物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)讓建筑邁向智能化 變得更聰明

發(fā)布日期：2016-06-07來源：網(wǎng)絡(luò)來源編輯：宋珍珍

[摘要]

　　“物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”的問世，顛覆了之前的傳統(tǒng)思維方式。過去的思路一直是將物理基礎(chǔ)設(shè)施和IT基礎(chǔ)設(shè)施分開：一方面是建筑物、公路等，而另一方面是數(shù)據(jù)中心、網(wǎng)絡(luò)等。而在“物聯(lián)網(wǎng)”時代，把感應(yīng)器等芯片嵌入和裝備到鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統(tǒng)、電網(wǎng)、大壩、油氣管道、鋼筋混凝土、管線等各種物體中，然后將信息技術(shù)與現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)整合為統(tǒng)一的智能基礎(chǔ)設(shè)施，實現(xiàn)人類社會與物理系統(tǒng)的整合，達到對整合網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的人員、機器、設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施實時管理和控制的目的。

　　最基礎(chǔ)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，是通過信息傳感設(shè)備，實現(xiàn)對物體的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理。簡單來說，就是通過信息化設(shè)備實時監(jiān)控每一個產(chǎn)品從原材料、加工制作、檢測、倉儲、運輸、使用等全部環(huán)節(jié)，實現(xiàn)精細化管理，提高可追溯性。

　　近幾年來，隨著物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)相對成熟，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開始融入公眾生產(chǎn)生活，從而使應(yīng)用范圍更加廣泛，業(yè)務(wù)種類更加豐富，市場空間更為巨大。廣闊的市場成為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要動力，吸引更多商業(yè)機構(gòu)踏入物聯(lián)網(wǎng)世界，挖掘物聯(lián)網(wǎng)巨大潛力，商業(yè)化將為物聯(lián)網(wǎng)帶來新的飛躍。通過信息全面透徹的感知和多種通信技術(shù)相結(jié)合的自由傳送，逐步實現(xiàn)半智能化及全智能化，形成跨行業(yè)、跨區(qū)域高度融合的生態(tài)系統(tǒng)，實現(xiàn)融合滲透到各行業(yè)、各領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，最終改變社會生產(chǎn)和生活方式。

　　物聯(lián)網(wǎng)將軟硬件、信息、管理深度融合

　　建筑物聯(lián)網(wǎng)則是指以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，通過智能終端的安裝及管理平臺的使用，將用戶端延伸到建筑內(nèi)部物體與物體之間、建筑與建筑之間進行信息交換和通信，以幫助人們更及時準確地對建設(shè)項目進行質(zhì)量追溯。

　　而如何將建筑信息模型“嵌入”到物聯(lián)網(wǎng)中，似乎還沒有清晰的思路和可行的方案，缺少明確的概念和定義，但有一點是很清楚的，那就是在建筑行業(yè)里建筑信息模型離不開物聯(lián)網(wǎng)，沒有物聯(lián)網(wǎng)，建筑信息模型缺少支撐，同時，建筑信息模型與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的集成應(yīng)用可以在工程建設(shè)及運維方面發(fā)揮更大的作用。

　　只有把建筑物數(shù)字化、信息化，建立整個建筑信息模型，才是實現(xiàn)高效建運管理的基礎(chǔ)?？梢哉f，建筑信息模型是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模型，是物聯(lián)網(wǎng)的核心和靈魂，正如建筑信息模型是ERP基礎(chǔ)數(shù)據(jù)一樣，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用不能脫離建筑信息模型。沒有建筑信息模型，物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用就會受到限制，就無法深入建筑物的內(nèi)核，因為許多構(gòu)件和物體是隱蔽的，存在于肉眼看不見的深處，只有通過建筑信息模型才能一覽無遺，進而展示構(gòu)件的每一個細節(jié)及相關(guān)屬性信息。這個模型是三維可視和動態(tài)交互的，涵蓋了整個建筑物中所有信息，并與樓宇控制中心集成關(guān)聯(lián)。目前，建筑信息模型在設(shè)計階段應(yīng)用較多，還沒大范圍進入建造和運維階段，而物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用多集中在運維階段，一旦將兩者結(jié)合應(yīng)用在整個建造和運維階段將產(chǎn)生極大的價值。BIM技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)二者的結(jié)合，將智能建筑提升到智慧建筑新高度，開創(chuàng)智慧建筑新時代，是建筑業(yè)下一個重要發(fā)展方向。

　　建筑信息模型與物聯(lián)網(wǎng)的融合可以通過項目信息化模型和物聯(lián)網(wǎng)的RFID等電子芯片及傳感器來實現(xiàn)。建筑信息模型是把建筑數(shù)字化、模型化，是虛擬的建筑，它是建筑實體的虛擬再現(xiàn)。而物聯(lián)網(wǎng)是把建筑物及空間內(nèi)各個物體標簽化、可識別化，對所關(guān)心的因素依托底層的傳感網(wǎng)絡(luò)進行監(jiān)控，從而實現(xiàn)對建筑結(jié)構(gòu)、空間和內(nèi)部設(shè)備的集中監(jiān)管，但它無法進一步獲取物體更詳細的信息如生產(chǎn)日期、生產(chǎn)廠家、構(gòu)件尺寸，特別是物體的內(nèi)部信息，而這些要從BIM 模型中獲取，建筑信息模型詳細記錄了建筑物及所有構(gòu)件和設(shè)備從設(shè)計到施工以及運維過程中的所有信息，這樣一來，二者具有較強的互補性。

　　基于建筑信息模型的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用雛形，它將各種信息傳感設(shè)備，如射頻識別(RFID)裝置、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等種種硬件裝置與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來而形成的一個巨大網(wǎng)絡(luò)，而當(dāng)物聯(lián)網(wǎng)與建筑信息模型融合集成，就能發(fā)揮更大的作用。

　　建筑信息模型與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)集成應(yīng)用實質(zhì)上是建筑全過程信息的集成與融合。建筑信息模型擔(dān)當(dāng)上層信息集成、交互、展示和管理的作用，而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)則承擔(dān)底層信息感知、采集、傳遞、監(jiān)控的作用。兩者集成應(yīng)用才能實現(xiàn)建筑全過程“信息流閉環(huán)”，實現(xiàn)虛擬信息化管理與實體環(huán)境硬件之間的有機融合。建筑信息模型與物聯(lián)網(wǎng)的集成應(yīng)用模式可以是多維度和多階段的，但無論是設(shè)計階段、施工階段還是運維階段或是全過程，建筑信息模型與物聯(lián)網(wǎng)均可實現(xiàn)軟硬件、信息、管理上的深度融合。

　　更智慧的建造、更智能的建筑

　　在施工過程中，施工安全的隱患無處不在，這也成為各承包商和相關(guān)部門關(guān)注的頭等大事，比如說臨邊洞口和出入口防護棚防護不到位或防護不嚴，且未進行工具化、定型化防護;部分電梯井口防護未做到定型化和工具化;架體首層立網(wǎng)沒有進行全封閉，從而被違規(guī)兼做通道現(xiàn)象較為普遍，也就造成到處都存在出入口的危險;安全網(wǎng)普遍存在材質(zhì)較差;部分作業(yè)人員高處作業(yè)未系安全帶;部分工地存在對現(xiàn)場不戴安全帽的治理疏散現(xiàn)象等，都是施工現(xiàn)場的風(fēng)險因素。

　　基于建筑信息模型的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用可以大大改善這一情況，應(yīng)用無線射頻識別標識在臨邊洞口、出入口防護棚、電梯井口防護等防護設(shè)施上，并在標簽芯片中載入對應(yīng)編號、防護等級、報警裝置等與管理中心的管理系統(tǒng)相對應(yīng)，達到實時監(jiān)控的效果。同時，也可以對高空作業(yè)人員的安全帽，安全帶，身份識別牌進行相應(yīng)的無線射頻識別，同樣在系統(tǒng)中精確定位，如操作作業(yè)未符合相關(guān)規(guī)定，身份識別牌與系統(tǒng)中相關(guān)定位同時報警，使管理人員精準定位隱患位置，從而采取措施以避免安全事故的發(fā)生。

　　基于建筑信息模型的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用還可以制定合理的施工進度。眾所周知，進度控制在施工中是非常重要的環(huán)節(jié)，一份好的進度計劃和合理的工序安排將會為項目提升經(jīng)濟效益，但是工程進度往往被變更和返工等情況拖延。目前，工程人員依據(jù)二維平面藍圖進行工程施工，施工過程中各工序依據(jù)各自的圖紙獨立施工，各單項工程相互間的配合并不緊密，往往在施工到達一定階段才發(fā)現(xiàn)設(shè)計上的不合理或沖突而造成返工?；贐IM技術(shù)的碰撞檢查和施工模擬可以在施工開始前通過對三維模型的分析，檢測出施工過程中可能出現(xiàn)的問題，從而提前預(yù)判，在相應(yīng)的施工環(huán)節(jié)留下含注意事項的時間節(jié)點標簽，以確保各施工工序合理有序的進行。

　　工程施工發(fā)生額外工程量及工程返工是造成工程成本變化的重要因素。利用建筑信息模型和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合可以根據(jù)時間，樓層，工序等維度進行條件統(tǒng)計，制定詳細的材料采購計劃，并對材料批次標注無線射頻標簽來控制材料的進出場時間和質(zhì)量狀況。杜絕“飛單”，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，誤工。

　　在施工過程中經(jīng)常需要對隱蔽工程進行抽樣檢驗以確保工程質(zhì)量，這樣的弊端在于不可能全面的檢測所有的隱蔽工程，另外部分隱蔽工程的檢測通常采取的是破壞性檢測，對質(zhì)量本身就會造成比較大的影響。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對隱蔽工程部位放置反映質(zhì)量參數(shù)的感應(yīng)器，再結(jié)合建筑信息模型系統(tǒng)的三維信息技術(shù)可以精準定位到每個隱蔽工程的關(guān)鍵部位，從而檢測質(zhì)量狀況是否達到相應(yīng)要求。

　　除此之外，一些關(guān)鍵部位的施工節(jié)點在施工過程中會因某種原因未按設(shè)計或不合理的設(shè)計受力而發(fā)生相應(yīng)的形變，對工程質(zhì)量造成嚴重的破壞，甚至造成嚴重的安全事故。一套關(guān)鍵部位的感應(yīng)器采集系統(tǒng)加上建筑信息模型系統(tǒng)的三維信息技術(shù)的報警系統(tǒng)，可以使工程技術(shù)人員及時得到質(zhì)量問題反饋，將工程質(zhì)量的損失降到最低。

　　隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，各種設(shè)備的日常維護維修工作日趨擬人化，可以比較及時的對設(shè)備進行檢查、維修、更換等。但對于停留在文字，表格，二維圖片的工作流程。工作人員難以快速、精準的確定設(shè)備的具體位置，從而無法合理的制定相關(guān)的計劃，增加了管理和維護的成本。建筑信息模型的應(yīng)用可以將各設(shè)備的精確位置和相關(guān)參數(shù)信息對應(yīng)的反映到三維模型的每一房間，某一位置，大部分的工作可以通過管理中心的三維模型進行操作完成，使工作人員的工作效率進一步提高。

　　對于一些比較昂貴的設(shè)備或物品使用無線射頻技術(shù)和報警裝置可以防止被盜竊的危險，可使工作人員及時趕到事發(fā)現(xiàn)場，防止犯罪分子有足夠的時間逃脫。建筑信息模型的引入變的至關(guān)重要，通過模型可以清楚分析出犯罪分子所在的精確位置和可能的逃脫路線，控制中心只需要在關(guān)鍵位置及時布置工作人員進行阻截就可以保證貴重物品不會遺失，同時將犯罪分子繩之以法。而當(dāng)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展到一定階段后，家中的電器可以和外網(wǎng)連接起來，通過傳感器傳達電器的信號，人們可以迅速便捷的了解到設(shè)備的使用情況，真正實現(xiàn)智慧建造、智能建筑。

【相關(guān)閱讀】

• 巍巍太行貫“長虹”
• 建筑企業(yè)規(guī)模發(fā)展之思
• 2018年中國PPP十大事件回顧
• 泉州46個PPP項目落地 總投資額561.18億元
• 江蘇公布首批PPP專家?guī)烀麊?128名專家入圍
• 工程合同管理中風(fēng)險識別及防控措施