淺析大數據技術在建筑施工技術中的應用前景

文／盧駿 浙江新華建設集團有限公司 浙江金華 321300

引言：

信息技術的高速發展，預示著大數據時代已然到來，對建筑工程行業當中，建筑施工技術是建筑工程中的重要環節，同時施工技術也受到了大數據技術的影響，面臨著全新的挑戰和機遇。為此，本文結合實際案例，探尋了大數據技術在建筑施工技術中的應用途徑以及應用前景。筆者將結合自身的工作經驗，在充分開展實踐的基礎上，提出一些自己的看法和建議，在此與各位同仁共勉。

1、大數據理論

在現階段大數據的定義中，對于大數據的詳細定義由于缺乏相應的判斷依據，大數據定義相對比較抽象，但是其特點極其明顯，具有數據量大、數據種類多、數據處理速度快和價值密度低等特點。作為現階段最先進的技術之一，大數據技術已經在現階段多個行業中得到了應用和實踐，并且呈現了明顯的應用優勢，通過大數據能夠全方位地采集相關的信息數據。在大量信息數據的基礎上排查、識別和分析有效信息，為相關工作的開展提供數據信息參考。將大數據技術應用于建筑工程質量管理中具有良好的適用性，能夠充分滿足建筑工程質量管理工作復雜性強、工作量大、時效性、要求高等多方面的需求。

2、基于數據挖掘的建筑運行數據處理流程

數據挖掘是發現PB 級建筑運行數據潛在價值的關鍵技術。基于數據挖掘技術的建筑運行數據處理流程框圖。目標建筑中獲取的建筑運行數據首先經過數據預處理提高數據質量，然后對數據進行處理，以統計建模的手段挖掘數據間的規律，達到對建筑運行數據分類、對比和預測的目的。再將建模結果與實際建筑能 耗情況比較，反復修改模型參數提高模型精度，利用可視化技術將處理后的數據以直觀的形式呈現，最后根據建模和分析結果對建筑管理與運行優化。

3、大數據技術在建筑施工技術中應用途徑

3.1 施工準備階段

建筑質量管理活動是協調建筑工程建設的活動。建筑質量管理的目的還在于確保建筑質量。施工階段結束后是施工準備階段。在施工準備過程中，需要收集和處理各種類型的高層建筑數據。此資料不僅包括建筑規劃資料，還包括圖面和設計變更資料。收集和處理此數據后，將根據系統參數對其進行細化，并進一步確定系統的施工目標。同時，施工單位還應根據施工參數調整施工方案，事先采取質量控制措施和質量檢驗安排。在整個施工過程中，還應通過軟件進行仿真，通過不斷調整方案可以實現優化效果。

3.2 大數據技術在施工中的應用

3.2.1 對施工過程的模擬與指導

建筑工程施工是一個動態的過程，施工技術方案落實過程中需要產生大量的數據信息，工作人員要將實際工程度量尺寸、施工工序、環節等數據及時反饋給管理層，利用大數據技術能夠以相關數據為基礎深度分析、模擬施工過程，能夠通過數字模擬整個施工過程，明確施工進度，保證下一步施工方案的有效安排和合理控制，可以有效指導整個施工過程。同時，大數據技術還能夠及時收集當地氣象局發出的氣候環境等不可控因素，保證提前做好施工安排。大數據技術能夠對各項步驟可能發生的變形、損耗等進行模擬，保證工作人員提前選定技術方案。

3.2.2 實現施工管理現代化

大數據技術能夠模擬和指導施工過程，可以數字化管理工程造價、施工進度等，利用數據信息平臺展開高效的管理工作。利用大數據技術能夠合理收集分類數據信息，通過一些符合正常施工情況的數據，考察不符合正常情況的數據，減少人為因素導致的工期拖延、成本浪費等不良現象，實現了施工管理現代化、信息化。

3.2.3 創新實際施工技術

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據技術進行改進優化。首先，將大數據技術應用于樁基施工中，可以明確施工區域地基的實際情況，保證技術人員及時掌握施工區域氣候、環境、水文地質等因素，利用大數據技術處理紛繁的數據信息，對地基情況進行模擬，對樁基承受壓力荷載等情況進行客觀地分析，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，可以利用大數據技術對混凝土比例進行合理科學地調整，做好分層、分面、分段等澆筑技術的合理選擇，對當前氣候下澆筑面的變形程度進行模擬。最后，將大數據技術應用于鋼筋工程中，可以將鋼筋設計不合理數據快速排除，就鋼筋設計數據信息進行深度挖掘，將鋼筋布置的合理性提高，降低鋼筋設計失誤問題。

3.2.4 優化節能技術

一方面，利用大數據技術可以分優化選址，選擇建筑工程最佳建設位置，還可以優化建筑布局，提高建筑對自然能源的利用率。大數據技術統計了當地的氣候環境特點，以此為基礎，可以優化設計方案，減少室內設備使用率，提高風能、太陽能等自然能源利用率。另一方面，大數據技術能夠實現建筑能源管理，從建筑內在因素、外在因素、人員因素等多方面分析建筑物能源消耗情況，從而保證技術人員采取合理的節能辦法。

3.2.5 建立安全檔案

2016年7月1日，習近平總書記在慶祝中國共產黨成立95周年大會上的講話中，提出了文化自信。總書記指出：文化自信，是更基礎、更廣泛、更深厚的自信[1]。武術是我國優秀民族傳統體育項目，是中華優秀傳統文化的象征，武術“走出去”是實現中華民族文化自信的重要保障，縱觀上千年的武術發展史，教材媒介對于武術傳播的貢獻是巨大的。

在建筑工程建設中需要安全觀察員、AI 智能識別、安全常識WIFI 密碼答題等技術評價個人安全知識儲備情況，如果經過評價后工作人員比限定分值低，系統可以鎖死門禁，此時工人需要停工培訓達到合格標準后方可進入到施工場地。通過這種方式能夠有效提高作業人員安全能力，避免安全技術不達標人員進入到施工現場。利用大數據技術，還可以自動轉換未被扣除的安全積分，用于超市等場所消費，通過這種方式有助于激勵員工及時提高自身安全技術水平。

3.2.6 施工機械管理

現代建筑行業逐漸朝著機械化方向發展，將大數據技術應用于機械設備管控中能夠提高機械設備運行效率，保證各項施工作業順利開展。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械關鍵位置，從而動態監控機械設備運行全過程，做好關鍵零件信息收集整理，利用BIM 技術構建三維立體模型能夠模擬機械設備作業過程，并且用不同顏色將機械設備當前狀態標注出來。智能控制系統可以直接警示工作人員，明確機械設備零部件是否需要保養、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鍵部位運行信息，如果信息異常那么系統可以報警或者利用物聯網技術采取制動等措施及時消除設備運行隱患。智能控制設備信息遠程傳輸系統可以利用無線信息傳輸技術向云端上傳監控信息，形成的監控報告具有連續性特點。

3.2.7 現場環境優化

當前，在建筑施工環境管理中，大數據技術、智能技術、互聯網+技術都發揮了重要價值，這對優化施工現場環境、推動建筑行業朝著綠色環保化方向發展意義重大。比如在建筑施工中粉塵和噪聲監控中，可以充分利用傳感器、數據挖掘、數據統計分析、云計算等先進技術，能夠綜合評估施工環境污染風險。系統可以自動計算檢測到的噪聲分貝值和粉塵濃度，同時分析檢測數據，對比標準值。利用大數據中的Echarts 技術、Tableau 軟件或Qlikview軟件等能夠將數據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，管理人員可以高效檢測施工環境各項指標。

3.2.8 施工現場材料管理

利用大數據技術構建材料采購平臺、倉儲管理系統平臺可以智慧化管理建筑工程項目所用材料。比如綜合應用BIM 技術和ISGP 算法可以對施工現場、建筑物內外空閑空間進行深入分析，將材料臨時存儲最佳方案確定出來，并且以此為基礎做好施工現場空間合理利用，做好材料出入庫信息詳細記錄，對材料采購情況進行合理預測。材料管理人員可以隨時登陸系統檢查庫存材料情況，對材料庫存數據真實可靠性進行研究。同時，施工企業采購部門應當對施工材料市場價格、變動信息提高關注，及時更新系統，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。

3.2.9 成本管理

充分利用大數據思維替代傳統的統計思維模式，優化項目成本管理。首先利用大數據的整體性、相關性和開放性思維完善項目成本管理制度。充分利用先進的科學技術，建立動態監測網絡，對公司所有部門實行信息數據全面收集、問題處理反饋與實時監控系統，通過數據共享與開放，形成更加高效、快捷的數據化和智能化成本管理制度。具體措施:第一、建立成本數字化監控管理制度，有效利用項目成本監控網絡與數據信息共享，及時監督項目成本預算整體流程的進展情況，及時發現問題、解決問題。通過信息共享，使公司與項目組實現信息實時互通，優勢互補；第二、建立企業內部平臺交流與分享制度，項目成本管理的人員可以及時反饋實際碰到的問題，例如，采購、材料進出庫等問題，使問題解決和信息交流方便快捷，同時分享以往項目管理的信息和數據，將這些信息應用到當下項目管理中，降低獲取成本。其次利用大數據的整體性、平等性和非線性思維優化項目成本管理程序與考核機制。成本管理程序需要在施工過程中，確保項目的各個流程都能根據提前設計好的程序實現，在項目各項達標的基礎上降低施工成本；在完善和提升項目成本管理目標考核機制過程中，注重提升管理人員與項目組成員的主動性與創新性，推動數據平臺的成本管控量化責任機制的建設，對各崗位管理人、操作人的職責、權利進行明確，進行多梯度的處罰與鼓勵措施，實現權、責、利結合。

3.3 竣工階段

竣工階段是建設項目的最后階段，主要要求為售后服務做好準備，因此在這一階段，大數據技術在售后服務準備中的作用也得到反映。施工單位必須使用大數據技術為用戶編制售后手冊。此外，還應向施工單位提供竣工驗收報告、參加單位簽署的質量資質文件、工程竣工驗收報告等。這些報告主要是為了確保項目完全符合質量控制管理的要求，在此過程中收集的信息也可用作項目的補充信息。

4、實際案例分析

4.1 項目概況

XX 縣婦幼保健院，建站于1960年，1992年由站改所，2001年由所改院，2017年6月整體遷入新址（XX東路298 號）。是一所集預防、保健、醫療、康復、科研和教學為一體的二級甲等婦幼保健院，作為XX 縣婦幼保健和計劃生育技術服務中心，肩負著全縣婦幼衛生和計劃生育工作的業務管理與指導工作。

4.2 實際應用

4.2.1 樹立數據工作理念

在數據量不斷增長的環境下，管理人員應該樹立大數據的工作理念，充分掌握大數據中的有效信息，合理利用各類數據，發揮數據在建設中的用處，運用數據挖掘算大進行工程項目深層次分析，對工程項目成本管理和時間管理提供預測性判斷，高效整合資源，找到數據之間的關聯性，根據數據變化方向和預警，制定后續的工作方案，重視工程量的數據的復雜化，將注意力放在整體問題上，建立數據整體觀。

4.2.2 管理高層

在工程管理中，管理高層對整個工程來說是非常重要的，不僅起著監督員工工作的作用，而且還代表著項目前進的方向，一個小小的決策可能給工程帶來不可挽回的后果。所以，作為項目管理高層人員須認真轉變自身的管理觀念，改變固有思維定式，創建新型管理策略，改進管理模式，明確員工工作責任，讓大數據輔助工程項目管理。在大數據的背景下，重視和關注大數據的價值，減少因為不良影響而做出的主觀臆斷，合理應用大數據，通過大數據對企業進行由上而下的有效改革，在根據員工的工作狀態的前提下，適當調整管理方式方法，調動員工的主動性，提高員工的動作熱情。同時，作為領導高層，要發揮模范帶頭作用，積極主動參與到大數據發展中并加大對相關數據設備管理的投入，制定發展目標，貫徹并落實大數據發展的任務，促進建設工程項目管理的戰略發展和長期發展。

4.2.3 施工進度

工程項目具體展開過程中，會出現海量數據，包括項目方案、施工基礎性信息等，對于建筑企業而言，要想從根本上實現對大數據挖掘技術的合理利用，要對符合現實要求的數據挖掘小組進行科學合理的構建和利用，小組內部成員根據自身一系列理論知識對大數據挖掘技術進行實踐操作，這樣不僅能夠實現對各種不同類型的數據信息及時有效的搜集和利用，而且能夠在評估人員的指導下，對現有數據信息的價值進行更加深入的挖掘和利用。以此為基礎，對數據控制體系進行科學合理的貢獻和利用，這樣不僅能夠對施工進度進行有效控制，而且能夠實現對成本以及施工質量等各方面的有效控制。

4.2.4 施工質量

數據挖掘小組在針對各種不同類型數據信息進行專業質量分析時，要結合整個項目在施工時產生的一系列數據信息，以大數據挖掘技術為基礎，對符合現實要求的質量控制結構進行科學合理的利用，這樣的根本目的是為了及時發現隱藏在其中的問題，實現對各類風險的有效規避。對整個工程設計中存在的一系列缺陷以及施工材料管理不嚴謹等相關問題進行妥善處理，以此為基礎，能夠保證項目在建設時的質量和效率得到有效提升。

4.2.5 成本控制

項目工程成本控制數據挖掘小組在日常運作和發展中，其根本目的是為了實現對工程項目當中涉及到的各種不同類型數據信息有針對性的整理，比如質量參數或者成本預算數據等。以此為基礎，通過對大數據挖掘技術的合理利用，能夠實現對成本控制系統科學合理的構建和利用，以成本控制體系為基礎，將其在工程項目管理中的作用和價值充分發揮出來，這樣能夠盡可能避免由于工期拖延而引起成本過高等問題。

結語：

現如今我國社會已經步入到信息化時代，各個行業深受信息技術影響。建筑行業未來發展主要趨勢之一就是信息化、數據化。在這一發展過程中，一些傳統的技術必然會被社會所淘汰，但是這種趨勢可以保證更加科學地、嚴謹地、便利地開展施工作業，有助于推動建筑行業乃至整個社會進步發展。通過文章闡述大數據理論，介紹基于數據挖掘的建筑運行數據處理流程，可以了解到大數據技術在建筑施工技術中的應用，對提高建筑施工技術水平有所助益，可見，無論是建筑施工行業還是其他相關行業，大數據技術必然會成為未來發展一個主要方向，會進一步推動社會發展，促使企業獲取更多社會效益、經濟效益。