有關(guān)建設(shè)工程智能化管理中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用探究

鄧昌恒

摘 要：由于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)的更新進(jìn)步，也很大程度改變了人們以往的生活、工作環(huán)境，同時，物聯(lián)網(wǎng)在建設(shè)工程管理上的應(yīng)用也給傳統(tǒng)建筑行業(yè)帶來了標(biāo)志性的改革。本文結(jié)合筆者多年的工作經(jīng)驗，對建筑材料全流程監(jiān)控管理和建筑物全生命周期檢測兩種模式進(jìn)行詳細(xì)闡述，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。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；工程管理；信息技術(shù)；智能化應(yīng)用

一、引言

近年來物聯(lián)網(wǎng)可謂是愈演愈烈，已慢慢滲透到人們生活和工作的方方面面，物聯(lián)網(wǎng)是繼互聯(lián)網(wǎng)之后的一次技術(shù)性革命，能夠有效實現(xiàn)物體與物體之間、環(huán)境、狀態(tài)信息實時的共享，并進(jìn)行智能化的收集、傳遞、處理、執(zhí)行等多種指令，給現(xiàn)代生活和工作帶來了很大的便利性，得到了社會上下各方人員的關(guān)注和重視。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)，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)難以滿足人們對建設(shè)工程日益增多的要求。基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的信息化技術(shù)的應(yīng)用，建設(shè)工程管理應(yīng)尋找新的管理模式，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，實現(xiàn)高效管理。

二、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于建設(shè)工程管理的系統(tǒng)要素

建設(shè)工程管理涉及的信息及相關(guān)影響因素量大、面廣、瑣碎，對建筑材料的全流程檢測涉及大量時間與空間信息，對建筑物全壽命檢測需要在建筑物每個主要承重構(gòu)件上布置幾個到十幾個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)存儲與處理系統(tǒng)。云計算的出現(xiàn)使得存儲和處理數(shù)據(jù)的價格大大下降，傳感器價格迅速下降，這使得在建設(shè)工程中大量使用傳感器、實現(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現(xiàn)流動數(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)計信息、驗收情況、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，而建設(shè)工程信息量大、施工環(huán)境復(fù)雜，考慮到要實現(xiàn)對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。

2.3應(yīng)用層

應(yīng)用層是展現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用巨大價值的核心架構(gòu)，它旨在實現(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、數(shù)據(jù)管理與智能分析等功能。因此，應(yīng)以云計算技術(shù)作為應(yīng)用層集合分散在各地的高性能計算機(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。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于建設(shè)工程管理的構(gòu)成要素如圖1所示。

三、建設(shè)工程管理中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用分析

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便在每個單元材料中埋入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)場時接收材料的管理人員要對產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行初步評定，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，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、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，并且錄入其對應(yīng)的構(gòu)件基本信息，如設(shè)計信息、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：驗收時錄入每個構(gòu)件的驗收情況與驗收人員信息，投入使用后實時檢測每個構(gòu)件，記錄每個構(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收工作、安全測評工作及建筑物合理壽命鑒定服務(wù)的?；拘畔⒅饕椖拷ㄔO(shè)單位信息、設(shè)計信息、施工單位信息。這個環(huán)節(jié)是實現(xiàn)建筑物全生命周期檢測的前提，錄入的信息越翔實、越條理，之后的工作就越省力。項目建設(shè)單位信息包括項目名稱、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)計信息包括每個主要承重構(gòu)件的圖紙編號、構(gòu)件編號、混凝土級別、配筋信息、截面尺寸、設(shè)計單位、構(gòu)件受力的設(shè)計限值等。施工單位信息主要包括施工單位名稱、項目負(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提高驗收效率

工程驗收時，監(jiān)理人員首先在RFID中錄入驗收日期、驗收單位及監(jiān)理人員個人資料。驗收時掃描RFID，將構(gòu)件設(shè)計信息與現(xiàn)場檢查結(jié)果核對，記錄自己對該構(gòu)件的質(zhì)量驗收結(jié)果。這樣可節(jié)省大量查閱圖紙的時間，減少由于管理人員素質(zhì)等原因造成的質(zhì)量問題，現(xiàn)場驗收結(jié)果有據(jù)可查，驗收質(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)力超過允許值時發(fā)出警報，這樣可以及時發(fā)現(xiàn)有問題的構(gòu)件，盡早做好維護(hù)措施，實現(xiàn)基于預(yù)防性的、有針對性的維護(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)大量時間進(jìn)行常規(guī)檢修，這就意味著零計劃外故障時間，即如果沒有突發(fā)性事件，建筑物不會出現(xiàn)安全問題。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)計使用壽命時，進(jìn)行一次全方位的數(shù)據(jù)收集，即對建筑物體檢，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。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，實現(xiàn)建筑物經(jīng)濟(jì)效益最大化。

四、結(jié)語

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，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，實現(xiàn)建設(shè)工程的智能化管理。

參考文獻(xiàn)：

[1]智慧城市的愿景與架構(gòu)[J]. 許慶瑞，吳志巖，陳力田.管理工程學(xué)報. 2015（04）

[2]物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)價值鏈發(fā)展研究[J]. 陳芮嫻.電腦迷. 2016（09）

[3]基于物聯(lián)網(wǎng)的智能建筑技術(shù)展望[J]. 耿望陽，陳喬敬.智能建筑. 2014（12）

[4]物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用[J]. 荊學(xué)海. 中國建材科技. 2015（04）