工程建设管理中智能建造技术的创新应用

李猛

摘 要：智能化建造技术是建筑行业技术升级改造中的先锋，直接关系到建筑业的高质量发展。阐述智能建造内涵及其关键支持技术，在此基础上分阶段地详细分析工程建设中的智能建造技术创新应用情况。通过郑万铁路项目中BIM轻量化等创新性智能建造技术具体应用情况的介绍，实例性展示现阶段工程建设管理中智能建造技术创新应用。

关键词：智能建造;建造技术;BIM技术;人工智能

随着我国经济建设的大规模进行，建筑业迅速发展，建筑行业实力和对国民经济贡献明显提高。然而我国距离建筑强国尚有一定差距，资源消耗大、安全隐患突显、经济效益不高、环境污染严重等劳动密集与粗放式建筑生产弊端和问题依然没有得到彻底解决，建筑业变革迫在眉睫。本文将对智能建造技术现阶段应用情况进行阐述，为智能建造理论研究与实践提供参考。

1智能建造内涵及关键技术

智能建造即数字技术与工程建造系统深度融合形成的工程建造创新发展模式，其技术体系主要由人工智能、云计算、大数据、BIM等技术支撑搭建而成。

1.1人工智能技术

人工智能简称AI，是二十一世纪三大尖端技术之一，研究内容包括：机器学习和知识获取、知识处理系统、智能机器人、自动推理和搜索方法、计算机视觉等。建筑行业中人工智能技术应用已经比较广泛，比如人工智能技术已在建筑工程管理中的施工图生成和施工现场安排、建筑工程预算、建筑效益分析等环节应用，目前比较流行的基于C/S环境开发的建筑施工管理系统，涵盖了施工人员管理、施工进度管理、分包合同管理等方方面面，使工程管理工作得到了进一步的细化。未来建筑机器人将成重要的建造辅助工具，代替人工完成高层作业等高风险作业任务。

1.2大数据技术

从建造之初的规划、设计到后期的运营等过程中，会产生大量的造价、材料、建筑、工藝等方面的数据，各类数据集合使得建筑行业本身成为一个庞大的数据载体，大数据技术的核心价值即在于挖掘数据潜在价值，为建筑决策提供真实可靠的数据依据。比如在规划阶段，大数据可以根据建筑周边人口密度、人口分布、人口流向等方面，合理划分出商业、住宅等功能区域，作为建筑选址的有力依据;在运维阶段，借助大数据分析则可实现预测、预警、规划和引导，使建筑设备保持安全使用，建筑环境舒适度得到调整。

1.3BIM技术

BIM是以三维数字技术为基础，集成工程设计、建造、运维等项目全过程各种相关信息的工程数据模型。BIM技术是建筑业从二维向三维、从图形向数据转换的一次重大技术革命。相比传统的设计和施工建造流程，信息化模型能有效控制建设周期、减少错误发生。而从长远利益看，BIM技术应用的好处则远不止设计和施工阶段，还会惠及将来的建筑物运行、维护和设施管理。对工程的各个参与方来说，可减少错误、缩短工期、降低建设成本。目前BIM技术主要在施工阶段应用较多，主要内容有：三维模型渲染，VR宣传展示;模拟施工方案;错漏碰缺检查，减少返工率等。未来BIM将在设计和运维阶段中发挥出新的作用，比如BIM与GIS技术、BIM与VR技术的集成应用，将为建筑设计带来更丰富的维度信息。

2工程建设管理中智能建造技术创新应用分析

2.1勘察设计阶段创新应用

工程建设开展前，建设方首先需要聘请专业勘察机构组织开展工程地质勘察，然后根据勘察结果进行相应工程设计。在开展勘察工作时，相应人员需要进行工程地质测绘、勘探、物探、资料内业整编、图表和勘察报告绘制等工作;在开展设计工作时，工作人员需进行方案设计、初步设计和施工图设计。随着智能技术的不断涌现，勘察设计人员能够在开展具体工作时将最新智能技术应用于地质勘察、数据收集分析及设计优化之中，增强勘察设计准确性及全面性。一是深层地质探测。借助雷达等先进探测技术，可以对地质构造和地形条件复杂地区的施工地质状况进行深层探测，对矿物、水文、地质、地形等环境信息自动扫描识别和存储。二是遥感大数据智能解译。基于勘测大数据和遥感观测数据，对施工区域海量的多维度勘察信息进行智能分析，实现有用设计参考数据的快速提取和勘察数据的自动分类等。三是BIM优化设计。利用BIM与GIS集成技术，使BIM模型兼具地理空间数据，经过轻量化融合处理，为线路、桥梁等空间关系复杂的工程设计方案，提供更好的场景化体验和数字化分析工具。

2.2施工建造阶段创新应用

施工图设计完成并通过审核后，业主方需聘请专业团队开展具体施工作业。在此阶段，施工团队需合理规划场地布局，准确设计各分项工程建设规划，组织协调物资调控，并对整体工程建设进行全面管控。随着智能技术不断涌现，施工方可充分利用其进行场地布局优化，加强建设物资管控，并对建设过程进行全流程管控。一是基于BIM的场地布局优化。利用BIM模型进行现场施工场地平面布置方案的有效模拟验证，通过模拟过程分析方案的可实施性，预先发现方案中的问题，在方案实施之前将一切不合理的隐患问题排除，合理安排加工场地、生活区、各种临时设施等功能区的位置，模拟选择出最优布置方案，确保施工的顺利进行。二是基于物联网技术强化材料管理。物联网的RFID技术能够快速、实时、准确采集与处理建筑材料信息，将电子标签或RFID芯片在生产阶段植入构件或原材料，采用RFID电子标签的阅读器在材料运输、进场、出入库时对其信息快速读取，并通过物联网进行跟踪和监控，使原料管理更为便捷、准确。三是基于人工智能的作业管理。将人工智能感知系统、可视化监控系统及BIM技术相结合，对施工现场安全隐患和险情进行实时监控，完成智能安全监管及处置;对重点部位自动三维建模，判断工程进度情况，提升工程项目的进度管理，实现工程进度的智能化监控。

2.3运营维护阶段创新应用

工程项目建设完成并交付使用后，业主方需要组织开展设备的维护保养，所属区域内卫生、安全的保持，基础设施的维修管理等工作。在智能技术加持下，业主方能够充分利用技术远程监督基础设施及各类设备运转状况，全面监督区域内人员流动情况，从而及时发现存在风险并作出预警。基于大数据与云计算的智能管理平台是该阶段智能建造技术的主要应用成果。基于物联网感知、视频多媒体、BIM、GIS等各类信息，智能检索与实时分析运维阶段海量数据信息，深度挖掘数据参考价值，为运维过程优化和决策提供信息辅助。基于云计算技术，对环境、安全、设备、人员等多维多级建筑运维信息进行云端存储、快速计算、优化处理等操作，为运营单位提供监测、预警等全方位决策分析支持，提高运维和管理效率。

3结语

面对21世纪信息时代的大潮汹涌而来，建筑行业面临着强烈的挑战，智能化建造技术发展异常迅速，在建筑行业技术升级改造中将担负起先锋的角色，推动着建筑业高质量发展。未来应继续增加人工智能、互联网大数据、物联网、BIM、区块链、云计算等新技术在建筑全过程应用的集成化与自主创新，加速促进新一代信息科技与建筑工业化技术协作发展趋势，紧紧围绕智能化工程施工、智能制造系统、数字设计，提升建筑工业化与智能建造基本关联性技术和重要关键技术革新研发，提高智能化建设管理水准，加强智能建造上中下游协调工作，为智能建造健康发展营造良好氛围。

参考文献

[1]夏小刚.智能建造背景下铁路施工企业技术创新实践[J].建筑经济，2020（8）：43-47.

[2]解亚龙，王万齐，杨斌.智能建造技术在京雄城际铁路的应用[J].铁道建筑，2020（8）：161-165.