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物聯(lián)網(wǎng)在建設(shè)工程智能化管理中的應(yīng)用研究論文

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物聯(lián)網(wǎng)在建設(shè)工程智能化管理中的應(yīng)用研究論文

  物聯(lián)網(wǎng)作為一種新型技術(shù)手段,已經(jīng)得到越來越廣泛的應(yīng)用,但在建設(shè)工程管理中的應(yīng)用較少。以物聯(lián)網(wǎng)的感知層、傳輸層、應(yīng)用層為平臺(tái),初步構(gòu)思了建筑材料全流程監(jiān)控管理和建筑物全生命周期檢測(cè)這兩種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用模式,以期將物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于建設(shè)工程管理,實(shí)現(xiàn)建設(shè)工程的智能化管理。以下是學(xué)習(xí)啦小編為大家精心準(zhǔn)備的:物聯(lián)網(wǎng)在建設(shè)工程智能化管理中的應(yīng)用研究相關(guān)論文。內(nèi)容僅供參考,歡迎閱讀!

  物聯(lián)網(wǎng)在建設(shè)工程智能化管理中的應(yīng)用研究全文如下:

  物聯(lián)網(wǎng)是計(jì)算與通信領(lǐng)域繼互聯(lián)網(wǎng)之后的一次技術(shù)革命,物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用已涉及社會(huì)生活的許多方面,物聯(lián)網(wǎng)以其可以實(shí)現(xiàn)物體與物體之間、環(huán)境、狀態(tài)信息實(shí)時(shí)的共享,智能化的收集、傳遞、處理、執(zhí)行而得到各方重視。物聯(lián)網(wǎng)可將美國(guó)在未來15~20年的收入平均提高25%~40%,給全球GDP 增加10 萬億~15 萬億美元。我國(guó)目前已將物聯(lián)網(wǎng)上升為國(guó)家五大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中的第二位,可見發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)意義重大。

  建筑業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要支柱產(chǎn)業(yè),但建筑業(yè)的生產(chǎn)效率很低。國(guó)家統(tǒng)計(jì)局2009 年統(tǒng)計(jì)表明,2008 年建筑業(yè)人均年產(chǎn)值為18.7 萬元,其他工業(yè)為57.4 萬元。隨著科技進(jìn)步,建筑結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜化,高科技含量、高使用要求使得建設(shè)工程施工工藝復(fù)雜、工序增加,這就要求建設(shè)工程不斷提高生產(chǎn)效率,實(shí)現(xiàn)管理精細(xì)化、高效化。傳統(tǒng)的工程管理理念和手段已經(jīng)難以滿足人們對(duì)建設(shè)工程日益增多的要求。據(jù)統(tǒng)計(jì),一個(gè)典型的1 億美元的工程項(xiàng)目會(huì)產(chǎn)生15 萬份資料信息,包括圖形資料、法律文件、采購(gòu)單、工期安排等,而且大部分資料信息之間彼此孤立,沒有體現(xiàn)彼此間的關(guān)聯(lián)。采用傳統(tǒng)的管理模式來處理如此龐大的信息量需要大量管理人員、耗費(fèi)大量時(shí)間,而且管理效率并不理想。因此,建設(shè)工程管理應(yīng)尋找新的管理模式,實(shí)現(xiàn)高效管理??煽紤]在建設(shè)工程中實(shí)施基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的信息化管理。

  建設(shè)工程管理中物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用尚不多?;谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的信息化管理可以很好地處理建設(shè)工程中的大量信息、將各施工階段信息資料聯(lián)系起來、避免信息孤島與信息回流現(xiàn)象;也可以很好地解決不同組織、不同專業(yè)、不同過程之間的信息壁壘等問題。所以初步構(gòu)思設(shè)計(jì)了將RFID 應(yīng)用于建設(shè)工程管理的兩種模式,即建筑材料全流程監(jiān)控與建筑物全生命周期檢測(cè),為物聯(lián)網(wǎng)在建設(shè)工程智能化管理中的應(yīng)用提供思路。

  1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

  物聯(lián)網(wǎng)是把所有物品通過信息傳感設(shè)備,按約定的協(xié)議,進(jìn)行信息交換和通信,以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。就目前科技發(fā)展水平來看,在建設(shè)工程管理中采用RFID 這種物聯(lián)網(wǎng)傳感設(shè)備較為適合。RFID 即無線射頻識(shí)別,是一種無線信息傳感設(shè)備,通俗地講就是電子標(biāo)簽。目前最先進(jìn)的RFID 是采用熱敏、光敏等材料,以智能化原件為核心,通過電子的方法存儲(chǔ)信息,將物體與互聯(lián)網(wǎng)連接,使物體主動(dòng)感知并反饋信息,實(shí)現(xiàn)海量存儲(chǔ),達(dá)到智能化識(shí)別和管理的目的。據(jù)統(tǒng)計(jì),通過采用RFID 能夠幫助把失竊和存貨水平降低25%,因不再需要人工查看進(jìn)貨的條碼而節(jié)省勞動(dòng)力成本。

  2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于建設(shè)工程管理的平臺(tái)

  物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以感知層、傳輸層、應(yīng)用層為平臺(tái)實(shí)現(xiàn)建設(shè)工程管理智能化。建設(shè)工程管理涉及的信息量大、面廣、瑣碎,對(duì)建筑材料的全流程檢測(cè)涉及大量時(shí)間與空間信息,對(duì)建筑物全壽命檢測(cè)需要在建筑物每個(gè)主要承重構(gòu)件上布置幾個(gè)到十幾個(gè)RFID。因此,在建設(shè)工程信息管理中需要大量的傳感器和龐大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與處理系統(tǒng)。云計(jì)算的出現(xiàn)使得存儲(chǔ)和處理數(shù)據(jù)的價(jià)格大大下降,傳感器價(jià)格迅速下降,這使得在建設(shè)工程中大量使用傳感器、實(shí)現(xiàn)建設(shè)工程管理智能化成為可能。

  2.1 感知層

  感知層是指通過RFID 采集信息,使物體攜帶自身信息并實(shí)現(xiàn)流動(dòng)數(shù)據(jù)更新累加。在建筑材料全流程監(jiān)控管理中,感知層采集的信息主要包括:建筑材料的產(chǎn)品信息,運(yùn)輸中形成的物流信息鏈,經(jīng)手人員信息等。在建筑物全生命周期檢測(cè)中感知層主要采集的信息涉及主要承重構(gòu)件的設(shè)計(jì)信息、驗(yàn)收情況、使用中檢測(cè)信息等。

  2.2 傳輸層

  傳輸層即網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù),用于解決網(wǎng)絡(luò)層的網(wǎng)絡(luò)接入、傳輸、轉(zhuǎn)化及定位等問題。由于無線局域網(wǎng)具有高移動(dòng)性、抗干擾、安全性能強(qiáng)、擴(kuò)展能力強(qiáng)、建網(wǎng)容易、管理方便等諸多優(yōu)點(diǎn),而建設(shè)工程信息量大、施工環(huán)境復(fù)雜,考慮到要實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物全生命周期檢測(cè),應(yīng)盡量采用較為先進(jìn)的技術(shù)手段作為傳輸層,方便日后系統(tǒng)更新?lián)Q代。以目前的科技水平看來,可以采用無線局域網(wǎng)作為建設(shè)工程管理的傳輸層平臺(tái)。

  2.3 應(yīng)用層

  應(yīng)用層是展現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用巨大價(jià)值的核心架構(gòu),它旨在實(shí)現(xiàn)信息的分析處理和控制決策以及完成特定的智能化應(yīng)用和服務(wù)的業(yè)務(wù),從而實(shí)現(xiàn)物與物、人與物之間的感知,發(fā)揮智能作用。建設(shè)工程中,要求應(yīng)用層具有海量存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)管理與智能分析等功能。因此,應(yīng)以云計(jì)算技術(shù)作為應(yīng)用層集合分散在各地的高性能計(jì)算機(jī)上,為物聯(lián)網(wǎng)在建設(shè)工程管理中的應(yīng)用提供服務(wù)平臺(tái)。

  3 物聯(lián)網(wǎng)在建設(shè)工程管理中的應(yīng)用模式

  3.1 建筑材料全流程監(jiān)控管理

  建筑材料全流程監(jiān)控管理指的是在建筑材料出廠時(shí)便在每個(gè)單元材料中埋入RFID,記錄材料的產(chǎn)品信息。在運(yùn)輸中,以時(shí)間和空間信息形成物流信息鏈,直到建筑材料進(jìn)場(chǎng)、投入使用。管理人員通過掃描RFID 清楚地了解這批建材的全部信息。在進(jìn)場(chǎng)時(shí)接收材料的管理人員要對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行初步評(píng)定,將檢查結(jié)果錄入RFID,進(jìn)一步保證了進(jìn)場(chǎng)材料的質(zhì)量。當(dāng)某單元建材出現(xiàn)問題時(shí),通過掃描RFID 可以明確責(zé)任人,減少責(zé)任推諉,提高管理人員的管理積極性。具體建筑材料全流程監(jiān)控管理信息錄入如圖2 所示。其中,使用部位指的是建筑材料具體用于建筑物的哪些部位,旨在方便日后管理。產(chǎn)品信息包括產(chǎn)品屬性、質(zhì)量等級(jí)、生產(chǎn)日期、生產(chǎn)廠家等內(nèi)容。

  3.2 建筑物全生命周期檢測(cè)

  建設(shè)工程全生命周期檢測(cè)的具體做法是將具有應(yīng)力感應(yīng)功能的RFID 在不影響構(gòu)件結(jié)構(gòu)功能的前提下放入主要承重構(gòu)件中,如框架梁、框架柱等。根據(jù)構(gòu)件的受力要求,RFID 應(yīng)布置在拉、壓應(yīng)力較大處,并且錄入其對(duì)應(yīng)的構(gòu)件基本信息,如設(shè)計(jì)信息、建設(shè)單位信息、施工單位信息等。隨著工程的進(jìn)行,不斷錄入新信息:驗(yàn)收時(shí)錄入每個(gè)構(gòu)件的驗(yàn)收情況與驗(yàn)收人員信息,投入使用后實(shí)時(shí)檢測(cè)每個(gè)構(gòu)件,記錄每個(gè)構(gòu)件的受力情況,消除安全隱患,使建筑壽命合理化。

  3.2.1 錄入基本信息

  錄入基本信息是為之后驗(yàn)收工作、安全測(cè)評(píng)工作及建筑物合理壽命鑒定服務(wù)的?;拘畔⒅饕?xiàng)目建設(shè)單位信息、設(shè)計(jì)信息、施工單位信息。這個(gè)環(huán)節(jié)是實(shí)現(xiàn)建筑物全生命周期檢測(cè)的前提,錄入的信息越翔實(shí)、越條理,之后的工作就越省力。項(xiàng)目建設(shè)單位信息包括項(xiàng)目名稱、建設(shè)場(chǎng)地地址、建設(shè)單位名稱等,根據(jù)日后需要按需錄入。設(shè)計(jì)信息包括每個(gè)主要承重構(gòu)件的圖紙編號(hào)、構(gòu)件編號(hào)、混凝土級(jí)別、配筋信息、截面尺寸、設(shè)計(jì)單位、構(gòu)件受力的設(shè)計(jì)限值等。施工單位信息主要包括施工單位名稱、項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、具體某片區(qū)域管理人員等。錄入這些信息可以加快施工現(xiàn)場(chǎng)管理人員之間信息流通速度,明確責(zé)任人,提高工作效率與工程質(zhì)量。

  3.2.2 提高驗(yàn)收效率

  工程驗(yàn)收時(shí),監(jiān)理人員首先在RFID 中錄入驗(yàn)收日期、驗(yàn)收單位及監(jiān)理人員個(gè)人資料。驗(yàn)收時(shí)掃描RFID,將構(gòu)件設(shè)計(jì)信息與現(xiàn)場(chǎng)檢查結(jié)果核對(duì),記錄自己對(duì)該構(gòu)件的質(zhì)量驗(yàn)收結(jié)果。這樣可節(jié)省大量查閱圖紙的時(shí)間,減少由于管理人員素質(zhì)等原因造成的質(zhì)量問題,現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收結(jié)果有據(jù)可查,驗(yàn)收質(zhì)量得到保證。

  3.2.3 減少使用中的安全隱患

  當(dāng)工程竣工投入使用后,具有應(yīng)力感應(yīng)功能的RFID 可實(shí)現(xiàn)建筑物全生命周期的監(jiān)測(cè)。當(dāng)構(gòu)件應(yīng)力超過允許值時(shí)發(fā)出警報(bào),這樣可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)有問題的構(gòu)件,盡早做好維護(hù)措施,實(shí)現(xiàn)基于預(yù)防性的、有針對(duì)性的維護(hù),在建筑物出現(xiàn)安全問題之前進(jìn)行加固等措施。而不是浪費(fèi)大量時(shí)間進(jìn)行常規(guī)檢修,這就意味著零計(jì)劃外故障時(shí)間,即如果沒有突發(fā)性事件,建筑物不會(huì)出現(xiàn)安全問題。在日常運(yùn)行中都可以通過監(jiān)測(cè)預(yù)先處理掉可能的安全隱患,大大提高建筑安全性能,并且節(jié)省目前檢測(cè)部門的檢測(cè)時(shí)間。由于有些檢測(cè)需要局部破壞建筑物,采用RFID 避免了原本沒有必要的破壞。由于可以及時(shí)解決安全隱患,所以采用RFID 間接提高了建筑物使用壽命。

  3.2.4 建筑壽命合理化鑒定

  當(dāng)建筑物達(dá)到其設(shè)計(jì)使用壽命時(shí),進(jìn)行一次全方位的數(shù)據(jù)收集,即對(duì)建筑物體檢,根據(jù)RFID 收集的檢測(cè)數(shù)據(jù)、匯總之前存入RFID 的信息,分析該建筑物能否繼續(xù)使用或者需要何種維修措施,從而合理延長(zhǎng)建筑使用壽命。我國(guó)近年來出現(xiàn)越來越多的短命建筑,許多建筑在達(dá)到設(shè)計(jì)使用年限后仍可正常使用,有些稍加修繕即可繼續(xù)使用。在資源日益緊張的今天,人為規(guī)定建筑物使用壽命的做法無疑是一種資源浪費(fèi),重復(fù)建設(shè)造成大量人力物力的浪費(fèi)。采用RFID 可以使建筑壽命合理化,實(shí)現(xiàn)建筑物經(jīng)濟(jì)效益最大化。

  4 結(jié)語

  物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)為人們的生活帶來巨大變化,將物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于建設(shè)工程管理很可能是改變建設(shè)工程管理方式的重要手段。本文初步設(shè)計(jì)了建筑材料全流程監(jiān)控管理和建筑物全生命周期檢測(cè)兩種模式,希望能為物聯(lián)網(wǎng)在建設(shè)工程管理智能化中的應(yīng)用提供參考。

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