智慧工地应用 教学单元 38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2.5智慧工地的发展对工地信息化建设的影响2.5智慧工地的发展对工地信息化建设的影响2.5.1智慧工地建设的必要性与应用一、建筑工地发展现状建筑业的工作模式基本固定，在施工过程中面临不同的施工环境。目前在项目管理中遇到的问题主要集中在人员素质不高，管理体制不完善。对于管理人员来说，要不断丰富自己的管理知识储备和管理经验总结，在建设过程中做好全面管理。施工工作的开展还需要建立规范的工作制度，有利于提高施工管理工作效率。另外，通过监督管理，可以将施工管理的各个环节落实到位，进一步提高建筑工程质量。针对建筑行业越来越多的个性化需求而进行的工作改进，可以推动建筑工程行业与时俱进的发展。此外，建筑工程施工需要运用先进的技术手段，将先进的施工理念有效结合。施工技术管理机制的建立和完善也是一项非常重要的工作。技术管理模式的改进使机制得到相应的优化，更好地应用于整个施工过程。在当前的现场施工管理过程中，各个施工现场的情况不同，会出现管理对策和管理方法适用性的分析，从而阻碍管理制度的实施。在传统的管理过程中，人工获取施工信息的方法相对简单，且在管理过程中难以兼顾环保、安全、质量进度等方面。因此，进行智能现场系统的建设十分必要。2.5智慧工地的发展对工地信息化建设的影响2.5.1智慧工地建设的必要性与应用二、智慧工地建设的必然性建筑行业的特点是产品固定，建筑形状不规则，建筑变化大。在施工过程中，施工条件相对较差，存在一定的风险。安全事故的预防是困难的。属于劳动密集型行业，建筑业在建设项目的过程中参与建设的人员非常多，且以农民工为主力，一些农民工在建设过程中一定缺乏自我保护意识，以及相应的安全管理跟不上工程建设的实际情况，由于施工条件的变化，在施工过程中存在的风险较多的原因，如施工项目安全事故频繁发生，造成严重人员伤亡等。随着信息科学技术的快速发展和创新，科学技术不仅可以促进社会的发展，而且给建设项目的管理带来无限的可能性。建设智能化施工现场已成为解决施工现场管理问题的有效措施。建筑工程施工现场的具体管理过程主要包括施工现场的生产、人员安全、施工技术、质量管理等内容。2.5智慧工地的发展对工地信息化建设的影响2.5.1智慧工地建设的必要性与应用管理过程中还包括以下几个特点：一是综合管理，在具体工程管理过程中，既要满足工程建设工期，又要考虑工程建设成本，既要充分考虑工程进度，又要充分保证工程建设安全，在同一场景下，既要对施工人员进行有效的管理，还需要控制建筑工程施工材料的质量；二是劳动力流动相对强劲。根据工程进展情况，施工人员按专业顺序分批进场。建筑工程专业分包规模较大，导致工程总承包管理困难；三是施工现场实体管理有效。在混凝土施工过程中，难以对施工现场进行材料管理，设备管理，人员培训教育等方面的综合管理。三、智慧工地的应用效果1、智能网站互联网信息采集系统可以有效监控人员的考勤，施工数据和资料的使用，提高施工人员的工作效率，将人脸识别技术引入三类人员和特种作业人员的管理，科学有效地管理安保人员的考勤。实时检测设备材料，避免材料浪费，保证机械设备的合理使用，降低维修成本。到施工现场监测进出车辆和材料的运输情况，每辆车的情况，每批材料的情况。在不出去的情况下，管理人员可以使用移动APP或互联网平台及时准确地了解施工现场的情况，并及时发布指令，提高科学管理的效率。2.5智慧工地的发展对工地信息化建设的影响2.5.1智慧工地建设的必要性与应用2、结合BIM系统，智能施工现场可在施工前模拟项目全生命周期，提前发现问题并提前解决问题，避免施工过程中类似情况造成的损失，模拟项目中的资金使用情况，预测实际施工中的资金消耗。在施工过程中，对工程进度进行实时监控，与模拟进度进行对比，通过信息收集和分析，及时反馈和纠正，发现问题。同时对施工过程中的成本进行动态监控，明确资金流向，确保施工各方利益。在保证工程质量的前提下，指导和监督施工过程，有效提高施工效率。3、随着建设规模越来越大，施工现场的安全和秩序问题越来越突出，智能现场的出现正好解决了这一问题。施工现场全覆盖监测。一旦发现安全隐患，系统会自动报警，同时识别进出施工现场的人员信息，确保施工现场的安全有序。2.5智慧工地的发展对工地信息化建设的影响2.5.2智慧工地信息化关键技术智慧工地实施过程中，会利用多种不同的关键信息技术解决施工现场的管理问题，主要包括了BIM技术、物联网技术、移动互联网技术、云计算技术等。此外，快速发展的智能分析相关技术也将支持智慧工地的分析决策。从智慧工地总体架构角度分析，BIM技术用以建立建筑产品的数字化模型，物联网技术主要实现了智慧工地的数据采集，移动互联网技术和云计算技术主要实现了信息的高效传输、储存和计算，智能分析相关技术利用收集的信息进行应用层的决策支持。一、BIM技术BIM技术作为智慧工地的核心信息技术，在信息化、智能化平台建设中，为项目精细化管理提供数据支持和技术支撑，在打造智慧工地的工程中具有关键作用，是构建项目现场管理的信息化系统的重要技术手段。2.5智慧工地的发展对工地信息化建设的影响2.5.2智慧工地信息化关键技术二、互联网技术物联网典型体系架构分为3层，自下而上分别是感知层、网络层和应用层，感知层是实现物联网的关键技术，关键在于具备更精确、更全面的感知能力，并解决低功耗、小型化和低成本问题；网络层主要以广泛覆盖的移动通信网络作为基础设施；应用层提供丰富的应用，将物联网技术与行业信息化需求相结合，实现广泛智能化的应用解决方案。本节将侧重介绍物联网感知层的关键实现技术。《建筑业信息化发展纲要(2016—2020)》明确将物联网技术(InternetofThings)作为提高建筑业信息化的核心技术。在智慧工地的总体框架下，物联网技术将通过各类传感器、无线射频识别(RFID)、视频与图像识别、位置定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，将施工相关物品与网络相连接，进行信息实时收集、交换和通信。物联网技术将实现高效的智慧工地数据采集功能，为智慧工地的信息处理和决策分析提供实时的数据支撑。2.5智慧工地的发展对工地信息化建设的影响2.5.2智慧工地信息化关键技术三、信息传输与数据处理技术（一）移动互联网技术移动互联网是移动通信技术、终端技术和互联网融合的技术，相比于传统的互联网，移动互联网可以移动随时随地随身访问互联网。移动互联网技术包含终端、软件和应用三个层面。终端层包括智能手机、平板电脑等；软件包括操作系统、数据库和安全软件等；应用层包括工具媒体类、商务财经类、休闲娱乐类等不同应用与服务。根据《移动互联网数据报告》显示，2014~2017

四年间中国移动互联网月度活跃设备总数稳定在10亿台以上，移动互联网在传媒、交通、金融电子商务等领域迅速发展，正改变着相关领域的商业模式和信息交流方式。（如图2.13所示）图2.13BIM+互联网技术2.5智慧工地的发展对工地信息化建设的影响2.5.2智慧工地信息化关键技术（二）云计算美国国家标准与技术研究院将云计算(Cloud

computing)定义为提供可用的、便捷的、按需的、可配置的计算资源共享池(资源包括网络、服务器、存储、应用软件、服务)的网络访问服务，这些资源能够破快速提供，而只需投入很少的管理工作，或与服务供应商进行很少的交互。根据美国国家标准和技术研究院的定义，云计算服务应该具备以下几条特征:随需应变服务、随时随地用任何网络访问、多人共享计算资源池、快速重新部署、可以被监控测量的服务。云计算使计算分布在大量的分布式计算机上，而非本地计算机或远程服务器中，云计算获得了超强的计算能力。“云计算”是分布式处理、并行处理和网格计算的发展，是这些计算机科学概念的商业应用。许多跨国信息技术行业的公司如国际商业机器公司、雅虎和谷收等正在使用云计道的概念兜售自己的产品和服务。通过互联网技水，云计算的用户和计算资源共享他进行信息交互。由于所访间的计算资源共学池的计算能力超面，因此，云计算甚至可以让云服务的各用户使用每秒10亿次的运算能力。2.5智慧工地的发展对工地信息化建设的影响2.5.3基于物联网和BIM的全方位信息采集系统物联网在信息采集传输方面的应用改变了原来人工现场手动记录模式，实现了信息采集的自动化，保证了数据的可靠性。结合相应BIM模型获取所需要的模型数据，系统能够获得及时可靠的隧道施工现场全方位数据，以达到隧道信息化施工安全管控的目的。全方位信息采集系统主要包括以下两个方面。一、人员设备定位首先在施工人员的安全帽上安装RFID射频芯片通过固定位置读头读取RFID芯片信息确定佩戴安全帽的人员位置，将读头信息通过无线传输逐级传递到中央监控室。控制室可通过芯片源获取人员设备的经纬度坐标及高程信息，通过坐标自动转换，就能在GIS+BIM模型中确定施工人员和设备所处的具体位置。不仅可以直观显示人员和设备在隧道的实时位置，通过点击人员和设备图标，可现实人员设备详细信息，当有突发状况时可及时通知施工人员逃生方向或进行救援。2.5智慧工地的发展对工地信息化建设的影响2.5.3基于物联网和BIM的全方