《智能建造技术与装备》 课件全套张啸尘 第1-10章 绪论- 智能施工与智慧工地

智能建造技术与装备第一章：绪

论目录一、智能建造的“前世今生”二、装配式建造技术及装备三、数字建造技术及装备四、智能建造技术及装备目录一、智能建造的“前世今生”二、装配式建造技术及装备三、数字建造技术及装备四、智能建造技术及装备智

能

是指通过运用以建筑信息化模型技术为核心的信息技术提升设计、施工、运营维护环节的信息化、智能化水平，提高效率和质量，降低成本和能耗，实现设计、施工、运营维护环节的集成。一、智能建造的“前世今生”——智能建造的概念智能建造（IntelligentConstruction）建造

为专业的应用对象指房屋、道路、桥梁、隧道等各类建筑物的建造生产。智能建造智能化设计数字化制造装配式施工智能化管理建筑物生命周期全链条各阶段各专业各参与方人工智能数字制造物联网云计算

等先进技术集成协调实现智能建造是建筑业供给侧结构性改革的重要内容，建筑业转型升级的重要手段，绿色发展、创新发展的重要举措。一、智能建造的“前世今生”——智能建造的特点

智能建造的特征在于其集成了建筑的设计拆分、构件的制备运输以及建筑的安装搭建整个完整技术流程，并且全过程由智能化系统完成。设计过程生产过程运输过程现场安装过程涉及数据采集、智能分析、建筑理论等技术涉及生产线、制备装备、智能控制、质量管理等技术涉及运输装备、混合动力、智能规划等技术涉及装配工艺、装配装备、精度控制等技术全过程智能化一、智能建造的“前世今生”——智能建造的特点智能建造充分利用各种先进技术手段，使工程项目全生命周期的各个环节高度集成，对不同主体的个性化需求作出智能反应，为不同阶段的使用者提供便利。一、智能建造的“前世今生”——智能建造体系第四层是处于智能建造技术系统最高层次的数字物理系统或产业互联网，这个层面的技术是真正系统层面的应用第一层是基础技术，主要包括新材料、信息通讯技术和生物技术等通用技术，这一层是上层技术的支撑技术，同时也为更高级的技术提供技术支持第二层是设备、设施技术，主要包括传感器、3D打印、工业机器人等智能建造装备和方法，这一层是让建筑建造过程中更加智能化的关键第三层是广泛应用了智能建造装备的智能工厂，在这一层可实现将大部分建造工作放到智能工厂中完成，这一层是智能建造优势的重要体现一、智能建造的“前世今生”——智能建造的发展我国智能建造技术的应用寻求核心关键技术的突破和各技术之间融合发展智能建造技术在我国尚处于起步状态目前主要是通过引进国外核心技术，学习国外先进企业的创新建造技术来加快国内智能建造技术的发展，缺少基础技术的理论支持及理论上更深层次的探讨

现阶段发展状态发展关键开拓全新的技术领域打造符合我国的智能建造技术体系完善技术的创新方案

发展根本目录一、智能建造的“前世今生”二、装配式建造技术及装备三、数字建造技术及装备四、智能建造技术及装备二、装配式建造技术及装备——装配式建造技术概述装配式建造技术——装配式建筑在建造全生命周期所产生和应用的各类技术的统称装配式建筑——建筑所需构件及配件预制化生产、现场装配式安装建造的建筑生产方式这些技术有机集成、协同作用，共同影响装配式建造的成本、进度、质量和安全，实现对传统建造方式的变革与升级。标准化设计技术工厂化预制技术装配化施工技术信息化管理技术标准化设计工厂化生产装配化施工信息化管理智能化应用装配式建筑与传统建筑相比装配式建造技术装配式建造技术的优越性二、装配式建造技术及装备——装配式建造技术概述可持续发展环境影响小产品质量好建设工期短建造效率高劳作条件好通过在施工现场安装定型化和标准化的预制构件实现建筑的建造，预制构件通过预制生产线进行工业化生产，现场安装也可充分利用现代化的机械系统和先进的生产技术。预制构件工厂化、标准化生产，可以避免现场浇筑施工的不稳定因素，避免施工上的转包行为，质量易于控制。工厂制作预制构件时可以严格控制废水、废料和噪声污染，现场安装时湿作业少，施工工期短，以上都减少了对施工现场及周围环境的污染，在一些跨越交通线的工程中，采用预制构件几乎不对既有交通造成影响。应用预制化生产的构件，各构件的生产可同时进行，施工现场的工作量大大减少，也降低了管理、环境、设施等对施工周期的影响。在工厂中生产预制构件多采用机械化和自动化的生产设备，工人劳动条件好于现场施工方式，现场安装阶段多采用机械化的施工方式。有利于产业转型装配式建造技术使用了大量的自动化、机械化设备，对于建筑行业从手工业到工业化进行产业转型有极大的促进作用。预制构件通过严格的设计和施工，可大大减少材料消耗。预制混凝土结构与现浇混凝土结构相比，可节省55%的混凝土和40%的钢筋用量。同时工厂可以大量利用废旧混凝土、矿渣、粉煤渣、工业废料等原料来生产预制产品。装配式建造技术的不足之处二、装配式建造技术及装备——装配式建造技术概述基本建设造价高运输成本高安装要求高建造技术水平参差建筑整体性较差装配式建造技术需要通过精心设计的连接节点实现预制构件的拼装，还需要通过现场浇筑实现拼接处的固定，较为容易出现结构整体性和冗余度差的问题。由于装配式建造技术中，采用的是工厂化生产预制构件，所使用的预制构件尺寸固定，受施工放线尺寸、楼层标高等现场测量精度影响大。装配式建造技术中使用的预制构件，在制作后需运输到现场安装，需要大型运输设备，相比于传统建造技术增加了运输成本。装配式建造技术缺乏完善的规范和质量管理标准，同时也缺乏足够的设计与施工经验。装配式建造技术的推广必须要先建设预制构件工厂，初期投资大、在运输和安装过程中需要大型的运输和安装设备。装配式建造技术作为一种相对高新的建造技术，与传统建造技术相比，在发展初期存在缺点也正常。随着装配式建筑的发展，相关的技术规范与标准逐渐完善，安装、运输机械化水平提高等，装配式建造技术将会成为一种安全、快速、常用的建造技术，具有长久的生命力与竞争优势。二、装配式建造技术及装备——装配式建造技术起源装配式建造技术发展历程装配式建造技术起源于欧洲，后有美国、日本等国家引进并发展二、装配式建造技术及装备——装配式建造技术国内发展现状我国装配式建造技术发展过程我国装配式建造技术体系主要表现为“吸收引进后调整创新”，引进的体系包括法国“世构体系”、德国“双皮墙体系”等。发展现状在装配式建造技术中，装配式混凝土结构体系的建造技术发展较为领先，已经形成了较为完整的建筑全生命周期技术，在我国装配式建筑市场占据主导地位。装配式建筑结构体系主要包括钢结构、混凝土结构和木结构三种形式。二、装配式建造技术及装备——装配式建造技术体系及方法我国装配式建造技术体系装配式建造技术主要由标准化设计技术、工厂化生产技术、装配化施工技术及信息化管理技术协同整合，共同作用于装配式建造的成本、进度、质量和安全方面，以实现对传统建造方式的革新与提升。装配化施工技术是装配式建造技术的末端重要技术，标准、规范装配化施工技术是装配式建造技术自动化、智能化的重要体现工厂化生产技术是装配式建造技术的基础技术信息化管理技术是装配式建造技术高效率、低成本、高安全性、可持续发展的重要保证标准化设计技术为装配式建造技术的可靠性、安全性提供基础保障

装配式建造装备主要包括用于实现装配式建造技术的各种机械设备和工具，例如预制件生产线及生产线所包含的各个设备、预埋件生产及布置设备、施工安装机器人、装修机器人、辅助移动机器人等，以及用于运行和维护生产线及施工设备的辅助设备。二、装配式建造技术及装备——装配式建造装备1.预制件生产线及生产线所包含的各个设备装配式建造装备展示预制构件生产线常见的混凝土预制构件生产线系统主要包括：模台系统、模台输送系统、混凝土输送系统、布料系统、混凝土振捣系统、养护窑系统、预养护系统、脱模系统、运输系统、构件表面处理系统等。模台系统脱模系统养护系统布料系统二、装配式建造技术及装备——装配式建造装备2.预埋件生产及布置设备用于放置、固定预埋件的智能设备，预埋件是指预先安装在预制构件中用于保温、减重、吊装、连接、定位、锚固、通水通电通气、防雷防水、装饰等的事物。3.施工安装机器人用于安装构件、外墙板、地板等智能装备钢筋桁架捆绑设备ALC墙板安装机器人钢筋网捆绑设备隔音板安装机器人二、装配式建造技术及装备——装配式建造装备4.装修机器人用于粗装修阶段的整平机器人、抹平机器人、抹光机器人、墙面打磨机器人、抹灰机器人、墙面喷涂机器人、地砖铺装机器人等智能装备5.辅助机器人用于辅助实现装配式建造技术的智能巡检机器人及基站、辅助搬运机器人、智能升降机、放线机器人、智能装备库等智能设备抹灰机器人智能巡检机器人地面抹平机器人搬运机器人目录一、智能建造的“前世今生”二、装配式建造技术及装备三、数字建造技术及装备四、智能建造技术及装备三、数字建造技术及装备——数字建造概述

数字建造

是指把工程信息、包括与此相关的技术、工具和方法数字化数字建造这一概念的技术和理论基础，直接来源于工业制造中逐渐成为主流的数字化制造理论。数字建造的宗旨是“数字化、智能化、高效率“，可以有效提高工程的效率、质量，并改变传统的施工方式。三、数字建造技术及装备——数字建造发展数字辅助时代数字控制与数字链接时代建筑信息化数字建造1990年代电子自动化控制系统被广泛应用于生产领域，互联网技术也逐渐在建筑行业沟通和办公协同中发挥作用。

1980年代CAD/CAE/CAM等CAX技术的深入应用，实现了工程产品设计的现代化。市场上也出现了建筑工程预算造价软件、算量等工程成本预算辅助软件及办公软件。21世纪初建筑信息化持续发展，大数据、云计算、人工智能等新技术形态不断涌现，BIM技术的成熟，建筑业的数字化进程进一步加速。这个阶段，数字建造开始走向标准化、智慧化、工业化与数字化。

近年来数字建造从单一的技术应用扩展到整个建筑产业的各个环节。这个阶段，数字建造更加强调生态化。数字建造技术四个发展时期三、数字建造技术及装备——数字建造体系及方法数字建造技术体系主要包括了BIM技术、云计算、大数据、移动应用和智能应用等关键技术，数字建造的实现主要有三大特征，分别是数字建造的数字化、在线化、智能化。数字建造技术基本体系三、数字建造技术及装备——数字建造体系及方法数字建造技术基本原理主要有七个方面，包括了建筑元素数字化、标准化与规范、网络交互、视觉认知、智能决策支持、集成化和协同化管理、持续升级和优化。数字建造技术基本原理三、数字建造技术及装备——数字建造装备

数字建造装备主要包括智能化建筑工程装备、AI行为识别系统和其他后台系统。数字建造技术系统与自动化建造机器人相结合的智能装备，具备数字化、智能化控制技术，可以实现无人化或少人化的建筑工地操作。包括智慧工地物联网系统、智慧工地数字化管理系统和智慧运维系统等，是智能工程装备控制解决方案的重要部分。通过融合通信技术和大数据、人工智能算力算法，对施工现场进行监控和管理，确保安全高效建造。AI行为识别系统其他后台系统智能化建筑工程装备目录一、智能建造的“前世今生”二、装配式建造技术及装备三、数字建造技术及装备四、智能建造技术及装备四、智能建造技术及装备——智能建造技术概述装配式建造技术和数字建造技术是智能建造技术的基础智能建造技术则是装配式建造技术和数字建造技术的发展和升级智能建造是一个高度集成多个环节的建造系统，融合了设计、生产、物流和施工等关键环节。智能建造技术涉及建筑工程的全生命周期，主要包括智能规划与设计、智能装备与施工、智能设施三大模块。智能建造技术是在装配式建造技术和数字建造技术的基础上，通过物联网、人工智能等技术，实现建筑全生命周期的智能化管理和运营。智能建造技术是一种以数字化、信息化和自动化为特征的新型建筑施工方式。四、智能建造技术及装备——智能建造国内外发展对比BIM技术与物联网技术最早也是在美国提出的。美国及欧洲是开展智能建造技术较早的国家和地区，比其他国家早十年左右，新加坡、日本、韩国等近年也逐步实现了智能建造技术。以美国、英国及德国为代表的人工智能技术、大数据技术、云计算等技术的发展走在世界前列，政府发布的政策、投入的资金、技术研发及人才培养都为智能建造技术的发展提供支持。国外建造技术发展过程国外推动建造技术发展的相关政策四、智能建造技术及装备——智能建造国内外发展现状及动态我国的智能建造技术起步较晚，我国从2011年开始，提出建筑业信息化发展，将物联网引入建筑行业，以实现建筑物与部品构件、人与物、物与物之间的信息交互。随着政策规划，智能建造技术不断升级，使得建筑项目的全过程更加智能化、自动化。近几年，我国建筑业对智能建造、大数据等技术的政策也相应出台，大力发展智能建造信息化技术。我国建造技术发展过程国内关于推动建造技术发展出台相关政策四、智能建造技术及装备——智能建造装备智能建造装备是一种基于物联网与BIM技术作为基础，与自动化、数字化建造机器人相结合的智能装备，例如智能布料系统、智能测量机器人、智能安装机器人等具有感知、分析、推理、决策、控制等智能功能的生产或施工设备。智能建造装备起源作为建筑业突破劳动力建造的利器，智能建筑装备的研发工作始于20世纪70年代。早在1978年，日本就研制出世界第一台建筑机器人。日本首台建筑机器人Kawasaki-Unimate2000在智能模架装备方面，我国早在20世纪70年代初，就自行研制了倒链式爬升模板，20世纪80年代又研制了液压千斤顶式爬升模板。液压千斤顶式爬升模板国际智能建造装备起源国内智能建造装备起源四、智能建造技术及装备——智能建造装备智能建造装备发展1982年，日本清水公司开发的一台耐火材料喷涂机器人，被认为是首台建筑施工机器人。1994年和1996年，德国分别设计制造了墙体砌筑机器人和混凝土施工机器人。1997年，美国南加州大学提出3D打印技术来制造建筑物的方案，2004年建筑3D打印技术被提出。2014年，新加坡开发了地瓷砖铺设机器人。我国建筑机器人研究起步较晚，但在政府、高校、科研院所、企业的共同努力下，发展较为迅速。目前，建筑机器人的开发与应用主要包括三个方面：推动建筑专业机器人的研发；对现有机械的改造；对既有机器人的应用。耐火材料喷涂机器人SSR1首台建筑施工机器人世界首台自动砌砖机器人HadrianX瓷砖铺设机器人全球最大的3D打印建筑迪拜政府大楼国内瓷砖铺设机器人我国智能建造装备发展感谢聆听！智能建造技术与装备第二章：BIM技术与应用目录一、BIM概述二、BIM技术的国内外发展现状三、BIM技术特点四、BIM技术在智能建造的应用目录一、BIM概述二、BIM技术的国内外发展现状三、BIM技术特点四、BIM技术在智能建造的应用建筑工程信息库BIM技术是Autodesk公司在2002年率先提出建筑信息模型或建筑资讯模型一词，形容以三维图形为主、物件导向、建筑学有关的电脑辅助设计。一、BIM概述建筑信息模型（BuildingInformationModeling，BIM）BIM的核心是通过建立虚拟的建筑工程三维模型，利用数字化技术，为模型提供完整的、与实际情况一致的建筑工程信息库。构件几何信息

非构件对象的状态信息构件状态信息构件专业属性信息库包含描述建筑物构件的几何信息、专业属性及状态信息，以及非构件对象（空间、运动行为）的状态信息。建筑信息模型建筑工程三维模型实现建筑信息的集成，从建筑的设计、施工、运行直至建筑全寿命周期的终结，各种信息始终整合于三维模型信息数据库中。一、BIM概述借助BIM的三维模型，提高建筑工程的信息集成化程度，为建筑工程项目各方提供工程信息交换和共享的平台。①Autodesk公司的Revit建筑、结构和设备软件，常用于民用建筑；②Bentley建筑、结构和设备系列，Bentley产品常用于工业设计（石油、化工、电力、医药等）和基础设施（道路、桥梁、市政、水利等）领域；③ArchiCAD，属于一个面向全球市场的产品，应该可以说是最早的一个具有市场影响力的BIM核心建模软件。NO.2NO.3NO.1Revit建筑软件Bentley建筑软件ArchiCAD常用的BIM建模软件目录一、BIM概述二、BIM技术的国内外发展现状三、BIM技术特点四、BIM技术在智能建造的应用二、BIM技术的国内外发展现状——BIM在美国发展现状美国BIM发展起源BIM的概念最早在上世纪70年代就已经提出，但直到2002年美国的Autodesk公司发表了一本BIM白皮书之后，其它一些相关的软件公司也加入，才使得BIM逐渐被大家了解。2003年，美国联邦总务署（GSA，成立于1949年）发起了3D-4D-BIM计划，要求到2007年，所有GSA项目全面BIM化，BIM开始在美国快速发展。2006年，CSI（ConstructionSpecificationsInstitute）编制完成AEC万用标准OmniClass。到2007年，全美建筑科学院NIBS推出BIM标准：全美BIM标准（NBIMS），日后被各国效仿。2013年，全美建筑科学院NIBS发布BIM指南，并且最近几年还在一直更新。1970概念提出2002Autodesk白皮书2003美国联邦总务署3D-4D-BIM2006CSI学会OmniClass2007全美建筑科学院NIBS全美BIM标准(NBIMS)政府项目全面BIM化2013《BIM指南》二、BIM技术的国内外发展现状——BIM在美国发展现状美国工程建设行业，应用BIM技术的工程已占多数，根据调研，美国BIM应用率在2007、2009与2012年分别为28%、49%与71%，至2014年，美国大型建筑企业BIM应用率达91%，中型企业达86%，小型企业也有49%。国家和行业协会都出具各类BIM标准，为BIM的规范化发展打下坚实的基础。出台的一系列政策以及国家项目对BIM的应用，极大的提高了BIM技术的实际应用程度。（1）美国总务署（GeneralServiceAdministration，GSA）是倡议公营项目采用建筑信息模型的先锋，GSA对BIM技术的推广作出了巨大的贡献。在2003年推出了全国3D-4D-BIM计划，旨在为所有对3D-4D-BIM技术感兴趣的项目团队提供一站式服务，包括战略建议和技术支持。2007年，GSA要求GAS所有的项目都采用3D-4D-BIM技术，并给予相应资金的帮助。在美国，GSA在工程建设行业技术会议如AIA-TAP中都十分活跃，GSA项目也常被提名为年度AIABIM大奖，因此GSA对BIM的宣传直接提高了美国工程建设行业对BIM的应用。美国对BIM发展作出很大贡献的机构美国BIM技术的进一步发展美国总务署GSA二、BIM技术的国内外发展现状——BIM在美国发展现状（2）美国陆军工程兵团（theUS

ArmyCorpsofEngineers，USACE）隶属于美国联邦政府和美国军队，是世界最大的公共工程、设计和建筑管理机构。在BIM技术的实际应用方面发挥了重要作用。USACE的第一个BIM项目是一个无家眷军人宿舍项目，利用Bentley的BIM软件进行碰撞检查以及算量。2004年11月，USACE路易维尔分区在北卡罗来纳州的一个陆军预备役训练中心项目应用了BIM技术。2006年10月，USACE发布了为期15年的BIM发展路线规划，并承诺未来所有军事建筑项目都将使用BIM技术。（3）Building

SMART联盟

(building

SMARTalliance，BSA)是美国建筑科学研究院（NIBS）在信息资源和技术领域的一个专业委员会，成立于2007年。BSA下属的国家BIM标准项目委员会专门负责美国国家BIM标准的研究与制定。2007年12月，NBIMS-US发布了NBIMS的第一版的第一部分。2012年5月，NBIMS-US发布NBIMS的第二版的内容。NBIMS第二版的编写过程采用了一个开放投稿（各专业BIM标准）、民主投票决定标准的内容，因此，也被称为是第一份基于共识的BIM标准。美国BIM标准第一版无家眷军人宿舍项目二、BIM技术的国内外发展现状——BIM在英国发展现状迄今为止，英国建筑业BIM标准委员会已发布了英国建筑业BIM标准、适用于Revit的英国建筑业BIM标准、适用于Bentley的英国建筑业BIM标准，并还在制定适用于ArchiACD、Vectorworks的BIM标准，这些标准的制定为英国的AEC企业从CAD过渡到BIM提供切实可行的方案和程序。英国BIM技术发展战略1987BPIC成立1997Uniclass2007实用指南2011宣布BIM战略2016政府项目全面BIM化1987年，英国主要建筑业机构的代表联合成立了BPIC(建设项目信息委员会)。它为建筑生产信息的内容、形式和编制提供了最佳实践指导，并在整个行业中传播。到1997年，英国的BIM标准Uniclass发布，最新版为Uniclass2015。2007年，英国也推出BIM实用指南。2011年5月底，英国内阁办公室宣布BIM战略：英国政府将在2016年要求其公共工程导入合作式3DBIM应用之五年计划，正式开启了英国建筑与营建产业迈向BIM世纪的序幕。英国BIM技术的发展二、BIM技术的国内外发展现状——BIM在新加坡的发展现状新加坡BIM技术发展现状新加坡负责建筑业管理的国家机构——建筑管理署（BuildingandConstruction，简称BCA），在BIM这一术语引进之前，新加坡当局就注意到信息技术对建筑业的重要作用。1982年，BCA就有了人工智能规划审批的想法；2000～2004年，发展CORENET项目，用于电子规划的自动审批和在线提交，是世界首创的自动化审批系统。2011年，BCA发布了新加坡BIM发展路线规划，规划明确推动整个建筑业在2015年前广泛使用BIM技术。新加坡的BIM技术发展已经加入了时间元素，施工方甚至可以准确知道每一天的工程进度，确保工期。同时，新加坡BIM技术很多建筑都是把整个房间在工厂内组装完毕后，直接整体运到施工现场，方便快捷，让预加工、预装配能够更好得以实现。BIM应用发展：BIM技术发展：二、BIM技术的国内外发展现状——BIM在北欧的发展现状北欧BIM技术发展现状北欧BIM技术的发展主要是企业的自觉行为北欧国家包括挪威、丹麦、芬兰和瑞典，是一些建筑业信息技术的主要软件厂商（如Tekla和Solibri）所在地。这些国家是全球最先一批采用基于模型设计的国家，并且其中以国际金融中心（InternationalFinanceCenter，IFC）为代表的机构也在推动建筑信息技术的互用性和开放标准。北欧在BIM技术发展上，实现了从项目规划到运营维护的无缝衔接传递和共享，在提高建筑能源效率和环境友好性上起到了重要作用。最佳BIM项目和最佳基础设施项目挪威兰塞尔瓦大桥荷兰代尔夫特理工大学新型能源再生跨学科教学楼二、BIM技术的国内外发展现状——BIM在日本的发展现状日本BIM技术发展现状2009年，大量的日本设计公司、施工企业开始应用BIM，同时政府也建立了建设项目作为试点，有“2009年是日本的BIM元年”的说法。2010年，日本33%的施工企业已经应用BIM了，在这些企业当中近90%是在2009年之前开始实施的。调研显示，采用BIM的最主要原因是BIM绝佳的展示效果，而2010年人们采用BIM主要用于提升工作效率。2012年7月，日本建筑学会发布了日本BIM指南，从各方面为日本的设计院和施工企业提供了应用指导。基于BIM技术的应用，日本提出日本智能建造生产系统i-construction4.0将建造现场打造为最先进的工厂在建造现场导入最先进的供应链体系打破阻碍建造现场生产率提升的固有思维及规范限制全面应用ICT(信息通讯技术)规格标准化(混凝土构造物）施工过程的平准化三大核心三大支柱二、BIM技术的国内外发展现状——BIM在韩国的发展现状韩国BIM技术发展现状韩国在运用BIM技术上十分领先，多个政府部门都致力于制定BIM的标准，例如韩国公共采购服务中心和韩国国土交通和海洋部。韩国主要的建筑公司已经都在积极采用BIM技术，如现代建设、三星建设、空间综合建筑事务所、大宇建设、GS建设、Daelim建设等公司。2010年4月，韩国公共采购服务中心（简称PPS）发布了如下BIM路线；2010-2012年，通过扩大BIM应用来提高设计质量；2013-2015年，构建4D设计预算管理系统；2016年，所有公共设施管理全部采用BIM，实现行业革新。韩国推出BIM的云服务系统Autodesk韩国公司于2012年7月，推出AutodeskBlM360。AutodeskBIM360包括一组云服务，有助于为建筑和基础设施所有者提供用于运营和维护的智能信息，支持项目移交和生命周期，可以让用户在整个项目生命周期中随时随地访问BIM项目信息二、BIM技术的国内外发展现状——我国BIM技术的发展现状我国BIM发展过程2005年，Autodesk进入中国宣传BIM，BIM的概念才逐步在国内被认知。2007年，建设部发布行业产品标准《建筑对象数字化标准》。2008年，上海的标志建筑上海中心决定在该项目采纳BIM技术，BIM技术开始在国内加速发展。2011年，中国出现第一个BIM研究中心，位于华中科技大学。2011年，政府部门逐步开始接触并推广BIM。2016年，住房城乡建设部印发2016-2020年建筑业信息化发展纲要中明确提出BIM重心。2017年，国务院办公厅关于促进建筑业持续健康发展的意见中也明确说明了BIM的重要性。引入BIM2005上海中心应用BIM技术2008政府部门推广BIM2011关于促进建筑业持续健康发展的意见2017《建筑对象数字化标准》2007第一个BIM研究中心20112016-2020年建筑业信息化发展纲要2016目录一、BIM概述二、BIM技术的国内外发展现状三、BIM技术特点四、BIM技术在智能建造的应用三、BIM技术特点BIM技术具有八大特点

信息的完备性

信息的关联性信息的一致性BIM的可视性

BIM的协调性

BIM的模拟性

BIM的优化性

BIM的可出图性完备性关联性信息的完备性是指，BIM模型包含了设施的全部实际信息。在创建建筑信息模型行为的过程，设施的全生命周期的各个阶段的信息，从设计到施工信息，从维护信息到工程逻辑关系都全部包含在内。所有信息全部都储存进入所建立的模型之中，使得BIM模型的信息来自单一的工程数据源。信息的关联性是指，BIM中的对象是可识别且参数信息是相互关联的。即：模型中的某个对象发生变化，与之关联的所有对象都会随之更新;系统能够对模型的信息进行分析和统计，并生成相应的图形和文档;能根据用户指定的方式进行显示，例如，在二维视图中生成各种施工图，如平面图、剖面图、详图等，且BIM模型可以展示为不同的三维视图，生成三维效果图。三、BIM技术特点BIM技术具有八大特点信息的完备性信息的关联性

信息的一致性

BIM的可视性

BIM的协调性

BIM的模拟性

BIM的优化性

BIM的可出图性一致性可视性信息的一致性是指，实际项目与模型中各参数实时一致。建筑工程项目的全生命周期的各个阶段节点，与其对应的BIM模型中所含的数据参数信息是互相一致的，不会存在重叠信息的出现。BIM模型所含的信息一直保持着实时联动更新，不同阶段的BIM模型可以简单地进行维护与更新，而无需重新建模，从而减少了信息不一致的错误。BIM的可视性是指，可以将建筑工程项目的全生命周期的各个环节以立体实物图形的形式展现，包括：设计可视化；机电管线综合可视化可视化碰撞检测技术交底可视化空间可视化施工组织可视化施工进度可视化三维渲染BIM的可视化是基于对建筑信息综合分析结果的呈现，这也是BIM强大数据分析能力的一种表现三、BIM技术特点BIM技术具有八大特点

信息的完备性

信息的关联性

信息的一致性

BIM的可视性

BIM的协调性

BIM的模拟性

BIM的优化性

BIM的可出图性协调性模拟性BIM的协调性是指，BIM建筑信息模型可在建筑物建造前期，对各专业的碰撞问题进行协调，生成协调数据，并能在模型中生成解决方案。BIM的协调性服务可以帮助解决项目从勘探设计到环境适应再到具体施工的全过程协调问题，为提升管理效率提供了极大的便利。BIM的协调作用不止能解决各专业间的碰撞问题，还可以解决电梯井布置与其他设计布置的协调、防火分区与其他设计布置的协调、地下排水布置与其他设计布置的协调等。BIM的模拟性是指，能在建筑工程真正动工之前，先在电脑上模拟一遍建造过程，以解决设计中的不足和真实施工中可能存在的问题。这个模拟不是简单的堆积木，而是带有真实数据的、能够真正反映现实问题、可以提前发现各流程之间的冲突作业点的模拟。例如：紧急疏散模拟、日照模拟、热能传导模拟等，在招投标和施工阶段可以进行4D模拟，也就是根据施工的组织设计模拟实际施工，从而确定合理的施工方案指导施工。三、BIM技术特点BIM技术具有八大特点

信息的完备性

信息的关联性

信息的一致性

BIM的可视性

BIM的协调性

BIM的模拟性

BIM的优化性

BIM的可出图性优化性可出图性BIM的优化性是指，BIM模型提供了建筑物的实际存在的信息以及建筑物变化以后的实际存在信息，结合配套的各种优化工具，提供了对复杂项目进行优化的更大可能。包括：项目方案的优化：将项目设计和投资回报分析结合起来，实时计算产生的各种影响，为业主提供方案的选择依据。特殊项目的设计优化：特殊项目的优化也就是针对建筑工程的某个部分进行优化，例如裙楼、幕墙、屋顶等。BIM模型不仅能绘制常规的建筑设计图纸及构件加工的图纸，还能通过对建筑物进行可视化展示、协调、模拟、优化，并出具各专业图纸及深化图纸，使工程表达更加详细。主要包括:综合管线图，通过多方面的检查和设计修改，能够在很大程度上消除相对应的错误。综合结构留洞图。碰撞检测报告以及针对性的改进方案。目录一、BIM概述二、BIM技术的国内外发展现状三、BIM技术特点四、BIM技术在智能建造的应用四、BIM技术在智能建造的应用——在建筑施工领域的应用项目前期策划阶段项目前期策划阶段对整个建筑工程项目的影响很大美国HOK建筑师事务所麦克利米曾提出著名的麦克利米曲线图，图表表明在项目前期的优化对于项目的成本和功能影响是最大的，而优化设计的费用是最低的；而在项目后期优化对于成本和功能影响在逐渐变小，优化设计的费用却逐步增高。麦克利米曲线图BIM技术应用在项目前期的工作有很多，主要包括：现状建模与模型维护场地分析成本估算阶段规划规划编制建筑策划四、BIM技术在智能建造的应用——在建筑施工领域的应用项目设计阶段BIM在建筑设计的应用范围非常广泛，无论在设计方案论证，还是在设计创作、协同设计、建筑性能分析、结构分析，以及在绿色建筑评估、规范验证、工程量统计等许多方面都有广泛的应用。例：BIM在建筑设计中的应用流程设计方案论证：利用BIM技术构建项目模型，设计符合要求的方案，经数据对比和模拟分析确定各方案的优劣。协同设计：BIM技术整合建筑、装饰、专项设计等不同专业，发现设计中存在的问题，提升设计质量，还可以在建筑设计和专项设计之间协同解决图纸问题，提前消除矛盾或冲突，减少后期设计变更。模拟分析：建筑BIM模型提供精确的构件形状、数量情况、尺寸大小、材料信息以及与研究相关的深化信息，实现采光分析、通风分析以及能源消耗等应用。四、BIM技术在智能建造的应用——在建筑施工领域的应用项目施工阶段BIM技术在施工阶段可以有如下多个方面的应用：3D协调/管线综合、支持深化设计、场地使用规划、施工系统设计、施工进度模拟、施工组织模拟、数字化建造、施工质量与进度监控、物料跟踪等。碰撞综合协调在施工开始前利用BIM模型的可视化特性对各个专业（建筑、结构、给排水、机电、消防、电梯等）的设计进行空间协调施工方案分析在BIM模型上对施工计划和施工方案进行分析模拟，充分利用空间和资源整合，消除冲突，得到最优施工计划和方案数字化建造数字化建造的前提是详尽的数字化信息，而BIM模型的构件信息都以数字化形式存储通过BIM技术与3D激光扫描、视频、图片、GPS、移动通讯、RFID、互联网等技术的集成，可以实现对现场的构件、设备以及施工进度和质量的实时跟踪施工科学管理03010204四、BIM技术在智能建造的应用——在建筑施工领域的应用项目运营阶段在运营维护阶段BIM可以有如下这些方面的应用：竣工模型交付；维护计划；建筑系统分析；资产管理；空间管理与分析；防灾计划与灾害应急模拟。

空间管理

竣工模型交付与维护计划

资产管理

防灾模拟对设施和设备的状态进行跟踪设备的适用状态提前预判自动根据维护记录和保养计划提示保养对故障的设备从派工维修到完工验收、回访等对维修和保养均进行记录，实现过程化管理BIM能将建筑物空间信息、设备信息和其他信息有机地整合起来，结合运营维护管理系统可以充分发挥空间定位和数据记录的优势，合理制定运营、管理、维护计划，尽可能降低运营过程中的突发事件。基于BIM模型丰富的信息，可以将模型以IFC等交换格式导入灾害模拟分析软件，分析灾害发生的原因，制定防灾措施与应急预案。应用BIM技术可以处理各种空间变更的请求，合理安排各种应用的需求，并记录空间的使用、出租、退租的情况，实现空间的全过程管理四、BIM技术在智能建造的应用——在机械领域的应用机械工程总体布局图中的应用在机械工程总体布局图设计过程中，结合BIM中所有设计信息安排机械设备在建筑内的摆放位置、线路布局等，尤其是大型的生产线等生产设备。各专业设计师制作地形、建筑、结构、设备、管线等模型，对真实现场进行仿真，检查厂区道路、车间内部、设备之间间距和空间是否满足要求，完成各专业内的局部调整和专业间的协同，推动设计师和用户探索并优化设计，改善项目参与方之间的协作BIM三维模型中自动提取并生成项目详细工程图和平剖图，提升其质量与准确性，更快地准备图纸，并随时修订更新，消除手动统计，有效提高工作效率、节省资源、降低成本机械工艺方案模拟优化方面的应用在机械工程的工艺方案设计过程中，根据BIM中各方的设计信息，考量设备及管线的布置方案对生产效率的影响，进行合理的工艺方案设计。有的工艺方案可能会占用更大的作业空间，影响人员作业空间和作业安全和整洁美观；有的工艺方案会增加物流距离、管线、能源消耗，有的工艺方案会造成远期运维成本等。通过BIM在工艺方案模拟优化方面进行深化设计，可以直观对比不同方案中各设备、管线与建筑、空间的接口关系，检查综合管线是否出现交叉碰撞，同时也能找到故障问题存在的地方，大大降低故障发生的概率BIM技术可以将工艺方案中各个设备的数据分项，在整体的角度上进行数据分析，有效提高了设计人员的工作效率，减轻了设计人员的工作负担，同时可以综合评价各个工艺方案的优劣，为项目参与方选择最佳方案四、BIM技术在智能建造的应用——在机械领域的应用利用BIM技术获得机械设备三维模型，设计人员可直观地了解到整个机械工程设计中需要打孔、焊接和放线等位置信息，同时也方便操作人员与设计人员对图纸的理解一致。BIM技术使得实体设计理念成为了现实，利用建模软件来将整个机械工程设计进行了三维可视化优化调整，以动态地形式展示出来，使得设计人员可直观地了解到整个机械工程设计中所需要打孔、焊接以及切削等预留孔洞部分，可更正原二维设计图纸中孔洞少留、漏留、错留等现象，得到准确的预留孔洞尺寸和位置。对于实施技术操作人员来说，一些无法用语言表达清楚的内容也可通过BIM技术展示出来，让操作人员更加确切地了解到设计图纸中所有内容，确保设计方案最优并可直接应用于施工指导。机械工程建模中的应用不足之处：虽然BIM技术已经全面使用在机械工程设计领域中，不过仍有不足，例如在工艺平面布置图中，部分设备的空间位置只是符号化表达，布置方案也是原理性示意，无法直接应用于施工指导。实际作业往往依靠工人的经验进行安装，导致现场安装顺序比较混乱。发展方向：当下需要加大对BIM中的功能研究与关键技术研究，促使其向着智能化方向发展，尤其是与Revit和Navisworks等软件的融合，可以借助该机械模型分析，满足机械模型的信息管理、工程仿真及设施维护管理等功能，改善以往在机械工程设计中的问题，促进机械工程设计的有利发展。未来BIM技术的应用会以智能化与网络化为主，智能时代的到来，促使BIM技术更加全面，不仅对绘图、建模有帮助，还能实现有限元分析软件的对接。机械工程设计中的应用趋势四、BIM技术在智能建造的应用——应用实例北京冬奥会场馆“雪如意”——异性钢结构设计国家跳台滑雪中心外景图国家跳台滑雪中心组成图建造难度：作为依山而建的运动赛道，异形结构较多，设计难度大，通过传统CAD设计并利用二维图纸审图的方式，不仅无法有效直观地表达出各构件之间的空间关系，更无法直观表现出结构的具体位置和相关关系，设计方案和施工方案的表达就成为了一个难题。应用BIM优势：将BIM技术引入工程设计阶段，利用BIM相关软件可减少图纸修改对于项目进度造成的影响。通过生态化设计、加工、施工阶段应用BIM技术，实现工程精准、高效建造。BIM三维可视化交底，可实现现有进度与计划进度实时对比、多层级进度信息展示、关键线路及里程碑节点管控、轻量化三维模型施工进度管理。建筑结构：北京冬奥会国家跳台滑雪中心（简称雪如意），项目由主体建筑、训练跳台以及综合区组成，占地约62公顷。主体建筑由山上顶峰俱乐部、山下体育场以及二者之间的竞赛区组成，其中采用大量的异型钢框架结构，顶部圆环直径80米，计算总用钢量约1800吨。四、BIM技术在智能建造的应用——应用实例山体地形图建筑结构：“雪如意”主要由顶峰俱乐部、竞赛区以及看台组成，也是全球首个在顶部出发区设置大型建筑物的跳台滑雪场地。顶峰俱乐部形似“雪如意”顶端的“祥云”，采用异型钢框架结构、双层网壳结构，圆环直径达80米，四周均为悬挑，高度37.5米，作业面极其狭小。应用BIM优势：项目团队经过大量理论论证，前期采用BIM技术模拟施工，将每个大轴线分成若干小轴线来控制曲面的高度及弧度。同时将BIM深化延伸到工程预制件加工以及现场实际操作中，全力确保施工精度和质量。北京冬奥会场馆“雪如意”——施工方案设计“雪如意”外景图四、BIM技术在智能建造的应用——应用实例应用场景：在BIM软件中按楼层高度对最终方案模型进行切片，生成每个楼层的建筑轮廓线，在生成的建筑轮线转换进行参数化幕墙划分。应用过程：通过参数的设置和调整改变幕墙板块的大小，并将单元体整合到建筑表皮中，最终确定以空间异形的单元板块拟合超级空间曲面，呈渐变型、非线性、错式的空间错台变化。通过调整每块幕墙玻璃的尺寸和挠度，对墙的板块进行调整和优化。应用步骤：将参数化生成的模型导入到AutodeskRevit软件中，利用AutodeskRevit自带的渲染器对三维模型进行渲染，导出三维轴侧图片，同时通过对AutodeskRevit导出DWG线性、线框的设置，导出塔顶部分的二维CAD剖面图。武汉中心——外型设计基于BIM技术的参数化找形与幕墙设计，利用BIM技术实现武汉中心的外型设计四、BIM技术在智能建造的应用——应用实例建筑结构：中国尊整个塔楼呈中部明显收腰的造型处理，这种处理方式对塔楼的结构体系产生了重要影响，为了能够对结构体系和结构构件进行精确的建筑描述，特为“中国尊”量身定制了几何控制系统。中国尊——结构设计利用BIM与结构设计技术实现中国尊的结构设计应用过程：几何控制系统控制了塔楼的整个结构体系造型需求，同时也对建筑幕墙及其它维护体系进行了精确描述。几何控制系统是以最初的建筑造型原型抽离出典型控制截面，以这些截面为放样路径，将经过精确描述的几何空间弧线进行放样，由此产生基础控制面。以基础控制面为基准，分别控制产生柱、斜撑、腰桁架、组合楼面等结构构件，进而产生整个结构体系。应用BIM优势：以这种方式产生的结构体系，是在建筑师和结构工程师密切配合下进行的，充分满足了建筑的造型需求，同时也实现了结构安全所需要的全部条件。四、BIM技术在智能建造的应用——应用实例中国尊——机电设计利用BIM与机电设计技术实现中国尊的机电设计“中国尊”作为一座超高超大的建筑，机电系统设计有着独有的特点。建造难点：其在竖向分区中，各区之间设有设备层，用来集中作为机电设备安放位置，同时，在地库中也设有大量的核心机电用房。应用过程：整个项目，机电设计主要应用流程：地库核心以AutodeskRevit作为BIM平台，对各种机电信息进行录入，让模型即时地反映各种机电情况，为机电综合工作的展开创造了优越条件。应用BIM优势：B007层的机电情况非常复杂，层高相对较小，在这种不利的局面中，通过BIM技术辅助对各种机电管线的梳理，在保证满足各种机电系统安装、运行的状况下，依然创造出一些可作为库房的空间，使项目对业主的价值最大化。感谢聆听！智能建造技术与装备第三章：大数据技术与应用目录一、大数据技术概述二、大数据技术的国内外发展现状三、典型大数据技术四、大数据技术在智能建造的应用目录一、大数据技术概述二、大数据技术的国内外发展现状三、典型大数据技术四、大数据技术在智能建造的应用一、大数据技术概述——大数据的概念大数据技术

本质上是从类型各异、内容庞大的数据中快速获得有价值信息的技术海量用户的一次次的行为数据形成巨大的数据集合通过处理与分析的数据，结合各行各业的应用场景和业务需求，提供处理依据和应用依据在维克托·迈尔—舍恩伯格及肯尼斯·库克耶编写的《大数据时代》中，大数据是指不用随机分析法这样捷径，而采用所有数据进行分析处理的方式。其中，作者还指出，大数据技术的核心就是预测。包括分布式计算、数据挖掘、机器学习等关键技术，这些技术被设计用来处理海量数据，并从中提取有价值的知识和见解数据技术应用大数据技术=“数据+技术+应用”成熟期2001—2010年一、大数据技术概述——大数据的发展历程大数据基础技术成熟之后，学术界及企业界纷纷开始转向应用研究，2013年大数据技术开始向商业、医疗、政府、教育及社会的各个领域渗透，因此2013年也被称为大数据元年。03大数据作为一个新兴名词开始被理论界所关注，其概念和特点被进一步丰富，相关的数据处理技术相继出现，大数据开始展现活力。02大数据作为一种构想或者假设被极少数的学者进行仅限于数据量的研究和讨论，并没有进一步探索数据的收集、处理和存储等问题。萌芽期20世纪90年代—21世纪初01大规模应用期2001—2010年大数据技术的发展历程可以分为3个阶段：萌芽期、成熟期和大规模应用期目录一、大数据技术概述二、大数据技术的国内外发展现状三、典型大数据技术四、大数据技术在智能建造的应用二、大数据技术的国内外研究现状——国外研究现状美国大数据技术发展“大数据”这一概念最早由美国科学家约翰·马西(JohnMashey)，在1998年的一个国际会议报告中指出：随着数据量的快速增长，必将出现数据难理解、难获取、难处理和难组织等四个难题，并用“BigData(大数据)”来描述这一挑战，在计算领域引发思考。1989年8月所召开的第11届国际人工智能联合会议KDD(KnowledgeDiscoveryinDatabases)，其应用部分的数据挖掘(DataMining)则是知识发现(KDD)的核心部分。知识发现是指利用深度学习从观测数据或实验数据中挖掘控制方程，推进人类认知。在教育领域，美国教育部教育技术办公室利用大数据分析来监测在线课程学习的学生是否出现困惑，并适时给予指导，帮助学生调整学习方向。此外，他们还能通过学生的按键点击模式判断其对课程的兴趣度，以便适时调整教学内容。在执法领域，波士顿马拉松爆炸案侦办中，大数据技术发挥了关键作用。警方利用大数据技术快速分析了48万多幅图像，这些图像属于非结构化数据。通过对嫌疑犯的特征描述，分析人员编写了代码和算法，快速分析了这些图像，寻找异常情况与特定模式。在美国的先进制药行业，药物开发领域的最新前沿技术是机器学习，即算法利用数据和经验教会自己辨别哪种化合物同哪个靶点相结合，并且发现对人眼来说不可见的模式。二、大数据技术的国内外研究现状——国外研究现状美国大数据技术发展美国政府将大数据视为强化美国竞争力的关键因素之一，把大数据研究和生产计划提高到国家战略层面。美国在大数据技术应用上有很多典型案例：二、大数据技术的国内外研究现状——国外研究现状欧盟大数据技术发展欧盟对于大数据时代中数据对各方面的重要意义以及欧洲在数据方面的潜力具有深刻认识。目前，欧盟在大数据方面的活动主要涉及四方面内容：研究数据价值链战略因素1实施开放数据政策2资助“大数据”和“开放数据”领域的研究和创新活动3促进公共资助科研实验成果和数据的使用及再利用4二、大数据技术的国内外研究现状——国外研究现状欧盟大数据技术发展法案要求互联网平台对虚假信息采取更有力的措施。及时删除非法和有害的在线内容，包括仇恨言论、虚假信息和假货交易信息等。法案规定了对数字服务提供商的追责新标准。要求他们在发现其在线平台出现非法内容后必须在24小时内予以删除，并检查供应商的商品真伪，以减少假冒产品的出现。法案提出了一个共同监管框架。要求相关平台保护用户基本权利、公共利益、公共卫生和安全，鼓励删除有害信息和内容，防止超大型数字平台被滥用。欧盟在大数据技术的发展上，注重保护个人隐私、促进数据共享与开放、推动数据标准化、关注数据治理和伦理以及加强数据安全和网络安全方面的工作。基于以上，欧盟在2022年10月27日提出《数字服务法案》。二、大数据技术的国内外研究现状——国外研究现状英国大数据技术发展英国在多个领域广泛应用了大数据技术：财政监督：英国财政部利用社交媒体，如Twitter和图片分享网站Flickr公布政府财政信息，实现了财政透明度，并允许公众随时查看政府的支出情况；防范诈骗：英国政府通过大数据技术检测行为模式，成功追回了数十亿美元的逃税和诈骗资金。这种分析技术在发放许可证之前，通过分析公民的行为模式来判断其是否有资格获得许可。精准农业：英国启动了“农业技术战略”，旨在利用大数据和信息技术提高农业生产效率。该策略的核心是建立一个基于农业信息技术和可持续发展指标的农业创新中心，并实施开放数据政策，以便所有参与者能够共享数据和成果。城市规划：英国政府利用大数据技术进行城市规划，通过研究客观环境数据来优化城市设计和管理。在政府的战略设计中，大数据被列为英国的八大领先科技之一。英国大数据技术的发展起源可以追溯到20世纪80年代，英国在大数据领域的发展受到政府的高度重视和支持，并逐渐形成了完整的产业链。二、大数据技术的国内外研究现状——国外研究现状各国大数据技术发展许多国家的政府和国际组织都认识到了大数据的重要作用，纷纷将开发利用大数据作为夺取新一轮竞争制高点的重要抓手，实施大数据战略，对大数据产业发展有着高度的热情。法国

政府发布《数字化路线图》，表示将大力支持“大数据”在内的战略性高新技术，法国软件联盟曾号召政府部门和私人企业共同合作，投入3亿欧元资金用于推动大数据领域的发展。法国政府投资这些项目的目的在于，通过发展创新性解决方案并实践，促进法国在大数据领域的发展。日本

2013年6月安倍内阁正式公布了新IT战略“创建最尖端IT国家宣言”。“宣言”全面阐述了2013～2020年期间以发展开放公共数据和大数据为核心的日本新IT国家战略，提出要把日本建设成为一个具有“世界最高水准的广泛运用信息产业技术的社会”。印度

2016年，印度全国软件与服务企业协会预计，印度大数据行业规模在3年内将到12亿美元，是当前规模的6倍，同时还是全球大数据行业平均增长速度的两倍。在数据开放方面，印度效仿美国政府的做法，制定了一个一站式政府数据门户网站datagovin，把政府收集的所有非涉密数据集中起来，包括全国的人口、经济和社会信息。二、大数据技术的国内外研究现状——国外研究现状国外大数据技术在城市建设领域的应用迪比克市：迪比克市政府与IBM合作，计划利用大数据技术将城市的所有资源数字化并连接起来，含水、电、油、气、交通、公共服务等。通过监测、分析和整合各种数据智能化地响应市民的需求，并降低城市的能耗和成本。美国：纽约市：纽约市消防部门通过大数据分析，预测可能发生火灾的建筑物，并采取相应的预防措施。他们将可能导致房屋起火的因素细分为60个，如贫困家庭、建筑年代、是否有电梯等，并通过特定算法对城市中的建筑物进行打分，计算火灾危险指数，划分出重点监测和检查对象。大数据与市民需求大数据与火灾预测二、大数据技术的国内外研究现状——国外研究现状国外大数据技术在城市建设领域的应用悉尼：悉尼在城市建设中通过收集和分析城市的各种数据，如交通流量、空气质量、能源消耗等，来优化城市规划和管理。例如，通过分析交通数据，优化道路设计和交通信号灯配置，缓解交通拥堵；通过分析能源数据，优化能源供应和使用，减少能源浪费。澳大利亚：大数据与城市资源分配大数据与交通状况新加坡是全球智慧城市建设的先驱之一，大力推广大数据技术在城市建设中的应用。例如，通过收集和分析交通数据，优化公共交通系统，提高出行效率；通过收集和分析环境数据，实时监测空气质量，采取相应的措施改善环境质量。新加坡：二、大数据技术的国内外研究现状——国内研究现状我国大数据技术的发展中国的大数据技术起源可以追溯到20世纪90年代末和本世纪初，当时数据的产生速度和规模急剧增长，传统的数据处理方法已经无法满足需求。为了有效地处理和利用这些数据，中国开始关注和研究大数据技术。2000年：中国开始在大数据领域进行研究，但还处于起步阶段。2006年：中国政府提出“国家信息化”战略，将大数据作为战略重点发展方向。2010年：中国开始建设国家级大数据产业园区，并出台相关政策支持大数据技术发展。2014年：中国政府发布《中国大数据发展行动纲要》，明确了大数据发展的目标和重点领域。2015年：中国成立了国家大数据（深圳）综合试验区，推动大数据技术在实践中的应用。2017年：中国政府发布《国家大数据战略》，提出了加快发展大数据产业的政策措施。2018年：中国成立了国家大数据管理局，负责统筹大数据发展和管理工作。2019年：中国大数据产业规模达到5.5万亿元人民币，成为全球最大的大数据市场之一。2020年：中国在大数据领域取得了一些重要的科研成果，如人工智能、云计算等技术的快速发展。起步阶段重点发展阶段飞速发展阶段二、大数据技术的国内外研究现状——国内研究现状我国大数据技术的发展目前，中国在大数据技术领域已经取得了一些重要的成果。例如：阿里巴巴集团——分布式计算框架Hadoop和分布式数据库Ocean

Base腾讯公司——实时计算引擎Flink和分布式存储系统TBase百度公司——深度学习框架Paddle

Paddle等。中国的大数据技术起初主要侧重于数据的存储和处理能力。随着技术的不断进步和创新，中国的大数据技术逐渐发展成为一个完整的生态系统，包括数据采集、存储、处理、分析和应用等各个环节。分布式计算框架Hadoop深度学习框架Paddle

Paddle二、大数据技术的国内外研究现状——国内研究现状大数据产业现状及技术发展趋势中国拥有全球最庞大的数据生产群体，目前大数据平台软件市场规模发展迅速，预测在2025年市场规模能达到约3600亿美元。中国大数据平台软件市场规模及预测图我国大数据企业主要分布受政策环境、人才创新、资金资源等因素的影响较大中国大数据企业分布情况中国大数据技术的未来发展趋势主要在数据融合与数据价值挖掘、产业物联网提速、与云计算/人工智能等前沿技术的深度融合、应用领域的扩展等方面。中国大数据技术的未来发展将呈现出快速发展、广泛应用、技术融合和创新驱动的特点，同时也面临着数据安全、隐私保护等挑战。目录一、大数据技术概述二、大数据技术的国内外发展现状三、典型大数据技术四、大数据技术在智能建造的应用展示技术三、典型的大数据技术——大数据关键技术大数据采集技术大数据采集技术

是指通过RFID数据、传感器数据、社交网络交互数据及移动互联网数据等方式获得各种类型的结构化、半结构化及非结构化的海量数据。运营数据库社交网络感知设备系统日志的采集网络数据的采集数据库的采集数据来源数据采集采集技术预处理技术存储及管理技术处理模式分析及挖掘全局常量属性均值可能值填充直接忽略该数据三、典型的大数据技术——大数据关键技术大数据预处理技术大数据预处理技术

主要是指完成对已接收数据的辨析、抽取、清洗、填补、平滑、合并、规格化及检查一致性等操作。数据清理01分箱聚类计算机人工检查回归

遗漏值处理

噪音数据处理

不一致数据处理手动更正数据集成02变换及数据规约03模式匹配数据冗余数据值冲突检测与处理数据属性命名的不一致——皮尔逊积矩，衡量数值属性离散数据——卡方检验，检测两个属性之间的关联数据变换：平滑→聚集→数据泛化→规范化→属性构造数据规约：数据方聚集、维规约、数据压缩、数值规约和概念分层等。展示技术采集技术预处理技术存储及管理技术处理模式分析及挖掘三、典型的大数据技术——大数据关键技术大数据存储及管理技术大数据存储及管理

主要目的是用存储器把采集到的数据存储起来，建立相应的数据库，并进行管理和调用。技术难题：从多渠道获得的原始数据常常缺乏一致性，数据结构混杂，并且数据不断增长，导致传统的处理和存储技术失去可行性。大数据存储及管理技术重点研究：复杂结构化、半结构化和非结构化大数据管理与处理技术解决关键问题：海量文件的存储与管理海量小文件的存储、索引和管理海量大文件的分块与存储系统可扩展性与可靠性大数据存储及管理平台功能架构展示技术采集技术预处理技术存储及管理技术处理模式分析及挖掘三、典型的大数据技术——大数据关键技术大数据的处理模式大数据的处理模式

可以分为流处理模式和批处理模式两种。数据流本身具有持续到达、速度快、规模巨大通常不会对所有的数据进行永久化存储系统很难准确掌握整个数据的全貌依赖于在内存中设计巧妙的概要数据结构流处理是将数据直接处理——流处理模式将数据视为流，将源源不断的数据组成数据流，新的数据到来时就立刻处理并返回所需的结果。基本理念：数据的价值会随着时间的流逝而不断减少。主要目标：尽可能快地对最新的数据做出分析并给出结果。应用场景：网页点击数的实时统计，传感器网络，金融中的高频交易等。内存容量是限制流处理模式的一个主要瓶颈技术特点展示技术采集技术预处理技术存储及管理技术处理模式分析及挖掘三、典型的大数据技术——大数据关键技术大数据的处理模式大数据的处理模式

可以分为流处理模式和批处理模式两种。MapReduce模型运行示意图将问题分而治之，把待处理的数据分成多个模块分别交给多个Map任务去并发处理用计算推导数据而不是把数据堆到计算，从而有效地避免数据传输过程中产生的大量通信开销Google公司在2004年提出的MapReduce编程模型是最具代表性的批处理模式MapReduce的核心设计思想批处理是先存储后处理的处理模式展示技术采集技术预处理技术存储及管理技术处理模式分析及挖掘该方法可产生一个将数据项，映射到一个实值预测变量的函数，发现变量或属性间的依赖关系主要研究问题包括数据序列的趋势特征、数据序列的预测及数据间的相关关系等三、典型的大数据技术——大数据关键技术大数据分析及挖掘技术大数据分析及挖掘技术

目的是从海量的数据信息中获取更多智能的、深入的、有价值的信息分类找出数据库中一组数据对象的共同特点并按照分类模式将其划分为不同的类通过分类模型，将数据库中的数据项映射到某个给定的类别聚类聚类是把一组数据按照相似性和差异性分为几个类别其目的是使得属于同一类别的数据间的相似性尽可能大，不同类别中的数据间的相似性尽可能小回归分析关联规则描述数据库中数据项之间所存在的关系的规则根据一个事务中某些项的出现可推导出另一些项在同一事务中也会出现，即隐藏在数据间的关联或相互关系展示技术采集技术预处理技术存储及管理技术处理模式分析及挖掘三、典型的大数据技术——大数据关键技术大数据展示技术大数据展示技术

目的是通过清晰的图形、图像展示，直观地反映出最终结果，将数据更加直观地展现给用户展示技术采集技术预处理技术存储及管理技术处理模式分析及挖掘可视化技术是最佳的结果展示方式之一传统的数据可视化工具仅仅将数据加以组合，通过不同的展现方式提供给用户。新型的数据可视化产品实现了快速收集、筛选、归纳、分析、展现决策者所需要的信息，并根据新增的数据进行实时更新。实时性直观易用丰富的展现形式多种数据集成支持方式兼用性数据交互性三、典型的大数据技术——大数据技术特点大数据技术具有五大特点（5V）容量大(Volume）1多样性(Variety)2快速化(Velocity）3价值性(Value)4真实性(Veracity)5三、典型的大数据技术——大数据技术特点容量大随着信息化技术的高速发展，数据开始爆发性增长，从数据存储的单位的变化可以得知。1多样性多样性主要体现在数据来源多样性、数据类型多样性和数据之间关联性强三个方面。2快速化大数据技术是对处理数据实时分析而非批量分析，数据输入、处理与丢弃立刻见效，几乎无延迟。数据的增长速度和处理速度是大数据快速化的重要体现。3价值性大数据技术可以从大量不相关的各种类型的数据中，挖掘出有价值的数据，并通过深度分析，将数据运用于各个领域，以期创造更大的价值。4真实性大数据的质量具有真实性，因为该数据是基于真实的交易与行为产生的。5大数据技术具有五大特点（5V）目录一、大数据技术概述二、大数据技术的国内外发展现状三、典型大数据技术四、大数据技术在智能建造的应用四、大数据在智能建造的应用——智能建造中大数据的应用价值大数据技术可以为智能建筑的构建和运行提供有效参考和指导，促使其能够在多个方面符合智能建筑运行要求，具备智慧化特点。为建筑内部系统，如安防系统、家居系统、能源管理系统等，提供较为丰富全面的数据信息资料支持，实现系统的协调与配合借助于海量数据信息分析结果，促使各个系统和设备的运用符合人的预期，可以为智能建筑使用者做出更大贡献，服务性能更强通过收集和分析应用数据，更好优化建筑各个智能系统的运行参数，便于促使其更为符合节能环保诉求，降低整个建筑的能耗损失协调各个系统人性化特点优化系统运行参数01020304大数据技术在智能建造中的应用价值预测事故对建筑中的数据进行分析，可实现事故预测、预警，案件分析、规划和引导等智能应用，还能将这些大数据信息与移动智能端相连，同步享有各种信息。四、大数据在智能建造的应用——大数据在智能建造选址中的应用建筑选址对于建筑自身价值至关重要，建筑要与周围环境和人相适应和谐，充分考虑到各因素之间的相互关系和影响，确保在技术实施上具有可行性。

结合气候特点制定合理的产业定位建筑的合理分布大型基础场馆公共建筑选址统计当地的气候环境特点，优化设计方案，减少室内设备使用率，优化建筑布局，提高建筑对风能、太阳能等自然能源的利用率综合分析所选地区的数据信息，并与同类型的城市将进行有效比较，从而制定合理的产业定位，挖掘出海量数据之中的潜在价值信息，有针对性制定营销策略。通过大数据技术对范围内居民的消费倾向、活动意愿、行为目的等方面数据进行整合、分析，从而为建筑的合理分布提供直观的规划。通过大数据技术的应用，预测片区的人口规模、人流变化、人群结构、房屋供给量和需求量，基于这些数据进行公共场馆资源配置和商业建筑开发等收集并分析片区社会环境和人文环境的数据，掌握该区域的政治文