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)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。我國目前已將物聯(lián)網(wǎng)上升為國家五大戰(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。可考慮在建設(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，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涉及大量時(shí)間與空間信息，對(duì)建筑物全壽命檢測需要在建筑物每個(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，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、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
建設(shè)工程全生命周期檢測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、安全測評(píng)工作及建筑物合理壽命鑒定服務(wù)的。基本信息主要包括項(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。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)省目前檢測部門的檢測時(shí)間。由于有些檢測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，從而合理延長建筑使用壽命。我國近年來出現(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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