智能建造理論與實踐 課件全套 第1-6章 智能建造概述- 智慧城市

智能建造理論與實踐第一章智能建造概述1.1智能建造背景1.2智能建造定義、內(nèi)涵和特征1.3智能建造面臨挑戰(zhàn)和發(fā)展前景思考題圖1-12011-2020年國內(nèi)生產(chǎn)總值、建筑業(yè)增加值及增速圖圖1-22011-2020年建筑業(yè)增加值占國內(nèi)生產(chǎn)總值比重2020全年國內(nèi)生產(chǎn)總值102萬億元，比上年增長2.3%，突破100萬億元大關(guān)，建筑業(yè)增加值占比高達7.2%。建筑產(chǎn)業(yè)是經(jīng)濟增長穩(wěn)壓器1.1

智能建造背景——經(jīng)濟發(fā)展的變革建筑產(chǎn)業(yè)能惠及民生2020年，建筑業(yè)提供超5000個崗位我國常住人口城鎮(zhèn)化率達63.89%，城市數(shù)量達687個，城市建成區(qū)面積達6.1萬平方公里1.1

智能建造背景——經(jīng)濟發(fā)展的變革政策推動建筑產(chǎn)業(yè)改革1.1

智能建造背景——經(jīng)濟發(fā)展的變革1.1

智能建造背景——建筑行業(yè)的轉(zhuǎn)型綠色轉(zhuǎn)型能耗高碳排放量大新增建筑面積量大+頻繁大拆大建2018年建筑運行階段碳排放占建筑部門碳排放的95%，達到21.1億噸。我國建筑行業(yè)應從建筑施工、建筑拆除及建筑運行三個方面，通過需求減量、能效提高和能源零碳化三個角度實現(xiàn)綠色轉(zhuǎn)型。1.1

智能建造背景——建筑行業(yè)的轉(zhuǎn)型綠色轉(zhuǎn)型1科學控制建筑規(guī)模2大力發(fā)展全生命周期綠色建筑3新型綠色建材代替4推動新型建筑工業(yè)化深化發(fā)展5建筑內(nèi)電氣化改造，促進制冷采暖脫碳6發(fā)展負碳技術(shù)，打造新型建筑1.1

智能建造背景——信息技術(shù)的助力數(shù)字化轉(zhuǎn)型市場不規(guī)范存在市場壁壘、競相壓價、錢權(quán)交易、掛靠串標、層層轉(zhuǎn)包、拖欠工程款等違法亂紀和市場不規(guī)范等問題行業(yè)監(jiān)管不到位監(jiān)管方式帶有計劃經(jīng)濟色彩，重審批、輕監(jiān)管監(jiān)管信息化水平不高工程擔保、工程保險、誠信管理等配套機制建設(shè)緩慢企業(yè)效率低企業(yè)專業(yè)化、規(guī)?；潭鹊图夹g(shù)創(chuàng)新能力不足，同質(zhì)化競爭過度大多仍沿襲傳統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)和項目管理模式信用不健全市場主體信用意識和契約精神缺乏，各方主體地位不平等行業(yè)內(nèi)信用體系建設(shè)嚴重滯后于建筑業(yè)發(fā)展需要1.1

智能建造背景——信息技術(shù)的助力數(shù)字化轉(zhuǎn)型作業(yè)形態(tài)要改變堅持“以人為本”的發(fā)展理念，改善作業(yè)條件，減輕勞動強度，盡可能多地利用建筑機器人取代人工作業(yè)，已經(jīng)成為建筑業(yè)尋求發(fā)展的共識。工程品質(zhì)要提升工程品質(zhì)的“品”是人們對審美的需求；“質(zhì)”是工藝性、功能性以及環(huán)境性的大質(zhì)量要求。推進智能建造是加速工程品質(zhì)提升的重要方法。工作效率要提升建造全過程、全專業(yè)、全參與方和全要素協(xié)同實時管控的智能建造平臺的高效管控，缺少便捷、實用和高效作業(yè)的機器人施工。管控項目要“零距離”推進智能建造充分發(fā)揮信息共享優(yōu)勢，借助于互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)等信息化手段，建造相關(guān)方可以便捷使用的工程項目建造管控平臺，實現(xiàn)零距離、全過程、實時性的管控工程項目。1.1

智能建造背景——信息技術(shù)的助力我國新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)持續(xù)向“數(shù)字產(chǎn)業(yè)化、產(chǎn)業(yè)數(shù)字化”的方向發(fā)展。（1）培育壯大人工智能、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈、云計算、網(wǎng)絡安全等新興數(shù)字產(chǎn)業(yè)；（2）傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)將實施數(shù)字化改造升級，如傳統(tǒng)建筑走向智能建造。1.1

智能建造背景——信息技術(shù)的助力智能建造的技術(shù)背景是新一代信息技術(shù)，主要指物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)，以及由此產(chǎn)生的云計算、邊緣計算、區(qū)塊鏈、數(shù)字孿生以及工業(yè)大腦等。新一代信息技術(shù)的發(fā)展為推進智能建造奠定了強大的基礎(chǔ)，具體表現(xiàn)在三方面。1虛擬現(xiàn)實、人工智能、增強現(xiàn)實深入實際的生活2功能強大、自主的微型計算機（嵌入式系統(tǒng)）實現(xiàn)了與其他微型計算機、傳感器設(shè)備的互聯(lián)互通3物理世界和虛擬世界（網(wǎng)絡空間）以信息物理系統(tǒng)形式實現(xiàn)了全方位融合。1.2智能建造定義、內(nèi)涵和特征——定義智能建造是一種融合傳統(tǒng)工程建造與現(xiàn)代信息技術(shù)的新型生產(chǎn)方式。智能建造通過應用BIM、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、云計算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，發(fā)展智能建造新裝備，搭建自動化、數(shù)字化、網(wǎng)絡化的智能建造平臺。智能設(shè)計智能生產(chǎn)智能施工智能運維4個領(lǐng)域：設(shè)計、生產(chǎn)、施工、運維4個智能化目標：材料、機械、設(shè)備、人員3個解決目標：生產(chǎn)效率低、污染高、能耗高2種成果：以人為本的智能化產(chǎn)品與服務1.2智能建造定義、內(nèi)涵和特征——定義設(shè)計方式與流程的智能化有效評估設(shè)計的功能性和支撐性對設(shè)計變更、供應變化、工廠或工地環(huán)境變化做出快速響應需求驅(qū)動的生產(chǎn)管理由人工生產(chǎn)轉(zhuǎn)向自動化生以人機協(xié)同的工作方式實現(xiàn)全自動化的工廠生產(chǎn)線，根據(jù)用戶需求，對產(chǎn)品和工藝信息進行分析規(guī)劃基于大數(shù)據(jù)，綜合應用多種技術(shù)，在數(shù)字化施工各個環(huán)節(jié)融入智能化算力算法，賦予相關(guān)技術(shù)、裝備和設(shè)備設(shè)施智能化屬性，以進行工程建造的過程以大數(shù)據(jù)平臺和機器學習為核心，自動學習總結(jié)規(guī)則，并做出決策的運維方式智能設(shè)計智能生產(chǎn)智能施工智能運維1.2智能建造定義、內(nèi)涵和特征——內(nèi)涵1“實物+數(shù)字”產(chǎn)品2“制造＋建造”生產(chǎn)方式3從產(chǎn)品建造到服務建造4從產(chǎn)品交易到平臺經(jīng)濟5從管理到治理內(nèi)涵1.2智能建造定義、內(nèi)涵和特征——特征1萬物互聯(lián)2全面感知3數(shù)據(jù)化4真實分析5實時控制關(guān)聯(lián)施工現(xiàn)場、工程機械設(shè)備、生產(chǎn)線、構(gòu)件工廠、供應商、建筑產(chǎn)品、客戶緊密等通過各種傳感器、智能設(shè)備、智能終端等收集各種信息和數(shù)據(jù)，通過物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等將信息和數(shù)據(jù)傳輸和存儲項目管理、施工現(xiàn)場、數(shù)字工廠、建筑構(gòu)件、建造過程等產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)利用信息技術(shù)進行數(shù)據(jù)分析和處理，利用有限元計算、虛擬仿真技術(shù)等對工程狀態(tài)進行仿真分析，給出自動控制所需的結(jié)果或輔助決策的信息。通過智能設(shè)備、智能軟件、智能終端等，依據(jù)分析得到的結(jié)果和相關(guān)規(guī)則等，對建造過程、建造工藝、建造流程等進行控制。1.3

智能建造面臨挑戰(zhàn)和發(fā)展前景——面臨挑戰(zhàn)市場環(huán)境核心資源企業(yè)部署（1）市場環(huán)境：建筑企業(yè)對國外相關(guān)產(chǎn)品產(chǎn)生數(shù)據(jù)依存；國產(chǎn)產(chǎn)品用戶基數(shù)少，缺少市場意見反饋。（2）企業(yè)部署：國內(nèi)廠商戰(zhàn)略部署不清晰，未形成與上下游的深度溝通；國內(nèi)廠商生態(tài)基礎(chǔ)薄弱，資源分散嚴重；國內(nèi)廠商自主創(chuàng)新能力與意識較弱。（3）核心資源：智能建造標準體系有待健全；核心技術(shù)尚且薄弱；缺乏完善的智能建造應用生態(tài)；高端復合型人才缺乏。1.3

智能建造面臨挑戰(zhàn)和發(fā)展前景——面臨挑戰(zhàn)工程軟件“補短板”工程物聯(lián)網(wǎng)“顯特色”工程機械“促升級”工程大數(shù)據(jù)“強優(yōu)勢”集中攻關(guān)“卡脖子”痛點；加強國產(chǎn)工程軟件創(chuàng)新應用；制定工程軟件標準體系確立工程物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用標準和規(guī)范化技術(shù)指導；突破多模態(tài)異構(gòu)數(shù)據(jù)智能融合等技術(shù)；開展基于工程物聯(lián)網(wǎng)的智能工地健全智能化工程機械標準體系；打破核心零部件技術(shù)和原材料的壁壘；創(chuàng)新多樣化綜合服務模式。創(chuàng)新數(shù)據(jù)采集、儲存和挖掘等關(guān)鍵共性技術(shù)；建立相關(guān)政策法規(guī)、管理評估、企業(yè)制度等管理體系；建立工程大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)體系1.3

智能建造面臨挑戰(zhàn)和發(fā)展前景——發(fā)展趨勢市場化產(chǎn)業(yè)化專業(yè)化建立有序的市場環(huán)境圍繞BIM與數(shù)字設(shè)計、智能工地、無人施工系統(tǒng)、工程大數(shù)據(jù)平臺等具體方向，以應用為主導開展技術(shù)研發(fā)建立差異化發(fā)展模式打造“基礎(chǔ)研究—技術(shù)創(chuàng)新—產(chǎn)業(yè)化”鏈條的協(xié)同發(fā)展機制建立智能建造標準體系和技術(shù)評估機制拓寬建造產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新支持渠道建立智能建造合作生態(tài)積極探索校企協(xié)同育人模式.充實師資力量，切實提升教學能力大力支持科技人才開展獨立性、原創(chuàng)性研究思考題1.傳統(tǒng)建造為何走向智能建造？2.智能建造的定義、內(nèi)涵和特征分別是什么？3.智能建造的發(fā)展存在哪些挑戰(zhàn)？如何有效解決這些挑戰(zhàn)？4.如何加強智能建造市場化和產(chǎn)業(yè)化？5.討論：以你的角度談談如何發(fā)展智能建造專業(yè)。6.分組討論匯報：工業(yè)4.0時代以來，國內(nèi)外智能建造的研究方向包括哪些，并任意選擇4個方向簡要概括它們的研究現(xiàn)狀。THANKS第二章BIM與智能建造第二章BIM與智能建造2.1BIM技術(shù)誕生的背景設(shè)計管理的挑戰(zhàn)2.1

BIM技術(shù)誕生的背景——傳統(tǒng)建筑業(yè)面臨的挑戰(zhàn)二維平面無法真實直觀地表現(xiàn)設(shè)計對象1各個專業(yè)設(shè)計圖紙內(nèi)容割裂3多方案優(yōu)化設(shè)計成本過高45圖元相互獨立導致設(shè)計效率、質(zhì)量低下6成本預算及風水管道流量等計算難度大2不同設(shè)計階段無法共享所有設(shè)計信息CAD在二維平臺設(shè)計圖例不同專業(yè)設(shè)計圖匯總成本管理的挑戰(zhàn)2.1BIM技術(shù)誕生的背景——傳統(tǒng)建筑業(yè)面臨的挑戰(zhàn)管理方式具有一定的被動性成本管理協(xié)調(diào)方式不完善成本確定方法靜態(tài)滯后傳統(tǒng)的信息管理實時性較弱成本模型建立不便捷進度管理的挑戰(zhàn)2.1BIM技術(shù)誕生的背景——傳統(tǒng)建筑業(yè)面臨的挑戰(zhàn)傳統(tǒng)進度管理流程無法實現(xiàn)精細化管理組織協(xié)調(diào)困難0103進度計劃優(yōu)化調(diào)整困難02難以與成本及質(zhì)量之間達到平衡狀態(tài)施工進度計劃編制不合理造成的進度管理問題0406建筑設(shè)計缺陷帶來的進度管理問題05信息管理的挑戰(zhàn)2.1BIM技術(shù)誕生的背景——傳統(tǒng)建筑業(yè)面臨的挑戰(zhàn)04缺乏專業(yè)性管理人才05能源利用率低06運維與設(shè)施管理成本高各階段工作脫節(jié)01信息不能集成共享02信息傳遞效率低下03傳統(tǒng)運維管理信息傳遞模式在缺乏信息技術(shù)的條件下，建筑業(yè)中還有不少人遵循傳統(tǒng)的工作方式和慣例，以紙質(zhì)媒介為基礎(chǔ)進行管理，用傳統(tǒng)的檔案管理方式來管理設(shè)計文件、施工文件和其他工程文件。這些手工作業(yè)緩慢而繁瑣，還不時會出現(xiàn)一些紕漏，給工程帶來損失。造價管理的挑戰(zhàn)2.1BIM技術(shù)誕生的背景——傳統(tǒng)建筑業(yè)面臨的挑戰(zhàn)工作方式和工具的限制極大程度上影響了造價的工作效率0102造價管理模式與市場發(fā)展不協(xié)調(diào)03工程造價無法實現(xiàn)全面控制工程信息缺乏統(tǒng)一標準信息管理的弊端2.1BIM技術(shù)誕生的背景——傳統(tǒng)建筑業(yè)面臨的挑戰(zhàn)

在整個工程項目周期中，項目的信息量是隨著時間增長而不斷增長的。但實際上項目各個階段的信息并不能夠很好地銜接，從而出現(xiàn)了信息丟失的現(xiàn)象。圖例

各種管理模式在項目不同階段對項目信息量的影響1設(shè)計信息流向的下游階段如概預算、施工等階段無法從上游設(shè)計階段獲取已輸入電子媒體的信息。2隨著信息技術(shù)的應用，設(shè)計和施工過程中會產(chǎn)生豐富的數(shù)字化信息。當信息從數(shù)字媒介轉(zhuǎn)換為紙質(zhì)媒介時，會導致此類信息丟失。3建設(shè)工程項目中沒有建立起科學的、能夠支持建設(shè)工程全生命周期的建筑信息管理環(huán)境。2.1BIM技術(shù)誕生的背景——信息技術(shù)的飛速發(fā)展學術(shù)界有關(guān)建筑信息建模的研究不斷走向深入（1）制造業(yè)在產(chǎn)品信息建模方面的成功給予建筑業(yè)啟示（2）軟件開發(fā)商的不斷努力實踐（3）信息技術(shù)飛速發(fā)展20世紀80年代到90年代，是建筑信息技術(shù)從探索走向廣泛應用并得到蓬勃發(fā)展的年代。隨著計算機網(wǎng)絡通信技術(shù)的飛速發(fā)展，因特網(wǎng)開始進入各行各業(yè)和普通人們的生活，給建筑信息技術(shù)帶來了新的發(fā)展，也為BIM的誕生提供了硬件基礎(chǔ)。2.1BIM技術(shù)誕生的背景——BIM的早期應用概況信息技術(shù)飛速發(fā)展設(shè)計階段展示建筑三維信息與空間信息提升施工圖紙的可行性與可操作性展現(xiàn)復雜建筑形體設(shè)計各專業(yè)實施協(xié)同設(shè)計過程2.1BIM技術(shù)誕生的背景——BIM的早期應用概況施工階段質(zhì)量管理進度管理成本管理現(xiàn)場管理安全管理BIM技術(shù)可以將施工中的危險源詳細地暴露出來。同時實時監(jiān)控現(xiàn)場施工，保證施工安全.BIM技術(shù)可在施工現(xiàn)場管理相關(guān)文件中有效輸入現(xiàn)場管理多項信息，并準備網(wǎng)絡計劃以對施工進度進行模擬BIM技術(shù)能夠編制施工進度計劃并對勞動消費的具體情況進行分析BIM技術(shù)能夠為相關(guān)管理人員提供施工中成本管理的所有數(shù)據(jù)信息，完成對建筑成本的優(yōu)化控制BIM技術(shù)可以提前發(fā)現(xiàn)施工中的重難點，并且及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計方案中存在的矛盾2.1BIM技術(shù)誕生的背景——BIM的早期應用概況運維階段數(shù)據(jù)集成與共享運維管理可視化應急管理決策與模擬BIM技術(shù)將規(guī)劃、設(shè)計、施工、運維等各階段包含項目信息、模型信息和構(gòu)件參數(shù)信息的數(shù)據(jù)，全部集中于BIM數(shù)據(jù)庫中，為常用運維管理系統(tǒng)提供信息數(shù)據(jù)?？⒐とSBIM模型則可以確定機電、暖通、給排水和強弱電等建筑設(shè)施設(shè)備在建筑物中的位置，使得運維現(xiàn)場定位管理成為可能，同時能夠傳送或顯示運維管理的相關(guān)內(nèi)容。BIM技術(shù)可以協(xié)助應急響應人員定位和識別潛在的突發(fā)事件，并且通過圖形界面準確確定其危險發(fā)生的位置。此外，空間信息也可以用于識別疏散線路和環(huán)境危險之間的隱藏關(guān)系。思考題1.傳統(tǒng)建筑業(yè)造價管理中存在哪些弊端。2.BIM技術(shù)誕生的信息技術(shù)基礎(chǔ)。3.BIM技術(shù)早期在工程項目運維階段有什么運用。THANKS第二章BIM與智能建造第二章BIM與智能建造2.2BIM平臺產(chǎn)品與技術(shù)規(guī)范BIM技術(shù)特點2.2BIM平臺產(chǎn)品與技術(shù)規(guī)范——BIM技術(shù)主要介紹BIM是BuildingInformationModeling的縮寫，表示建筑信息模型，是指在建設(shè)工程及設(shè)施全生命期內(nèi)，對其物理和功能特性進行數(shù)字化表達，并依此設(shè)計、施工、運營的過程和結(jié)果的總稱。優(yōu)化性仿真性協(xié)調(diào)性一體化參數(shù)化可視化BIM技術(shù)專業(yè)術(shù)語2.2BIM平臺產(chǎn)品與技術(shù)規(guī)范——BIM技術(shù)主要介紹全生命周期評估LCA施工運營建筑信息交換COBie模型精度細度LOD數(shù)據(jù)交換與IFC信息交付手冊IDM成熟度等級LevelBIM實施計劃BEP公共數(shù)據(jù)環(huán)境平臺CDEBIM技術(shù)在中國的發(fā)展2.2BIM平臺產(chǎn)品與技術(shù)規(guī)范——BIM技術(shù)主要介紹政策指導2014《關(guān)于推進建筑業(yè)發(fā)展和改革的若干意見》2015《住房城鄉(xiāng)建設(shè)部關(guān)于印發(fā)推進建筑信息模型應用指導意見的通知》2017《建筑業(yè)10項新技術(shù)（2017版）》2020《關(guān)于推動智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展的指導意見》2016《2016-2020年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》2019《關(guān)于印發(fā)《住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部工程質(zhì)量安全監(jiān)管司2019年工作要點）的通知》(1)(2)行業(yè)發(fā)展國外BIM平臺2.2BIM平臺產(chǎn)品與技術(shù)規(guī)范——BIM技術(shù)平臺介紹隨著BIM技術(shù)的成熟及知名度的擴大，BIM軟件的數(shù)量也越來越龐大。目前國內(nèi)外從事BIM軟件開發(fā)的平臺公司種類較多，相較于國內(nèi)平臺公司開發(fā)的BIM軟件產(chǎn)品，國外的BIM軟件技術(shù)起步較早、軟件功能相對比較成熟、產(chǎn)品較多而且規(guī)模較大、優(yōu)勢突出、系統(tǒng)性好，可實現(xiàn)的BIM功能強（建模功能、信息集成功能、信息共享功能、可視化功能等）。國外主流BIM平臺軟件總共有四個門派如下：Bentley平臺Nemetschek平臺Dassault平臺Autodesk平臺軟件授權(quán)易于獲取、軟件產(chǎn)品齊全、旗下軟件幾乎無支持二次開發(fā)的個人用戶插口開放、輸出文件數(shù)據(jù)格式多樣，共享效率低。強大的圖形處理能力、支持參數(shù)化建模、旗下軟件幾乎無支持二次開發(fā)的個人用戶插口開放、輸出文件格式統(tǒng)一（DGN格式），共享效率高。軟件產(chǎn)品細分市場的不合理，國內(nèi)用戶較少。在CATIA基礎(chǔ)上開發(fā)的多款產(chǎn)品均有二次開發(fā)插口開放，輸出文件格式可實現(xiàn)批量化轉(zhuǎn)化，數(shù)據(jù)交互能力強。國內(nèi)BIM平臺2.2BIM平臺產(chǎn)品與技術(shù)規(guī)范——BIM技術(shù)平臺介紹目前國內(nèi)BIM平臺沒有像國外一樣分門派，平臺種類和數(shù)量較多，以下簡單介紹幾種BIM平臺：廣聯(lián)達BIM5D平臺魯班BIM平臺斯維爾BIM平臺Glendale葛蘭岱爾BIM平臺大象云BIM平臺BimViz平臺圭土云BIM協(xié)同云平臺EBIM云平臺品茗BIM平臺BIM建模類軟件2.2BIM平臺產(chǎn)品與技術(shù)規(guī)范——BIM技術(shù)軟件介紹AutodeskRevit系列軟件Bentley系列軟件CATIA系列軟件ArchiCAD軟件AutodeskRevit系列軟件是專為建筑信息模型（BIM）構(gòu)建的，它結(jié)合了AutodeskRevitArchitecture、AutodeskRevitStructure和AutodeskRevitMEP軟件的功能。Bentley系列軟件使得項目參與者和業(yè)主運營商能夠跨越不同行業(yè)與機構(gòu)，一體化地開展工作。主要BIM軟件為BentleyArchitecture、BentleyStructural、BentleyBuildingMechanicalSystems與BentleyBuildingElectricalSystems。CATIA是法國DassaultSystemes公司CAD/CAM/CAE/PDM一體化軟件。模塊化的CATIA系列產(chǎn)品提供產(chǎn)品的風格和外型設(shè)計、機械設(shè)計、設(shè)備與系統(tǒng)工程、管理數(shù)字樣機、機械加工、分析和模擬。ArchiCAD軟件是基于GDL（GeometricDescriptionLanguage）語言的三維仿真軟件，ArchiCAD軟件含有多種三維設(shè)計工具，可以為各專業(yè)設(shè)計人員提供技術(shù)支持。同時軟件還有豐富的參數(shù)化圖庫部件，可以完成多種構(gòu)件的繪制。BIM模擬類軟件2.2BIM平臺產(chǎn)品與技術(shù)規(guī)范——BIM技術(shù)軟件介紹3dsMax是Autodesk公司開發(fā)的基于專業(yè)建模、動畫和圖像制作的軟件，具有基于Windows平臺的實時三維建模、渲染和動畫設(shè)計等功能。1LightscapeLightscape是一種先進的光照模擬和可視化設(shè)計系統(tǒng)，用于對三維模型進行精確的光照模擬和靈活方便的可視化設(shè)計。Artlantis是法國Abvent公司的渲染引擎，也是SketchUp的一個渲染伴侶，與SketchUp.3dsMax、ArchiCAD等建筑建模軟件可以無縫連接。23BIM分析類軟件2.2BIM平臺產(chǎn)品與技術(shù)規(guī)范——BIM技術(shù)軟件介紹BIM可持續(xù)（綠色）分析軟件可持續(xù)或者綠色分析軟件可以使用BIM模型的信息對項目進行日照、風環(huán)境、熱工、景觀可視度、噪聲等方面的分析。BIM深化設(shè)計軟件借助BIM核心建模軟件的數(shù)據(jù)，Xsteel可以對鋼結(jié)構(gòu)進行面向加工，安裝的詳細設(shè)計，生成鋼結(jié)構(gòu)施工圖材料表，數(shù)控機床加工代碼等。BIM機電分析軟件水暖電等設(shè)備和電氣分析軟件國內(nèi)產(chǎn)品有鴻業(yè)、博超等，國外產(chǎn)品有DesignMaster、IESVirtualEnvironment、TraneTrace等。BIM模型綜合碰撞檢查軟件模型綜合碰撞檢查軟件的基本功能包括集成各種三維軟件創(chuàng)建的模型，進行3D協(xié)調(diào)、4D計劃、可視化、動態(tài)模擬等。BIM結(jié)構(gòu)分析軟件該軟件和BIM核心建模軟件可以實現(xiàn)雙向信息交換，即對結(jié)構(gòu)調(diào)整的信息可以及時反饋到核心建模軟件中以實現(xiàn)自動更新。BIM管理類軟件2.2BIM平臺產(chǎn)品與技術(shù)規(guī)范——BIM技術(shù)軟件介紹BIM造價管理軟件BIM運營管理軟件造價管理軟件利用BIM模型提供的信息進行工程量統(tǒng)計和造價分析，由于BIM模型結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的支持，基于BIM技術(shù)的造價管理軟件可以根據(jù)工程施工計劃動態(tài)提供造價管理需要的數(shù)據(jù)，即BIM技術(shù)的5D應用BIM模型應用的重要目標之一是為建筑物的運營管理階段服務，美國運營管理軟件ArchiBUS是最有市場影響的軟件之一，而FacilityONE也能提供有關(guān)幫助。此外，這些軟件屬于全周期控制軟件，可以供工程管理人員學習。國外BIM標準2.2BIM平臺產(chǎn)品與技術(shù)規(guī)范——BIM標準與規(guī)范2004年編制了基于IFC的《國家BIM標準》——NBIMS2012年，美國國家BIM標準第二版《NBIMS-US2.0》2015年，美國發(fā)布第三版BIM標準NBIMS3。美國BIM標準英國多家設(shè)計、施工企業(yè)聯(lián)合成立了AEC（UK）BIMStandard項目委員會，并于2009年正式發(fā)布了《AEC（UK）BIMStandard》作為推薦性的行業(yè)標準。英國BIM標準2011年，日本企業(yè)FUKUICOMPUTER推出了BIM平臺軟件Gloob2012年，日本建筑學會正式發(fā)布了《JIABIMGuideline》日本BIM標準BIM技術(shù)最先從美國發(fā)展開來，隨著全球建筑信息化的發(fā)展，已經(jīng)迅速發(fā)展到了歐洲、亞洲的各個國家。國內(nèi)BIM標準2.2BIM平臺產(chǎn)品與技術(shù)規(guī)范——BIM標準與規(guī)范2015.082016.122017.052017.102018.122018.12《工業(yè)化建筑評價標準》《建筑信息模型應用統(tǒng)一標準》《建筑信息模型分類和編碼標準》《建筑信息模型施工應用標準》添加標題《建筑工程設(shè)計信息模型制圖標準》2019.052021.09《建筑信息模型設(shè)計交付標準》《制造工業(yè)工程設(shè)計信息模型應用標準》《建筑工程信息模型存儲標準》中國的BIM標準如何與國際的使用標準（如美國的NBIMS）有效對接、政府與企業(yè)如何推動中國BIM標準的應用已成為今后工作的挑戰(zhàn)，所以當前需要積極推動BIM標準的建立，為建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。思考題1.請你介紹一下BIM技術(shù)。（范圍不限，包括定義、特點、軟件、平臺）2.解釋LOD、IFC、IDM的含義。3.請任意選擇一款BIM軟件進行詳細介紹。THANKS第二章BIM與智能建造2.3從BIM走向智能建造2.3.1傳統(tǒng)BIM技術(shù)的局限性2.3.2BIM技術(shù)的發(fā)展過程2.3.3從BIM到智能建造2.3

從BIM走向智能建造——傳統(tǒng)BIM技術(shù)的局限性參與方角度的局限性未實現(xiàn)協(xié)同合作設(shè)計頻繁變更設(shè)計方的局限性模型深度的限制軟件層面的局限施工方的局限性缺少可視化的技術(shù)和設(shè)備BIM人員的不足信息技術(shù)角度的局限性2.3

從BIM走向智能建造——傳統(tǒng)BIM技術(shù)的局限性大數(shù)據(jù)導致信息存儲的局限性局部使用BIM技術(shù)的局限性BIM技術(shù)應用的數(shù)據(jù)安全問題大多數(shù)的工程項目資料少則幾個十個G大則幾百個，上千個G的容量，處理起來難度大。目前的BIM數(shù)據(jù)信息大多存放于企業(yè)內(nèi)部的平臺上，項目各參與方在各自的模型上進行修改，導致模型中的數(shù)據(jù)信息傳遞過程不同步，出現(xiàn)碎片化、信息缺失等問題。傳統(tǒng)BIM技術(shù)應用方式存在項目信息泄露風險，導致其應用受阻。BIM技術(shù)逐步成熟2.3

從BIM走向智能建造——BIM技術(shù)的發(fā)展過程業(yè)主、設(shè)計師、工程師、承包商、分包商這些和工程項目有著直接關(guān)系的人員房地產(chǎn)經(jīng)紀人、房屋估價師、貸款抵押銀行、律師等服務類人員法規(guī)執(zhí)行檢查、環(huán)保、安全與職業(yè)健康等政府機構(gòu)的人員廢物處理回收商、搶險救援人員等其他行業(yè)相關(guān)的人員..........................BIM技術(shù)逐步成熟2.3

從BIM走向智能建造——BIM技術(shù)的發(fā)展過程BIM技術(shù)逐步成熟——BIM技術(shù)應用深入發(fā)展2.3

從BIM走向智能建造——BIM技術(shù)的發(fā)展過程BIM-3D具有可視化功能，能夠展示3D立體建筑模型項目的各參與方可以利用計算機時模型進行修改，便于對模型中數(shù)據(jù)信息進行分析與計算?？梢詫⒍S信息在三維模型上進行展示，并在施工前通過其直觀地改正圖紙上出現(xiàn)的錯誤。能夠更為清晰地展現(xiàn)建筑物的所有特點，更加形象直觀，提高項目的觀賞度及閱讀能力，增加建筑整體的真實性及體驗感模型中儲存建筑物的物理信息、功能信息和性能信息BIM技術(shù)逐步成熟——BIM技術(shù)應用深入發(fā)展2.3

從BIM走向智能建造——BIM技術(shù)的發(fā)展過程BIM-4D具有時間維度，可以進行時間的管理可以用來提前規(guī)劃施工計劃和各層級的工作順序，實現(xiàn)時間上無縫銜接，縮短施工周期1.可視化，所見即所得；2.協(xié)調(diào)性，避免或減少沖突；3.模擬性，盡早把控現(xiàn)場情況；4.優(yōu)化性，更好地進行施工管理；3.造價精確與可控性，提高工作效率！BIM技術(shù)逐步成熟——BIM技術(shù)應用深入發(fā)展2.3

從BIM走向智能建造——BIM技術(shù)的發(fā)展過程BIM-5D增加成本維度，便于成本控制將模型與費用基礎(chǔ)計算結(jié)合，建筑模型中的每個元素都有與之相關(guān)的成本避免繁瑣的人工計算產(chǎn)生的誤差有效地提高了準確率并降低了人工成本使交付團隊對完成建設(shè)目標的工作量和工期做出準確的估計BIM技術(shù)逐步成熟——BIM技術(shù)應用深入發(fā)展2.3

從BIM走向智能建造——BIM技術(shù)的發(fā)展過程BIM-6D有助于進行能耗的分析，能夠?qū)ㄖ阅苓M行優(yōu)化涵蓋建筑可持續(xù)發(fā)展目標信息：諸如能耗控制、可再生材料利用；從管理的角度來理解和領(lǐng)導“能源與環(huán)境設(shè)計（LEED）”項目的跟蹤和執(zhí)行；允許在建筑物占用期間進行測量和驗證，以及改進在高性能設(shè)施中收集經(jīng)驗教訓的過程；可以在設(shè)計過程的早期產(chǎn)生更完整和準確的能量估算。BIM技術(shù)逐步成熟——BIM技術(shù)應用深入發(fā)展2.3

從BIM走向智能建造——BIM技術(shù)的發(fā)展過程BIM-7D由管理人員在整個生命周期內(nèi)運行和維護1.組件狀態(tài)2.規(guī)格3.維護手冊4.操作手冊5.保修手冊允許參與者提取和跟蹤相關(guān)的資產(chǎn)數(shù)據(jù)1.可以更容易，更快地更換零件2.優(yōu)化合規(guī)性4.提供了在整個設(shè)施生命周期中管理分包商/供應商數(shù)據(jù)和設(shè)施組件的流程BIM7D2.3

從BIM走向智能建造——BIM技術(shù)的發(fā)展過程BIM技術(shù)逐步成熟——BIM技術(shù)應用深入發(fā)展BIM-7D由管理人員在整個生命周期內(nèi)運行和維護3.隨著時間的推移簡化資產(chǎn)生命周期管理BIM技術(shù)逐步成熟——BIM技術(shù)應用深入發(fā)展2.3

從BIM走向智能建造——BIM技術(shù)的發(fā)展過程在未來，工程項目管理所有涉及的因素都可以加入BIM之中形成所謂的n維模型，以便更好地進行項目管理工作BIM技術(shù)打通建造過程全周期數(shù)據(jù)2.3

從BIM走向智能建造——BIM技術(shù)的發(fā)展過程建造全過程數(shù)據(jù)可在BIM模型上集中呈現(xiàn)，通過統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口可以與其他流程系統(tǒng)進行有效的集成，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，為工程項目帶來更大的價值。運維管理概念規(guī)劃建造設(shè)計BIM技術(shù)將與新一代信息技術(shù)集成應用2.3

從BIM走向智能建造——BIM技術(shù)的發(fā)展過程建筑實體數(shù)字化要素對象數(shù)字化作業(yè)過程數(shù)字化管理決策數(shù)字化建筑實體數(shù)字化核心是多專業(yè)建筑實體的模型化，即建立精細化項目BIM模型要素對象數(shù)字化是實時收集工程實況，如“人、機、料、法、環(huán)”等要素在建筑實體數(shù)字化和要素對象數(shù)字化的基礎(chǔ)上，從計劃、執(zhí)行、檢查到優(yōu)化改進形成效率閉環(huán)建筑實體數(shù)字化核心是多專業(yè)建筑實體的模型化，即建立精細化項目BIM模型1.物聯(lián)網(wǎng)2.云計算3.5G4.大數(shù)據(jù)物聯(lián)網(wǎng)通過感知獲得豐富的數(shù)據(jù)源云計算提供便捷的訪問共享資源池計算模式5G移動互聯(lián)網(wǎng)提供實時交換信息途徑大數(shù)據(jù)分析處理工程建造過程產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)2.3

從BIM走向智能建造——從BIM到智能建造各新興信息技術(shù)間既相互獨立又相互聯(lián)系

——BIM技術(shù)是工程建造信息最佳的傳遞載體BIM可視化協(xié)調(diào)性模擬性基于BIM的實時建造模型以及各項軟件服務提供了靈活且可擴展信息空間2.3

從BIM走向智能建造——從BIM到智能建造支持不同專業(yè)的項目管理人員在統(tǒng)一的平臺上共享信息并協(xié)同工作在信息空間中經(jīng)過分析、處理與優(yōu)化等后模擬決策控制信息2.3

從BIM走向智能建造——從BIM到智能建造本節(jié)課后思考1.BIM技術(shù)應用的局限性有哪些？2.BIM技術(shù)從3D到7D的應用是如何變化的，它們之間的區(qū)別和聯(lián)系是什么？3.請闡述BIM技術(shù)如何與其他新一代信息技術(shù)集成應用。THANKS第二章BIM與智能建造2.4

BIM技術(shù)助力實現(xiàn)全過程智能建造在本節(jié)中將進一步為讀者回答三個問題：123建筑行業(yè)BIM的現(xiàn)階段應用狀態(tài)是怎樣的？BIM為智能建造提供了怎樣的技術(shù)支撐和數(shù)據(jù)支撐？在工程全階段中BIM如何與新一代信息技術(shù)融合進而實現(xiàn)智能建造？2.4

BIM技術(shù)助力實現(xiàn)全過程智能建造——規(guī)劃設(shè)計階段BIM在規(guī)劃設(shè)計階段中的應用現(xiàn)狀現(xiàn)狀建模場地分析成本核算階段分析與規(guī)劃編制創(chuàng)建出道路、建筑、河流、綠化以及高程的變化起伏；創(chuàng)建出本地塊的用地紅線及道路紅線；創(chuàng)建主體模型框架。對方案進行環(huán)境影響評估，包括風環(huán)境影響、聲環(huán)境影響、熱環(huán)境影響、日照環(huán)境影響等方面評估獲得較為準確的土建工程量及土建造價；權(quán)衡出不同方案的造價優(yōu)劣；進行投資估算，編制出精確的成本預算。建立場地的三維地質(zhì)模型；做地形模型與土方計算，以及實現(xiàn)土方平衡；進行BIM模型設(shè)計，結(jié)合真實地形，展現(xiàn)出項目建成后的狀況。2.4

BIM技術(shù)助力實現(xiàn)全過程智能建造——規(guī)劃設(shè)計階段BIM在規(guī)劃設(shè)計階段中的應用現(xiàn)狀圖2-19氣象條件模擬圖2-20利用BIM建立三維場地模型圖2-21土方計算與土方平衡2.4

BIM技術(shù)助力實現(xiàn)全過程智能建造——規(guī)劃設(shè)計階段BIM在規(guī)劃設(shè)計階段中的智能化發(fā)展BIM+GIS助力完成場地分析通過BIM結(jié)合地理信息系統(tǒng)（簡稱GIS），對場地及擬建的建筑物空間數(shù)據(jù)進行建模，通過BIM及GIS軟件的強大功能，迅速得出令人信服的分析結(jié)果，幫助項目在規(guī)劃階段評估場地的使用條件和特點，從而做出新建項目最理想的場地規(guī)劃、交通流線組織關(guān)系、建筑布局等關(guān)鍵決策。BIM+VR/MR助力規(guī)劃審批報審人員及審批人員在“BIM+VR/MR規(guī)劃報審平臺”中完成BIM模型的提交及審批，通過平臺的數(shù)據(jù)自動提取及分析功能，自動完成指標核驗、報表生成。同時通過豐富的模型交互工具及VR、MR場景自動生成功能，輔助審批人員更好地完成審批工作。2.4

BIM技術(shù)助力實現(xiàn)全過程智能建造——方案設(shè)計階段BIM在方案設(shè)計階段中的應用現(xiàn)狀1參數(shù)化輔助設(shè)計2建筑環(huán)境分析3建筑性能分析4方案論證比選5可視化設(shè)計6功能空間優(yōu)化7協(xié)同設(shè)計2.4

BIM技術(shù)助力實現(xiàn)全過程智能建造——方案設(shè)計階段BIM在規(guī)劃設(shè)計階段中的智能化發(fā)展借助BIM+AI技術(shù)，可以增進各專業(yè)技術(shù)人員對各種建筑信息理解和認識，并由此作出高效的應對，也為各方建設(shè)主體提供了協(xié)同工作的基礎(chǔ)，在模型中解決了錯漏碰缺問題，減少各專業(yè)之間出現(xiàn)的溝通障礙問題，極大限度地避免了施工過程中的拆改和返工帶來的材料和腦力的浪費。BIM+AI技術(shù)有效減少返工BIM+實景三維技術(shù)助力規(guī)劃設(shè)計實景三維技術(shù)可實現(xiàn)在三維空間對自然資源資產(chǎn)的精細化管理，并構(gòu)建國土空間全要素真實BIM模型。應用實景三維技術(shù)，快速準確獲取可量測、高精度的三維地圖。2.4

BIM技術(shù)助力實現(xiàn)全過程智能建造——方案設(shè)計階段BIM在規(guī)劃設(shè)計階段中的智能化發(fā)展BIM+云平臺實現(xiàn)協(xié)同設(shè)計不同的專業(yè)可在BIM協(xié)同平臺平行設(shè)計，同時進行建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備等模型的設(shè)計，大大縮減設(shè)計周期圖2-23BIM協(xié)同設(shè)計2.4

BIM技術(shù)助力實現(xiàn)全過程智能建造——施工圖設(shè)計階段BIM在施工圖設(shè)計階段中的應用現(xiàn)狀圖2-24BIM碰撞檢測圖2-25可視化交底流程圖2.4

BIM技術(shù)助力實現(xiàn)全過程智能建造——施工圖設(shè)計階段BIM在施工圖設(shè)計階段中的應用現(xiàn)狀圖2-26施工圖預算BIM應用圖2.4

BIM技術(shù)助力實現(xiàn)全過程智能建造——施工圖設(shè)計階段BIM在施工圖設(shè)計階段中的智能化發(fā)展BIM+人工智能解決設(shè)計難題融合人工智能技術(shù)的BIM新技術(shù)可以解決傳統(tǒng)BIM技術(shù)面臨的三大難題：一是設(shè)計構(gòu)件無法承載業(yè)務信息，不具備跨階段的傳承性；二是傳統(tǒng)BIM模型繪制、校驗、審核的工作繁瑣；三是內(nèi)置規(guī)范、圖集的缺失使設(shè)計超出“紅線”。BIM+云平臺實現(xiàn)高效碰撞檢測業(yè)主將初步設(shè)計階段存儲至云平臺服務器中的設(shè)計成果及相關(guān)資料發(fā)布到設(shè)計方進行各專業(yè)的施工圖階段模型設(shè)計，同時勘測方進行協(xié)同勘測工作。各專業(yè)完成本專業(yè)的施工圖設(shè)計階段模型后將在云平臺中進行第一次模型整合及碰撞檢測。碰撞檢測的結(jié)果從云平臺中導出至各專業(yè)設(shè)計人員處進行模型修改及專業(yè)深化，修改后的模型將在云平臺中進行第二次整合及碰撞檢測。2.4

BIM技術(shù)助力實現(xiàn)全過程智能建造——施工圖設(shè)計階段BIM在施工圖設(shè)計階段中的智能化發(fā)展BIM+物聯(lián)網(wǎng)提供設(shè)計決策依據(jù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是在BIM技術(shù)的基礎(chǔ)上，將各類建筑運營數(shù)據(jù)通過傳感器收集起來，并通過互聯(lián)網(wǎng)實時反饋到本地運營中心和遠程用戶手上。沒有BIM，物聯(lián)網(wǎng)的應用將受到限制，在看不見的物體構(gòu)件或隱蔽處只有BIM模型能做到一覽無余。反之，沒有物聯(lián)網(wǎng)，BIM模型的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)將會無從獲取。圖2-27BIM+物聯(lián)網(wǎng)輔助施工設(shè)計2.4

BIM技術(shù)助力實現(xiàn)全過程智能建造——施工圖深化階段BIM在施工圖深化階段中的應用現(xiàn)狀圖2-28BIM鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計流程圖2.4

BIM技術(shù)助力實現(xiàn)全過程智能建造——施工圖深化階段BIM在施工圖深化階段中的應用現(xiàn)狀圖2-29BIM施工圖會審流程圖2.4

BIM技術(shù)助力實現(xiàn)全過程智能建造——施工圖深化階段BIM在施工圖深化階段中的應用現(xiàn)狀圖2-30BIM施工場布模擬2.4

BIM技術(shù)助力實現(xiàn)全過程智能建造——施工圖深化階段BIM在施工圖深化階段中的智能化發(fā)展BIM+云平臺實現(xiàn)多方會審一些在施工過程中才能夠暴露出的設(shè)計圖紙問題，在各參與方于云平臺中對BIM模型進行協(xié)同創(chuàng)建的時候就能夠得到暴露；借助其可視化特點，工程項目的各參與方能夠在計算機環(huán)境下，對工程中不符合規(guī)范要求、不合理的區(qū)域進行整體的審核、協(xié)商、變更，借助模型的直觀體驗顯著降低了各參與方之間的溝通難度。BIM+虛擬現(xiàn)實實現(xiàn)虛擬施工通過BIM技術(shù)建立建筑物的幾何模型和施工過程模型，可以實現(xiàn)對施工方案進行實時、交互和逼真的模擬，進而對已有的施工方案進行驗證、優(yōu)化和完善，逐步替代傳統(tǒng)的施工方案編制方式和方案操作流程；能預知在實際施工過程中可能碰到的問題，提前避免和減少返工以及資源浪費的現(xiàn)象，優(yōu)化施工方案，合理配置施工資源。2.4

BIM技術(shù)助力實現(xiàn)全過程智能建造——施工實施階段BIM在施工實施階段中的應用現(xiàn)狀施工質(zhì)量管理基于BIM技術(shù)的施工質(zhì)量事中控制，重點是對工序質(zhì)量進行控制；應用BIM技術(shù)可以解決溝通過程繁瑣效率低的問題，加快質(zhì)量問題的整改過程。通過建立BIM施工進度模型，不僅可以直觀地反映項目的施工過程，還能夠?qū)崟r追蹤當前的進度狀態(tài)，分析影響進度的因素，協(xié)調(diào)各專業(yè)，制定應對措施，以縮短工期、減低成本、提高質(zhì)量。在工程進程中，BIM數(shù)據(jù)是動態(tài)的，進而可以實現(xiàn)對工程數(shù)據(jù)的準確調(diào)用；在變更管理中可實時予以調(diào)閱，方便掌控工程變更問題施工進度管理施工變更管理2.4

BIM技術(shù)助力實現(xiàn)全過程智能建造——施工實施階段BIM在施工實施階段中的智能化發(fā)展圖2-32BIM+智慧工地管理平臺整體架構(gòu)圖2.4

BIM技術(shù)助力實現(xiàn)全過程智能建造——施工實施階段BIM在施工實施階段中的智能化發(fā)展1523系統(tǒng)平臺BIM+人工智能構(gòu)建智慧工地4智慧監(jiān)測環(huán)境監(jiān)測實名制管理質(zhì)量安全管理678設(shè)備監(jiān)控中心AI智能識別智慧巡檢2.4

BIM技術(shù)助力實現(xiàn)全過程智能建造——施工實施階段BIM在施工實施階段中的智能化發(fā)展BIM+3D打印實現(xiàn)智慧工地個性化施工基于BIM的整體建筑3D打印基于BIM和3D打印制作復雜構(gòu)件基于BIM和3D打印的施工方案實物模型展示BIM+云平臺實現(xiàn)智慧工地高效資源調(diào)配BIM+云平臺技術(shù)可以模擬在整個施工實施過程之中的各方情況，能夠?qū)τ谧匀毁Y源進行合理配置，帶動了施工工程的整體經(jīng)濟效益的提升BIM+互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)智慧工地高效信息查詢在材料方面，BIM技術(shù)在平面布置中可以儲存施工材料和器械相關(guān)的信息模塊2.4

BIM技術(shù)助力實現(xiàn)全過程智能建造——竣工交付階段BIM在竣工交付階段中的應用現(xiàn)狀BIM技術(shù)在數(shù)字化竣工交付中的作用

基于BIM的數(shù)字化竣工交付應用價值數(shù)字化竣工交付BIM模型可以直觀體現(xiàn)項目竣工交付的實際狀態(tài)，三維模型信息深度高于二維竣工圖，具備充分體現(xiàn)施工過程中深化設(shè)計信息的條件。同時，模型可以為數(shù)字化的竣工交付信息提供結(jié)構(gòu)化基礎(chǔ)，能夠有效集成設(shè)計、施工、竣工交付過程中的多源信息，形成建設(shè)工程項目的結(jié)構(gòu)化竣工交付數(shù)據(jù)庫。數(shù)字化集成化可視化助力“智慧城市”建設(shè)2.4

BIM技術(shù)助力實現(xiàn)全過程智能建造——竣工交付階段BIM在竣工交付階段中的應用現(xiàn)狀圖2-34數(shù)字化質(zhì)量驗收模型數(shù)字化質(zhì)量驗收2.4

BIM技術(shù)助力實現(xiàn)全過程智能建造——竣工交付階段BIM在竣工交付階段中的應用現(xiàn)狀物料信息結(jié)算工程量核算施工結(jié)算借助BIM算量軟件，在大幅度提高審計效率的同時，實現(xiàn)了各不同專業(yè)間的模型共用及互導竣工結(jié)算審計BIM技術(shù)可有效解決現(xiàn)場簽證單的有效性與真實性的問題還原簽證現(xiàn)場竣工結(jié)算相關(guān)應用2.4

BIM技術(shù)助力實現(xiàn)全過程智能建造——竣工交付階段BIM在竣工交付階段中的智能化發(fā)展BIM+區(qū)塊鏈助力施工過程結(jié)算——“智能合約”智能合約（SmartContract）是以數(shù)字形式定義的承諾，包括合約參與方可以在上面執(zhí)行這些承諾的協(xié)議。智能合約允許在沒有第三方的情況下進行可信交易，這些交易可具有可追蹤且不可逆轉(zhuǎn)的特點，其目的是提供優(yōu)于傳統(tǒng)合約的安全方法并減少合約相關(guān)的其他交易的成本。BIM+RFID技術(shù)實現(xiàn)電子驗收和資料移交將BIM技術(shù)應用于交付和竣工移交環(huán)節(jié)，降低了驗收和交付的難度，效率更高、成本更低、操作更簡便；通過BIM系統(tǒng)與RFID技術(shù)的結(jié)合，能夠清晰地反映項目運維過程中的狀態(tài)信息，實現(xiàn)項目的全方位跟蹤。2.4

BIM技術(shù)助力實現(xiàn)全過程智能建造——竣工交付階段BIM在竣工交付階段中的智能化發(fā)展圖2-35基于BIM技術(shù)的電子驗收與資料移交流程第一階段，基于RFID技術(shù)和BIM技術(shù)創(chuàng)建三維綜合平臺。可以在BIM模型中標識出建筑的某個結(jié)構(gòu)或設(shè)備出現(xiàn)故障或存在隱患，平臺會將這些標識信息記錄下來以便于專項信息維護；第二階段，從三維綜合平臺讀取待驗收信息，并根據(jù)驗收信息進行電子驗收。平臺數(shù)據(jù)庫可以將待驗收信息和相應的標準信息讀取出來，通過比較待驗收信息與相應標準的信息，若一致則電子驗收通過；反之，則需對工程項目進行整改，直至電子驗收通過為止；第三階段，從BIM綜合運維平臺提取待移交信息，并根據(jù)待移交信息進行電子竣工移交。該階段需判斷待移交信息是否準確且符合要求，若符合要求則直接進行電子移交；反之，則對待移交信息進行反復修正，直至待移交信息無誤為止，然后才能進行電子竣工移交，最后記錄和更新所有信息，將竣工資料等輸入BIM模型，導出最終竣工圖并生成最終BIM模型。2.4

BIM技術(shù)助力實現(xiàn)全過程智能建造——運營維護階段BIM在運營維護階段中的應用現(xiàn)狀維護計劃資產(chǎn)管理空間管理災害應急模擬智能化管理2.4

BIM技術(shù)助力實現(xiàn)全過程智能建造——運營維護階段BIM在運營維護階段中的智能化發(fā)展BIM+多種技術(shù)助力綜合管廊運維管理BIM+GIS技術(shù)實現(xiàn)智慧運維BIM+GIS等技術(shù)助力智慧園區(qū)能耗管理BIM+VR技術(shù)實現(xiàn)可視化運維管理BIM+物聯(lián)網(wǎng)助力智慧城市中的樓宇運維圖2-37智慧城市中的樓宇運維思考題1.BIM技術(shù)在智能建造應用的全過程包括哪些階段？2.簡述BIM技術(shù)在規(guī)劃設(shè)計階段、方案設(shè)計階段以及施工圖設(shè)計階段的應用現(xiàn)狀？3.簡述BIM技術(shù)在施工實施階段、竣工交付階段、運營維護階段的智能化發(fā)展？THANKS第三章智能建造平臺體系第三章智能建造平臺體系3.1NLP與前期智能規(guī)劃與決策3.2WSN與智能施工監(jiān)測3.3CV與智能安全監(jiān)管3.4RFID與智慧工地3.5ICT技術(shù)與智能運維3.6云平臺下的智能建造模式3.7“互聯(lián)網(wǎng)+”與智能建造體系融合3.8大數(shù)據(jù)與智能建造管理創(chuàng)新3.95G時代下的智能建造思考題本章內(nèi)容100第三章智能建造平臺體系“雷神山”防疫通信網(wǎng)絡專項支撐——中訊郵電咨詢設(shè)計院有限公司（簡稱“中訊院”）榮譽成就：新中國第一條長途光纜第一條大容量數(shù)字微波通信干線第一張蜂窩式移動電話網(wǎng)第一個國內(nèi)衛(wèi)星通信地球站事跡回放：第一幕：戰(zhàn)疫情，展現(xiàn)央企擔當?shù)诙唬鹤ヂ鋵?，履行央企責任第三幕：新基建，彰顯央企實力大國工匠精神！101NLP概念3.1

NLP與前期智能規(guī)劃與決策自然語言人類語言（特指文本符號，而非語音信號）人類思維的載體和交流的基本工具人類區(qū)別于動物的根本標志人類智能發(fā)展的外在體現(xiàn)形式之一自然語言處理(NPL)主要研究用計算機理解和生成自然語言的各種理論和方法,人工智能領(lǐng)域的一個重要甚至核心分支計算機科學與語言學的交叉學科,常被稱為計算語言學(CL，ComputationalLinguistics)102NaturalLanguageProcessingNLP發(fā)展歷程3.1

NLP與前期智能規(guī)劃與決策1機器翻譯存儲兩種語言的單詞、短語對應譯法的大辭典翻譯時一一對應，技術(shù)上只是調(diào)整語言的順序2系統(tǒng)輸入、輸出系統(tǒng)輸入：要求系統(tǒng)能處理大規(guī)模的真實文本系統(tǒng)輸出：不要求深層理解，但要抽取有用信息3搜索引擎機器翻譯普及、聊天機器人、智能客服涌現(xiàn)亞馬遜Alexa、微軟小冰發(fā)展歷程20世紀60年代20世紀90年代21世紀初103NLP基本技術(shù)3.1

NLP與前期智能規(guī)劃與決策分詞技術(shù)語義分析實體命名識別基于詞典的分詞算法基于統(tǒng)計的機器學習分詞算法詞義消歧淺層語義分析篇章分析內(nèi)容:人名、地名、機構(gòu)名方法：①先確認邊界，再分類②序列化標注，再挑選整合104NLP在智能決策中的作用3.1

NLP與前期智能規(guī)劃與決策基礎(chǔ)作用管理科學、運籌學、控制論和行為科學計算機技術(shù)、仿真技術(shù)和信息技術(shù)定量分析和處理，半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化決策問題提供支持被動，非結(jié)構(gòu)化問題無法提供支持，定性問題、模糊問題和不確定性問題缺乏支持手段局限決策支持系統(tǒng)（DSS，DecisionSupportSystem）105NLP在智能決策中的作用3.1

NLP與前期智能規(guī)劃與決策手段局限智能決策支持系統(tǒng)（IDSS，IntelligenceDecisionSupportSystem）決策支持系統(tǒng)組件：模型庫系統(tǒng)人機交互系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)決策支持系統(tǒng)（DSS，DecisionSupportSystem）人工智能（AI，ArtificialIntelligence）人工智能技術(shù)：專家系統(tǒng)多代理以及神經(jīng)網(wǎng)絡和遺傳算法應用專家系統(tǒng)（ES，ExpertSystem）通過列舉可能方案、進行分析比較等方式，幫助管理者做出正確決策的智能型人機交互式信息系統(tǒng)106NLP在智能決策中的作用3.1

NLP與前期智能規(guī)劃與決策局限智能決策支持系統(tǒng)接受用自然語言或接近自然語言的方式來表達決策問題及決策目標智能機器人接口問題分析器問題求解器問題處理系統(tǒng)對結(jié)構(gòu)化問題選擇或構(gòu)造模型對半結(jié)構(gòu)化或非結(jié)構(gòu)化問題則由規(guī)則模型與推理機制求解自然語言處理系統(tǒng)知識庫管理系統(tǒng)知識庫推理機知識庫系統(tǒng)107知識庫子系統(tǒng)3.1

NLP與前期智能規(guī)劃與決策回答對知識庫知識增、刪、改等知識的請求回答決策過程中問題分析與判斷所需知識的請求知識庫管理系統(tǒng)存儲的是既不能用數(shù)據(jù)表示，也不能用模型方法描述的專家知識和經(jīng)驗既采納了專家的決策知識和經(jīng)驗知識，同時也包括特定問題領(lǐng)域的專業(yè)知識知識表示是一組為描述世界所做的約定，也是知識的符號化過程同一知識可有不同表示形式，知識的表示形式直接影響推理方式知識庫（核心）一組程序，它針對用戶問題去處理知識庫（規(guī)則和事實）推理原理：若事實M為真，且有一規(guī)則“IFMTHENN”存在，則N為真。推理機108思考題1.請簡述什么是NLP技術(shù)？2.NLP包含哪些基本技術(shù)？3.智能決策支持系統(tǒng)由哪些內(nèi)容構(gòu)成？THANKS第三章智能建造平臺體系WSN概述3.2

WSN與智能施工監(jiān)測隨著社會的發(fā)展，通信技術(shù)發(fā)展得越來越快，無線通信技術(shù)的應用也越來越廣泛無線通信中一個新興領(lǐng)域,得到迅速的發(fā)展，并漸漸走向集成化、規(guī)?；瘮?shù)據(jù)獲取的重要手段，其在智能建造應用體系中的作用日漸凸顯，使用方法也日益成熟和規(guī)范112WSN概述——WSN定義3.2

WSN與智能施工監(jiān)測局限定義1大規(guī)模、無線、自組織、多跳、無分區(qū)、無基礎(chǔ)設(shè)施支持的網(wǎng)絡。網(wǎng)絡節(jié)點是同構(gòu)的，網(wǎng)絡成本較低、體積較小、大部分節(jié)點不移動，被隨意散布在工作區(qū)域。網(wǎng)絡系統(tǒng)有較長的工作時間WSN由大量的微型傳感器節(jié)點組成，通過無線通信方式形成的一個多跳的自組織網(wǎng)絡系統(tǒng)，其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡覆蓋區(qū)域中被感知對象的信息，并發(fā)送給觀察者無線傳感器網(wǎng)絡由若干個空間分布的自主傳感器組成，用于監(jiān)控物理或環(huán)境條件，如溫度、聲音、振動、壓力、運動或污染等，同時通過協(xié)同網(wǎng)絡將數(shù)據(jù)傳遞到某個地方定義2定義3113無線傳感器網(wǎng)絡(WirelessSensorNetworks，WSN)WSN概述——WSN特點3.2

WSN與智能施工監(jiān)測+01+02+03+04+05分布式和網(wǎng)絡自組織規(guī)模大且密度高網(wǎng)絡拓撲動態(tài)變化以數(shù)據(jù)為中心源受限114WSN概述——WSN特點3.2

WSN與智能施工監(jiān)測分布式和網(wǎng)絡自組織沒有設(shè)置中心節(jié)點，所有的節(jié)點都擁有相同的權(quán)限，各節(jié)點之間都是通過分布式算法來協(xié)調(diào)，自動將所有節(jié)點組織到一起01規(guī)模大且密度高常由成千上萬個傳感器節(jié)點組成，覆蓋區(qū)域大，節(jié)點密集；網(wǎng)絡的規(guī)模大、密度高、存在冗余節(jié)點，造價相對便宜02網(wǎng)絡拓撲動態(tài)變化拓撲結(jié)構(gòu)通常是不斷變化的，節(jié)點的移動、故障、節(jié)點能源的耗盡、新節(jié)點的加入、無線信道的不穩(wěn)定等都可能造成結(jié)構(gòu)的變化03以數(shù)據(jù)為中心傳感器節(jié)點隨機部署，構(gòu)成的傳感器網(wǎng)絡與節(jié)點編號之間的關(guān)系是完全動態(tài)的，表現(xiàn)為節(jié)點編號與節(jié)點位置沒有必然聯(lián)系04源受限無線傳感器網(wǎng)絡通常用于一些特殊場所和領(lǐng)域，傳感器往往在價格、體積和功耗上受到限制，單個節(jié)點的計算能力、存儲空間、續(xù)航能力相對較弱，無法做大規(guī)模的存儲和計算05115WSN體系結(jié)構(gòu)——網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)3.2

WSN與智能施工監(jiān)測局限無線傳感器網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)傳感器節(jié)點信息收集和數(shù)據(jù)處理，對其他節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)來的數(shù)據(jù)進行存儲、管理和融合等匯聚節(jié)點連接傳感器網(wǎng)絡與Internet外部網(wǎng)絡的網(wǎng)關(guān)，實現(xiàn)兩種協(xié)議間的轉(zhuǎn)換管理節(jié)點所有者通過任務管理節(jié)點訪問無線傳感器網(wǎng)絡的資源116WSN體系結(jié)構(gòu)——感知節(jié)點結(jié)構(gòu)3.2

WSN與智能施工監(jiān)測A傳感器模塊B處理器模型C無線通信模塊D供電管理模塊感知節(jié)點結(jié)構(gòu)示意圖117WSN體系結(jié)構(gòu)——感知節(jié)點結(jié)構(gòu)3.2

WSN與智能施工監(jiān)測3142感知節(jié)點結(jié)構(gòu)的核心，包括處理器和存儲器兩部分，節(jié)點的所有功能及任務進度都需要它來協(xié)調(diào)完成處理器模型提供并管理電能，在具體應用中，要根據(jù)能耗情況選擇供電設(shè)備，用電量小的則可以選擇微型電池供電管理模塊包括傳感器和AD/DC轉(zhuǎn)換器（模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器），傳感器部分負責采集信息，AD/DC轉(zhuǎn)換器負責模數(shù)信號轉(zhuǎn)換傳感器模塊由信號接收器、信號發(fā)射器等部件構(gòu)成。無線通信模塊的主要功能是和其他無線網(wǎng)絡傳感器節(jié)點進行通信無線通信模塊118WSN體系結(jié)構(gòu)——感知節(jié)點的限制條件3.2

WSN與智能施工監(jiān)測微型嵌入式設(shè)備，要求價格低、功耗小導致其攜帶的處理器計算能力比較弱，存儲容量小數(shù)據(jù)的采集和轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)管理和處理、應答匯聚節(jié)點的任務請求和節(jié)點控制傳感器感知節(jié)點體積很小，攜帶的能量有限分布廣泛，能量無法及時補充感知節(jié)點消耗能量的模塊：傳感器模塊、處理器模塊和無線通信模塊電源能量有限計算和存儲能力有限感知節(jié)點各個模塊的能量消耗情況示意圖119WSN的協(xié)議棧3.2

WSN與智能施工監(jiān)測ABCDE物理層無線傳感器網(wǎng)絡的協(xié)議棧負責生成載波，并對載波進行調(diào)制、解調(diào)數(shù)據(jù)鏈路層把數(shù)據(jù)流封裝成幀、幀檢測、介質(zhì)訪問控制和差錯控制網(wǎng)絡層負責路由的生成、選擇和維護傳輸層負責對數(shù)據(jù)流進行傳輸控制應用層為基于監(jiān)測任務的應用軟件進程服務120WSN的協(xié)議棧3.2

WSN與智能施工監(jiān)測無線傳感器網(wǎng)絡的協(xié)議棧細化模型121WSN的協(xié)議棧3.2

WSN與智能施工監(jiān)測在該模型中增加了時間同步和定位功能，，它們既要依賴于數(shù)據(jù)傳輸通道進行協(xié)作定位和時間同步協(xié)商，同時又要為網(wǎng)絡協(xié)議各層提供信息支持。拓撲結(jié)構(gòu)的控制集中在數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡層，基于服務質(zhì)量的管理集中在傳輸層、網(wǎng)絡層和數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議中。能量、安全和移動管理則跨越了網(wǎng)絡中的應用層、傳輸層、網(wǎng)絡層和數(shù)據(jù)鏈路層。122WSN安全問題3.2

WSN與智能施工監(jiān)測安全路由安全路由協(xié)議一般采用鏈路層加密和認證、多路徑路由、身份認真、雙向連接認證和認證廣播等機制安全協(xié)議密匙管理：無線傳感器網(wǎng)絡有諸多限制；安全傳播：在無線傳感器網(wǎng)絡中實現(xiàn)基于源端認證的安全組播123WSN在健康監(jiān)測中的應用——工程簡介3.2

WSN與智能施工監(jiān)測局限西安奧體中心體育場建于西安國際港務區(qū)，是2021年第十四屆全國運動會的主場館。奧體中心體育場主要由“一場兩館”組成，呈“品”字形布陣，一場是指主體育場，兩館分別是指體育館和游泳館。體育場看臺上空覆蓋了完整的環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)罩棚，上部鋼結(jié)構(gòu)罩棚采用徑向懸挑主桁架＋環(huán)向次桁架＋水平支撐結(jié)構(gòu)體系，下部混凝土結(jié)構(gòu)采用框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系。從上空往下看，體育場鋼結(jié)構(gòu)罩棚平面近圓環(huán)形，東西高、南北低，立面呈馬鞍形，其外輪廓線南北最大長度約335米，東西約321米，罩棚最大寬處約74米，最窄處約45米。124WSN在健康監(jiān)測中的應用——監(jiān)測系統(tǒng)總體設(shè)計3.2

WSN與智能施工監(jiān)測局限特點目的措施原因大型空間結(jié)構(gòu)建筑物；投資金額大、設(shè)計使用壽命長、建筑規(guī)模龐大，長期受到自然環(huán)境、自身材料老化、地基不均勻沉降影響為了保證重大空間結(jié)構(gòu)建筑物的安全性、耐久性和適用性，需要對大型空間結(jié)構(gòu)建筑進行實時健康監(jiān)測一是監(jiān)測點布置繁多，現(xiàn)場線纜布線困難且成本也比較高；二是布線凌亂復雜，不利于后期的管理和維護，還存在安全隱患結(jié)合WSN與無線通信技術(shù)，利用先進的健康監(jiān)測手段和方法，對健康監(jiān)測系統(tǒng)進行總體設(shè)計，建立長期有效的健康監(jiān)測系統(tǒng)125WSN在健康監(jiān)測中的應用——監(jiān)測系統(tǒng)總體設(shè)計3.2

WSN與智能施工監(jiān)測局限感知層通信層管理層126WSN在健康監(jiān)測中的應用——監(jiān)測系統(tǒng)總體設(shè)計3.2

WSN與智能施工監(jiān)測局限感知層：負責監(jiān)測區(qū)域內(nèi)健康監(jiān)測數(shù)據(jù)的實時采集，是整個健康監(jiān)測系統(tǒng)的基礎(chǔ)核心部分01通信層：負責的是監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議的轉(zhuǎn)換，是實現(xiàn)無線遠程健康監(jiān)測系統(tǒng)的關(guān)鍵，主要包括ZigBee通信網(wǎng)絡、嵌入式網(wǎng)關(guān)、GPRS通信網(wǎng)絡02管理層：為管理人員提供監(jiān)測系統(tǒng)中各測點的監(jiān)測信息，為下一步實現(xiàn)對監(jiān)測數(shù)據(jù)的智能分析、結(jié)構(gòu)的智能診斷、系統(tǒng)的分級預警提示等提供平臺03管理層通信層感知層127WSN在健康監(jiān)測中的應用——監(jiān)測系統(tǒng)總體設(shè)計及數(shù)據(jù)分析3.2

WSN與智能施工監(jiān)測局限用戶界面設(shè)計健康監(jiān)測系統(tǒng)組成用戶正確輸入自己的賬號和密碼即可進入到健康監(jiān)測系統(tǒng)的主界面，可查看基本監(jiān)測信息無線監(jiān)測系統(tǒng)界面設(shè)計可以查看監(jiān)測系統(tǒng)中開發(fā)的各個功能，包括監(jiān)測設(shè)備總覽、監(jiān)測數(shù)據(jù)實時顯示、歷時監(jiān)測數(shù)據(jù)回放、監(jiān)測數(shù)據(jù)導出等監(jiān)測數(shù)據(jù)實時界面設(shè)計通過查詢儀器的編號和儀器的類型，選擇相對應的測點數(shù)據(jù)采集通道編號，即可查看各個測點實時監(jiān)測的數(shù)據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)分析進行健康監(jiān)測評估時，在奧體中心體育場鋼結(jié)構(gòu)罩棚卸載一個月的狀態(tài)下進行監(jiān)測數(shù)據(jù)分析128思考題1.請簡述WSN的特點。2.WSN存在哪些安全問題？3.在智能施工監(jiān)測時，WSN的監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備包括哪些部分？THANKS第三章智能建造平臺體系3.3CV與智能安全監(jiān)管3.3.1CV概述3.3.2CV的發(fā)展歷程3.3.3CV在智能安全監(jiān)管中的應用3.3

CV與智能安全監(jiān)管——CV概述計算機視覺（CV，Computervision）施工隊伍人員構(gòu)成復雜施工場地空間有限施工機械與設(shè)備眾多施工周期長安全事故和人員傷亡多。。。。。。。建筑業(yè)的“剛需”如何在建筑業(yè)中研究、應用和發(fā)展CV技術(shù)已成為業(yè)內(nèi)研究和關(guān)注的熱點。CV加入，解決傳統(tǒng)問題3.3

CV與智能安全監(jiān)管——CV概述什么是計算機視覺？類似于人類大腦工作3.3

CV與智能安全監(jiān)管——CV概述定義CV技術(shù)計算機視覺（CV，Computervision）CV是對采集的圖片或視頻進行處理以獲得相應場景的三維信息的技術(shù)。計算機科學和工程信號處理應用數(shù)學和統(tǒng)計學物理學神經(jīng)生理學認知科學多學科多領(lǐng)域圖像處理航空航天醫(yī)療診斷土木建筑軍事金融貿(mào)易圖像壓縮圖像增強圖像恢復圖像輸入圖像輸出3.3

CV與智能安全監(jiān)管——CV概述CV的目標填充圖像像素與高層語義之間的鴻溝人眼所見計算機所見計算機所見的像素中，每個像素具有一定的數(shù)值（表示該像素的灰度或顏色）人的大腦皮層的活動約70%是在處理視覺相關(guān)的信息若不能處理視覺信息，人工智能系統(tǒng)就只能做符號推理。3.3

CV與智能安全監(jiān)管——CV概述CV的信息獲取——語義信息

與

三維的度量信息立體視覺方法“深度圖”（遠近信息）運動視覺方法“三維模型”底層視覺中層視覺高層視覺研究圖像底層特征的提取與表示，包括邊緣檢測、角點檢測、紋理分析以及特征點的匹配和光流的計算等內(nèi)容研究場景的幾何和運動，包括立體視覺與運動視覺、圖像分割以及目標跟蹤等內(nèi)容研究物體的檢測識別以及場景理解等具有高層語義的內(nèi)容3.3

CV與智能安全監(jiān)管——CV概述3.3

CV與智能安全監(jiān)管——CV的發(fā)展歷程總歷程階段CV理論第一階段將輸入的原始圖像進行處理，抽象圖像中諸如角點、邊緣、紋理、線條、邊界等基本特征，這些特征的集合稱為基元圖第二階段在以觀測者為中心的坐標系中，由輸入圖像和基元圖恢復場景可見部分的深度、法線方向、輪廓等，這些信息包含了深度信息，但不是真正的物體三維表示，因此，稱為二維半圖第三階段在以物體為中心的坐標系中，由輸入圖像、基元圖、二維半圖來恢復、表示和識別三維物體階段1階段2階段3CV的誕生始于理論框架的建立深度學習將CV帶入新時代3.3

CV與智能安全監(jiān)管——CV的發(fā)展歷程階段一——CV的誕生人工智能之父馬文·明斯基（MarvinLeeMinsky）（1927年8月9日-2016年1月24日）LarryRoberts發(fā)表了CV領(lǐng)域的第一篇博士論文《MachinePerceptionofThree-DimensionalSolids》1966年，馬文?明斯基要求其學生通過編程讓計算機告訴使用者攝像頭所拍攝的內(nèi)容“積木世界”3.3

CV與智能安全監(jiān)管——CV的發(fā)展歷程階段二——始于理論框架的建立階段二：各類新方法和新理論的出現(xiàn)為CV帶來了前所未有的繁榮1.卷積神經(jīng)網(wǎng)絡2.主動視覺3.目的視覺4.重建理論5.基于學習的視覺3.3

CV與智能安全監(jiān)管——CV的發(fā)展歷程階段三——深度學習將CV帶入新時代提取能力不足容易出現(xiàn)過擬合深度置信網(wǎng)絡模型（DeepBeliefNetwork，DBN）通過將多個受限波爾茨曼機堆疊成為一個深度網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，獲得了淺層模型難以比擬的高層次抽象特征提取能力3.3

CV與智能安全監(jiān)管——CV的發(fā)展歷程階段三——深度學習將CV帶入新時代在特征提取過程中，涉及到：邊緣檢測、角點檢測、對象檢測等，這些算法屬于傳統(tǒng)的計算機視覺算法。BP，CNN（CNN所用到的卷積，也是傳統(tǒng)算法的一種）等各種變形，屬于基于深度學習的計算機視覺算法。傳統(tǒng)的計算機視覺基于深度學習的計算機視覺與3.3

CV與智能安全監(jiān)管——CV在智能安全監(jiān)管中的應用基于CV的施工現(xiàn)場安全監(jiān)管框架基于場景的風險識別方法3.3

CV與智能安全監(jiān)管——CV在智能安全監(jiān)管中的應用基于CV的施工現(xiàn)場安全監(jiān)管框架目標檢測目標跟蹤行為識別目標檢測是基于場景的風險識別方法，也是目標跟蹤和行為識別的初步步驟。可以在場景中識別出感興趣的項目實體。已知目標2D或3D空間中的位置就可以使用目標跟蹤算法從連續(xù)圖像中隨著時間的推移進行跟蹤。提取的位置信息用于基于位置的不安全條件和行為的識別。當工人或設(shè)備執(zhí)行施工任務時，需要行為識別技術(shù)從靜態(tài)或連續(xù)圖像中確定工人或設(shè)備正在做什么，并識別違反安全規(guī)則的不安全行為。3.3

CV與智能安全監(jiān)管——CV在智能安全監(jiān)管中的應用基于CV的缺陷檢測1.圖像處理技術(shù)2.研究對象3.缺陷種類4.缺陷大小模板匹配直方圖變換背景減法濾波混凝土橋梁隧道管道瀝青路面開裂剝落缺陷接縫腐蝕凹坑數(shù)量寬度長度缺陷檢測旨在檢查基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)件上存在的缺陷和破壞，以及缺陷的大小缺陷檢測3.3

CV與智能安全監(jiān)管——CV在智能安全監(jiān)管中的應用基于CV的施工人員安全管理基于CV的安全帽自動識別技術(shù)基于CV的施工人員面部信息疲勞檢測3.3

CV與智能安全監(jiān)管——CV在智能安全監(jiān)管中的應用基于CV的施工現(xiàn)場危險區(qū)管理工種交叉，施工場地狹小CV技術(shù)施工機械種類多，作業(yè)環(huán)境復雜施工現(xiàn)場存在著許多危險區(qū)域利用CV方法，通過現(xiàn)場視頻展示工地施工實時情況，對不同危險區(qū)域進行自動化連續(xù)監(jiān)測，有助于快速、準確而全面識別危險區(qū)域侵入行為，從而避免事故的發(fā)生3.3

CV與智能安全監(jiān)管——CV在智能安全監(jiān)管中的應用CV技術(shù)作為智能施工安全監(jiān)管工具具有巨大的潛力解決當前人工觀察方法的局限性通過從圖像或視頻中提取和分析相關(guān)信息有助于進行自動化風險識別和評估CV技術(shù)還在繼續(xù)發(fā)展本節(jié)課后思考1.

CV技術(shù)分為哪幾個層次？2.

CV理論的發(fā)展分為哪幾個階段？3.CV技術(shù)在智能安全監(jiān)管中的應用有哪些？

具有的意義是什么？THANKS第三章智能建造平臺體系3.4RFID與智慧工地3.4.1RFID概述3.4.2RFID技術(shù)的智能化應用3.4.3RFID在智慧工地中的應用場景3.4.4基于RFID的智慧工地管理系統(tǒng)3.4

RFID與智慧工地——RFID概述RFID的簡介射頻識別技術(shù)（一種無線通信技術(shù)）RadioFrequencyIdentificationRFID利用無線電波信號來傳輸信息，它將一種被稱為標簽（TAG）的芯片附于目標物上，再使用一個掃描設(shè)備掃描標簽內(nèi)的信息。RFID是什么？3.4

RFID與智慧工地——RFID概述RFID的簡介射頻識別技術(shù)（一種無線通信技術(shù)）RadioFrequencyIdentificationRFID系統(tǒng)組成3.4

RFID與智慧工地——RFID概述RFID的起源一二三四1945年，LéonTheremin發(fā)明了一種監(jiān)聽設(shè)備，它不耗電，基于電磁波工作，可以傳輸數(shù)據(jù)，因此被認為是RFID思想的啟蒙。第二次世界大戰(zhàn)中，盟軍和德國都使用了類似的思想用于敵我飛機識別，不過那時候還沒有成型的技術(shù)定義。1948年，HarryStockman發(fā)布了一篇論文：“CommunicationbyMeansofReflectedPower”，被認為是探索RFID技術(shù)的里程碑式成果。MarioCardullo在1973年1月23日注冊了一種專利設(shè)備，這個設(shè)備是RFID的起源。RFID的應用領(lǐng)域3.4

RFID與智慧工地——RFID概述1.倉庫/運輸/物資2.門禁/考勤3.固定資產(chǎn)管理4.火車/汽車識別/行李安檢6.軍事/國防/國家安全采集跟蹤信息的領(lǐng)域5.醫(yī)療信息追蹤RFID的應用領(lǐng)域3.4

RFID與智慧工地——RFID概述以倉庫管理為例RFID的七大優(yōu)勢3.4

RFID與智慧工地——RFID概述1.抗干擾性超強，非接觸式識別；7.標簽的數(shù)據(jù)容量龐大，可以根據(jù)用戶的需求擴充到10k；3.防沖突，同時讀取多個RFID標簽；4.使用壽命長，RFID標簽不易被破壞；5.安全性高，可以為標簽數(shù)據(jù)進行密碼加密；2.動態(tài)操作，動態(tài)追蹤和監(jiān)控；6.識別速度快，不到100毫秒就可以完成識別；RFID與NFC3.4

RFID與智慧工地——RFID概述NFC是近場通信（NearFieldCommunication）是由非接觸式射頻識別演變而來主動模式被動模式雙向模式RFID與NFC3.4

RFID與智慧工地——RFID概述必須有閱讀器和標簽組成識別技術(shù)RFID將非接觸讀卡器、非接觸卡和點對點功能整合進一塊單芯片通信技術(shù)NFCNFC是RFID的演進版本強調(diào)信息交互只能實現(xiàn)信息的讀取以及判定RFID與物聯(lián)網(wǎng)3.4

RFID與智慧工地——RFID概述實現(xiàn)RFID技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)RFID系統(tǒng)如同物聯(lián)網(wǎng)的觸角，使得自動識別物聯(lián)網(wǎng)中的每一個物體成為可能物流與供應鏈管理電子不停車收費管理（ETC）人員管理圖書管理集裝箱管理生產(chǎn)管理資產(chǎn)管理鋼鐵行業(yè)金融押運管理煙草行業(yè)食品安全動物管理證件防偽1.建筑內(nèi)所有人員都必須攜帶規(guī)定的智能卡2.所有設(shè)備、物品等都附于RFID標簽4.每個辦公室、設(shè)備間以及會議室都需要在門口安裝一個讀卡器部署RFID部署RFID系統(tǒng)的前提條件5.建筑的所有出入口也要配置相應的讀卡器3.4

RFID與智慧工地——RFID技術(shù)的智能化應用3.將所有辦公室，設(shè)備間，會議室等分配一個唯一的編號，并存儲在RFID的讀卡器中RFID智能系統(tǒng)應用現(xiàn)狀身份識別（門禁）消防報警系統(tǒng)定位或跟蹤人員或設(shè)備身份識別系統(tǒng)是RFID系統(tǒng)的最主要的應用之一，它是其他應用系統(tǒng)的基礎(chǔ)。當一位持有RFID卡的用戶出入一間房間時，設(shè)在房間出入口的讀卡器就會自動讀取卡內(nèi)RFID標簽內(nèi)的信息。消防報警系統(tǒng)通過RFC標簽與煙霧探