朱敬冬
(安徽水利開發(fā)有限公司)
在建筑工程施工中,保障施工安全、質(zhì)量和進(jìn)度一直是施工方關(guān)注的重點(diǎn),而傳統(tǒng)的監(jiān)測方法往往受到時間和空間的限制,監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集和分析難以實(shí)現(xiàn)實(shí)時化和準(zhǔn)確化。隨著智能化監(jiān)測技術(shù)的逐漸應(yīng)用,建筑施工過程的監(jiān)測和管理變得更加智能化和精細(xì)化。
智能化監(jiān)測技術(shù)是指利用先進(jìn)的計算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等手段,對建筑施工現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測、數(shù)據(jù)分析和預(yù)測,從而實(shí)現(xiàn)對建筑施工安全、質(zhì)量、進(jìn)度等方面的智能化管理。通過對建筑施工過程的監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析,可以實(shí)時掌握施工情況,及時發(fā)現(xiàn)問題,保障建筑施工的安全、高質(zhì)量、高效率完成。根據(jù)不同的技術(shù)特點(diǎn)和應(yīng)用場景,智能化監(jiān)測技術(shù)可以分為傳感器監(jiān)測技術(shù)、無線通信技術(shù)和數(shù)據(jù)分析技術(shù)三類[1]。
傳感器技術(shù)是智能化監(jiān)測技術(shù)的基礎(chǔ)。通過在建筑工程中安裝各種類型的傳感器,可以對施工過程中的溫度、濕度、振動、位移、力量、壓力等物理量進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測。傳感器技術(shù)可以分為主動式傳感器和被動式傳感器兩種類型。主動式傳感器需要通過外部電源進(jìn)行驅(qū)動,能夠主動地輸出監(jiān)測數(shù)據(jù),例如壓力傳感器、振動傳感器等;而被動式傳感器則不需要外部電源,可以自行產(chǎn)生電信號輸出監(jiān)測數(shù)據(jù),例如應(yīng)變傳感器、溫度傳感器等。
數(shù)據(jù)采集與傳輸技術(shù)是將傳感器所采集到的監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)街醒胩幚硐到y(tǒng)進(jìn)行處理和分析的關(guān)鍵技術(shù)。傳輸方式可以通過有線或者無線方式實(shí)現(xiàn)。有線方式通常采用以太網(wǎng)、Modbus、Profibus等通信協(xié)議;而無線方式則采用藍(lán)牙、Wi-Fi、Zigbee等無線協(xié)議。除了傳輸方式的選擇,數(shù)據(jù)采集與傳輸技術(shù)還需要考慮數(shù)據(jù)的存儲和安全問題,例如數(shù)據(jù)壓縮、加密、備份等。
數(shù)據(jù)處理與分析技術(shù)是將傳感器采集到的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析和展示的技術(shù)。數(shù)據(jù)處理和分析的方法包括數(shù)據(jù)濾波、采樣、插值、擬合、預(yù)測等,常見的數(shù)據(jù)分析算法包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、粒子群算法等。數(shù)據(jù)處理和分析的結(jié)果可以通過數(shù)據(jù)可視化的方式進(jìn)行展示,例如折線圖、散點(diǎn)圖、熱力圖等。通過數(shù)據(jù)處理和分析,可以有效地評估建筑工程施工的安全、質(zhì)量、進(jìn)度等方面的問題,并及時采取相應(yīng)的措施進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。
智能化監(jiān)測技術(shù)是指利用先進(jìn)的傳感器技術(shù)、數(shù)據(jù)采集和傳輸技術(shù),以及數(shù)據(jù)處理與分析技術(shù),對建筑工程施工過程中的安全、質(zhì)量、進(jìn)度等進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測和控制的技術(shù),在建筑工程施工中具有諸多優(yōu)勢[2]。
智能化監(jiān)測技術(shù)能夠?qū)崟r監(jiān)測建筑物施工過程中的各項(xiàng)參數(shù),如溫度、濕度、振動等,使得建筑物的施工過程可以得到及時地監(jiān)測和反饋,從而能夠更加有效地控制和優(yōu)化建筑物的施工過程。
智能化監(jiān)測技術(shù)通過使用高精度傳感器和其他監(jiān)測設(shè)備,能夠?qū)崟r準(zhǔn)確地采集數(shù)據(jù),并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)測系統(tǒng)中進(jìn)行處理。這些數(shù)據(jù)可以用于分析、建模和預(yù)測建筑物施工過程中的各種情況,如施工進(jìn)度、質(zhì)量和安全等,從而實(shí)現(xiàn)建筑物施工過程的智能化管理。
智能化監(jiān)測技術(shù)可以幫助施工人員實(shí)時掌握建筑物施工過程中的各項(xiàng)參數(shù),如施工進(jìn)度、工期、質(zhì)量等,從而能夠及時進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化,提高施工效率和質(zhì)量。智能化監(jiān)測技術(shù)可以及時監(jiān)測建筑物施工過程中的各種安全隱患,如坍塌、斷裂等,從而可以及時預(yù)警和防范,避免安全事故的發(fā)生,保障施工人員的安全。同時,監(jiān)測系統(tǒng)還可以提供實(shí)時的應(yīng)急響應(yīng)措施,以應(yīng)對可能發(fā)生的突發(fā)事件,最大程度地降低安全風(fēng)險。
智能化監(jiān)測技術(shù)在建筑工程施工中的應(yīng)用非常廣泛,可以涉及建筑施工安全、建筑施工質(zhì)量、建筑施工進(jìn)度等方面。比如在建筑施工安全方面,可以通過智能化監(jiān)測技術(shù)對施工現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測,及時發(fā)現(xiàn)并排除危險因素,避免事故的發(fā)生。在建筑施工質(zhì)量方面,可以通過智能化監(jiān)測技術(shù)對建筑材料、構(gòu)件等進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測,及時發(fā)現(xiàn)問題,保證建筑施工的高質(zhì)量完成。在建筑施工進(jìn)度方面,可以通過智能化監(jiān)測技術(shù)對施工進(jìn)度進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測和分析,及時發(fā)現(xiàn)進(jìn)度滯后等問題,采取相應(yīng)措施加以解決[3]??傊?,智能化監(jiān)測技術(shù)在建筑工程施工中的應(yīng)用,可以提高建筑施工的效率、安全性和質(zhì)量,為建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供有力支撐。
建筑施工安全是施工管理中最為重要的方面之一,也是施工過程中最容易出現(xiàn)事故的環(huán)節(jié)。智能化監(jiān)測技術(shù)可以通過在施工現(xiàn)場安裝各種類型的傳感器,實(shí)時監(jiān)測施工現(xiàn)場的溫度、濕度、振動、位移、力量、壓力等物理量,對施工現(xiàn)場的安全狀況進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控。通過對監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析,可以及時發(fā)現(xiàn)施工現(xiàn)場存在的潛在危險,預(yù)警施工現(xiàn)場的安全風(fēng)險,有效地保障施工人員和周邊環(huán)境的安全。
在高層建筑施工過程中,由于振動和負(fù)載作用,建筑物的結(jié)構(gòu)體系可能會發(fā)生變形,從而導(dǎo)致安全隱患。為了及時發(fā)現(xiàn)這些變形并采取相應(yīng)的措施,施工現(xiàn)場可以安裝傾角傳感器進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測。傾角傳感器可以通過無線傳輸技術(shù)將實(shí)時監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)測系統(tǒng)中,監(jiān)測系統(tǒng)可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時處理和分析,如果發(fā)現(xiàn)建筑物傾斜超過預(yù)設(shè)的安全范圍,則會發(fā)出警報并及時采取措施進(jìn)行處理。這種智能化監(jiān)測技術(shù)可以有效地保障高層建筑施工現(xiàn)場的安全,防止?jié)撛谖kU的發(fā)生。
建筑施工質(zhì)量是保證建筑工程質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一。智能化監(jiān)測技術(shù)可以通過實(shí)時監(jiān)測施工現(xiàn)場的各種物理量,對施工質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控。例如通過安裝測量儀器對建筑物的尺寸、角度、平整度等進(jìn)行監(jiān)測,以保證建筑物的質(zhì)量。同時,通過對監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析,可以及時發(fā)現(xiàn)施工現(xiàn)場存在的質(zhì)量問題,對施工過程進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化,保證施工質(zhì)量的穩(wěn)定和可靠。具體來講,智能化監(jiān)測技術(shù)在建筑施工質(zhì)量方面的應(yīng)用也有很多,比如使用激光掃描儀對建筑物進(jìn)行三維掃描和測量,可以實(shí)現(xiàn)建筑物質(zhì)量的全面監(jiān)測。激光掃描儀可以通過快速地采集建筑物表面的三維數(shù)據(jù),對建筑物的質(zhì)量進(jìn)行全面監(jiān)測。例如,可以對建筑物表面的平整度、垂直度、傾斜度、尺寸等方面進(jìn)行測量和分析,以發(fā)現(xiàn)潛在的質(zhì)量問題并及時采取措施進(jìn)行處理。
建筑施工進(jìn)度是建筑工程管理中最為重要的方面之一。智能化監(jiān)測技術(shù)可以通過實(shí)時監(jiān)測施工現(xiàn)場的各種物理量,對施工進(jìn)度進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控。例如,可以通過安裝傳感器對建筑物的高度、深度、寬度等進(jìn)行監(jiān)測,以及對施工現(xiàn)場的工作量、進(jìn)度、效率等進(jìn)行監(jiān)測,從而實(shí)現(xiàn)對施工進(jìn)度的精細(xì)化管理。通過對監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析,可以及時發(fā)現(xiàn)施工進(jìn)度存在的問題,預(yù)警施工進(jìn)度風(fēng)險,從而調(diào)整施工計劃,保證施工進(jìn)度的穩(wěn)定和高效。因此,智能化監(jiān)測技術(shù)在建筑施工進(jìn)度方面的應(yīng)用也十分廣泛,比如使用無人機(jī)進(jìn)行建筑物施工進(jìn)度的監(jiān)測。在建筑施工過程中,由于現(xiàn)場環(huán)境的復(fù)雜性和施工過程的多變性,常常難以準(zhǔn)確把握施工進(jìn)度。傳統(tǒng)的監(jiān)測方式往往需要人工巡查或者安裝固定式監(jiān)測設(shè)備,效率低下且成本高昂。而使用無人機(jī)進(jìn)行建筑施工進(jìn)度監(jiān)測,則可以快速、準(zhǔn)確地獲取施工現(xiàn)場的圖像和視頻數(shù)據(jù),并通過計算機(jī)視覺技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析,以實(shí)現(xiàn)對施工進(jìn)度的實(shí)時監(jiān)測和評估。
未來智能化監(jiān)測技術(shù)將不僅僅依賴于傳感器、激光掃描儀等單一設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,還將借助無人機(jī)、虛擬現(xiàn)實(shí)等多元化設(shè)備,將多源數(shù)據(jù)整合起來,形成全面、多角度的監(jiān)測數(shù)據(jù),從而更加準(zhǔn)確地反映建筑物施工過程的實(shí)時狀態(tài)和變化情況。例如一些企業(yè)已經(jīng)在建筑施工現(xiàn)場采用了多種傳感器和監(jiān)測設(shè)備,如振動傳感器、傾斜傳感器、溫度傳感器等,采集并整合了各種數(shù)據(jù),以幫助監(jiān)測建筑物的結(jié)構(gòu)安全、施工質(zhì)量和進(jìn)度等方面的問題。在未來,這種多元化數(shù)據(jù)采集和整合的趨勢還將不斷加強(qiáng),智能化監(jiān)測技術(shù)將通過數(shù)據(jù)融合和分析,實(shí)現(xiàn)更加全面、準(zhǔn)確地監(jiān)測和管理。
未來智能化監(jiān)測技術(shù)將更加注重對監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理和分析,通過機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能等技術(shù),對大數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘和分析,發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中的規(guī)律和異常情況,并及時進(jìn)行預(yù)警和控制,以實(shí)現(xiàn)對建筑物施工過程的精細(xì)化、智能化管理。例如在建筑施工現(xiàn)場,智能化監(jiān)測技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)采集和處理,并通過數(shù)據(jù)分析實(shí)現(xiàn)對建筑施工全過程的監(jiān)測和管理。
未來智能化監(jiān)測技術(shù)將趨向于信息可視化和云平臺化。通過數(shù)據(jù)可視化技術(shù),將監(jiān)測數(shù)據(jù)以圖形化、可視化的方式呈現(xiàn),使監(jiān)測數(shù)據(jù)更加易于理解和應(yīng)用;同時,將監(jiān)測數(shù)據(jù)集成到云平臺上,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時共享和交互,從而更好地支持建筑物施工過程的管理和決策。比如在建筑施工現(xiàn)場,通過多個傳感器和監(jiān)測設(shè)備采集的數(shù)據(jù)可以被整合和可視化呈現(xiàn)。通過云平臺技術(shù),這些數(shù)據(jù)可以被上傳到云端進(jìn)行處理和分析,并通過可視化圖表和報表的形式呈現(xiàn)給施工管理人員和相關(guān)利益相關(guān)者,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時監(jiān)測和遠(yuǎn)程管理。
智能化監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用不僅僅是對建筑施工的質(zhì)量、安全和進(jìn)度的提升,更是對傳統(tǒng)建筑行業(yè)的一次顛覆性創(chuàng)新。通過引入人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等先進(jìn)技術(shù),建筑施工現(xiàn)場得以實(shí)現(xiàn)自動化、智能化、數(shù)字化,不僅提高了效率,減少了人為失誤,也降低了對人力資源的依賴。未來在智能化監(jiān)測技術(shù)的研究和應(yīng)用中,還要積極打破傳統(tǒng)觀念,創(chuàng)新思路,充分發(fā)揮技術(shù)的優(yōu)勢,實(shí)現(xiàn)更高水平的建筑施工管理和監(jiān)測,推動建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。