智慧工地应用 教学单元 25课件讲解

智慧工地应用教学单元2

2.1智慧工地的背景及现状

2.2智慧工地的技术支撑

2.3智慧工地的实践应用

2.4BIM技术与智慧工地

2.5智慧工地的发展对工地信息化建设的影响Contents目录智能建造是以建造过程中所使用的材料、机械、设备的智能为前提，在建造的设计与仿真、构件加工生产、安装、测控、结构和人员的安全监测、建造环境感知中采用信息技术与先进建造技术的建造方式。智能建造包括以下多方面的技术和管理体系：三维建模及仿真分析技术。借助BIM技术，可以对复杂的构件进行三维建模，在此基础上，对其受力特征、建造全过程、与周边环境的关系进行仿真模拟。工厂预制加工技术。本单元主要介绍智能工地的背景、技术支撑、实践应用；BIM技术与智慧工地的结合；以及智慧工地的发展对工地信息化建设的影响。学习目标学习要求（1）了解智慧工地的背景和现状（2）掌握智慧工地的技术支持（3）学习智慧工地的实践应用（4）理解BIM技术与智慧工地（5）熟练掌握智慧工地的发展对工地信息化建设的影响2.4BIM技术与智慧工地2.4BIM技术与智慧工地2.4.1BIM技术及智慧工地概述一、BIM技术和智慧工地的基本概念BIM技术在建筑中的应用也被称为建筑信息模型（BuildingInformationModeling），是当前建筑工程信息化模型，主要是通过利用数据信息技术，对建筑工程进行模拟而塑造的模型，最终形成工程数据信息库。BIM技术主要在建筑工程中是为了协调管理，为项目各个单位提供相应的数据信息，通过对数据信息进行分析，考察工程施工效率，从而对建筑工地施工现场进行全面的管理，提升管理水平。二、智慧工地的基本概念智慧工地是指一种现代化新型的工地管理方式，在建筑工地管理中主要应用在工程的施工设计以及施工运行等，充分采用现代化信息技术以及人工智能技术，对工地进行信息化管理，并对工地管理体系进行优化，促使工地在施工的过程中实现协同施工，并对工地现场各项资源进行全面整合，促使工地建设施工实现信息化共享。2.4BIM技术与智慧工地2.4.2实现智能化的项目管理体系一、管理理念和模式的革新

建筑工程行业是传统的职业，BIM技术的实施，促使工地施工从二维转变到了多维立体，对工地管理数据信息进行集成，并利用智能化信息技术，辅助智慧工地建设，全面改变了传统化管理理念以及管理模式。二、基于云数据平台进行沟通交流

在BIM技术的作用下，不仅实现了云数据平台，而且在施工过程中，可以根据实际工地现场，对BIM模型进行分析，从而对工程建设设计图纸进行检测，一旦发现问题，需要及时与设计单位进行沟通交流，从而全面调整工程设计图，保障工程质量不会发生问题。2.4BIM技术与智慧工地2.4.3BIM技术在智能工地建设中的应用实践一、智能场地布置与施工模拟

通过对现场施工工地面积的测量，利用BIM技术对现场施工进行全面规划，并对不同的施工现场进行BIM技术模拟，从而合理地规划现场施工材料运输路线，并对施工工地现场进行规划管理。在BIM技术的5D平台中，通过BIM模型，将建筑工程的各项信息进行集成最终生成了project软件。通过该软件可以有效地对项目工程施工进度进行合理安排，并对不同项目中的模型构建赋予工程施工进度信息，从而建立四维模拟施工图形，全面展示出不同施工项目的施工方法，确保现场施工人员能够合理把握好施工工序，针对模拟，及时的发现工程中存在的问题，并做好相关的解决措施，在实际施工中，对工程进行有效地调整。（如图2.8所示）图2.8施工进度模拟2.4BIM技术与智慧工地2.4.3BIM技术在智能工地建设中的应用实践二、智能二维码

施工质量检查启用智能二维码帮助施工进行质量检查主要的方式，就是在施工现场中，将由BIM技术5D软件所生成智能二维码粘贴到施工建筑当中，施工技术人员通过手机对二维码进行扫描，即可掌握相关的施工技术水平，并对施工中的各项数据信息也有所了解，并掌握施工工地现场责任人对各项工程二维码在工程建设中的应用，能够将工程建设的各项数据信息以及资料全部储存到网络当中，从而在网络中也能够获取相应的数据信息，从而对工程建设施工工地进行智能化管理。（如图2.9所示）图2.9生成构建二维码2.4BIM技术与智慧工地2.4.3BIM技术在智能工地建设中的应用实践三、现场漫游检查

整个建筑工程的各项管道进行排布后，对管道进行模拟漫游检测，对管道的排布情况进行检查，分析管道的各项数据信息，同时也需要对管道排布各项数据与建筑物各项装饰数据进行分析，避免发生数据冲突，导致工程工期延误，甚至发生返工等现象，尽量对工程质量进行改善，并减少其中的危险因素，提升工程施工效率。（如图2.10所示）图2.10现场漫游2.4BIM技术与智慧工地2.4.3BIM技术在智能工地建设中的应用实践四、智能碰撞检查、优化调整

在对工程设计中，传统的工程建设方式全部都是由人工进行协调的，不仅设计效率相对较低，而且在图纸中极容易疏漏相对应的数据信息，造成设计出现问题，一旦在施工中出现问题，会严重影响到整个工程施工质量。项目主要通过使用CAD软件，结合BIM技术的5D软件，从而在碰撞检查功能智能检测的作用下，对建筑模型中的各项数据碰撞信息进行分析，并标注好碰撞点，通过数据分析后，并做好碰撞分析报告，将报告上报给设计院并且预算设计人员进行及时地沟通交流，在避免延误工期的同时，也需要提高工程工作效率。（如图2.11所示）图2.11智能碰撞检查2.4BIM技术与智慧工地2.4.3BIM技术在智能工地建设中的应用实践五、施工建造阶段创新应用施工图设计完成并通过审核后，业主方需聘请专业团队开展具体施工作业。在此阶段，施工团队需合理规划场地布局，准确设计各分项工程建设规划，组织协调物资调控，并对整体工程建设进行全面管控。随着智能技术不断涌现，施工方可充分利用其进行场地布局优化，加强建设物资管控，并对建设过程进行全流程管控。一是基于BIM的场地布局优化。利用BIM模型进行现场施工场地平面布置方案的有效模拟验证，通过模拟过程分析方案的可实施性，预先发现方案中的问题，在方案实施之前将一切不合理的隐患问题排除，合理安排加工场地、生活区、各种临时设施等功能区的位置，模拟选择出最优布置方案，确保施工的顺利进行。2.4BIM技术与智慧工地2.4.3BIM技术在智能工地建设中的应用实践二是基于物联网技术强化材料管理。物联网的RFID技术能够快速、实时、准确采集与处理建筑材料信息，将电子标签或RFID芯片在生产阶段植入构件或原材料，采用RFID电子标签的阅读器在材料运输、进场、出入库时对其信息快速读取，并通过物联网进行跟踪和监控，使原料管理更为便捷、准确。三是基于人工智能的作业管理。将人工智能感知系统、可视化监控系统及BIM技术相结合，对施工现场安全隐患和险情进行实时监控，完成智能安全监管及处置；对重点部位自动三维建模，判断工程进度情况，提升工程项目的进度管理，实现工程进度的智能化监控。注：RFID又称无线射频识别，英语：Radio

Frequency

IDentification，缩写：RFID。它是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。无线电的信号是通过调成无线电频率的电磁场，把数据从附着在物品上的标签上传送出去，以自动辨识与追踪该物品。某些标签在识别时从识别器发出的电磁场中就可以得到能量，并不需要电池；也有标签本身拥有电源，并可以主动发出无线电波（调成无线电频率的电磁场）。标签包含了电子储存的信息，数米之内都可以识别。2.4BIM技术与智慧工地2.4.4BIM总体应用思路一、勘察设计阶段1、遥感大数据智能解译。在郑万铁路河南段隧道工程勘察过程中，相关单位获取了施工地域相应遥感数据以进一步提升勘察准确性。传统遥感影像信息提取主要依赖人力进行目视判读解译，依靠一些经验知识进行建模能够得到一定的识别效果，但是识别效果仍离实际应用需求相距甚远。为提升工作质量及数据准确性，勘探单位充分利用中科星图研发的GEOVIS遥感智能解译平台快速、及时、低成本地从海量的遥感卫星影像中提取项目所在地具体地物要素信息，生成AI地图以进行可视化展示，并进行在线分析，协助勘探单位建立全方位、多层次、立体化的施工地域数据集。2.4BIM技术与智慧工地2.4.4BIM总体应用思路2、BIM轻量化技术。轻量化BIM应用，就是通过岗位级的BIM工具，获得初始模型和数据信息，再将模型集成到项目级BIM平台上，通过虚拟建造和现场可视化管控结合，实现精细化管理，最终项目管理层再对所有项目进行整体把控，实现建设项目的信息化管理。简言之，BIM轻量化要解决的核心问题就是：缩小BIM模型体量，让它更轻、显示更快。郑万铁路河南段隧道工程地质信息多元、空间体量巨大，势必造成计算机操作性能及运行速度在功能多维、数据庞大的BIM模型展示时，运行负荷过大。项目建设对BIM模型使用过程中，通过相似性图元合并、遮挡剔除等合并、剔除技术实现BIM模型的几何轻量化，大幅度减少模型单元信息轻量化的输入与输出，最大程度减少对计算机资源的占用，达到轻便快捷、合理易用的效果。（如图2.12所示）图2.12模型轻量化2.4BIM技术与智慧工地2.4.4BIM总体应用思路二、施工建造阶段1、实景模拟技术。为保证项目建设的高效、顺利开展，施工方充分利用实景模拟技术，将位移传感器、应力传感器、渗透传感器等监测设备采集的数据信息匹配到BIM模型中，对渗水状况、混凝土应力、洞周收敛等隧道施工风险和围岩参数多元信息的动态监测和设计修正，然后建立可视化虚拟建造进度图谱。该可视化监测系统在VR模拟技术及BIM技术支持下，融信息管理、施工进度管理、监控量测及风险预警、图纸管理、虚拟建造为一体，为隧道建造的智慧化提供助力。2、人工智能辅助施工。郑万铁路河南段进行了智慧工地智能系统建设升级，通过信息化手段，采集项目施工信息数据，实现工程可视化监测；智能系统通过人脸识别汇总所有进场的人员的年龄、性别、工种、当天工作时长等关键信息，对劳动时间明显超长的作业人员发出提醒。智慧工地系统还有自动报警功能，作业人员突发倒地、施工场地突然起火冒烟、翻墙进入非法入侵等工地上的异常状况，全部都在智慧工地高清摄像头的监控范围之内，配合AI智能算法技术加持，可以自动侦测14种