《智能建造導(dǎo)論》 課件全套 劉占省 第1-12章 智能建造的興起-中國智能建造之路

第1章

智能建造的興起1.1

智能建造的時(shí)代背景1.2

智能建造概念1.3

智能建造的價(jià)值1.1智能建造的時(shí)代背景1.1.1建筑行業(yè)的發(fā)展歷程

中國古建筑，經(jīng)歷了緩慢的原始社會的萌芽階段、奴隸社會的發(fā)展、隋唐的成熟、經(jīng)歷了元朝的衰敗和明清時(shí)期短暫的繁榮，經(jīng)歷萬千年時(shí)間的變化風(fēng)云，形成了有別于歐洲的，能彰顯民族特色的獨(dú)特的建筑風(fēng)格。不同歷史時(shí)期，不同地域特點(diǎn)，不同功能類型的建筑又表達(dá)出不同的文化氣質(zhì)。21世紀(jì)以來，我國建筑業(yè)正走向以新型工業(yè)化變革生產(chǎn)方式、以數(shù)字化推動(dòng)全面轉(zhuǎn)型、以綠色化實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的創(chuàng)新發(fā)展新時(shí)代。全國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)工作會議要求，加快發(fā)展“中國建造”，推動(dòng)建筑產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。加快推動(dòng)智能建造與新型建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展，大力發(fā)展數(shù)字設(shè)計(jì)、智能生產(chǎn)、智能施工和智慧運(yùn)維，加快建筑信息模型（BIM）技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用，建設(shè)建筑產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，完善智能建造標(biāo)準(zhǔn)體系，推動(dòng)自動(dòng)化施工機(jī)械、建筑機(jī)器人等設(shè)備研發(fā)與應(yīng)用，開展智能建造試點(diǎn)。1.1智能建造的時(shí)代背景1.1.2當(dāng)前建筑業(yè)面臨的問題我國是世界上每年新建建筑量最大的國家，建筑業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，建筑業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和節(jié)能節(jié)材水平，在很大程度上影響著我國經(jīng)濟(jì)增長方式轉(zhuǎn)變和國民經(jīng)濟(jì)整體發(fā)展的速度與質(zhì)量。同時(shí)，建筑工程質(zhì)量事關(guān)人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全，事關(guān)新型城鎮(zhèn)化發(fā)展水平。為了滿足人們對更高質(zhì)量、更高效率和更可持續(xù)建筑的需求，智能建造技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。智能建造技術(shù)1.1智能建造的時(shí)代背景1.1.3建筑業(yè)信息化發(fā)展歷程

建筑信息化作為一個(gè)新興的理念，還在不斷發(fā)展中。BIM技術(shù)則引領(lǐng)了建筑信息化第二次革命。BIM技術(shù)是一種應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)建造管理的數(shù)據(jù)化工具，工程技術(shù)人員對各種建筑信息做出正確理解和高效應(yīng)對，為設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)以及包括建筑運(yùn)營單位在內(nèi)的各方建設(shè)主體提供協(xié)同工作的基礎(chǔ)，在提高生產(chǎn)效率、節(jié)約成本和縮短工期方面發(fā)揮重要作用。BIM技術(shù)1.2智能建造概念智能建造與各相關(guān)要素之間的關(guān)系1.2.1智能建造的特點(diǎn)智能建造從范圍上來講，包含了建設(shè)項(xiàng)目建造的全生命周期，既有勘察、規(guī)劃、設(shè)計(jì)，也有施工與運(yùn)營管理等；從內(nèi)容上來講，通過互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)來傳遞數(shù)據(jù)，這些信息與數(shù)據(jù)往往蘊(yùn)含著大量的知識，借助于云平臺的大數(shù)據(jù)挖掘和處理能力，建設(shè)項(xiàng)目參建方可以實(shí)時(shí)清晰地了解項(xiàng)目運(yùn)行的方方面面，對項(xiàng)目的組織協(xié)調(diào)、計(jì)劃管理將會有更好地把控作用。從技術(shù)上來講，智能建造中“智能”的根源在于以BIM、物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算等為基礎(chǔ)和手段的信息技術(shù)的應(yīng)用，智能建造涉及的各個(gè)階段、各個(gè)專業(yè)領(lǐng)域不再相互獨(dú)立存在，信息技術(shù)將其串聯(lián)成一個(gè)整體。1.2智能建造概念1.2.1

智能建造的特點(diǎn)特征含義智慧性主要體現(xiàn)在信息和服務(wù)這兩個(gè)方面，智慧性以信息作為支撐，每個(gè)工程項(xiàng)目都包含巨量的信息，需要有感知、儲存、高速分析、智慧處理數(shù)據(jù)能力等，而當(dāng)具備信息條件后，通過技術(shù)手段及時(shí)為用戶提供高度匹配、高質(zhì)量的智慧服務(wù)便利性智能建造以滿足用戶需求為主要目標(biāo)，在工程項(xiàng)目建設(shè)過程中，需要為各專業(yè)參與者提供信息共享以及各類智慧服務(wù)，為各專業(yè)參與者提供便利。集成性智能建造的技術(shù)支持涵蓋了各類信息技術(shù)手段，而每種信息技術(shù)手段都有獨(dú)特的功能，需要將每種技術(shù)手段聯(lián)合在一起，實(shí)現(xiàn)高度集成化協(xié)同性通過運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將原本沒有聯(lián)系的個(gè)體與個(gè)體之間相互關(guān)聯(lián)起來，構(gòu)建了智慧平臺的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，達(dá)到協(xié)同工作的效果可持續(xù)性采用信息技術(shù)手段，能夠有效進(jìn)行能耗控制、綠色生產(chǎn)、資源回收再利用等方面作業(yè)。1.2智能建造概念1.2.2智能建造應(yīng)用現(xiàn)狀我國的BIM技術(shù)雖起步較晚，但發(fā)展較快。2012年開始，將物聯(lián)網(wǎng)引入建筑行業(yè)2017年出臺3個(gè)專項(xiàng)政策，彌補(bǔ)了近年3D打印技術(shù)路線不清晰的缺陷2018年首次將智能建造納入我國普通高等學(xué)校本科專業(yè)近幾年，我國建筑業(yè)對人工智能建造、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的政策也相應(yīng)出臺，信息化技術(shù)也得到了發(fā)展。1.3智能建造的價(jià)值1.3.1智能建造的技術(shù)優(yōu)勢（1）勘察設(shè)計(jì)階段傳統(tǒng)遙感影像信息提取主要依賴人力及經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行目視判讀解譯，但是識別效果仍離實(shí)際應(yīng)用需求相距甚遠(yuǎn)。為提升工作質(zhì)量及數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，勘探單位充分利用中科星圖研發(fā)的GEOVIS遙感智能解譯平臺快速、及時(shí)、低成本地從海量的遙感衛(wèi)星影像中提取項(xiàng)目所在地具體的要素信息，生成AI地圖以進(jìn)行可視化展示，并進(jìn)行在線分析，協(xié)助勘探單位建立全方位、多層次、立體化的施工地域數(shù)據(jù)集。BIM輕量化技術(shù)輕量化BIM應(yīng)用，就是通過崗位級的BIM工具，獲得初始模型和數(shù)據(jù)信息，再將模型集成到項(xiàng)目級BIM平臺上，通過虛擬建造和現(xiàn)場可視化管控結(jié)合，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理，最終項(xiàng)目管理層再對所有項(xiàng)目進(jìn)行整體把控，實(shí)現(xiàn)建設(shè)項(xiàng)目的信息化管理。簡言之，BIM輕量化要解決的核心問題就是：縮小BIM模型體量，讓它更輕、顯示更快。1.3智能建造的價(jià)值1.3.1智能建造的技術(shù)優(yōu)勢（2）施工建造階段實(shí)景模擬技術(shù)將位移傳感器、應(yīng)力傳感器、滲透傳感器等監(jiān)測設(shè)備采集的數(shù)據(jù)信息匹配到BIM模型中，對滲水狀況、混凝土應(yīng)力、洞周收斂等隧道施工風(fēng)險(xiǎn)和圍巖參數(shù)等多元信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測。深層地質(zhì)探測遙感大數(shù)據(jù)智能解譯BIM優(yōu)化設(shè)計(jì)探地雷達(dá)多維度勘察信息智能分析快速提取和勘察數(shù)據(jù)的自動(dòng)分類BIM結(jié)合GIS集成技術(shù)1.3智能建造的價(jià)值人工智能輔助施工通過信息化手段，采集項(xiàng)目施工信息數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)工程可視化監(jiān)測；智能系統(tǒng)通過人臉識別匯總所有進(jìn)場的人員的年齡、性別、工種、當(dāng)天工作時(shí)長等關(guān)鍵信息，對勞動(dòng)時(shí)間明顯超長的作業(yè)人員發(fā)出提醒。智慧工地系統(tǒng)還有自動(dòng)報(bào)警功能，配合AI智能算法技術(shù)加持，可以自動(dòng)偵測14種安全隱患場景，實(shí)時(shí)發(fā)出警報(bào)。工地塔吊全都配備“人臉識別”功能，非持證人員無法啟動(dòng)和操作；大臂回轉(zhuǎn)角、幅度、載重、高度、傾角、風(fēng)速等數(shù)據(jù)全都在系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測下，對塔吊每次作業(yè)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，對吊裝超載、塔機(jī)間碰撞提供實(shí)時(shí)預(yù)警，并自動(dòng)進(jìn)行制動(dòng)控制。智慧工地通過實(shí)時(shí)監(jiān)測特種設(shè)備運(yùn)行、施工作業(yè)人員等工地?cái)?shù)據(jù)情況，不僅強(qiáng)化了規(guī)范操作，預(yù)防了很多安全隱患，還比過去單純?nèi)斯ぱ膊樾Ч妗⒏咝А?.3智能建造的價(jià)值1.3.2智能建造專業(yè)人才培養(yǎng)

智能建造背景下，對專業(yè)人才的知識結(jié)構(gòu)，知識體系和專業(yè)能力等各方面也提出新的要求：顯著的特征就是多學(xué)科交叉融合知識架構(gòu)。從知識結(jié)構(gòu)看，智能建造背景下要求專業(yè)人才具有寬泛的知識面，同時(shí)要求能夠解決具體工程問題。智能建造專業(yè)人才培養(yǎng)必須將滿足未來工程建造需要、具備解決工程建造過程中復(fù)雜問題的能力作為指導(dǎo)思想，確立人才培養(yǎng)要服務(wù)于“工程”的主線。現(xiàn)代工程建設(shè)面臨的不再是單純的技術(shù)問題，還要考慮工程與環(huán)境、社會之間的相互影響。新技術(shù)變革條件下的智能建造工程師應(yīng)當(dāng)具有工程倫理意識、強(qiáng)烈的社會責(zé)任感和人文情懷,要更加深刻地理解工程實(shí)踐對社會、環(huán)境造成的影響，更加深刻地理解建筑產(chǎn)品對社會、用戶帶來的價(jià)值以及如何去實(shí)現(xiàn)這些價(jià)值。平臺內(nèi)嵌多種規(guī)則比對及聯(lián)動(dòng)控制邏輯，能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)預(yù)警提醒及聯(lián)動(dòng)控制、維保工單追蹤、建筑能耗實(shí)時(shí)管控。詳見圖5智能建造平臺精準(zhǔn)執(zhí)行模式思考題與習(xí)題：1.當(dāng)前建筑業(yè)面臨著哪些問題？2.建筑業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型是如何推動(dòng)產(chǎn)業(yè)組織升級的？3.什么是智能建造？4.智能建造有哪些特點(diǎn)？5.智能建造相比于傳統(tǒng)的建筑建造模式有哪些優(yōu)點(diǎn)？6.智能建造專業(yè)人才需要具備哪些能力？第2章智能建造理論體系2.1智能建造技術(shù)內(nèi)涵2.2智能建造標(biāo)準(zhǔn)體系框架2.3智能建造主要特征互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在我國建筑業(yè)的應(yīng)用推進(jìn)了傳統(tǒng)的建筑業(yè)向數(shù)字建筑升級發(fā)展，特別是依托復(fù)雜的精密算法實(shí)現(xiàn)了建筑生命全周期發(fā)展。基于數(shù)字計(jì)算和通信技術(shù)的應(yīng)用，強(qiáng)化了建筑生命全周期各個(gè)環(huán)節(jié)的集成，推進(jìn)了全局建筑業(yè)數(shù)字集成，大大提升了建筑業(yè)的生產(chǎn)效率。123智能建造將智能技術(shù)充分應(yīng)用到生產(chǎn)制造的全流程之中，從而提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)，加強(qiáng)生產(chǎn)的持續(xù)性。從產(chǎn)品生產(chǎn)生命周期來看，智能建造將信息感知技術(shù)、自主學(xué)習(xí)技術(shù)和智能決策設(shè)計(jì)技術(shù)和等應(yīng)用到設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維的建筑全生命周期之中，強(qiáng)化建筑項(xiàng)目進(jìn)行的智能化、高效化。在工程物聯(lián)網(wǎng)的支持下，施工現(xiàn)場將具備如下特征：一是萬物互聯(lián)，二是信息高效整合，三是參與方全面協(xié)同。云計(jì)算平臺為大數(shù)據(jù)的存儲與應(yīng)用、基于BIM的實(shí)時(shí)建造模型以及各項(xiàng)軟件服務(wù)提供了靈活且可擴(kuò)展的信息空間，支持不同專業(yè)的項(xiàng)目管理人員在統(tǒng)一的平臺上共享信息并協(xié)同工作。智能建造總體技術(shù)架構(gòu)2.1智能建造全過程BIM應(yīng)用體系構(gòu)建2.2智能建造管理平臺技術(shù)架構(gòu)智能建造在我國雖起步較晚，但基于我國目前建筑業(yè)的現(xiàn)狀分析和政策導(dǎo)向，推進(jìn)智能建造已經(jīng)成為國家推進(jìn)建筑業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵舉措，建筑業(yè)發(fā)展智能建造已經(jīng)是大勢所趨，智能建造標(biāo)準(zhǔn)體系的建立尤為重要。在此，從兩個(gè)方面來介紹智能建造的標(biāo)準(zhǔn)體系框架。2.1智能建造全過程BIM應(yīng)用體系構(gòu)建

形成完整的BIM技術(shù)應(yīng)用體系首先應(yīng)從宏觀層面上入手，明確各階段各流程的具體目標(biāo)，結(jié)合傳統(tǒng)方法與成果的行業(yè)需求，確定全新的智能建筑建造全過程BIM技術(shù)應(yīng)用體系?？紤]到智能建筑建造全過程的特征主要為信息化、產(chǎn)業(yè)化、一體化，體系設(shè)計(jì)過程中結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目情況，權(quán)衡各環(huán)節(jié)的關(guān)系，平衡項(xiàng)目實(shí)施的“廣度”與“深度”的問題。在構(gòu)建整體體系的同時(shí)除了要凸顯項(xiàng)目管理的能力，還應(yīng)該注重整體體系與智能建筑建造全過程相關(guān)技術(shù)的融合。1）感知層通過傳感器、身份標(biāo)識、北斗、視頻監(jiān)控、光學(xué)測量等技術(shù)感知現(xiàn)場工程動(dòng)態(tài)ADBC2）網(wǎng)絡(luò)層通過有線網(wǎng)、VPN、4G/5G、超級Wi-Fi、藍(lán)牙等技術(shù)實(shí)現(xiàn)感知網(wǎng)絡(luò)接入和匯集3）設(shè)施層/云平臺主要為云計(jì)算、云存儲、負(fù)載均衡、網(wǎng)絡(luò)安全、監(jiān)控運(yùn)維等技術(shù)4）基礎(chǔ)服務(wù)層主要包括統(tǒng)一的基礎(chǔ)編碼、搜索引擎、GIS、BIM等平臺性的服務(wù)智能建造管理平臺技術(shù)架構(gòu)共分為5層E5）應(yīng)用層主要包括BIM與GIS集成技術(shù)、BIM與VR集成技術(shù)、BIM與3D打印技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)2.1智能建造全過程BIM應(yīng)用體系構(gòu)建智能建造標(biāo)準(zhǔn)體系框架2.1智能建造全過程BIM應(yīng)用體系構(gòu)建智能建造五大特征：自動(dòng)化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、協(xié)同化、數(shù)字化。（1）自動(dòng)化在設(shè)計(jì)階段，軟件可以自動(dòng)審核建筑圖紙，檢查出管線碰撞等問題，避免出現(xiàn)嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。在施工階段，機(jī)器人越來越廣泛地代替人工進(jìn)入工地，實(shí)現(xiàn)提質(zhì)、安全、增效，也慢慢地被市場所接納和認(rèn)可。在運(yùn)維階段，自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)作為主要部分，對建筑的綜合控制影響較大，可提高內(nèi)部軟件配置等級水平，提高建筑體功能服務(wù)的全面合理性。HadrianX型墻體施工機(jī)器人2.1智能建造全過程BIM應(yīng)用體系構(gòu)建（2）智能化

智能化管控就是運(yùn)用數(shù)字化手段包括傳感器、物聯(lián)網(wǎng)以及底層控制系統(tǒng)將車間的生產(chǎn)物流計(jì)劃與行程進(jìn)行信息化管理，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維全過程的智能監(jiān)測，連接數(shù)字化的虛擬空間與真實(shí)的物理空間并對建筑實(shí)現(xiàn)“感知—分析—決策—執(zhí)行”全封閉鏈管控。

博智林旗下智能施工裝備2.1智能建造全過程BIM應(yīng)用體系構(gòu)建（3）網(wǎng)絡(luò)化構(gòu)建完善的網(wǎng)絡(luò)化管理平臺。在建筑施工技術(shù)管理中應(yīng)用信息技術(shù)，信息技術(shù)的應(yīng)用獲得多數(shù)建筑企業(yè)的認(rèn)可，其重要性主要是在建立網(wǎng)絡(luò)化信息管理平臺中得到體現(xiàn)?，F(xiàn)階段，將信息技術(shù)與建筑施工技術(shù)管理相結(jié)合，平臺利用BIM技術(shù)，有效處理建筑施工管理過程中的所有數(shù)據(jù)，而且進(jìn)行分析，讓其可以在建筑工程施工內(nèi)部將各項(xiàng)信息資源共享。通過該方法，完成共享傳輸，有關(guān)管理者借助其專門數(shù)據(jù)信息做好信息整合施工，以大幅度提高施工效率、建筑信息利用率。2.1智能建造全過程BIM應(yīng)用體系構(gòu)建（4）協(xié)同化

智能建造中數(shù)字化協(xié)同設(shè)計(jì)，利用現(xiàn)代化信息技術(shù)對工程項(xiàng)目的工程立項(xiàng)、設(shè)計(jì)與施工的策劃階段，進(jìn)行全專業(yè)、全過程、全系統(tǒng)協(xié)同策劃。5G網(wǎng)絡(luò)的大帶寬、海量連接以及低時(shí)延高可靠特性將為建造行業(yè)走向智慧化提供必要的條件。人工智能技術(shù)已在建筑工程管理中的施工圖生成和施工現(xiàn)場安排、建筑工程預(yù)算、建筑效益分析等環(huán)節(jié)應(yīng)用，并基于5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息實(shí)時(shí)共享。智能建造平臺精準(zhǔn)執(zhí)行模式（5）數(shù)字化大數(shù)據(jù)技術(shù)。大數(shù)據(jù)技術(shù)的核心價(jià)值即在于挖掘數(shù)據(jù)潛在價(jià)值，為建筑決策提供真實(shí)可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)。BIM技術(shù)。BIM技術(shù)是建筑業(yè)從二維向三維、從圖形向數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的一次重大的技術(shù)革命。相比傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)和施工建造流程，信息化模型能有效控制建設(shè)周期、減少錯(cuò)誤發(fā)生。2.1智能建造全過程BIM應(yīng)用體系構(gòu)建思考題與習(xí)題：1.智能建造的技術(shù)內(nèi)涵是什么？2.簡述智能建造系統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)。3.簡述智能建造管理平臺技術(shù)架構(gòu)。4.簡述智能建造的主要特征。第3章

智能建造的相關(guān)技術(shù)3.1

智能建造的技術(shù)背景3.2

智能建造與BIM技術(shù)3.3

智能建造與GIS技術(shù)3.4

智能建造與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)3.5

智能建造與數(shù)字孿生技術(shù)3.6

智能建造與云計(jì)算技術(shù)3.7

智能建造與大數(shù)據(jù)技術(shù)3.8

智能建造與5G技術(shù)3.9

智能建造與區(qū)塊鏈技術(shù)3.10

智能建造與人工智能技術(shù)3.11

智能建造與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)3.12

智能建造與RFID技術(shù)3.13

3D打印技術(shù)3.14

三維激光掃描技術(shù)3.15

數(shù)字測繪技術(shù)3.16

建筑機(jī)器人技術(shù)3.1智能建造的技術(shù)背景互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能等在深刻改變?nèi)藗兩?、生產(chǎn)方式及社會組織形態(tài)的同時(shí)，也給我國的工業(yè)體系帶來了巨大改變。新一輪工業(yè)革命席卷全球，德國提出了工業(yè)4.0，美國提出了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，與此同時(shí)，中國提出了中國制造2025。2020年住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部等十三部門近日聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于推動(dòng)智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展的指導(dǎo)意見》指出，要以大力發(fā)展建筑工業(yè)化為載體，以數(shù)字化、智能化升級為動(dòng)力，創(chuàng)新突破相關(guān)核心技術(shù)，加大智能建造在工程建設(shè)各環(huán)節(jié)應(yīng)用，形成涵蓋科研、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)加工、施工裝配、運(yùn)營等全產(chǎn)業(yè)鏈融合一體的智能建造產(chǎn)業(yè)體系。

智能建造是設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工一體化的建造體系，通過“智能+”，提升建造質(zhì)量和建造產(chǎn)品的品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)建造行為精益優(yōu)效、節(jié)能排污，提供安全、綠色、舒適的建造產(chǎn)品。

基于BIM技術(shù)所創(chuàng)建的三維建筑信息模型，是實(shí)現(xiàn)智能建造的重要基礎(chǔ)。BIM是建筑信息模型(BuildingInformationModeling)的縮寫。BIM以多種數(shù)字技術(shù)為依托,建立了建筑信息模型,以此作為各個(gè)建筑項(xiàng)目的基礎(chǔ)去進(jìn)行各項(xiàng)相關(guān)工作。建筑工程與之相關(guān)的工作都可以從這個(gè)建筑信息模型中取得各自需要的信息,既可指導(dǎo)相應(yīng)工作又能將相應(yīng)工作的信息反饋到模型中。

當(dāng)前建筑業(yè)已普及了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)，CAD的引入解決了計(jì)算機(jī)輔助繪圖的問題,BIM技術(shù)的可視化、碰撞檢查、精細(xì)化管理、施工模擬等運(yùn)用為建筑生命全周期提供了一種有別于傳統(tǒng)的高效模式。3.2智能建造與BIM技術(shù)3.2智能建造與BIM技術(shù)ADBC2）協(xié)調(diào)性3）模擬性4）優(yōu)化性BIM技術(shù)五大特點(diǎn)E5）可出圖性1）可視化BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用流程在BIM平臺搭建完畢后，由專業(yè)人員對現(xiàn)場數(shù)據(jù)進(jìn)行勘察收集，待整理完畢后錄入已搭建平臺的數(shù)據(jù)庫內(nèi)，便可安排后續(xù)BIM建模工作?；贐IM的項(xiàng)目信息化管理應(yīng)用平臺，具體應(yīng)用包括三維平面策劃、BIM審圖、方案模擬、提取工程量、多重對比、碰撞檢查、可視化交底。利用BIM模擬，將相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、工藝要求等，形成工藝工法庫，上傳至管理平臺，實(shí)現(xiàn)多維度動(dòng)態(tài)交底，實(shí)現(xiàn)過程標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)航。基于BIM建立統(tǒng)一高效的管理模式，輸出最佳的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)基于已建成的BIM模型，按照勘測數(shù)據(jù)輸入相關(guān)構(gòu)件參數(shù)，軟件即可自動(dòng)按照內(nèi)置清單和定額計(jì)算規(guī)則，計(jì)算其工程量通過BIM模型的可視化特點(diǎn)，以三維的形式使設(shè)計(jì)方更加準(zhǔn)確地把控到建筑結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)之處，易于后續(xù)的調(diào)整優(yōu)化3.2智能建造與BIM技術(shù)BIM技術(shù)的優(yōu)勢通過將項(xiàng)目周邊因素，如交通、地理、環(huán)境等錄入BIM模型，可反應(yīng)建筑項(xiàng)目的真實(shí)情況，模擬可能存在的變化，預(yù)知項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)，為工程的順利高效實(shí)施奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)基于BIM技術(shù)的施工模擬可以讓建筑節(jié)能設(shè)計(jì)有一個(gè)綜合的解決方案，對自然資源進(jìn)行合理配置，帶動(dòng)施工工程的整體經(jīng)濟(jì)效益，推動(dòng)綠色建筑發(fā)展將BIM模型賦予時(shí)間維度得到4D模型，進(jìn)行施工進(jìn)度仿真模擬，資金使用、人工消耗、材料消耗計(jì)劃和機(jī)械消耗計(jì)劃可以依托BIM模型得到合理的安排基于BIM的數(shù)據(jù)資源共享，大大降低了部門之間協(xié)作的難度BIM技術(shù)在安全與環(huán)境管理中的應(yīng)用通過將物聯(lián)網(wǎng)、GIS等技術(shù)的引用，將BIM模型結(jié)合VR設(shè)備，建立了多角度的建筑物漫游模式，對施工人員或業(yè)主進(jìn)行交底帶來便利基于BIM技術(shù)可實(shí)現(xiàn)建筑全壽命周期的信息集成管理3.2智能建造與BIM技術(shù)3.3智能建造與GIS技術(shù)1、概念GIS技術(shù)為智能建造的精確性奠定了基礎(chǔ)，能有效定位實(shí)體構(gòu)件，將實(shí)體建筑與BIM模型聯(lián)系在一起，并統(tǒng)籌資源、能源、生產(chǎn)、資金等空間綜合配置。GIS技術(shù)有6個(gè)主要功能，分別是：數(shù)據(jù)的采集與數(shù)據(jù)的輸入、數(shù)據(jù)編輯和數(shù)據(jù)更新、數(shù)據(jù)的存儲和數(shù)據(jù)的管理問題、對某一空間進(jìn)行信息的查詢和快速分析、空間決策支持、數(shù)據(jù)的顯示與數(shù)據(jù)的輸出。GIS由硬件、軟件、數(shù)據(jù)、人員和方法五部分組成。硬件和軟件為地理信息系統(tǒng)建設(shè)提供環(huán)境；數(shù)據(jù)是GIS的重要內(nèi)容；方法為GIS建設(shè)提供解決方案；人員是系統(tǒng)建設(shè)中的關(guān)鍵和能動(dòng)性因素，直接影響和協(xié)調(diào)其他幾個(gè)組成部分。3.3智能建造與GIS技術(shù)2.GIS在智能建造中應(yīng)用GIS技術(shù)可以用于城市規(guī)劃和土地利用。通過GIS技術(shù)，可以分析不同地區(qū)的人口密度、建筑密度、道路網(wǎng)絡(luò)等信息，從而制定出更加科學(xué)、合理的城市規(guī)劃方案。GIS將各種來源的數(shù)據(jù)和信息有機(jī)地匯集在一起，通過GIS軟件生成一個(gè)連續(xù)無縫的、功能強(qiáng)大的大型地理數(shù)據(jù)庫，用戶可通過GIS的客戶端軟件直接對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行查詢、顯示、統(tǒng)計(jì)、制圖及提供區(qū)域多種組合條件的資源分析，為資源的合理開發(fā)利用和規(guī)劃決策提供依據(jù)。災(zāi)害監(jiān)測借助遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)和GIS技術(shù)可有效地進(jìn)行森林火災(zāi)的預(yù)測預(yù)報(bào)、洪水災(zāi)情監(jiān)測和洪水淹沒損失的估算及抗震救災(zāi)等工作，為救災(zāi)搶險(xiǎn)和決策提供及時(shí)準(zhǔn)確的信息。RS與GIS技術(shù)在抗震救災(zāi)中也有廣泛應(yīng)用，一旦發(fā)生大地震，就可借助RS和GIS技術(shù)迅速獲取震區(qū)的各種信息，以便實(shí)現(xiàn)對破壞性地震的快速響應(yīng)

3.4智能建造與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)1、概念

從定義來看，顧名思義物聯(lián)網(wǎng)就是物與物之間相連的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。在信息技術(shù)發(fā)展迅猛的今天，物聯(lián)網(wǎng)的定義也不斷發(fā)生著變化?！叭f物的連接形成了物聯(lián)網(wǎng)?！边@一定義很好的總結(jié)了網(wǎng)絡(luò)對時(shí)間、地點(diǎn)、任務(wù)以及發(fā)展的過程。工信部于2011年5月在《物聯(lián)網(wǎng)白皮書》也有相關(guān)的定義。物聯(lián)網(wǎng)指的是“通過依托網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行計(jì)算、處理，傳輸、互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)人物、物物信息交互和無縫連接，來利用感知技術(shù)、拓展、網(wǎng)絡(luò)延伸，智能裝置感知識別通信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)，并且依次實(shí)現(xiàn)對物理世界精確管理、實(shí)時(shí)控制、科學(xué)決策”。智能建筑物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)3.4智能建造與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)2.物聯(lián)網(wǎng)在智能建造中的具體應(yīng)用監(jiān)控管理：通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對事物和作業(yè)的不間斷監(jiān)測以及預(yù)知高層建筑、橋梁、隧道、水壩等二體結(jié)構(gòu)局部的載荷及狀況、及時(shí)響應(yīng)突發(fā)事件。施工安全：基于BIM技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用可以改善并避免安全事故的發(fā)生。技術(shù)質(zhì)量：利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對工程隱蔽部位放置反映質(zhì)量參數(shù)的感應(yīng)器,再結(jié)合BIM系統(tǒng)的三維信息技術(shù)可以精準(zhǔn)定位到工程的每個(gè)關(guān)鍵隱蔽部位,從而檢測質(zhì)量狀況是否達(dá)到相應(yīng)的要求。成本控制：利用BIM技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合可以根據(jù)時(shí)間、樓層、工序等維度進(jìn)行條件統(tǒng)計(jì),制定詳細(xì)的材料采購計(jì)劃,并對材料批次標(biāo)注無線射頻標(biāo)簽來控制材料的進(jìn)出場時(shí)間和質(zhì)量狀況,從而避免出現(xiàn)因管理不善造成的材料損耗增加和因材料短缺造成的停工或誤工。節(jié)能減排、智能安保、設(shè)備維護(hù)、資產(chǎn)管理3.5智能建造與數(shù)字孿生技術(shù)

在新基建的背景下，數(shù)字化場景的構(gòu)建是新基建的核心要求之一，數(shù)字孿生模型是物理基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)字化重現(xiàn)，將催動(dòng)更多新的場景應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)鏈。在建筑建設(shè)領(lǐng)域，建筑信息模型（BIM）是主要的工具之一，同時(shí)，數(shù)字化仿真模擬等工具的應(yīng)用，也是數(shù)字孿生技術(shù)的重要外在體現(xiàn)。

數(shù)字孿生（DigitalTwin)的概念最早是由密西根大學(xué)的Michael教授于2002年提出的，具體是指在物理實(shí)體基礎(chǔ)上，通過仿真模擬，映射到虛擬空間中，并構(gòu)建能夠?qū)崿F(xiàn)信息交互的數(shù)字孿生模型，通過傳感器進(jìn)行數(shù)字感知，并依靠技術(shù)集成，實(shí)現(xiàn)虛擬空間的數(shù)據(jù)交互和實(shí)體數(shù)據(jù)的映射，建立數(shù)字化的分析模型，最終通過實(shí)體基礎(chǔ)設(shè)施中的驅(qū)動(dòng)器發(fā)布執(zhí)行指令，轉(zhuǎn)變成生產(chǎn)和運(yùn)營的活動(dòng)。

數(shù)字孿生提供了一種獨(dú)特的方式來反映數(shù)字世界中的物理實(shí)體的形狀、位置、狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)，數(shù)字孿生技術(shù)可用于系統(tǒng)實(shí)施過程中的監(jiān)視、診斷、預(yù)測和優(yōu)化。通過物理世界和虛擬世界的融合，數(shù)字孿生提供了一種實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與物理集成的獨(dú)特方法，這一概念已為越來越多的企業(yè)所采用。實(shí)物實(shí)體及其數(shù)字化表示的有機(jī)整體，它們通過雙向交互作用進(jìn)行交流、促進(jìn)和共同發(fā)展。1、概念3.5智能建造與數(shù)字孿生技術(shù)1、概念由于虛擬模型必須隨著物理世界中的不斷變化而進(jìn)行動(dòng)態(tài)的更新，因此需要模型演化技術(shù)來驅(qū)動(dòng)模型的更新。在孿生的實(shí)際進(jìn)行階段，傳感器會生成大量數(shù)據(jù)。為了從原始數(shù)據(jù)中提取有用的信息，高級數(shù)據(jù)分析和融合技術(shù)是必要的，該過程涉及數(shù)據(jù)收集、傳輸、存儲、處理、融合和可視化。

與BIM技術(shù)不同的是，數(shù)字孿生技術(shù)更注重對施工現(xiàn)場的仿真和實(shí)時(shí)監(jiān)控。利用BIM技術(shù)進(jìn)行場地建模，構(gòu)建建筑實(shí)體的“數(shù)字孿生”，使其設(shè)計(jì)、模擬和優(yōu)化均可在數(shù)字模型中反復(fù)推分析和推演，不受時(shí)間和空間的限制，直到達(dá)到最優(yōu)方案后再進(jìn)行實(shí)施。基于數(shù)字孿生的智能建造方法框架3.5智能建造與數(shù)字孿生技術(shù)將數(shù)字孿生技術(shù)引入智能建造過程中，可以有效提高施工效率，降低錯(cuò)誤的發(fā)生率和提高施工質(zhì)量，提升建造過程的信息化和智能化程度，推動(dòng)智能建造的轉(zhuǎn)型升級。數(shù)字孿生作為實(shí)現(xiàn)智能建造的關(guān)鍵技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)虛擬空間與物理空間的信息融合與交互。因此，結(jié)合建筑工程復(fù)雜、要素信息多的特點(diǎn)，參考陶飛等構(gòu)建的數(shù)字孿生五維模型，提出了基于數(shù)字孿生的智能建造多維模型。2、應(yīng)用MBDT=(BPE，BVE，BSs，BDD，BCN)

式中，BPE表示物理建造實(shí)體，BVE表示虛擬建造模型，BSs表示面向建筑全生命周期的智能建造服務(wù)，BDD表示建造對象全生命周期數(shù)據(jù)，BCN表示各模塊之間的連接。3.5智能建造與數(shù)字孿生技術(shù)

數(shù)字孿生建筑是指綜合運(yùn)用BIM、GIS、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈、智能控制、系統(tǒng)仿真、工程管理等數(shù)字孿生技術(shù)，以建筑物為載體的建筑信息物理系統(tǒng)。數(shù)字孿生建筑的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)建筑規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營的一體化管控，繪制智慧建筑系統(tǒng)集成“一張圖”，構(gòu)建智能建筑集成管理“一盤棋”，打造建筑產(chǎn)業(yè)服務(wù)“一站式”。現(xiàn)實(shí)中，要求建筑數(shù)字孿生體能夠綜合指揮并動(dòng)態(tài)優(yōu)化物理建筑的全生命周期工程，因此必須首先開發(fā)實(shí)現(xiàn)建筑仿真與控制系統(tǒng)。建筑仿真與控制系統(tǒng)包括軟硬件兩個(gè)方面，采用的核心技術(shù)是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、系統(tǒng)仿真、自動(dòng)控制及系統(tǒng)集成。仿真系統(tǒng)的建立包括概念建模、仿真設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)與數(shù)學(xué)仿真、物理建模與試驗(yàn)、半實(shí)物仿真與驗(yàn)證、系統(tǒng)集成等關(guān)鍵步驟。要實(shí)現(xiàn)施工過程的數(shù)字孿生，需要將施工現(xiàn)場“人、機(jī)、料、法、環(huán)”五大要素的信息進(jìn)行采集和管理，依靠交互、感知、決策、執(zhí)行和反饋，將信息技術(shù)與施工技術(shù)深度融合與集成，實(shí)現(xiàn)建造過程的真實(shí)環(huán)境、數(shù)據(jù)、行為3個(gè)透明，推進(jìn)施工現(xiàn)場的管理智慧化、生產(chǎn)智慧化、監(jiān)控智慧化、服務(wù)智慧化。3.6智能建造與云計(jì)算技術(shù)1.概念

云計(jì)算技術(shù)是建立在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基礎(chǔ)之上的一種超級計(jì)算模式,在遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)中心里面,有成千上萬臺的電腦和服務(wù)器連成一片電腦云。用戶可以通過電腦、筆記本、手機(jī)等方式接入數(shù)據(jù)中心,按照自己的需求進(jìn)行運(yùn)算。在遠(yuǎn)程龐大的數(shù)據(jù)處理中心的支持之下,通過物聯(lián)網(wǎng)、將用戶的電腦和數(shù)據(jù)中心相連,用戶不需要安裝太多程序,也不需要留大量的磁盤空間,就可以使用大型客戶端、下載大量的數(shù)據(jù),平時(shí)我們最為常用的網(wǎng)盤就是云計(jì)算的一種模式體現(xiàn)。在建筑物中,每個(gè)設(shè)備、物體可采集的信息量巨大。通過云計(jì)算技術(shù),可以將感知后的信息放在云端服務(wù)器上進(jìn)行處理,管理人員隨時(shí)隨地可以使用任何網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及多種方式,例如瀏覽器、桌面應(yīng)用程序或者是移動(dòng)應(yīng)用程序來進(jìn)行訪問云的服務(wù),大大提升數(shù)據(jù)處理的速度。3.6智能建造與云計(jì)算技術(shù)

云計(jì)算技術(shù)具有以下四個(gè)基本特征:①大規(guī)模，云計(jì)算服務(wù)具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)接入能力，分布在各地的傳感器數(shù)據(jù)都可以便捷地上傳至云服務(wù)數(shù)據(jù)中心，可快速進(jìn)行資源擴(kuò)縮，有效地對資源進(jìn)行整合;②二是虛擬化特征，能夠擴(kuò)展服務(wù)，資源池化管理;③三是具有先進(jìn)的存儲技術(shù)，讓使用者可隨時(shí)隨地使用，并按照不同時(shí)段和不同用量來判定數(shù)據(jù)價(jià)值;④四是自助式服務(wù)，通過云計(jì)算集成的AI和大數(shù)據(jù)處理能力，很好地充當(dāng)了“大腦”的角色，能夠從收集到的實(shí)物信息中分析出潛在規(guī)律并給終端設(shè)備發(fā)送指令，使物聯(lián)網(wǎng)所連接的設(shè)備具備自助獲取服務(wù)“意識”。2.云計(jì)算的具體特征3.6智能建造與云計(jì)算技術(shù)基于云計(jì)算強(qiáng)大的計(jì)算能力,可以將BIM應(yīng)用中計(jì)算量大且復(fù)雜的工作轉(zhuǎn)移到云端,從而提升計(jì)算效率;基于云計(jì)算的大規(guī)模存儲能力,用戶的BIM模型及其相關(guān)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)能夠同步到云端,方便隨時(shí)隨地訪問并與協(xié)作者共享;此外,通過將BIM應(yīng)用轉(zhuǎn)換為云服務(wù),云計(jì)算使得BIM技術(shù)能夠走出辦公室,用戶在施工現(xiàn)場就能通過移動(dòng)設(shè)備隨時(shí)連接云服務(wù),及時(shí)獲取所需的BIM數(shù)據(jù)和服務(wù)等。

3.云計(jì)算在智能建造中的應(yīng)用3.7智能建造與大數(shù)據(jù)技術(shù)

土木工程支撐基礎(chǔ)設(shè)施及民眾住房建設(shè),很明顯,土木工程中會產(chǎn)生大數(shù)據(jù),且土木工程中涉及大量決策,可以預(yù)計(jì),大數(shù)據(jù)技術(shù)在土木工程中具有良好的應(yīng)用前景。當(dāng)前大數(shù)據(jù)并沒有統(tǒng)一的定義,不同的定義試圖通過描述大數(shù)據(jù)的特征給出定義。有專家學(xué)者認(rèn)為大數(shù)據(jù)的特征為:體量大(volume)、多樣(variety)和高速(velocity)。國際數(shù)據(jù)公司IDC則認(rèn)為大數(shù)據(jù)具有以下四個(gè)特性:1）體量大:大數(shù)據(jù)處理的數(shù)據(jù)集體量大,一般為TB或PB(1PB=210TB)級別,超出傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理方式的處理能力;2）多樣:數(shù)據(jù)來源廣泛,包含結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)3）高速:對于大數(shù)據(jù)的處理應(yīng)當(dāng)快速、實(shí)時(shí);4）價(jià)值:通過挖掘大數(shù)據(jù),可以得到隱藏在數(shù)據(jù)中的價(jià)值,這些價(jià)值是挖掘傳統(tǒng)數(shù)據(jù)所不能得到的。1.概念大數(shù)據(jù)的特征3.7智能建造與大數(shù)據(jù)技術(shù)2.大數(shù)據(jù)在智能建造中的應(yīng)用（1）大數(shù)據(jù)技術(shù)用于輔助建筑能耗分析建筑能耗,采取不同的能源節(jié)約策略或推薦合適的建筑設(shè)計(jì)。（2）大數(shù)據(jù)技術(shù)用于建筑破壞檢測利用無人機(jī)圖像可以進(jìn)行建筑震后快速破壞檢測。（3）結(jié)構(gòu)健康及破壞監(jiān)測結(jié)構(gòu)健康檢測是通過無損傳感技術(shù)和結(jié)構(gòu)特征分析來探測結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能，并通過實(shí)時(shí)監(jiān)控，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行可靠性、耐久性和承載能力等方面的評估，為預(yù)防突發(fā)災(zāi)害或進(jìn)行維護(hù)以及管理決策提供指導(dǎo)依據(jù)的技術(shù)手段（4）大數(shù)據(jù)技術(shù)可以為結(jié)構(gòu)承載能力與破壞準(zhǔn)則研究提供足夠的數(shù)據(jù)和良好的擬合能力，還有助于更新人們對結(jié)構(gòu)承載力和破壞準(zhǔn)則的認(rèn)識。（5）大數(shù)據(jù)技術(shù)在工程項(xiàng)目管理中應(yīng)用的價(jià)值①優(yōu)化管理路徑②提升工程項(xiàng)目管理抗風(fēng)險(xiǎn)能力③改變決策方式④保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確3.8智能建造與5G技術(shù)

智能建造是依托于信息化的建造形式，更高效率、更大帶寬和更強(qiáng)通信能力的技術(shù)，可以促進(jìn)智能建造發(fā)展得更快更好。5G技術(shù)與智能建筑的融合，將會給智能建筑賦予＂智慧的大腦”。5G技術(shù)是多項(xiàng)業(yè)務(wù)與技術(shù)相融合的網(wǎng)絡(luò)，是一個(gè)面向業(yè)務(wù)應(yīng)用與用戶體驗(yàn)的智能化網(wǎng)絡(luò)，終將形成以服務(wù)用戶為中心的智慧化網(wǎng)絡(luò)。5G與智能建筑的結(jié)合，將會使智能建筑的發(fā)展出現(xiàn)無限可能。1.概念5G時(shí)代,通信網(wǎng)絡(luò)將首次實(shí)現(xiàn)與云、邊緣、人工智能等技術(shù)融合,應(yīng)用不再只是手機(jī),它將面向未來VR/AR、智慧城市、智慧農(nóng)業(yè)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、無人駕駛、智能家居、智慧醫(yī)療等。2.5G特征與網(wǎng)絡(luò)部署移動(dòng)通信從以技術(shù)為中心逐步向以用戶為中心轉(zhuǎn)變。5G是全面革新，巨大改善速率、連接數(shù)、時(shí)延能力，與人工智能、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)緊密結(jié)合，促進(jìn)行業(yè)智能化大轉(zhuǎn)型。3.8智能建造與5G技術(shù)3.5G在智能建造中的具體應(yīng)用5G網(wǎng)絡(luò)的大帶寬、海量連接以及低時(shí)延高可靠特性將為建造行業(yè)走向智慧化提供必要的條件：1）智慧監(jiān)控主要靠各類攝像頭進(jìn)行對設(shè)備，人員的監(jiān)控，識別來降低生產(chǎn)過程中的潛在危險(xiǎn)因素，但制約該應(yīng)用的主要因素是攝像頭的布置是在固定的連線，隨著入場設(shè)施，工程進(jìn)度的進(jìn)行，隨時(shí)調(diào)整，通過無線、大帶寬的5G網(wǎng)絡(luò)支撐；2）安全防范智慧化，大量的人員/車輛/設(shè)備設(shè)施出入，對人員進(jìn)出進(jìn)行管控，識別人員行為，例如：人臉識別，安全帽識別，車牌識別，車輛進(jìn)出，違章監(jiān)測，危險(xiǎn)區(qū)電子圍欄等，當(dāng)出現(xiàn)安全故障報(bào)警時(shí)關(guān)聯(lián)的其他設(shè)備做出響應(yīng)，低時(shí)延的本地計(jì)算能力實(shí)現(xiàn)對施工人員及施工安全的管理，提高人員、車輛和物料管理的效率。3）智能家居控制系統(tǒng)，其本質(zhì)是通過多個(gè)傳感器把相互孤立的信息連接起來。在５Ｇ時(shí)代，傳輸速率可達(dá)到10Gb/s，５Ｇ網(wǎng)絡(luò)能承載海量的設(shè)備連接、傳輸更大的流量、超低的時(shí)延，能使設(shè)備之間的“感知”與傳輸速度更快、設(shè)備之間感知更靈敏。3.9智能建造與區(qū)塊鏈技術(shù)

智能建造所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)體量龐大、內(nèi)容復(fù)雜，建立區(qū)塊鏈信息流模型，對信息進(jìn)行保存與整合，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)各參與方之間高效的信息交流、增加各參與者之間信任程度、確保信息真實(shí)有效，以便于追究建造過程中過錯(cuò)方責(zé)任、優(yōu)化作業(yè)流程、降低建造成本等。1.概念區(qū)塊鏈技術(shù)指的是由豐富的獨(dú)立節(jié)點(diǎn)共同參與而產(chǎn)生的分布式數(shù)庫。借助哈希函數(shù)將分布至各區(qū)塊的信息緊密串聯(lián)，構(gòu)成完整鏈條。具體包含公有鏈、私有鏈及聯(lián)盟鏈三類。其中，公有鏈的開放水平最高，公眾均具有參與其中的資格，而私有鏈則面向特定群體，權(quán)限較為集中。2.特征區(qū)塊鏈具有安全可信、去中心化、集體維護(hù)以及時(shí)序性強(qiáng)等諸多優(yōu)勢。區(qū)塊鏈主要有三種：公有鏈、私有鏈和聯(lián)盟鏈，其中公有鏈具體指的是人人都可以參與，對所有人處于開放的狀態(tài)；私有鏈只對單獨(dú)的實(shí)體或者個(gè)體開放；聯(lián)盟鏈只對某個(gè)特定的組織團(tuán)隊(duì)開放。3.9智能建造與區(qū)塊鏈技術(shù)3.區(qū)塊鏈技術(shù)在智能建造中的具體應(yīng)用（1）建筑設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)隨著物聯(lián)網(wǎng)概念的出現(xiàn)以及智慧城市如火如荼地開展，具有＂網(wǎng)格拓?fù)洹⑷诤嫌?jì)算、分布式智能、可軟件定義、全自動(dòng)控制、應(yīng)用即服務(wù)”等特征的物聯(lián)網(wǎng)滲透到了各行各業(yè)，推動(dòng)著傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)升級和改造。（2）基于區(qū)塊鏈技術(shù)的消防設(shè)施物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)消防設(shè)施物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)是通過信息感知設(shè)備，按消防遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)約定的協(xié)議，連接物、人、系統(tǒng)和信息資源，將數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)上傳至信息運(yùn)行中心；把消防設(shè)施與互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行信息交換，實(shí)現(xiàn)將實(shí)體和虛擬世界的信息進(jìn)行交換處理從而做出反應(yīng)的智能服務(wù)系統(tǒng)。（3）基于區(qū)塊鏈技術(shù)的安防設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)近年來，物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)已經(jīng)越來越多地運(yùn)用在安防系統(tǒng)中。把區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用在安防物聯(lián)網(wǎng)，主要是采用分布式數(shù)據(jù)存儲、點(diǎn)對點(diǎn)傳輸、共識機(jī)制、加密算法等區(qū)塊鏈的新型模式，通過這些技術(shù)，能提高安防系統(tǒng)的安全性、優(yōu)化安防布線的架構(gòu)、增強(qiáng)系統(tǒng)設(shè)備的兼容性、對人工智能和邊緣計(jì)算在安防系統(tǒng)的運(yùn)用提供更好的基礎(chǔ)。3.10智能建造與人工智能技術(shù)智能建造相較于傳統(tǒng)的建造形式，可以減少勞動(dòng)力的使用。通過人工智能技術(shù)，包含了機(jī)器人、圖像識別、語言識別等部分，在應(yīng)用的過程中，可根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定模擬人類的思維與思考方式，高端的智能化設(shè)備可模擬人類思考，甚至某些方面表現(xiàn)十分突出。1.概念人工智能技術(shù)又叫作AI技術(shù)，該技術(shù)在投入使用之后，能實(shí)現(xiàn)智能化模擬、延伸與擴(kuò)展方法與技術(shù)系統(tǒng)。人工智能需充分了解智能技術(shù)的本質(zhì)，從而研發(fā)應(yīng)用的先進(jìn)智能設(shè)備，并且能表現(xiàn)出與人類比較相似的反應(yīng)。3.10智能建造與人工智能技術(shù)2.人工智能技術(shù)在智能建造中應(yīng)用

人工智能技術(shù)從無到有，逐步發(fā)展成熟，其所應(yīng)用的范圍在逐步擴(kuò)大，在未來發(fā)展中，人工智能技術(shù)會應(yīng)用到人類生活的方方面面中，會極大地促進(jìn)人類社會的全面發(fā)展。

人工智能作為一種新興的邊緣學(xué)科，屬于交叉學(xué)科，具體以機(jī)器人、語言識別、圖像識別、自然語言處理和專家系統(tǒng)、智能決策支持系統(tǒng)等作為主要研究內(nèi)容，而且隨著技術(shù)的快速發(fā)展，當(dāng)前在各個(gè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。將人工智能與建筑相結(jié)合，打造智能運(yùn)維系統(tǒng)，使人工智能能夠走入人們的日常生活?；谌斯ぶ悄芗夹g(shù)可實(shí)現(xiàn)：對智能設(shè)備協(xié)調(diào)性和穩(wěn)定性的有效維護(hù)模塊結(jié)構(gòu)化及集成控制智能運(yùn)維智能決策支持系統(tǒng)基于算法識別對現(xiàn)場工人行為的分析和施工的優(yōu)化3.11智能建造與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)揮其可視化與交互性的優(yōu)勢，使智能建造更加形象、具體。通過虛擬的、無障礙的交流共享空間簡化建筑設(shè)計(jì)流程,提高建筑施工精度,而且兼顧用戶的臨場體驗(yàn),在智能建造方面有著巨大的發(fā)展?jié)摿Α?.概念虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)即虛擬現(xiàn)實(shí)平臺（VR）技術(shù)，使人通過適當(dāng)裝置對虛擬環(huán)境進(jìn)行交互，從而獲得身臨其境的感覺。隨著建筑設(shè)計(jì)模擬需求的不斷升級，其在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用前景頗為巨大。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)硬件構(gòu)成系統(tǒng)的物理設(shè)備，其主要設(shè)計(jì)包含中央處理器、存儲器、建模設(shè)備、三維視覺顯示設(shè)備、聲音設(shè)備及交互設(shè)備3.11智能建造與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)2.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在智能建造中應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在土木工程設(shè)計(jì)、規(guī)劃、成本計(jì)算、工程測量等環(huán)節(jié)的應(yīng)用，可以通過三維模型的建立，直觀的呈現(xiàn)土木工程的整體結(jié)構(gòu)和土木工程環(huán)境等，這給土木工程工作人員的工作帶來了很大便利，并且大大提高了工作人員的工作效率，其通常可以在較短的時(shí)間內(nèi)就順利完成自身的工作。并且，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在土木工程中的應(yīng)用，還可以讓客戶直觀看到整個(gè)土木工程的概況，給客戶帶去更加生動(dòng)、直觀的感受，這樣更加有助于獲得客戶的認(rèn)可和滿意，這對建筑企業(yè)良好企業(yè)形象的建立十分有利。由此可見，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在土木工程中的應(yīng)用具有較多的優(yōu)勢，建筑企業(yè)應(yīng)該全面的認(rèn)識到應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的重要性，并提高對該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用的重視程度，從而實(shí)現(xiàn)土木工程技術(shù)水平的提高。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特征3.12智能建造與RFID技術(shù)射頻識別（RFID）是RadioFrequencyIdentification的縮寫。其原理為閱讀器與標(biāo)簽之間進(jìn)行非接觸式的數(shù)據(jù)通信，達(dá)到識別目標(biāo)的目的。RFID的應(yīng)用非常廣泛，典型應(yīng)用有動(dòng)物晶片、汽車晶片防盜器、門禁管制、停車場管制、生產(chǎn)線自動(dòng)化、物料管理。RFID是自動(dòng)識別技術(shù)的一種，通過無線射頻方式進(jìn)行非接觸雙向數(shù)據(jù)通信，利用無線射頻方式對記錄媒體（電子標(biāo)簽或射頻卡）進(jìn)行讀寫，從而達(dá)到識別目標(biāo)和數(shù)據(jù)交換的目的?；贐IM的RFID技術(shù)在智能建筑施工中的裝備管理系統(tǒng)中的應(yīng)用：RFID技術(shù)裝備管理系統(tǒng)中，在BIM對施工場地建構(gòu)模型的前提下，通過對施工中建材用料設(shè)計(jì)標(biāo)簽，對實(shí)體裝備進(jìn)行編碼，將編碼輸入到電子標(biāo)簽中，從而動(dòng)態(tài)的監(jiān)管裝備的信息狀態(tài)。將建材用料類別、數(shù)量、材質(zhì)、位置等信息數(shù)據(jù)存儲在后臺數(shù)據(jù)庫中，通過信息處理來實(shí)現(xiàn)信息處理系統(tǒng)識別、傳遞、查詢，實(shí)現(xiàn)裝備的精細(xì)化以及建筑施工全過程管理。3.133D打印技術(shù)1.發(fā)展過程3D打印技術(shù)起源于19世紀(jì)末的美國，至今已有百年歷史，如圖3-21所示。起初，因?yàn)榧夹g(shù)存在缺陷并且造價(jià)過于昂貴，并沒有發(fā)展和推廣。直至20世紀(jì)90年代，美國科學(xué)家CharlesHull于1986年開發(fā)了第一臺商業(yè)3D打印機(jī)（見圖3-22），該項(xiàng)技術(shù)才開始慢慢被人們所認(rèn)知，就此，3D打印技術(shù)的市場被正式打開。緊接著麻省理工學(xué)院于1993年獲得了3D印刷技術(shù)的專利。2013年美國完成了世界上第一個(gè)3D打印建筑架構(gòu)，至此，3D打印技術(shù)開始在各領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，并且在建筑方面也體現(xiàn)出比傳統(tǒng)建筑方法的先進(jìn)之處。3D打印技術(shù)發(fā)展第一臺商業(yè)3D打印機(jī)3.133D打印技術(shù)3.13.2

國內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀(1)國外發(fā)展現(xiàn)狀國外的3D打印技術(shù)到現(xiàn)在已發(fā)展30多年，“輪廓工藝”打印技術(shù)、“D-Shape”工藝、3D混凝土打印技術(shù)現(xiàn)在都較為成熟。以高設(shè)備擁有量最多的美國為首，許多國家都已經(jīng)認(rèn)識到這個(gè)被稱為第三次工業(yè)革命標(biāo)志的技術(shù)對于工業(yè)乃至整個(gè)國家的發(fā)展都十分重要。3D打印在建筑領(lǐng)域也日漸成熟，由荷蘭建筑師簡加普·魯基森納設(shè)計(jì)的“莫比烏斯環(huán)屋”就是運(yùn)用打印而建成的，以及迪拜推出了宏大的3D打印戰(zhàn)略計(jì)劃，計(jì)劃2025年前25%新建筑都均由3D打印技術(shù)建造。(2)國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀住建部發(fā)布《2016-2020年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》，規(guī)定“積極開展建筑業(yè)3D打印設(shè)備及材料的研究。結(jié)合BIM技術(shù)應(yīng)用，探索3D打印技術(shù)運(yùn)用于建筑物品、構(gòu)件生產(chǎn)，開展示范應(yīng)用”。3D打印混凝土建筑目前在國內(nèi)還處于起步階段，國內(nèi)高校、研究院聯(lián)合建筑單位正在研制和開發(fā)3D打印建筑技術(shù)，從建造邏輯、結(jié)構(gòu)形式、建造技術(shù)方面與傳統(tǒng)建造方式進(jìn)行對比，理論上分析論證了3D打印建筑技術(shù)的可行性和應(yīng)用趨勢。3.133D打印技術(shù)3.13.3應(yīng)用價(jià)值①較低的成本。打印建筑構(gòu)件可有效避免材料存儲成本，也可充分利用建筑垃圾等，形成資源循環(huán)利用；3D打印建筑工期短，所需的勞動(dòng)力少，勞工成本低。②塑形能力強(qiáng)。適合異形混凝土構(gòu)件的建造，可以實(shí)現(xiàn)中空、鏤空制作，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)的形狀。③環(huán)保性強(qiáng)。構(gòu)件提前預(yù)制，建筑安裝工程產(chǎn)生的建筑垃圾和灰塵等比傳統(tǒng)方法少。（2）應(yīng)用①混凝土3D打印技術(shù)除了打印一般房屋建筑的用途外，另外一個(gè)潛在的應(yīng)用途徑就是打印特殊形狀的市政公共設(shè)施、景觀部品，甚至是大型的混凝土雕塑輪廓②3D打印房屋。③3D打印橋梁主體結(jié)構(gòu)及輔助構(gòu)件。④3D打印異型小品構(gòu)件。(1)3D打印在建筑行業(yè)的應(yīng)用有很多優(yōu)點(diǎn)3.14三維激光掃描技術(shù)3.14.1國內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀三維激光掃描技術(shù)的應(yīng)用依賴于三維激光掃描儀。自該儀器誕生之日起,發(fā)達(dá)國家便開始青睞于此。目前,美國、德國、加拿大和日本等國幾十家高精技術(shù)公司對三維激光掃描技術(shù)的開發(fā)研究,已形成了規(guī)模較大的產(chǎn)業(yè),其產(chǎn)品在速度、精度、易操作性等方面已經(jīng)達(dá)到了較高的水平。(1)大型土木工程測量主要針對道路、橋梁、隧道、地下坑道等土木工程，獲取施工前的局部精細(xì)地形圖，為工程前期的勘測設(shè)計(jì)提供支持，建立施工過程中和竣工后對象的三維模型，對施工進(jìn)行指導(dǎo)和質(zhì)量控制，并可以作為數(shù)字文檔資料。(2)復(fù)雜工業(yè)設(shè)備、高壓輸電線路測量復(fù)雜工業(yè)設(shè)備管線林立、縱橫交錯(cuò)，對其進(jìn)行規(guī)劃、拆遷以及改造，用傳統(tǒng)的測量方法效率低下，而利用地面三維激光掃描技術(shù)，就可以高效精確的生成設(shè)備的3D模型(3)地質(zhì)應(yīng)用在國內(nèi),地質(zhì)方面的應(yīng)用主要有：地質(zhì)調(diào)查、地質(zhì)編錄、地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測、邊坡安全檢測、地質(zhì)露頭研究和地質(zhì)裂縫研究等。(1)國外研究現(xiàn)狀(2)在國內(nèi)中的應(yīng)用3.14三維激光掃描技術(shù)3.14.2應(yīng)用價(jià)值①建筑制圖：利用三維激光掃描可獲得對象的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，目前主要有兩種用點(diǎn)云數(shù)據(jù)制圖的方法，第一種是根據(jù)點(diǎn)云數(shù)據(jù)生成正射影像，再根據(jù)正射影像繪制建筑平立剖面圖。②古建筑資料存檔：我國的歷史建筑在世界上獨(dú)一無二且極具特色，但隨著自然侵蝕和人為破壞等，已有大量古建筑隨著時(shí)間而消失，這將是文化遺產(chǎn)研究方面的一大損失，為了保護(hù)這些建筑，可利用三維激光掃描技術(shù)將其空間數(shù)據(jù)收集，建立檔案，以方便未來的修復(fù)和重建。③構(gòu)建數(shù)字實(shí)體模型：隨著信息化工程和BIM的發(fā)展，如今需要一種精確的方法檢測施工質(zhì)量和施工精度，從而減少施工時(shí)間和保證建筑的安全性。④建筑變形分析：三維激光掃描儀能夠快速、便捷地對建筑物進(jìn)行全方位的測量，通過收集和比較不同時(shí)間點(diǎn)的建筑三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，不需接觸建筑就可以反映建筑的微小變形。⑤建筑設(shè)計(jì)與3D打?。憾呖赏昝楞暯?，使用三維激光掃描技術(shù)構(gòu)建數(shù)字模型，再利用3D打印技術(shù)將數(shù)字模型實(shí)體化，方便展示與參考。3.15數(shù)字測繪技術(shù)數(shù)字測繪技術(shù)與傳統(tǒng)測繪技術(shù)相比更具優(yōu)勢，建筑、交通、水利等應(yīng)用傳統(tǒng)測繪技術(shù)的情況較為多見。伴隨現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，智能技術(shù)逐漸與測繪結(jié)合在一起，形成了數(shù)字測繪技術(shù)。數(shù)字測繪和現(xiàn)代測量技術(shù)在建筑工程測量中得到了更為廣泛的應(yīng)用，該技術(shù)使得建筑工程測量應(yīng)用服務(wù)逐漸完善，可滿足建筑行業(yè)發(fā)展的高要求。

數(shù)字測繪現(xiàn)代測量技術(shù)涉及GPS、GIS和遙感技術(shù)、地面測量技術(shù)和攝影測量技術(shù)等。全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)技術(shù)3.15數(shù)字測繪技術(shù)3.15.1應(yīng)用價(jià)值（1）關(guān)于數(shù)字化測繪技術(shù)的具體應(yīng)用①建筑項(xiàng)目可通過使用數(shù)字地圖和大地測量技術(shù)，以數(shù)字方式達(dá)到處理原始工程圖的效果，確保加工質(zhì)量，控制建筑成本并顯著提高工作效率，最終的成圖效果更好，可以在設(shè)備上掃描和處理數(shù)字地圖，以盡快滿足建筑需求。②數(shù)字化地形處理數(shù)字化測繪技術(shù)也可以應(yīng)用于數(shù)字地形處理，這種測量方法能夠解決各種測量任務(wù)。每種測量和制圖方法都有自己的優(yōu)勢和特征，可以相互補(bǔ)充，從而獲得更加準(zhǔn)確的工程測量效果。③勘探應(yīng)用在現(xiàn)代工程和地質(zhì)研究中，RTK技術(shù)的使用非常普遍，并且在促進(jìn)地圖技術(shù)的發(fā)展中起著重要作用。將數(shù)字測繪和大地測量技術(shù)應(yīng)用到工程和地質(zhì)研究中，可以體現(xiàn)出高精度和便利性的優(yōu)勢，并確保大地測量工作的有效實(shí)施。④制圖技術(shù)的應(yīng)用數(shù)字制圖和大地測量技術(shù)可以使用適當(dāng)?shù)慕＼浖_保各種測量數(shù)據(jù)滿足建筑要求。數(shù)字地圖技術(shù)使專業(yè)人員可以分析和歸類工程勘測期間發(fā)生的現(xiàn)象，從而降低發(fā)生安全事故的可能性。3.15數(shù)字測繪技術(shù)（2）數(shù)字測繪技術(shù)作用①用現(xiàn)代數(shù)字測繪技術(shù)進(jìn)行測量，所有的讀數(shù)誤差都能被消除，避免了誤差的大量累積帶來的精度影響，更能夠避免記錄和讀數(shù)產(chǎn)生的錯(cuò)誤，因此精度得到了保證，實(shí)現(xiàn)了質(zhì)變。②豐富的圖形信息使得測量結(jié)果更加直觀的展示，進(jìn)一步降低了對于測繪人員的要求，簡化了工作難度，提升了工作效率③自動(dòng)化程度更高，節(jié)約人力物力數(shù)字測繪技術(shù)的應(yīng)用，借助數(shù)字化儀器進(jìn)行測量，不僅僅在精度上得到了提升，而且相應(yīng)自動(dòng)化程度也在不斷地提高。④數(shù)字化測繪技術(shù)的測繪結(jié)果，直接保存在計(jì)算機(jī)當(dāng)中，隨著移動(dòng)存儲和云存儲技術(shù)的不斷升級，測量結(jié)果可以實(shí)時(shí)傳遞到網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫當(dāng)中，即便測繪的儀器、處理數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)發(fā)生了故障，數(shù)據(jù)仍然不會丟失3.16建筑機(jī)器人技術(shù)3.16.1國內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀（1）日本清水株式會社于20世紀(jì)80年代首次研發(fā)出世界上第一臺建筑機(jī)器人,即SSR-1的耐火材料噴涂機(jī)器人。之后幾十年內(nèi),建筑機(jī)器人備受世界各國重視,并得到快速發(fā)展,在工程中獲得一定程度應(yīng)用。根據(jù)建筑機(jī)器人使用功能不同,可分為墻體施工機(jī)器人、裝修機(jī)器人、維護(hù)建筑機(jī)器人、救援建筑機(jī)器人、3D打印建筑機(jī)器人等五類懸掛式墻體施工機(jī)器人①墻體施工機(jī)器人HadrianX型墻體施工機(jī)器人3.16建筑機(jī)器人技術(shù)外墻自動(dòng)噴漆機(jī)器人②裝修建筑機(jī)器人可重構(gòu)模塊化外墻體清洗機(jī)器人③維護(hù)建筑機(jī)器人④救援建筑機(jī)器人。Kenaf型履帶式機(jī)器人以及Quince型履帶式機(jī)器人⑤3D打印建筑機(jī)器人DCP型3D打印建筑機(jī)器人3D打印AI機(jī)器人3.16建筑機(jī)器人技術(shù)

國內(nèi)三一集團(tuán)的拆/布模機(jī)器人抹平機(jī)器人通過標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)關(guān)對物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)譯，同時(shí)將BIM與IOT聯(lián)動(dòng)映射，實(shí)現(xiàn)建筑靜態(tài)資產(chǎn)與動(dòng)態(tài)資產(chǎn)交互。思考題與習(xí)題：1.如今的智能建造發(fā)展有哪些技術(shù)背景？2.簡述BIM的含義及其在智能建造中的應(yīng)用。3.簡述GIS的含義及其在智能建造中的應(yīng)用。4.什么是物聯(lián)網(wǎng)，在智能建造中的應(yīng)用有哪些？5.數(shù)字孿生技術(shù)是怎樣運(yùn)用到建造過程中？6.簡述云計(jì)算內(nèi)容以及其特點(diǎn)。7.簡述大數(shù)據(jù)內(nèi)容以及其特點(diǎn)。8.5G技術(shù)有哪些特點(diǎn)以及優(yōu)勢？9.3D打印的應(yīng)用價(jià)值有哪些？10.三維激光掃描技術(shù)與數(shù)字測繪技術(shù)有哪些優(yōu)點(diǎn)？第4章

智能建造系統(tǒng)4.1智能建造系統(tǒng)架構(gòu)4.2數(shù)字建筑平臺4.3智能建造執(zhí)行系統(tǒng)4.1智能建造系統(tǒng)架構(gòu)智能建造系統(tǒng)依附于數(shù)字建筑平臺來架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)全方位全過程的智能化。全方位是指建設(shè)方、設(shè)計(jì)方制造廠商、供應(yīng)商、施工方、和運(yùn)營方等全員參與；全過程是指設(shè)計(jì)、采購、制造、建造、交付、以及運(yùn)維的項(xiàng)目建設(shè)全過程；實(shí)現(xiàn)智能化是指運(yùn)用智能設(shè)計(jì)、數(shù)字供采、智能生產(chǎn)、數(shù)字施工、數(shù)字交付、智慧運(yùn)維等手段來實(shí)現(xiàn)智能建造。數(shù)字建筑平臺4.1智能建造系統(tǒng)架構(gòu)

在智能建造系統(tǒng)中，建造階段可分為智能規(guī)劃與設(shè)計(jì)、智能裝備與施工、智能設(shè)備與防災(zāi)、智能運(yùn)維與服務(wù)四大模塊：（1）智能規(guī)劃與設(shè)計(jì)：即憑借人工智能、數(shù)學(xué)優(yōu)化，以計(jì)算機(jī)模擬人腦進(jìn)行滿足用戶友好與特質(zhì)需求的智能型城市規(guī)劃和建筑設(shè)計(jì)。（2）智能裝備與施工：即憑借重載機(jī)器人、3D打印和柔性制造系統(tǒng)研發(fā)，使建筑施工從勞動(dòng)密集型向技術(shù)密集型轉(zhuǎn)化。（3）智能設(shè)施與防災(zāi)：即憑借智能傳感設(shè)備、自我修復(fù)材料研發(fā)，實(shí)現(xiàn)智能家居、智能基礎(chǔ)設(shè)施、智慧城市運(yùn)行與防災(zāi)。（4）智能運(yùn)維與服務(wù)：即憑借智能傳感、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)集成與研發(fā)，實(shí)現(xiàn)單體建筑和城市基礎(chǔ)設(shè)施的全壽命智能運(yùn)維管理。4.2數(shù)字建筑平臺

4.2.1數(shù)字建筑平臺的定義與內(nèi)涵數(shù)字建筑平臺將是賦能產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的新動(dòng)能，通過數(shù)字建筑平臺在數(shù)字世界中進(jìn)行全數(shù)字化的虛擬設(shè)計(jì)與建造，再通過工業(yè)化的建造方式在物理世界中建造出實(shí)體建筑。

通過數(shù)字建筑平臺的賦能，工程項(xiàng)目的建造方式將經(jīng)歷從實(shí)體建造向“虛擬建造+實(shí)體建造”的轉(zhuǎn)變。這一轉(zhuǎn)變可以通過數(shù)字孿生來實(shí)現(xiàn)。數(shù)字孿生是一種新興的現(xiàn)代化信息技術(shù)，將物理對象以數(shù)字化方式在虛擬空間呈現(xiàn)，模擬其在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的行為特征。數(shù)字建筑平臺4.2數(shù)字建筑平臺4.2.2數(shù)字建筑平臺的事理邏輯數(shù)字建筑平臺作為建筑產(chǎn)業(yè)的互聯(lián)網(wǎng)平臺，將構(gòu)筑起支撐產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的“新基建”。它貫穿工程項(xiàng)目全過程，升級產(chǎn)業(yè)全要素，連接工程項(xiàng)目全參與方，提供虛擬建造服務(wù)和虛實(shí)結(jié)合的孿生建造服務(wù)，系統(tǒng)性地實(shí)現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈的資源優(yōu)化配置，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率最大化，賦能產(chǎn)業(yè)鏈各方，實(shí)現(xiàn)讓每一個(gè)工程項(xiàng)目成功的產(chǎn)業(yè)目標(biāo)。在智能設(shè)計(jì)領(lǐng)域，衍生式智能設(shè)計(jì)有別于傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)“設(shè)計(jì)師方案構(gòu)想+計(jì)算機(jī)輔助表達(dá)”的人機(jī)交互設(shè)計(jì)模式。通過人工智能、云計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù)，計(jì)算機(jī)自動(dòng)探索解決方案的所有可能排列，快速生成設(shè)計(jì)備選方案.在智能施工領(lǐng)域，在數(shù)字化設(shè)計(jì)模型基礎(chǔ)上，附加工程建造所需的工藝工法、定額、工料等附加信息，形成智能化的施工信息模型。在智能運(yùn)維領(lǐng)域，擁有著數(shù)字化的健康建筑分析，實(shí)現(xiàn)建筑性能更佳。健康建筑是在綠色建筑的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的建筑理念，與綠色建筑注重“設(shè)施設(shè)備的節(jié)能低碳”相比，健康建筑更加關(guān)注“使用者以人為本的舒適健康”需求。利用數(shù)字技術(shù)可以在設(shè)計(jì)階段對建筑健康空間進(jìn)行模擬優(yōu)化，在運(yùn)維階段進(jìn)行數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的智能運(yùn)維管理。4.2數(shù)字建筑平臺4.2.3數(shù)字建筑平臺的主要特征連接基于工程物聯(lián)網(wǎng)的萬物互聯(lián)。數(shù)字建筑平臺以工程項(xiàng)目為中心，通過工程物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建起“人、機(jī)、料、法、環(huán)”等工程項(xiàng)目全要素的實(shí)時(shí)在線.協(xié)同數(shù)智項(xiàng)目為核心的多邊網(wǎng)絡(luò)協(xié)同。產(chǎn)業(yè)鏈各方通過平臺協(xié)同完成建筑的設(shè)計(jì)、采購、建造和運(yùn)維，系統(tǒng)性地實(shí)現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈的資源優(yōu)化配置。數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的智能服務(wù)。數(shù)字建筑平臺將成為工程項(xiàng)目的智慧大腦和調(diào)度中心，通過部署物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和現(xiàn)場作業(yè)各類應(yīng)用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對項(xiàng)目生產(chǎn)對象全過程、全要素的感知與識別，通過“數(shù)據(jù)+算法”提供模擬推演、智能調(diào)度、風(fēng)險(xiǎn)防控、智能決策等智能化服務(wù)。數(shù)字建筑平臺的主要特征表現(xiàn)為：連接+協(xié)同+數(shù)智4.2數(shù)字建筑平臺4.2.4數(shù)字建筑平臺的架構(gòu)體系數(shù)字建筑平臺架構(gòu)體系是基于BIM和信息集成技術(shù)，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)智能硬件實(shí)時(shí)采集工程相關(guān)數(shù)據(jù)信息，按照從物理感知層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)層、算法層、平臺層到功能層的順序搭建而成。數(shù)字建筑平臺的架構(gòu)體系4.3智能建造執(zhí)行系統(tǒng)

智能建造執(zhí)行系統(tǒng)是指智能建造的實(shí)現(xiàn)機(jī)理，前國內(nèi)逐步重視BIM技術(shù)的應(yīng)用，但是并沒有改變國內(nèi)基本的建筑行業(yè)狀況，業(yè)主、設(shè)計(jì)院和施工方的信息傳遞均以傳統(tǒng)方式為主。建筑行業(yè)內(nèi)主要以圖紙為媒介進(jìn)行信息交流傳遞，而BIM則依托信息模型和信息應(yīng)用技術(shù)平臺進(jìn)行信息傳遞。在此背景下，數(shù)字建筑平臺通過建立統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一平臺和統(tǒng)一管理，依托BIM技術(shù)和信息技術(shù)，打通項(xiàng)目設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)輸、施工、運(yùn)維、監(jiān)管全過程，實(shí)現(xiàn)建造產(chǎn)業(yè)“標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)業(yè)化、集成化、智能化”目標(biāo)。裝配式建筑全產(chǎn)業(yè)鏈智能建造平臺4.3智能建造執(zhí)行系統(tǒng)

4.3.1智能建造執(zhí)行系統(tǒng)概述

作為智能建造概念的實(shí)現(xiàn)形式，智能建造執(zhí)行系統(tǒng)是一種基于“信息－物理”融合的智能系統(tǒng)，通過物理施工進(jìn)程與信息計(jì)算進(jìn)程的循環(huán)反饋機(jī)制實(shí)現(xiàn)兩者之間的深度集成與實(shí)時(shí)交互，形成“狀態(tài)監(jiān)控－實(shí)時(shí)分析－優(yōu)化決策－精準(zhǔn)控制”的閉環(huán)體系，進(jìn)而解決項(xiàng)目建造過程中的復(fù)雜性與不確定性問題，提高建造資源的配置效率，實(shí)現(xiàn)建造過程的動(dòng)態(tài)優(yōu)化機(jī)制。通過對智能建造執(zhí)行系統(tǒng)的架構(gòu)、功能及應(yīng)用進(jìn)行梳理，闡明智能建造的實(shí)現(xiàn)機(jī)理。智能建造執(zhí)行系統(tǒng)的架構(gòu)可以從總體功能架構(gòu)和技術(shù)架構(gòu)兩個(gè)維度展開；智能建造執(zhí)行系統(tǒng)的主要功能為泛在連接、數(shù)字孿生、面向服務(wù)；主要應(yīng)用則體現(xiàn)在高度集成化、實(shí)時(shí)分析（系統(tǒng)自治）、數(shù)據(jù)運(yùn)營（數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)）。4.3智能建造執(zhí)行系統(tǒng)4.3.2智能建造執(zhí)行系統(tǒng)架構(gòu)及主要功能智能建造執(zhí)行系統(tǒng)總體功能架構(gòu)通過建立智能建造系統(tǒng)通用體系結(jié)構(gòu)，以明確系統(tǒng)的基本功能框架、各類組件及其依賴關(guān)系、交互機(jī)制與約束條件等，為設(shè)計(jì)開發(fā)面向不同工程類型的智能建造系統(tǒng)提供理論依據(jù)。智能建造執(zhí)行系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)智能建造系統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)建立在物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、BIM、大數(shù)據(jù)以及面向服務(wù)架構(gòu)等技術(shù)的基礎(chǔ)上，形成一個(gè)高度集成的信息物理系統(tǒng)。智能建造系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)基本特征分析智能建造系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的主要功能可以概括為“泛在連接、數(shù)字孿生、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、面向服務(wù)、系統(tǒng)自治”五個(gè)方面。4.3智能建造執(zhí)行系統(tǒng)4.3.3智能建造執(zhí)行系統(tǒng)應(yīng)用

智能建造系統(tǒng)是當(dāng)今先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)和數(shù)據(jù)處理技術(shù)等多項(xiàng)技術(shù)為基礎(chǔ)，以現(xiàn)代化建筑經(jīng)營管理模式為手段，以實(shí)現(xiàn)安全、穩(wěn)定、高效和集約式管理為目的的綜合管理體系。智能建造執(zhí)行系統(tǒng)的應(yīng)用體現(xiàn)在：高度集成化、實(shí)時(shí)分析（系統(tǒng)自治）和數(shù)據(jù)運(yùn)營（數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)）。1.智能高度集成化需集成應(yīng)用新技術(shù)開發(fā)智能化系統(tǒng)建筑工程最顯著的特性是建造場地的流動(dòng)性、產(chǎn)品的單件性和多樣性。近年來，以物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能為代表的新興技術(shù)正日益廣泛地被應(yīng)用于智慧工地建設(shè)，但它們目前仍局限于碎片化地解決特定工程問題，如何將其整合到高度集成的框架體系中，以提高整體施工組織能力是一個(gè)有待解決的難題。2.智能實(shí)時(shí)分析：智能建造在智能分析時(shí)擁有著系統(tǒng)自治的應(yīng)用方向。所謂系統(tǒng)自治是指智能系統(tǒng)獨(dú)立協(xié)調(diào)各子系統(tǒng)完成相應(yīng)功能，并能夠根據(jù)環(huán)境變化而做出相應(yīng)的反應(yīng)，即實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自組織與自適應(yīng)能力。4.3智能建造執(zhí)行系統(tǒng)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)決策支持機(jī)制資源-任務(wù)多智能體協(xié)同機(jī)制平臺內(nèi)嵌多種規(guī)則比對及聯(lián)動(dòng)控制邏輯，能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)預(yù)警提醒及聯(lián)動(dòng)控制、維保工單追蹤、建筑能耗實(shí)時(shí)管控。詳見圖5智能建造平臺精準(zhǔn)執(zhí)行模式思考題與習(xí)題：1.智能建造系統(tǒng)包括什么？2.智能建造的四大模塊是什么？3.工程項(xiàng)目建造方式如何實(shí)現(xiàn)從實(shí)體建造向“虛擬建造+實(shí)體建造”的轉(zhuǎn)變？4.數(shù)字建筑平臺的事理邏輯是什么？5.簡述數(shù)字建筑平臺的主要特征。6.數(shù)字建筑平臺架構(gòu)體系是如何搭建的？7.簡述智能建造執(zhí)行系統(tǒng)。8.平臺的數(shù)字化建造主要體現(xiàn)在哪些方面？第5章

智能建造與全生命周期的目標(biāo)規(guī)劃5.1智能建造預(yù)期效果5.2建造過程的動(dòng)態(tài)感知5.3建造過程的智能診斷5.4建造過程的科學(xué)預(yù)測5.5建造過程的精準(zhǔn)執(zhí)行5.1智能建造預(yù)期效果近年來，以建筑信息模型BIM、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)與云計(jì)算為代表的新一代信息技術(shù)與人工智能技術(shù)正在逐步應(yīng)用到建筑施工行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提高了建造過程的可追溯性，應(yīng)用于施工進(jìn)度、質(zhì)量、安全及環(huán)保監(jiān)控，當(dāng)發(fā)生異?；驍_動(dòng)時(shí)得到實(shí)時(shí)反饋。智能建造的內(nèi)涵不僅包括智能科學(xué)技術(shù)在建筑業(yè)的集成應(yīng)用，并且涵蓋了在此基礎(chǔ)上對生產(chǎn)組織方式的提升，通過智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)建造過程中計(jì)劃、執(zhí)行、監(jiān)控與優(yōu)化的迭代循環(huán)，從而提高施工組織管理與決策能力。智能建造是設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工一體化的建造體系，是建造新思維、新技術(shù)和新模式的集成創(chuàng)新，是建造方式的深刻變革。智能建造全生命周期架構(gòu)5.1智能建造預(yù)期效果在設(shè)計(jì)階段應(yīng)用BIM技術(shù)，彌補(bǔ)了2D圖紙的缺陷，建筑設(shè)計(jì)單位根據(jù)BIM可視化優(yōu)勢進(jìn)行分析和驗(yàn)證，顯著提升了方案設(shè)計(jì)的合理性和科學(xué)性。在施工階段，利用數(shù)字設(shè)計(jì)與仿真技術(shù)，基于建造實(shí)體的數(shù)字孿生，對特定的流程、參數(shù)等進(jìn)行分析與可視化仿真模擬，依據(jù)其仿真修改、優(yōu)化以及生成技術(shù)成果。在運(yùn)維階段，智能運(yùn)維主要是從建筑的點(diǎn)-線-面尺度進(jìn)行智能化升級，從智能家居到智慧物業(yè)。我國在智能建造技術(shù)方面已經(jīng)取得了一些基礎(chǔ)研究成果，智能建造裝備產(chǎn)業(yè)體系也已初步形成，國家對智能建造的扶持力度不斷加大，智能建造正在引領(lǐng)著未來建筑的建造方式。智能建造的興起必將會引領(lǐng)整個(gè)建筑行業(yè)的變革，進(jìn)一步解放勞動(dòng)力，全面提高施工的效率。智能建造是建筑行業(yè)的發(fā)展趨勢，有著十分廣闊的前景。5.2建造過程的動(dòng)態(tài)感知智能建造系統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)建立在物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、BIM、大數(shù)據(jù)以及面向服務(wù)架構(gòu)等技術(shù)的基礎(chǔ)上，形成一個(gè)高度集成的信息物理系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)通過各類傳感器感知物理建造過程，經(jīng)過接入網(wǎng)關(guān)向云計(jì)算平臺傳送實(shí)時(shí)采集的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。云計(jì)算平臺為大數(shù)據(jù)的存儲與應(yīng)用、基于BIM的實(shí)時(shí)建造模型以及各項(xiàng)軟件服務(wù)提供了靈活且可擴(kuò)展的信息空間，支持不同專業(yè)的項(xiàng)目管理人員在統(tǒng)一的平臺上共享信息并協(xié)同工作。

智能建造中的感知包括傳感器、攝像頭、RFID、激光掃描儀、紅外感應(yīng)器、坐標(biāo)定位等設(shè)備和技術(shù)。UWB技術(shù)傳感器

RFID5.3建造過程的智能診斷在智能建造的平臺通過智能感知的傳感器發(fā)現(xiàn)問題后，就開始了智能診斷分析。檢測作為評估工程質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，是評估建筑安全等級的重要一環(huán)。現(xiàn)代建筑工程中，智能監(jiān)測系統(tǒng)能夠提高質(zhì)量、高效率地幫助相關(guān)檢測人員完成建筑工程的檢測工作，降低檢測難度。

如今的智能診斷技術(shù)則以知識處理為核心，運(yùn)用人工智能（AI)技術(shù)實(shí)現(xiàn)診斷過程的智能化和自動(dòng)化。自動(dòng)監(jiān)測技術(shù)主要有兩項(xiàng)職責(zé)，一方面，通過自動(dòng)檢測技術(shù)可以直接得出被檢測對象的數(shù)值及其變化趨勢等內(nèi)容;另一方面，將自動(dòng)檢測技術(shù)直接測得的被檢測對象的信息納入考慮范圍。智能檢測系統(tǒng)通過傳感器等設(shè)備監(jiān)測到問題之后將進(jìn)行綜合的判斷，此時(shí)也就要利用到計(jì)算機(jī)視覺來輔助診斷。計(jì)算機(jī)視覺的基本原理也就是用輸入設(shè)備模擬視覺器官，用系統(tǒng)的算法模擬生物大腦，用數(shù)據(jù)庫模擬生物對世界的理解與感知。它也衍生了相應(yīng)的技術(shù)如攝像機(jī)標(biāo)定、模板匹配、霍夫變換、不變矩識別、字符識別和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識別等技術(shù)。而智能建造的智能診斷系統(tǒng)也將利用計(jì)算機(jī)識別的技術(shù)對傳感器所傳輸過來的物理信息進(jìn)行分析，對施工現(xiàn)場的問題可以快速準(zhǔn)確地識別，及時(shí)準(zhǔn)確地將結(jié)果反饋給項(xiàng)目管理人員，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目管理的科學(xué)化與智能化。5.3建造過程的智能診斷如今的智能建造中也有著兩種常用的監(jiān)測數(shù)據(jù)損傷的方法：(1)小波分析是種信號的時(shí)間-頻率分析方法，是近來得到迅速發(fā)展并形成研究熱潮的信號分析新技術(shù)，被認(rèn)為是對傅里葉分析方法的突破性進(jìn)展，在圖像處理、分析、奇異性檢測等方面已有很成功的應(yīng)用。它具有多分辨率分析的特點(diǎn)，而且在時(shí)頻域都具有表征信號局部特征的能力，很適合探測正常信號中夾帶的瞬態(tài)反?，F(xiàn)象并顯示其成分，而信號中的突變信號往往對應(yīng)著結(jié)構(gòu)的損傷，利用連續(xù)小波變換進(jìn)行系統(tǒng)故障檢測與診斷具有良好的效果。(2)爾伯特-黃變換是一種兩步驟信號處理方法，首先用經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解方法獲得有限數(shù)目的固有模態(tài)函數(shù),然后再利用Hilbert變換和瞬時(shí)頻率方法獲得信號的時(shí)-頻譜一-Hilbert譜。該方法從本質(zhì)上講是對一一個(gè)信號進(jìn)行平穩(wěn)化處理，其結(jié)果是將信號中不同尺度的波動(dòng)或趨勢逐級分解開來，產(chǎn)生具有不同特征尺度的數(shù)據(jù)系列，因此基于這些分量進(jìn)行的Hilbert變換得到的結(jié)果能夠反映真實(shí)的物理過程，即信號能量在空間(或時(shí)間)各種尺度上的分布規(guī)律。5.4建造過程的科學(xué)預(yù)測

建造過程中得工程項(xiàng)目物資現(xiàn)場動(dòng)態(tài)平衡是物資優(yōu)化配置和優(yōu)化組合的手段和保證，是優(yōu)化企業(yè)資源的一種有效方式。動(dòng)態(tài)平衡是按照項(xiàng)目內(nèi)在規(guī)律，有效地計(jì)劃、組織、協(xié)調(diào)、控制各施工階段的物資投入，并對物資按時(shí)間節(jié)奏進(jìn)行動(dòng)態(tài)優(yōu)化，以保證整個(gè)建造過程的均衡性、實(shí)現(xiàn)物資供應(yīng)的動(dòng)態(tài)配置、平衡協(xié)調(diào)和均衡投入的過程。因此，在工程項(xiàng)目中，有機(jī)、緊密地結(jié)合物資投入數(shù)量、結(jié)構(gòu)、時(shí)間、范圍的計(jì)劃與工程項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃，使物資、人員均衡地投入到工程項(xiàng)目中，實(shí)現(xiàn)物資綜合控制、工程項(xiàng)目均衡節(jié)奏性地建造，達(dá)到預(yù)期進(jìn)度目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)物流管理，減少物資浪費(fèi)，降低建造成本。1數(shù)字化交付通過自帶編碼的族庫系統(tǒng)，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化建模，同時(shí)將設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維階段數(shù)據(jù)進(jìn)行信息分類與結(jié)構(gòu)化處理，形成數(shù)字資產(chǎn)供建筑運(yùn)維檢索、調(diào)用。2平臺初始化將Revit模型一鍵上傳至平臺，實(shí)現(xiàn)圖元信息與數(shù)據(jù)信息輕量化，同時(shí)通過平臺邏輯與規(guī)則實(shí)現(xiàn)構(gòu)件按需加載。3IOT集成通過標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)關(guān)對物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)譯，同時(shí)將BIM與IOT聯(lián)動(dòng)映射，實(shí)現(xiàn)建筑靜態(tài)資產(chǎn)與動(dòng)態(tài)資產(chǎn)交互。4綜合應(yīng)用平臺內(nèi)嵌多種規(guī)則比對及聯(lián)動(dòng)控制邏輯，能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)預(yù)警提醒及聯(lián)動(dòng)控制、維保工單追蹤、建筑能耗實(shí)時(shí)管控。詳見圖5智能建造平臺精準(zhǔn)執(zhí)行模式5.5建造過程的精準(zhǔn)執(zhí)行

建造過程中運(yùn)用了BIM技術(shù)的可視化特性，可以更好地實(shí)現(xiàn)建筑產(chǎn)品和建造過程的數(shù)字化表達(dá)；同時(shí)以BIM模型作為數(shù)據(jù)載體，可以使得建筑產(chǎn)業(yè)鏈條的各相關(guān)方，基于實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)高效協(xié)作。

在智能建造的精準(zhǔn)執(zhí)行過程中也運(yùn)用到了相關(guān)的傳輸設(shè)備來確保相關(guān)信息的精準(zhǔn)執(zhí)行，在傳輸設(shè)備也有著越來越多的選擇，如LoRa技術(shù)、NB-IOT、藍(lán)牙等使得傳輸?shù)男Ч絹碓骄珳?zhǔn)。通過標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)關(guān)對物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)譯，同時(shí)將BIM與IOT聯(lián)動(dòng)映射，實(shí)現(xiàn)建筑靜態(tài)資產(chǎn)與動(dòng)態(tài)資產(chǎn)交互。平臺內(nèi)嵌多種規(guī)則比對及聯(lián)動(dòng)控制邏輯，能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)預(yù)警提醒及聯(lián)動(dòng)控制、維保工單追蹤、建筑能耗實(shí)時(shí)管控。詳見圖5智能建造平臺精準(zhǔn)執(zhí)行模式思考題與習(xí)題：1.建筑生命全周期包含哪些內(nèi)容，他們分別有什么作用。2.傳統(tǒng)的損傷監(jiān)測方法與新型的監(jiān)測方法有哪些不同。3.智能診斷技術(shù)有哪些優(yōu)點(diǎn)？4.建造過程的科學(xué)預(yù)測包含了哪些內(nèi)容？5.智能建造想要獲得的預(yù)期效果有哪些？第6章

智能規(guī)劃與數(shù)字設(shè)計(jì)6.1智能規(guī)劃與設(shè)計(jì)概述6.2智能規(guī)劃與設(shè)計(jì)國內(nèi)外發(fā)展概況6.3智能規(guī)劃與設(shè)計(jì)的應(yīng)用6.1智能規(guī)劃與設(shè)計(jì)概述

智能規(guī)劃是對周圍環(huán)境進(jìn)行認(rèn)識與分析，基于狀態(tài)空間搜索、定理證明、控制理論和機(jī)器人技術(shù)等，針對帶有約束的復(fù)雜建造場景、建造任務(wù)和建造目標(biāo)，對若干可供選擇的路徑及所提供的資源限制和相關(guān)約束進(jìn)行推理，綜合制定出實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的動(dòng)作序列，每一個(gè)動(dòng)作序列即稱為一個(gè)規(guī)劃。例如，基于多智能體的三維城市規(guī)劃、基于智能算法的路面壓實(shí)施工規(guī)劃和材料運(yùn)輸路徑規(guī)劃、基于遺傳算法的塔吊布置規(guī)劃等。

智能規(guī)劃應(yīng)用范圍6.1.1智能規(guī)劃與設(shè)計(jì)的定義6.1智能規(guī)劃與設(shè)計(jì)概述

智能設(shè)計(jì)是采用計(jì)算機(jī)模擬人類的思維的設(shè)計(jì)活動(dòng)。智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)包括：設(shè)計(jì)過程的再認(rèn)識、設(shè)計(jì)知識表示、多專家系統(tǒng)協(xié)同技術(shù)、再設(shè)計(jì)與自學(xué)習(xí)機(jī)制、多種推理機(jī)制的綜合應(yīng)用、智能化人機(jī)接口等。按設(shè)計(jì)能力可分為三個(gè)層次：常規(guī)設(shè)計(jì)，即設(shè)計(jì)屬性、設(shè)計(jì)進(jìn)程、設(shè)計(jì)策略已經(jīng)規(guī)劃好，智能系統(tǒng)在推理機(jī)的作用下，調(diào)用符號模型(如規(guī)則、語義網(wǎng)絡(luò)、框架等)進(jìn)行設(shè)計(jì)?；谑吕蛿?shù)據(jù)的設(shè)計(jì),一類是收集工程中已有的、良好的、可對比的設(shè)計(jì)事例，進(jìn)行比較，基于設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，指導(dǎo)完成設(shè)計(jì)；另一類是利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、機(jī)器學(xué)習(xí)、概率推理、貪婪算法等，從設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、試驗(yàn)數(shù)據(jù)和計(jì)算數(shù)據(jù)中獲得關(guān)于設(shè)計(jì)的隱含知識，以指導(dǎo)設(shè)計(jì)。進(jìn)化設(shè)計(jì)，借鑒生物界自然選擇和自然進(jìn)化機(jī)制，制定搜索算法，通過進(jìn)化策略，進(jìn)行智能設(shè)計(jì)，例如遺傳算法、蟻群算法、粒子群算法等。例如，生成設(shè)計(jì)、自動(dòng)合規(guī)檢查、人工智能施工圖審查等。6.1智能規(guī)劃與設(shè)計(jì)概述

在項(xiàng)目建設(shè)之初，項(xiàng)目的投資者需要收集市場數(shù)據(jù)、消費(fèi)者數(shù)據(jù)等進(jìn)行投資決策和產(chǎn)品定位。此時(shí)，項(xiàng)目投資者將項(xiàng)目需求信息，如產(chǎn)品功能、產(chǎn)品風(fēng)格、施工進(jìn)度等要求輸入到BIM模型中，形成BIM模型1.0。然后該模型流入到設(shè)計(jì)方。設(shè)計(jì)單位則基于BIM模型1.0進(jìn)行BOM支撐的IPD（IntegratedProductDevelopment）產(chǎn)品集成設(shè)計(jì)，形成BIM模型2.0。

在BIM模型2.0形成并產(chǎn)出物料清單設(shè)計(jì)BOM，然后進(jìn)行深化設(shè)計(jì)并產(chǎn)出可生產(chǎn)、可裝配、具有實(shí)施性的設(shè)計(jì)圖紙，集成到計(jì)劃BOM。計(jì)劃BOM會向構(gòu)件供應(yīng)商、施工單位和運(yùn)維單位推送數(shù)據(jù)包，表明建筑需要直接采購、工廠生產(chǎn)或者現(xiàn)場現(xiàn)澆部分。6.1.2智能規(guī)劃與設(shè)計(jì)的特點(diǎn)BIM6.1智能規(guī)劃與設(shè)計(jì)概述BIM模型作為數(shù)據(jù)的入口和出口，統(tǒng)一了數(shù)據(jù)格式，確保了數(shù)據(jù)的完整性，為技術(shù)應(yīng)用的集成提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。具體總結(jié)為如下幾點(diǎn)：1）以設(shè)計(jì)方法學(xué)為指導(dǎo)。智能設(shè)計(jì)的發(fā)展，從根本上取決于對設(shè)計(jì)本質(zhì)的理解。設(shè)計(jì)方法學(xué)對設(shè)計(jì)本質(zhì)、過程設(shè)計(jì)思維特征及其方法學(xué)的深入研究是智能設(shè)計(jì)模擬人工設(shè)計(jì)的基本依據(jù)。2）以人工智能技術(shù)為實(shí)現(xiàn)手段。借助專家系統(tǒng)技術(shù)在知識處理上的強(qiáng)大功能，結(jié)合人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，較好地支持設(shè)計(jì)過程自動(dòng)化。3）以新一代BIM技術(shù)為數(shù)值計(jì)算和圖形處理工具。提供對設(shè)計(jì)對象的優(yōu)化設(shè)計(jì)、有限元分析和圖形顯示輸出上的支持。4）面向集成智能化。不但支持設(shè)計(jì)的全過程，而且考慮到與CAM的集成，提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)交換接口。5）提供強(qiáng)大的人機(jī)交互功能。使設(shè)計(jì)師對智能設(shè)計(jì)過程的干預(yù)，即與人工智能融合成為可能。6.1智能規(guī)劃與設(shè)計(jì)概述智能規(guī)劃階段升級包括規(guī)劃思路的升級和規(guī)劃工具的升級。（1）決策思路由“經(jīng)驗(yàn)決策”升級為“數(shù)據(jù)決策”。工程建造活動(dòng)中產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)中隱藏著消費(fèi)規(guī)律、市場趨勢等，利用新技術(shù)來挖掘數(shù)據(jù)規(guī)律、輔助決策。（2）決策工具從“統(tǒng)計(jì)分析”改為“智能分析”。大數(shù)據(jù)等技術(shù)利用決策階段的信息搭建數(shù)據(jù)模型對實(shí)際情況進(jìn)行模擬仿真和預(yù)測，從而優(yōu)化