浅谈物联网技术在建筑施工领域的应用

发表时间:2021/4/9   来源:《基层建设》2020年第29期   作者:覃吉勇
[导读] 摘要:本文结合了当前物联网技术的发展,探讨把现在物联网的先进技术和设备应用到建筑项目的实际施工中,对于施工过程中能够利用物联网技术提高施工效率以及增强施工中工人的安全问题进行简单的剖析,阐述了物联网技术在建筑施工领域的应用范围和应用前景。
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        摘要:本文结合了当前物联网技术的发展,探讨把现在物联网的先进技术和设备应用到建筑项目的实际施工中,对于施工过程中能够利用物联网技术提高施工效率以及增强施工中工人的安全问题进行简单的剖析,阐述了物联网技术在建筑施工领域的应用范围和应用前景。
        关键词:物联网;车辆监控;智慧工地;施工监控;BIM技术
        引言
        随着物联网技术的发展,各行各业都在进行互联网+的应用探讨,房地产行业经历了最近十多年的快速发展已经达到了行业的顶峰,目前全国各家房地产商已经由粗放快速发展阶段进入了一个更加注重质量及效率的新阶段,这就需要建筑业在施工方面需要引入已经发展成熟的物联网技术来使施工流程更加高效,确保施工质量的同时提高企业的利润。如今,物联网正在帮助建筑商改善其流程,以最大限度地减少浪费、节约成本、确保施工安全。
        建筑施工现场利用物联网技术的几种方式,如下:
        一、施工现场实名制通道管控
        随着国家对建筑施工现场人员的实名制管理的相关规定实施,每一个工人进入施工现场都需要进行实名登记。而随着人脸识别技术的快速发展和应用,越来越多的施工现场都安装了先进的人脸识别实名制通道系统,工人可以快速通过刷脸进入施工现场,同时通过该系统还能进行工人的日常考勤,准确记录工人上班、下班以及加班的时间,同时可以无缝对接住建局/安监局的监管系统,确保上级主管部门能实时监控到施工现场的情况,真正实现了物联网技术在工地上的对人员的智慧化和人性化的管理。
        二、施工现场监控
        施工现场监控是施工流程中的一个重要因素。采用先进的计算机网络通信技术、物联网技术和视频监控技术,加强建筑工地施工现场的安全防护管理,实时监测施工现场安全生产措施的落实情况,对施工操作工作面上的各安全要素等实施有效监控,同时消除施工安全隐患。现场监控分为两个方面,主要是对人员和机器的定位跟踪。在建筑工地,需要跟踪大量数据,这些数据对应于不同的工人和工具。由于这些数据无法手动处理,因此,物联网可以通过使该流程自动化且精确来发挥重要作用。通过前端传感设备以及物联网关设备和通信网络,可以在后台设备上访问前端人员、机器和车辆的信息,比如可以监控施工人员是否佩戴安全帽、是否穿有安全反光衣服,可以通过鹰眼全景摄像机的AI运算,是否存在火灾等安全隐患。因此,施工管理人员可以实时了解施工现场的人和物的安全状况,而无需手动跟踪操作。
        三、塔吊升降机的监控
        物联网技术可以使建筑机械运行更加有效和自主。在塔式起重机及升降机安全监控管理系统中,通过高精度传感器采集塔机的风速、载荷、回转、幅度和高度信息,控制器根据实时采集的信息做出安全报警和规避危险的措施,同时把相关的安全信息发送给服务器,塔机的监管部门可通过客户端查看到网络中每个塔机的运行情况。
        在群塔的解决方案中,塔机与塔机之间采用WSN进行实时通信,从而在单塔的解决方案的基础上,能够得到塔机之间的位置信息,解决群塔间相互碰撞的问题。联网传感器可以引导这些机械以更高的精度和最少的人力投入运行。这些物联网系统还可以不断向运营商提供设备的健康信息,以防止任何的意外故障。因此,可以在不降低建筑质量的情况下在更短的时间内完成施工流程。
        塔式起重机安全监控管理系统,基于传感器技术、嵌入式技术、数据采集技术、数据融合处理、无线传感网络与远程数据通信技术,高效率地完整实现建筑塔机单机运行和群塔干涉作业防碰撞的实时监控与声光报警功能,并在报警的同时自动终止塔机危险动作。


        四、施工现场环境监控
        施工现场环境监测系统对建筑工地固定监测点的扬尘、噪声、气象参数等环境监测数据的采集、存储、加工和统计分析,监测数据和视频图像通过有线或无线(3G/4G)方式进行传输到后端平台。该系统能够帮助监督部门及时准确的掌握建筑工地的环境质量状况和工程施工过程对环境的影响程度。满足建筑施工行业环保统计的要求,为建筑施工行业的污染控制、污染治理、生态保护提供环境信息支持和管理决策依据。
        五、施工现场用电安全监测
        建筑施工现场涉及到用电的设备多种多样,而且大部分设备都是大功率设备,容易诱发漏电以及火灾等安全隐患,这就需要针对工地的用电设备的安全情况通过物联网技术手段进行监控和管理。用电安全监测系统主要分为三层,感知层是通过配置电流互感器、剩余电流互感器、温度传感器、智慧用电安全传感终端(涵盖了电气火灾监控探测器功能)等采集设备;实时监测用电全部数据并通过物联网通讯层布置的智能网关上传到监管云平台;经过大数据比对分析(以日、周、月、年同时期用电情况),对引发电气火灾的主要因素(线缆温度、电压、电流、漏电流、电弧危害)进行不间断的数据跟踪与统计预测,实时发现电气线路和用电设备存在的安全隐患,及时向安全管理人员发送预警信息,进行隐患排查,达到消除潜在的电气火灾危险,实现“防患于未然”的目的,真正地做到智慧用电安全。
        六、施工现场车队管理
        施工现场运输车辆的有效管理是确保施工进度及施工安全的重要措施,为了确保在运输过程意外的天气和特殊道路条件下项目管理人员能及时掌握车辆的实时情况,项目管理人员可以通过物联网技术对运输车辆进行定位跟踪,及时掌握运输中的物料状态,从而帮助他们更有效地计划和协调现场操作。物联网设备可以准确显示车辆位置以及行进路线以及行进速度。拥有准确的速度和位置信息有助于防止延迟,并且可以使用物联网数据将时间表中的任何变化传达给客户。此外,物联网车队管理解决方案也可用于优化运输路线和维护车辆。
        七、BIM技术应用
        以智慧物联为基础,以 BIM 模型为载体,将各类施工现场传感器数据整合至轻量化BIM 模型中,与工程项目管理业务流程集成,实时、有效、准确的反应施工现场情况。工地质量、安全、物料等的集成化管理。提升项目质量,实现智慧管理、智慧决策。
        BIM 施工应用管理系统应以BIM 轻量化模型为基础,将各种传感器数据与BIM 模型构件挂接,实现数据与模型联动。通过无人机采集施工现场全景数据至平台,实现模型加实景的一体化管理功能。运用 BIM 模型进行场地布置方案比选(包括围墙与大门、场地分区、拟建物、活动板房、基坑与围护、建筑起重机械、脚手架、料场加工棚、道路、标志牌等现场实体以及构筑物施工工艺流程的 3D 数字模拟),并可视化虚拟演示功能。
        BIM 施工应用管理系统可以定期对工程施工进度进行模拟。同时可以模拟现场各施工阶段的临边防护、外防护脚手架等重要安全防护措施。在深基坑、高大模板支架、隧道开挖等危大工程施工前,运用 BIM 进行专项方案编制、论证和安全交底等。
        结束语
        随着物联网技术的发展,以及互联网+在各行各业的应用探索,相信越来越多的物联网新技术会应用到建筑工程的多个领域中,也推动着建筑行业的快速发展,而对于目前物联网技术在建筑工程领域应用中存在的一些问题需要及时改进,确保以后的建筑工地更加智能化与人性化。
        参考文献:
        [1]周旭 物联网技术在建筑工程安全管理中的应用[J].城市周刊,2019(011)
        [2]黄永生 物联网技术在建筑工程安全管理中的应用[J].建筑工程技术与设计,2018(032)
        [3]宋慧 浅谈物联网技术在智能建筑中的应用[J].智能建筑与城市信息,2012(02)
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