智能建造物联网技术在工程程建造中的应用与展望

物联网技术在工科建造中的应用与展望内容提纲物联网技术介绍②基于物联网技术施工自动定位与跟踪技术3物联网技术在施工进度监控管理中的应用4物联网技术在施工项目控制挣值分析方法的应用5物联网技术在施工安全监控管理中的应用6基于BIM核心的物联网技术应用发展ⅢBM的十五年周期定律(信息技术变革)1965年大型机1980年个人计算机1995年互联网2010年物联网物联网概念的发展2009年2月24日2009年2月24日11月17日此进行“交流”,而告2005:物联网》,“智慧的地球”策略能奥巴马温家宝奥巴马温家宝尚无较为准确而贴切的学术定义。>Things:客观世界的物理实体议形成的全球性网络。与互联网连接起来，实现智能化识别和管理。物联网的应用举例一智能公共交通系统被誉为“武汉公交神器”的智能公交，不仅可以查询公交车路线和站点信息，还能查询到离自己最近的一辆公交车离站台的距离，以便乘客根据公交动态选择合适的线路和交通工具[3],不用在公交站耽误时间，也不用为赶不上最近的一班车而懊恼，甚至不用担心错过末班车而苦恼。该软件将公交调度系统、网络公交出行查询、公交GPS到站信息发布系统三大资源有效的进行整合利用，用户只需使用手机下载安装，就可以通过软件实时查询公交车辆动态、线路、站点及换乘信息。[4]这一产品的应用已经在国内部分城市推行，据反馈信息报告，大部分市民对该产品给予肯定态度。6入口票箱出口摄像机道闸盖章有效2013年3月盖章有效2013年3月车辆出入证Nike+智能运动鞋YOURRUN让跑步更有乐趣79.1公里乐小乐30.2公里30.0公里的漂移26.1公里Suummary8智能运输智能建筑遥感勘测环境保护遥感勘测环境保护物联网管理平台石化气象气象煤炭农业农业林业水务全美国“智慧的地球”慧的地球建设联网的智慧型基础设施世界最先进的物联网广播通信融合领域超一流ICT强国”并为实现该目标，确定了4大互联网的过程中起主导作用隐私保护及个人数据信息保护电子地方自治体，推动医疗、健康和教育的电子化文件箱”使国民享受一站式电子政务服务息网络，实现“物联网”物联网作为新兴战略性产业引起各国关注U-JapanU-Korea感知中国智慧地球I-Europe·物联网产业是后金融危机时代经济发展的接续产业和战略性新兴产业，潜力大、成长快、带动力强、附加值高。·加快实现传感网技术突破和产业发展，增强经济可持续发展能力和可持续竞争力，对进一步提升我国国际经济地位具有重要意义。物联网互联网和移动通信网个人计算机互联网和移动通信网个人计算机实现对工程建造过程中的“智能化”管控物联网技术在施工进度监控管理中的应用物联网技术在施工项目控制挣值分析方法的应用6基于BIM核心的物联网技术应用发展施工阶段动用准施工阶段动用准动用开始竣工验收t施工图设计技术设计编制设计任务书动用开始竣工验收t施工图设计技术设计编制设计任务书编制可行性报告保修期结束施工保修期结束施工t初步设计七编制项目建议书图1Z201012建设工程项目的阶段划分施工阶段是一个长期而复杂的生产过程参与单位众多生产要素参与管理要素众多露天工作易受多种因素与周围环境影响基于经验规划和执行项目工作采用人工搜集数据信息并监控管理项目管理工作纷繁交错，管理人员不堪其苦技术的属性者提供科学明确的工作信息施工过程检查数据的自动收集将自动化定位跟踪技术管理纠偏安全警报IntegratedprojectdeliverystandardforearlycollaborationaIncorporatingabuildinginfintegratedenvironment,increenablingnewwaysofworkicreativeandsustainableattretotprCoxestoimprovequaltoimprovequalandnoerationa0oIMPLEMENTATIONDOCsIMPLEMENTATIONDOCs结结合B[M云计算技术的综合应用管理经验的汇聚与重建不仅来自于人的记忆(脑海),而且还有完整施工动态记录(云平台)eenodesode物联网的关键技术传感器二维码/RFID短距离无线通信二维码/RFID短距离无线通信云计算嵌入式智能云计算辆物联网下一代互联网/IPv6高速光通信“有了无线识别(RFID)技术，还需要管家吗?”2006-04-18美国西雅图微软“未来之家”8/16/2024·RFID标签俗称电子标签，也称应答器(tag,transponder,responder),·阅读器不仅可以读出存放的信息，而且可以对其进行写入，读写过程是通过双方之间的无线通信来实现的。标签阅读器8/16/202422姓名李久熙出生1996年11月24日样证99区2号楼302室样证阅读器N应答器N-N高层21、最简单的应用系统只有单个阅读器，它一2、较复杂的应用需要一个阅读器可同时对多个应答器进行操作，即要具有防碰撞(亦称防冲突)的能力。3、更复杂的应用系统要解决阅读器的高层处8/16/2024施工自动化定位跟踪技术施工自动化定位跟踪技术——barcode条形码图片型号条形码图片型号固定阅读器有线无线有线IntermecSR30(即插即用)手持式条码扫描器IntermecSF51扫描器仪应用于施工现场建筑材料的跟便对现场工作人员的控制和管条形码相对RFID显然不够“高大上”采集、存储、管理、分析、描述和应用整个或部分地球表面(包括大气层在内)与空间和地理分布有关的数据的计算机系统。空间定位数据、图形数据、遥感图像数据、属性数据等，用于分析和处理在一定地理区域内分布的各种现象和过程，解决复杂的规划、决策和管理问题。GIS能够提供的，远远不只是地图可视化和简单的查询和定位。GIS更加间的内在关系进行发掘和分析。到这些不同的因素之间的内在联系，从而帮助我们更好地认识其规律和现象后面更深层的原因。用“蓝牙”他的名字来命名这种短距离无线通信”UWB(UltraWideband)是一种无载波通信技术，利用纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据。有人称它为无线电领域的一次革命性进展，认为它将大发送功率非常小。发射功率发射功率频率频率”表2.5四种无线网络技术的对比Tab.2.5Comparisonoffourwir蓝牙标准IEEE802.15.1VEEE802.15.3a带宽数据速率大于22Mb/s监控范围电池寿命小时天小时年成本相对比较高相对比较低最高最低应用无线网络连接音频数据接入；自适应网络无线高速连接远程监控和控制内容提纲①物联网技术介绍②基于物联网技术施工自动定位与跟踪技术3物联网技术在施工进度监控管理中的应用4物联网技术在施工项目控制挣值分析方法的应用5物联网技术在施工安全监控管理中的应用6基于BIM核心的物联网技术应用发展物联网技术在施工管理中的应用基于RFID技术的钢构件施工进度监测系统基于的钢构件进度监测系统吸收了自动识别技术和进度管理技术的优点，通过在工地现场建立该系统应实现的功能包括施工现场进度数据的实时采集、原始数据的包括钢构件进场时间、钢构件进场验收据库内以表的形式储存。编号为003的阅读器采集施工开始时间，编号为004的阅读器采集施工结束时间。标签能否被识别是否手工录入钢构件进场信息更新钢构件进场时间表Email或短信通知监理人员做好验收准备结束图3.2钢构件的进场时间采集流程始(或施工结束)始(或施工结束)否钢构件是否钢构件是读取标签数据写入“00”开始(或施工结束)时间表图3.3钢构件进场验收时间采集流程图3.4钢构件施工开始(或结束)时间采集流程图3.3钢构件进场验收时间采集流程系统进场验收时间采集系统施工开始时间采集系统采集系统钢构件实时查询系统析系统线对比分析图3.10系统结构系统启动否失败超过3次是否失败超过3次是退出程序退出程序进度图对比分析进度监测钢构件实时查询进度监测钢构件实时查询读取用户类型普通用户横道图对比分析S型曲线对比分析S型曲线对比分析进度报告生成图3.11系统流程图计算平台(3)工期目标：计划工期为50天。程图纸、工期目标、钢构件编码规则以及对每个钢构件的项目编码项目名称计划施工开始时间计划施工结束时间缀条式格构钢柱2008年1月2日8:002008年1月2日17:00缀条式格构钢柱2008年1月3日8:002008年1月3日17:00缀条式格构钢柱2008年1月4日8:002008年1月4日12:00缀条式格构钢柱2008年1月4日13:002008年1月4日17:00缀条式格构钢柱2008年1月5日8:002008年1月5日11:0008年1月5日15:00缀条式格构钢杜2008年1月5日15:002008年1月5日17:00缀条式格构钢柱2008年1月6日8:002008年1月6日10:00表5.2钢柱的实际施工时间项目编码进场时间进场验收时间实际施工开始时间实际施工结束时间2008年1月1日13:002008年1月1日14:002008年1月2日8:002008年1月2日17:002008年1月1日13:002008年1月1日14:002008年1月3日8:002008年1月3日12:002008年1月1日13:002008年1月1日14:002008年1月3日13:002008年1月3日17:002008年1月1日13:002008年1月1日14:002008年1月4日8:002008年1月4日12:00号12345691227325务名称SWS010050085620101890SS600101300S9670101400工南9工作日? 1工作日?0.5工作日? 0.5工作日?a.25工库日0.5工作日?0.25工作日?0.25工作日?0.25工作日?0.3工作日?0.38工作日?0.5工作日0,5工作日? 1工作日? 1工作日? 7工作日? 1工作日?0.5工作由0.5工作日?0.5工作日?0.5工作0.5工作B?0.5工作日0.3工作日20.25工作?0.5工作0.5工作日?六2005年1月2日2008年12BsASG230100100200年1月5B2008年15日sAS601010060020年1月6日2008年1月6日SNSGZH0102008年1月2日2008年1月8日实际钢柱施工进度-82008年1月3日2008年1日SNSG010100200二208年1月3日2008年13日sXSGZH0104300208年1月4日2008年1月旧SNSGZH01004002038年1月8日2008年18日sNSGZ80101500物联网智能建造物联网智能建造系统自动生成的从横道图中可以续表5.3钢柱的计划和实际累计完成量计划累计完成个数1247计划累计完成百分比实际完成个数1222332实际累计完成个数1357实际累计完成百分比表5.4钢杜的计划和实际累计完成百分比日期(月-日)计划累计完成百分比实际累计完成百分比S型曲线对比图从中可以看出截止到2008年1月8日17:00时，钢柱实际累计完成量比计划累计完成量少6%。综上所述，当前钢柱的施工进度偏差为：实际工期延迟0.5个工作日，实际累计工作量比计划累计工作量少6%。表5.5钢柱施工进度的偏差情况表5.5钢柱施工进度的偏差情况B0。项日编码计划施工开始时间计划施工结束时间实际施工开始时间实际施工结束时间偏差(时)2008年1月3日8:002008年1月3日17:002008年1月3日8:002008年1月3日12:002008年1月5日8:002008年1月5日11:002008年1月4日13:002008年1月4日17:0012008年1月5日11:002008年1月5日15:002008年1月5日8:002008年1月5日12:0022008年1月5日15:002008年1月5日17:002008年1月5日13:002008年1月5日17:0022008年1月6日8:002008年1月6日10:002008年1月6日8:002008年1月6日11:0012008年1月6日10:002008年1月6日12:002008年1月6日11:002008年1月6日15:0012008年1月6日15:002008年1月6日17:002008年1月7日8:002008年1月7日11:0012008年2008年1月7日15:002008年1月7日15:002008年1月7日17:007日11:001月7日15:002008年1月7日17:002008年1月8日8:002008年1月8日12:002内容提纲①物联网技术介绍②基于物联网技术施工自动定位与跟踪技术3物联网技术在施工进度监控管理中的应用4物联网技术在施工项目控制挣值分析方法的应用5物联网技术在施工安全监控管理中的应用6基于BIM核心的物联网技术应用发展基于基于RFID技术的工程项目控制挣值分析方法物联网技术在施工管理中的应用物联网技术在施工管理中的应用项目管理的精益化——“精”代表少投入、少消耗资为目标做正确的事。归纳起来，精益思想就是在创造价值的目标下项目结构图室外总体室外总体室内砌筑装饰工程门窗工程屋面工程主楼4主楼4-19层主楼1-3层裙房屋顶结构裙房结构工程地下室砼工程土方工程基坑支护工程桩基工程外墙石材玻璃幕墙外墙涂料主楼屋顶结构主楼20层序号图型三参数关系分析G效率低投入延后用工作效率高的人员更换一批工作效率低的人员2效率高若偏离不大，维持现状3员，放慢进度4效率较低投入超前干人员案案例实施展示项目整体表现的正常状态并不代表项目局部的正常状态，案例实施展示甚至细化到工序(WP)实际工作量实际工作量R44实时数据库基于RFID技术的WBS各层梁梁天窗双滑门斜撑一级总项目钢结构一级总项目钢材预处理图5.2钢结构安装项目的WBS图二级子项目所属项目：钢构件拼装项目编号所需输入项目负责人人员：5名类型数量单位成本安装工245元/小时材料：16根钢柱类型数量成本设备：一台吊车其他资源类型数量单位成本无时间要素持续时间：4天WP的最早开始时间某年某月某日每天8个小时工作时间WP的最早结束时间某年某月某日预算是所需资源的函数，所需资源是根据WP和在每个阶段的使用情预算=f(人员，材料，设备，其他资源)第一天预算=(60+45×2+35×2)×8+80×8+第二天到第四天的预算同第一天预算总预算-7200+7200+7200+7200-28800元所属项目：钢构件拼装项目编号所需输入项目负责人人员：5名类型数量单位成本安装工245元/小时材料：16根钢柱类型数量成本设备：一台吊车其他资源类型数量单位成本无时间要素持续时间：4天WP的最早开始时间某年某月某日每天8个小时工作时间WP的最早结束时间某年某月某日预算是所需资源的函数，所需资源是根据WP和在每个阶段的使用情预算=f(人员，材料，设备，其他资源)第一天预算=(60+45×2+35×2)×8+80×8+第二天到第四天的预算同第一天预算总预算-7200+7200+7200+7200-28800元表5.4WP-钢柱安装PV值钢柱安装第一天第二天第三天第四天总额预算定额(元)计划工作量(根)4444表5.5WP-钢梁安装PV值钢梁安装第一天第二天第三天第四天第五天总额预算定额(元)计划工作量(根)44444PV(元)WP指标监控点钢柱安装工作包钢梁安装工作包钢柱安装根数钢柱累计安装根数钢柱安装WP完成工作量百分比钢梁安装根数钢梁累计安装根数钢梁安装WP完成工作量百分比第一天4400第二天2600第三天3900第四天500基于RFID技术获取数据的WP实际完成工作量情况统计表EV(元),监控时间点(天)1234567钢柱安装百分比00钢梁安装百分比00000000AC(元),监控时间点(天)1234567钢柱安装人员及设备成本00材料成本0000累计AC钢梁安装人员及设备成本0000材料成本00000000累计AC0000AC值即已完工作实际费用BCWS65如果应用传统挣值法对此项目进行分析，我将会得到PC、AC与EV的累计值。传统挣值法研究对象是钢构件拼装项目整体，如图(钢结构安装项目的WBS图),为了便当前评测时间第7天结束的考核情况如下：余，而且实际进度比计划要提前，从传统挣值法对项目进行评价可以得出钢构件安装项应用嵌入技术的挣值法进行分析项目信息计划工作量预算成本PV(百元)工作包计划时间(天)监控时间点(天)123456789钢柱安装4钢梁安装5项目信息挣值EV(百元)工作包项目执行情况开工情况完工时间长度监控时间点(天)123456789钢柱安装已完工延误钢梁安装进行中提前2累计EV项目信息完成工作的实际成本AC(百元)工作包项目执行情况开工情况完工时间长度监控时间点(天)123456789钢柱安装已完工延误钢梁安装进行中提前2累计EV10第一天第二天第三天第四天第五天第六天第七天—钢柱安装1-一钢梁安装0000t一项目1己0第一天第二天第三天第四天第五天第六天第七天一钢柱安装0一钢梁安装0000★一项目00第一天第二天第三天第四天第五天第六天第七天0第一天第二天第三天第四天第五天第六天第七天一钢柱安装1111-钢梁安装0000一项目10第一天第二天第三天第四天第五天第六天第七天-钢柱安装0000一钢梁安装0000一项目0图5.6各WP及项目整体SPI指标统计图而对于嵌入而对于嵌入RFID技术的挣值法而言，项目管理人员可以实时监控各级项目WBS的执行情况，而这个过程是无需耗费时间与人力的，并且不存在数据获取失误的情况，这源于RFID技术数据获取速度是人工获取的100倍。检测点第一天第二天第三天第四天第五天第六天第七天钢柱安装分析正常效率较低效率较低效率较低成本超支建议维持现状增加人员和设备增加人员增加人员和设备检测点第一天第二天第三天第四天第五天第六天第七天钢梁安装VV分析效率高效率高效率高建议抽出部分人员，放慢速度抽出部分人员，放慢速度抽出部分人员，放慢速度检测点第一天第二天第三天第四天第五天第六天第七天从各个工作包以及工作包上层级项目结果分析及偏差处理可以得知，在运用嵌入到及时处理将会为项目带来较大损失，这正是RFID技术带给挣值分析方法的优点。分析正常效率较低效率较低效率较低效率较低效率较低效率高速不是传增加人员增加人员加设备买增加人员抽出部分抽出部分理抽出部分慢速度内容提纲1物联网技术介绍②基于物联网技术施工自动定位与跟踪技术3物联网技术在施工进度监控管理中的应用4物联网技术在施工项目控制挣值分析方法的应用5物联网技术在施工安全监控管理中的应用6基于BIM核心的物联网技术应用发展基于基于RFID技术的外脚手架安全实时监测与预警物联网技术在施工管理中的应用外脚手架安全检查工作开始能感知技术的外脚手架日常安测流程如图3-1所示。到现场按照表格内容逐项打分将打分信息发送到处理器进行安全分析否进行整改是否合格是进行整改电子存档检查人员签署合格电子签名电子存档外脚手架安全检查工作结束图3-1外脚手架实时监测流程8施工中禁非帽8施工中禁非帽清进工地戴安全表4.2预警内容数据来源及形式预警内容获取途径数据形式RFID、垂直度传感器悬挑梁挠度外架整体位移连墙件受力钢丝绳受力立杆垂直度挠度位移应力应力角度外包安全网外挑安全网安全隔离设施外侧挡板栏杆扣件立杆底部外脚手架安全預警内容防护措施搭设规范性稳定性图4-2外脚手架安全监测预警内容外外脚手架系统外脚手架一般安全控制点监测安全检查员读写器解调器安全管理员外脚手架关键安全控制点监测外脚手架实时监测方法安全数据统计实时安全监测安全数据统计安全数据输出安全管理人员图3-2外脚手架实时监测方法实现的总体框图采用RFID和无线传感器网络技器提供了一个ID,包括传感器的监测物联网技术在施工管理中的应用悬挑脚手架支撑梁测点布置示意图如图3-4所示：安全管理员安全管理员RFID手持读写器数据库光纤光栅RFID标签形变传感器悬挑脚手架支撑钢梁图3-4支撑梁监测示意图RFID手持RFID手持数据库光纤光栅位移传感器整体外架图3-图3-6外架整体位移监测示意图脚手架连墙件监测脚手架连墙件监测图3-8悬挑脚手架连墙件监测示意图内容提纲1物联网技术介绍②基于物联网技术施工自动定位与跟踪技术3物联网技术在施工进度监控管理中的应用4物联网技术在施工项目控制挣值分析方法的应用5物联网技术在施工安全监控管理中的应用6