人工智能技術(shù)在房屋建筑施工中的應(yīng)用

徐建寧

（中國(guó)建筑第二工程局有限公司）

1 引言

當(dāng)前，房屋建筑施工中使用的樓宇設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)（BAS）、通信自動(dòng)化系統(tǒng)（CAS）、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)（OAS）等對(duì)促進(jìn)建筑行業(yè)的發(fā)展有重要意義。通過(guò)人工智能技術(shù)能夠?qū)Ψ课菔┕み^(guò)程中的各個(gè)部門進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，形成相應(yīng)的數(shù)據(jù)報(bào)告，為后續(xù)工程的開展和改進(jìn)提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析，對(duì)促進(jìn)建筑行業(yè)的綠色、信息化可持續(xù)發(fā)展有較好的幫助作用[1]。針對(duì)傳統(tǒng)建筑施工過(guò)程中存在的問(wèn)題，使用人工智能技術(shù)都能得到較好地改善和解決，實(shí)現(xiàn)房屋建筑施工工作模式的創(chuàng)新，同時(shí)還能提升整個(gè)建筑施工質(zhì)量。因此，在房屋建筑施工中使用人工智能技術(shù)是建筑企業(yè)未來(lái)的一個(gè)重要發(fā)展趨勢(shì)。

圖1 人工智能技術(shù)在建筑施工中的應(yīng)用

2 人工智能技術(shù)應(yīng)用于房屋建筑施工的優(yōu)勢(shì)

1）建筑設(shè)計(jì)方面

在建筑設(shè)計(jì)中使用人工智能技術(shù)能夠直接結(jié)合建筑周圍的環(huán)境進(jìn)行有效分析，在滿足建筑面積、容積率、限高、日照防火等要求下組織各類方案，并通過(guò)人工智能技術(shù)優(yōu)化算法，在有效的時(shí)間范圍內(nèi)獲得最優(yōu)的施工設(shè)計(jì)方案，供開發(fā)商選擇[2]。同時(shí)，還能根據(jù)已經(jīng)選擇的方案推薦出適宜的工程造價(jià)方案，不僅減少了人工計(jì)算的復(fù)雜流程，還提升了設(shè)計(jì)工作的效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量，能夠發(fā)揮其計(jì)算速度快的優(yōu)勢(shì)。圖2為某工程使用的人工智能設(shè)計(jì)模型。

圖2 人工智能設(shè)計(jì)模型

2）建筑施工方面

當(dāng)前我國(guó)使用的人工智能技術(shù)種類較多，其中，較為常見的就是BIM技術(shù)。BIM技術(shù)能在數(shù)據(jù)模型構(gòu)建的基礎(chǔ)上進(jìn)行建模，為建筑模型的設(shè)計(jì)和翻模提供了重要的理論基礎(chǔ)，已經(jīng)成為建筑行業(yè)重點(diǎn)關(guān)注的話題。建筑企業(yè)在開展施工作業(yè)的過(guò)程中，能夠使用人工智能技術(shù)進(jìn)行監(jiān)督和管理，減少人工監(jiān)管造成的管理不當(dāng)問(wèn)題，此外還能提升整體施工質(zhì)量。

3）建筑管理方面

建筑管理工作的順利開展是整個(gè)房屋建筑施工的重心，傳統(tǒng)的人工管理方式在實(shí)際開展的過(guò)程中容易受到管理技術(shù)不當(dāng)、管理人員專業(yè)素養(yǎng)差、管理工作不重視等因素的影響，對(duì)整個(gè)施工作業(yè)造成一定影響。房屋建筑施工智能化系統(tǒng)涵蓋執(zhí)行子系統(tǒng)、顯示器、通訊模塊、傳輸子系統(tǒng)、傳感器、主控器、施工監(jiān)控軟件以及遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)等[3]。其中不同的系統(tǒng)所體現(xiàn)出的優(yōu)勢(shì)也存在一定差異。例如，顯示器系統(tǒng)能夠?qū)φ麄€(gè)施工過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，不受時(shí)間和空間的限制，對(duì)施工周圍的環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控。在傳統(tǒng)監(jiān)控器功能的基礎(chǔ)上對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行管控，實(shí)現(xiàn)不同主體全過(guò)程監(jiān)督的功能，對(duì)施工單位而言，能夠提高管理質(zhì)量，還能優(yōu)化房屋建筑施工模式。在管理工作中使用人工智能技術(shù)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)管理工作的全過(guò)程進(jìn)行監(jiān)督，同時(shí)還能減少因人工管理不當(dāng)造成的安全事故，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量管理，提高控制和管理系統(tǒng)的容錯(cuò)性、可靠性標(biāo)準(zhǔn)。

例如，房屋施工建設(shè)過(guò)程中可以直接通過(guò)移動(dòng)終端傳遞命令，根據(jù)收到的通知喚醒應(yīng)用去執(zhí)行任務(wù)。輪循（Polling）式的移動(dòng)傳輸終端能夠達(dá)到1000000手持終端×12輪循/時(shí)×24小時(shí)=288000000一天的訪問(wèn)量，其傳輸效率非常高，內(nèi)容和形式也是多元化的，可以是圖片、文字、音頻、視頻等[4]。

3 人工智能技術(shù)應(yīng)用于房屋建筑施工中的有效策略

3.1 智慧管廊

智慧管廊是房屋建筑施工中最為核心的部分，同時(shí)也是房屋建筑施工的綜合體現(xiàn)。在綜合管廊中使用人工智能技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)智慧管廊系統(tǒng)模式，對(duì)整個(gè)施工模式起到周期性的監(jiān)督、監(jiān)控模式，實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)的維護(hù)、運(yùn)行，彰顯管廊綠色、高效性能。首先，智慧管廊在實(shí)際使用過(guò)程中能對(duì)整個(gè)建筑施工進(jìn)行過(guò)程化監(jiān)督工作。人工智能技術(shù)的使用不僅能夠全天對(duì)整個(gè)施工流程進(jìn)行監(jiān)控，同時(shí)還能結(jié)合建筑施工的實(shí)際情況建立相應(yīng)的監(jiān)控中心，對(duì)提升房屋建筑施工有重要作用。例如，在監(jiān)控過(guò)程中，如果出現(xiàn)火災(zāi)事件，人工智能系統(tǒng)能夠快速反應(yīng)，發(fā)出警報(bào)處理，以便施工人員能夠第一時(shí)間趕至火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，不僅減少了建筑企業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)還能為后續(xù)的監(jiān)控工作提供指導(dǎo)。其次，智慧管廊運(yùn)用的過(guò)程中還能同時(shí)滿足不同的巡查要求，進(jìn)行遠(yuǎn)程預(yù)警操作和遠(yuǎn)程虛擬安全巡檢，實(shí)時(shí)觀測(cè)管廊各類數(shù)據(jù)信息和內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)事件信息線上可視化呈現(xiàn)和管理。相比傳統(tǒng)的監(jiān)控器功能，能夠直接對(duì)遠(yuǎn)距離的物體進(jìn)行監(jiān)控，其監(jiān)控范圍更廣、精度更高（見圖3）[5]。

圖3 智慧管廊智慧平臺(tái)（圖片來(lái)源：http://thxx.crsc.cn/news/tsi_4158_13925_54682.html）

3.2 智慧云工地

智慧云工地的使用能夠提高房屋建筑施工的安全管理效能，保障安全生產(chǎn)。傳統(tǒng)管理模式的開展存在難以及時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)真實(shí)情況、過(guò)度依賴人工記錄管理進(jìn)展的現(xiàn)象。而添加智慧云工地能夠?qū)Ω鱾€(gè)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行管理，支持PC端、手機(jī)端等多端同步應(yīng)用。能夠?qū)崿F(xiàn)安全管理、進(jìn)度管理、現(xiàn)場(chǎng)物資管理以及施工現(xiàn)場(chǎng)文明管理的綜合運(yùn)用，便于建筑企業(yè)管理階層實(shí)時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)的安全隱患、文明施工、施工進(jìn)度等，大大降低了隱患事故發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)，真正做到安全管理全員參與、實(shí)時(shí)在線、無(wú)縫閉環(huán)。圖4為智慧云工地管理優(yōu)勢(shì)。

圖4 智慧云工地管理優(yōu)勢(shì)

3.3 裝配式施工智能化

裝配式施工智能化與BIM、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等相融合。裝配式建筑智能化工程管理系統(tǒng)能夠較好地解決傳統(tǒng)建造模式中存在的不足，能夠?qū)崟r(shí)、精確地將各種信息技術(shù)使用在其中，將信息數(shù)據(jù)進(jìn)行建模，優(yōu)化了房屋建筑施工的設(shè)計(jì)工作。BIM技術(shù)能夠直接將管理系統(tǒng)中出現(xiàn)的各個(gè)方面數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和整合，形成一個(gè)完整的數(shù)據(jù)處理中心，同時(shí)還能對(duì)不同的數(shù)據(jù)進(jìn)行抽查。對(duì)企業(yè)而言，能夠提升管理工作的效率，節(jié)省施工成本，還能對(duì)不同的環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)控，減少安全事故和危險(xiǎn)發(fā)生的概率[6]。此外，BIM技術(shù)在實(shí)際使用的同時(shí)，還能減少人工操作帶來(lái)的缺點(diǎn)，提升人力工作效率，為房屋建筑施工提供有效的圖紙。對(duì)不同階段的數(shù)據(jù)處理管理效果更佳，能夠有效提升房屋建筑施工中系統(tǒng)管理的效率（見圖5）。

圖5 裝配式施工智能化（圖片來(lái)源：湖北日?qǐng)?bào)）

4 結(jié)語(yǔ)

人工智能技術(shù)的使用在房屋建筑施工中所體現(xiàn)的優(yōu)勢(shì)不僅僅在技術(shù)方面，更多的是在房屋建筑施工中的管理工作中有著重要的作用。將人工智能技術(shù)應(yīng)用在房屋建筑施工中能夠較好地解決傳統(tǒng)施工技術(shù)和管理工作存在的不足，優(yōu)化建筑施工模式，提高施工的整體質(zhì)量。因此，為了提升建筑企業(yè)施工工作的穩(wěn)定進(jìn)行，應(yīng)當(dāng)重視對(duì)人工智能技術(shù)的使用，將智慧管廊、智慧云工地、裝配式施工智能化技術(shù)應(yīng)用在其中，為建筑企業(yè)的發(fā)展提供有力保障，促進(jìn)我國(guó)建筑行業(yè)和人工智能技術(shù)健康穩(wěn)定的發(fā)展。