jù)真實可靠性進(jìn)行研究。同時，施工企業(yè)采購部門應(yīng)當(dāng)對施工材料市場價格、變動信息提高關(guān)注，及時更新系統(tǒng)，為施工部門申請材料入庫提供便捷，同時有助于高效比較材料價格，將人工審核工作量大大減少。

圖2 基于BIM技術(shù)的建筑結(jié)構(gòu)模型

3.5 對施工現(xiàn)場環(huán)境進(jìn)行智慧化管理

當(dāng)前，在建筑施工環(huán)境管理中，大數(shù)據(jù)技術(shù)、智能技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)+技術(shù)都發(fā)揮了重要價值，這對優(yōu)化施工現(xiàn)場環(huán)境、推動建筑行業(yè)朝著綠色環(huán)保化方向發(fā)展意義重大。比如在建筑施工中粉塵和噪聲監(jiān)控中，可以充分利用傳感器、數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、云計算等先進(jìn)技術(shù)，能夠綜合評估施工環(huán)境污染風(fēng)險。系統(tǒng)可以自動計算檢測到的噪聲分貝值和粉塵濃度，同時分析檢測數(shù)據(jù)，對比標(biāo)準(zhǔn)值。利用大數(shù)據(jù)中的Echarts技術(shù)、Tableau軟件或Qlikview軟件等能夠?qū)?shù)據(jù)中隱含信息快速挖掘出來，可以直接生成直觀圖形，將信息重要特征凸顯出來，掛歷人員可以高效檢測施工環(huán)境各項指標(biāo)。

4 結(jié)術(shù)語

現(xiàn)如今我國社會已經(jīng)步入到信息化時代，各個行業(yè)深受信息技術(shù)影響。建筑行業(yè)未來發(fā)展主要趨勢之一就是信息化、數(shù)據(jù)化。在這一發(fā)展過程中，一些傳統(tǒng)的技術(shù)必然會被社會所淘汰，但是這種趨勢可以保證更加科學(xué)地、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)亍⒈憷亻_展施工作業(yè)，有助于推動建筑行業(yè)乃至整個社會進(jìn)步發(fā)展。無論是建筑施工行業(yè)還是其他相關(guān)行業(yè)，大數(shù)據(jù)技術(shù)必然會成為未來發(fā)展一個主要方向，會進(jìn)一步推動社會發(fā)展，促使企業(yè)獲取更多社會效益、經(jīng)濟(jì)效益。