开眼了，数字化技术在建筑施工中的实际应用
本文来源：中国建设新闻网
原标题：最“潮”的技术都在这里 数字建造黑科技亮相服贸会
作者：王晓晖
全国第一个有害气体探测机器人、“脱帽报警”的智能安全帽、冬暖夏凉的“高保温被动房”……走进2021年中国国际服务贸易交易会（以下简称“服贸会”）展区，一个个颠覆想象的黑科技产品扑面而来，建筑服务的数字化、智能化让人印象深刻。本届服贸会专设工程咨询与建筑服务专题展，以“智慧建造、绿色发展”为主题，在首钢园区设置4800平方米的单独展馆，以视频与实物相结合的方式，集中展示建筑领域数字化、智能化、网格化发展趋势下的新技术、新模式和新成果，带你一睹智慧建筑的独特魅力，一探超级工程的建造奥秘，来一场身临其境的数字建造体验之旅。
创新科技加持 智能设备显身手
在8号展厅内，能听到清晰而有节奏的“哒哒哒”声，一只机器狗正在稳步前行。沿设定线路进行初步检视后，原本栖息在机器狗后背的无人飞行器跃升空中，机器狗、无人飞行器在地面和空中拍摄的工地作业现场画面，此时已实时回传给了云端平台，而原本需要在艰苦环境下巡检的工人，可以通过后台检视、分析回传的数据。机器狗工地巡检——这充满科技感的一幕并非科幻电影中的场景，而是已经在北京、浙江、福建等智慧工地中落地应用的实际场景。
机器人还能干啥？在建筑领域，智能机器设备比比皆是。核电预埋件焊接机器人专门用来给工程建设做焊接。由于核电建设项目规模大，预埋件多，往往数以万计且焊接型号不尽相同，焊接工作量大且操作起来十分耗时，这种机器人往往被用于核电核岛这一类施工质量、安全系数要求极高的项目中。应用这一机器人后，施工人员仅需根据不同焊接型号将机器人的固定工作台夹具进行调整定位，焊接工作即可快速展开。相比人工焊接，工作效率提升3倍。目前，该机器人已成功应用在了广西防城港及广东惠东太平岭核电项目。另外，管道检测喷涂机器人专门用来修管道，机器人直接从城市地下管网进入待修复管道，进行检测、清洗、喷涂、固化修复等一系列操作，无需开挖路面，施工人员即可实时在地面操作。有了机器人的协助，过往1个月的修复工作量缩短至4天，成本降低3~4成，修复质量得到极大提升。
“从外观上看，这顶智能安全帽和普通安全帽没有什么区别，戴起来也差不多重，功能却天差地别，它具备‘千里眼’‘顺风耳’等强大功能。”据相关负责人介绍，以前工地上班都是班组长在出勤表上画钩，现在智能安全帽可以与作业人员“1对1”实名制绑定，作为监控系统的“眼睛”“耳朵”，能够精准记录工人用工状态，精准落实劳务实名制管理。另外，它还能自动探测周边危险源，主动发出语音提醒佩戴人员注意，起到安全预警作用。如果在现场遇到突发情况，作业人员可以长按SOS键求救，系统平台会立即收到求救信息，在后台地图实时显示求救信息。“我们还可以查看员工佩戴安全帽的行动轨迹，从而实现事前预防、事中报警、事后回溯的施工安全智能化管控。带着智能安全帽去工地，多大的工地都安全，工友们干活心里更踏实了！”相关负责人说道。
本次展会也少不了VR（虚拟现实）设备，不少人带上VR眼罩体验建筑施工安全教育。结合真实的施工场景，VR安全教育利用虚拟现实技术高度还原场景，打造沉浸式体验，重现高空坠落、物体打击等各类安全事故过程，使参加安全教育的人员可以真切地感受到安全施工的重要性，并从中学习规避安全风险的方法，其高度沉浸性、交互性可以让受教育者从内心深处认可安全管理的要求。本次展出的VR安全体验站一体机版，可以实现多人同时体验，培训效率高。此外，将VR安全教育系统与实名制管理系统联动，培训记录将自动关联到个人，有效落实安全培训。
5G与建筑的碰撞 智慧工地系统再升级
基于各个摄像头布设的位置，利用5G（第五代移动通信技术）网络高速、低延时特性，“视频监控+慧眼AI（人工智能）”在现场和生活区进行全覆盖监控，模型和现场可实时对接，手机和电脑端可以实时掌握现场和生活区的情况……在展会上，时刻在忙碌运行的智慧工地管理平台随处可见，工程全息模拟，数据实时滚动，展现了智慧工地系统不断感知的触角。
一些企业通过“机器人+5G大屏”展示了智慧工地系统，在企业端创建“基于移动互联设备的远程技术管理系统”，定时更新200余个项目的关键经营指标和数据，远程实现对工程项目的实时视频及预警、项目经营分析、应急管理功能，形成企业总部统一分布式管理、多工地独立部署运行的模式。在工地端，智慧工地系统集成人员管理、车辆管理、安全管理、质量及进度管理、工程管理电子化等模块，借助BIM（建筑信息模型）、AI、热成像等技术，实现对施工现场的实时把控。一旦发生火灾或员工未戴安全帽进入施工区域等问题，系统可自动拉响警报，形成项目管控“千里眼”。
从智慧工地项目级平台到企业级平台，再到建筑业主管部门应用的智慧监管平台，智慧工地管理聚焦场景，又统筹全局。如今的智慧监管平台也在一张大屏管理的基础上延伸出更多应用场景。
在浙江省住房和城乡建设厅数字化应用场景建设试点项目中，一个小小的二维码脱颖而出，它的背后是一个基于工地管理的大平台——滨江平安工地一码通。眼前的这方大屏，正是“平安工地一码通”的升级版。这一平台集成政府监管、应急管理、企业管理、劳务信息、健康码、项目信息、社会评价、来访登记、投诉建议9大功能，打通了部门间的数据衔接和共享，面向主管部门、企业组织、项目职工、社会公众，形成多维的工作管理系统，构建“云上监管”模式。
7月24日，台风“烟花”临近浙江。杭州市滨江区住房和城乡建设局通过“平安工地一码通”系统线上抽检工地停工及防汛准备情况，并连线项目负责人，询问工地人员应急转移情况，当日启动工地人员转移安置工作，仅1小时就完成了约1.3万名工地人员转移。此次杭州防台部署工作，“平安工地一码通”数字化平台作为防台减灾的重要利器，为科学防台、民生保障等提供了有力支撑。
有颜又节能 绿色建造助力“双碳”未来
实现“双碳”目标是当前建筑业发展的主题之一。各建筑业企业纷纷展出节能工程和绿色技术，展现了推动建筑业绿色发展的决心和实力。
在工程咨询与建筑服务展馆，北京工人体育场的改造复建模型首次亮相。在保留传统风貌的基础上，改造复建后的工体将增添智慧、绿色元素，成为北京的文旅新名片。
1959年8月，北京工人体育场在一片大苇坑上建成，是当时我国最大的一座综合性体育场。60年间，它先后承办过全运会、亚运会、大运会等。去年8月，工体改造复建项目启动。最近，场馆已全面进入地上主体结构施工阶段，预计2022年年底完成竣工验收。据工作人员介绍，工体改造复建遵循“传统外观、现代场馆”的原则，打造智慧与绿色并存的新地标，迎接2023年亚洲杯。改造后，工体将从综合性体育场，变成专业足球场，不仅绿色技术加身，也将助力体育场实现实时分析跑动距离、速度、队伍阵型，监测运动表现、运动员身体机能、自动捕捉足球轨迹等。
和工体改造项目一样，服贸会首钢园场馆建设也强调低碳环保。按照反复利用、综合利用、持久利用的原则，首钢园场馆主体采用钢结构设计，可实现材料后期回收利用。开放式展馆采用装配式张拉膜结构，避免对原有地面的改动。膜结构屋顶设计充分利用自然采光，最小限度索取能源，为会展提供服务空间。不仅如此，国家会议中心综合展区内大部分搭建材料也都可实现回收再利用，是秉持减量化、再使用、再循环3R环保理念，助力实现“双碳”行动的绿色展厅。
同时，参展企业也展出了一些绿色建造技术。例如建筑废物多元化再生利用技术，这一技术的应用，可以使混凝土废弃物处理率达到95%以上，实现节能减排、创新创效的总体目标。北京大兴国际机场航站楼照明系统采取自然采光和智能照明，配合高漫反射板和铝网遮阳玻璃等高新科技，更加环保节能。
除此之外，展会现场还有很多建设成果，包括“一带一路”工程建设项目，展示着中国建造的标准和速度、传达着构建发展共同体的善意与友谊。参观者能与机器狗等数字建筑领域的硬科技亲密接触，也可身临其境感受工程建设走出去的累累硕果，展区互动性体验感十足，拉近了数字建筑与人们生活的距离。而这些智能设备仅仅是数字科技赋能传统建筑行业的冰山一角。
2021年5月建筑智能建造技术初探及其应用
定价：116元 折扣价：112元 出版时间：2021.5
中国建筑工业出版社
内容提要：
建筑智能建造是一个新兴的学科交叉方向，目前国内外的相关研究均处于起步阶段，实践应用也很少。本书将介绍作者近年来在建筑智能设计、智能检测和施工智能监控方面的研究内容和初步成果，主要包括以下内容：（1）混凝土结构与砌体墙的智能深化设计技术。混凝土结构及预制构件进行智能深化设计的基础数字化模型创建方法，包括 BIM模型的数字化转换、格栅环境转换、边界条件和规范约束条件等。基于多智能体强化学习的混凝土框架节点和框架结构整体深化设计方法，基于生成式对抗网络和深度多智能体强化学习集成算法的复杂装配式外墙板深化设计方法，基于进化优化算法的混凝土框架节点和框架结构整体深化设计方法，基于进化算法的砌体墙智能砌块二维和三维排布方法等。（2）基于激光扫描点云数据的建筑智能检测技术。预制混凝土构件及房屋整体点云数据的预处理技术、数据集制作技术、数据降噪方法、整体尺寸提取方、细部尺寸提取方法、BIM 模型点云化技术等。针对构件表面平整度检测的模型离散化与法向量计算方法、模型与数据匹配方法、最近邻点搜索与偏差计算方法、可视化技术等；针对建筑整体表面平整度检测的语义分割方法、平面拟合与偏差计算方法、可视化技术等。针对可更换预制构件智能化施工的螺栓孔边界检测算法、圆孔拟合算法和精准定位集成算法等。（3）施工现场智能化监控技术。施工现场的对象识别与工人安全措施智能识别技术，包括数据集搭建技术、深度学习算法目标检测算法在施工现场智能识别中的应用、基于视频数据的目标智能检测技术、智能识别系统的搭建方法等。工人施工状态识别和施工效率智能化统计技术，包括基于实时视频数据的人姿势估计算法和人关键点提取方法、基于多人跟踪算法的工人实时位置和关键点跟踪技术、基于关键点数据采用时间序列网络提取特征进行动作分析的方法， 以及系统整体设计和测试技术等。
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