物聯網在建設工程智能化管理中的應用研究論文
物聯網在建設工程智能化管理中的應用研究論文
物聯網作為一種新型技術手段,已經得到越來越廣泛的應用,但在建設工程管理中的應用較少。以物聯網的感知層、傳輸層、應用層為平臺,初步構思了建筑材料全流程監(jiān)控管理和建筑物全生命周期檢測這兩種物聯網應用模式,以期將物聯網應用于建設工程管理,實現建設工程的智能化管理。以下是學習啦小編為大家精心準備的：物聯網在建設工程智能化管理中的應用研究相關論文。內容僅供參考，歡迎閱讀!
物聯網在建設工程智能化管理中的應用研究全文如下：
物聯網是計算與通信領域繼互聯網之后的一次技術革命，物聯網的應用已涉及社會生活的許多方面，物聯網以其可以實現物體與物體之間、環(huán)境、狀態(tài)信息實時的共享，智能化的收集、傳遞、處理、執(zhí)行而得到各方重視。物聯網可將美國在未來15～20年的收入平均提高25%～40%，給全球GDP 增加10 萬億～15 萬億美元。我國目前已將物聯網上升為國家五大戰(zhàn)略性新興產業(yè)中的第二位，可見發(fā)展物聯網產業(yè)意義重大。
建筑業(yè)是國民經濟的重要支柱產業(yè)，但建筑業(yè)的生產效率很低。國家統(tǒng)計局2009 年統(tǒng)計表明，2008 年建筑業(yè)人均年產值為18.7 萬元，其他工業(yè)為57.4 萬元。隨著科技進步，建筑結構形式復雜化，高科技含量、高使用要求使得建設工程施工工藝復雜、工序增加，這就要求建設工程不斷提高生產效率，實現管理精細化、高效化。傳統(tǒng)的工程管理理念和手段已經難以滿足人們對建設工程日益增多的要求。據統(tǒng)計，一個典型的1 億美元的工程項目會產生15 萬份資料信息，包括圖形資料、法律文件、采購單、工期安排等，而且大部分資料信息之間彼此孤立，沒有體現彼此間的關聯。采用傳統(tǒng)的管理模式來處理如此龐大的信息量需要大量管理人員、耗費大量時間，而且管理效率并不理想。因此，建設工程管理應尋找新的管理模式，實現高效管理?？煽紤]在建設工程中實施基于物聯網技術的信息化管理。
建設工程管理中物聯網的應用尚不多?；谖锫摼W技術的信息化管理可以很好地處理建設工程中的大量信息、將各施工階段信息資料聯系起來、避免信息孤島與信息回流現象;也可以很好地解決不同組織、不同專業(yè)、不同過程之間的信息壁壘等問題。所以初步構思設計了將RFID 應用于建設工程管理的兩種模式，即建筑材料全流程監(jiān)控與建筑物全生命周期檢測，為物聯網在建設工程智能化管理中的應用提供思路。
1 物聯網技術
物聯網是把所有物品通過信息傳感設備，按約定的協(xié)議，進行信息交換和通信，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網絡。就目前科技發(fā)展水平來看，在建設工程管理中采用RFID 這種物聯網傳感設備較為適合。RFID 即無線射頻識別，是一種無線信息傳感設備，通俗地講就是電子標簽。目前最先進的RFID 是采用熱敏、光敏等材料，以智能化原件為核心，通過電子的方法存儲信息，將物體與互聯網連接，使物體主動感知并反饋信息，實現海量存儲，達到智能化識別和管理的目的。據統(tǒng)計，通過采用RFID 能夠幫助把失竊和存貨水平降低25%，因不再需要人工查看進貨的條碼而節(jié)省勞動力成本。
2 物聯網技術應用于建設工程管理的平臺
物聯網技術以感知層、傳輸層、應用層為平臺實現建設工程管理智能化。建設工程管理涉及的信息量大、面廣、瑣碎，對建筑材料的全流程檢測涉及大量時間與空間信息，對建筑物全壽命檢測需要在建筑物每個主要承重構件上布置幾個到十幾個RFID。因此，在建設工程信息管理中需要大量的傳感器和龐大的數據存儲與處理系統(tǒng)。云計算的出現使得存儲和處理數據的價格大大下降，傳感器價格迅速下降，這使得在建設工程中大量使用傳感器、實現建設工程管理智能化成為可能。
2.1 感知層
感知層是指通過RFID 采集信息，使物體攜帶自身信息并實現流動數據更新累加。在建筑材料全流程監(jiān)控管理中，感知層采集的信息主要包括：建筑材料的產品信息，運輸中形成的物流信息鏈，經手人員信息等。在建筑物全生命周期檢測中感知層主要采集的信息涉及主要承重構件的設計信息、驗收情況、使用中檢測信息等。
2.2 傳輸層
傳輸層即網絡傳輸技術，用于解決網絡層的網絡接入、傳輸、轉化及定位等問題。由于無線局域網具有高移動性、抗干擾、安全性能強、擴展能力強、建網容易、管理方便等諸多優(yōu)點，而建設工程信息量大、施工環(huán)境復雜，考慮到要實現對建筑物全生命周期檢測，應盡量采用較為先進的技術手段作為傳輸層，方便日后系統(tǒng)更新換代。以目前的科技水平看來，可以采用無線局域網作為建設工程管理的傳輸層平臺。
2.3 應用層
應用層是展現物聯網應用巨大價值的核心架構，它旨在實現信息的分析處理和控制決策以及完成特定的智能化應用和服務的業(yè)務，從而實現物與物、人與物之間的感知，發(fā)揮智能作用。建設工程中，要求應用層具有海量存儲、數據管理與智能分析等功能。因此，應以云計算技術作為應用層集合分散在各地的高性能計算機上，為物聯網在建設工程管理中的應用提供服務平臺。
3 物聯網在建設工程管理中的應用模式
3.1 建筑材料全流程監(jiān)控管理
建筑材料全流程監(jiān)控管理指的是在建筑材料出廠時便在每個單元材料中埋入RFID，記錄材料的產品信息。在運輸中，以時間和空間信息形成物流信息鏈，直到建筑材料進場、投入使用。管理人員通過掃描RFID 清楚地了解這批建材的全部信息。在進場時接收材料的管理人員要對產品質量進行初步評定，將檢查結果錄入RFID，進一步保證了進場材料的質量。當某單元建材出現問題時，通過掃描RFID 可以明確責任人，減少責任推諉，提高管理人員的管理積極性。具體建筑材料全流程監(jiān)控管理信息錄入如圖2 所示。其中，使用部位指的是建筑材料具體用于建筑物的哪些部位，旨在方便日后管理。產品信息包括產品屬性、質量等級、生產日期、生產廠家等內容。
3.2 建筑物全生命周期檢測
建設工程全生命周期檢測的具體做法是將具有應力感應功能的RFID 在不影響構件結構功能的前提下放入主要承重構件中，如框架梁、框架柱等。根據構件的受力要求，RFID 應布置在拉、壓應力較大處，并且錄入其對應的構件基本信息，如設計信息、建設單位信息、施工單位信息等。隨著工程的進行，不斷錄入新信息：驗收時錄入每個構件的驗收情況與驗收人員信息，投入使用后實時檢測每個構件，記錄每個構件的受力情況，消除安全隱患，使建筑壽命合理化。
3.2.1 錄入基本信息
錄入基本信息是為之后驗收工作、安全測評工作及建筑物合理壽命鑒定服務的?；拘畔⒅饕椖拷ㄔO單位信息、設計信息、施工單位信息。這個環(huán)節(jié)是實現建筑物全生命周期檢測的前提，錄入的信息越翔實、越條理，之后的工作就越省力。項目建設單位信息包括項目名稱、建設場地地址、建設單位名稱等，根據日后需要按需錄入。設計信息包括每個主要承重構件的圖紙編號、構件編號、混凝土級別、配筋信息、截面尺寸、設計單位、構件受力的設計限值等。施工單位信息主要包括施工單位名稱、項目負責人、具體某片區(qū)域管理人員等。錄入這些信息可以加快施工現場管理人員之間信息流通速度，明確責任人，提高工作效率與工程質量。
3.2.2 提高驗收效率
工程驗收時，監(jiān)理人員首先在RFID 中錄入驗收日期、驗收單位及監(jiān)理人員個人資料。驗收時掃描RFID，將構件設計信息與現場檢查結果核對，記錄自己對該構件的質量驗收結果。這樣可節(jié)省大量查閱圖紙的時間，減少由于管理人員素質等原因造成的質量問題，現場驗收結果有據可查，驗收質量得到保證。
3.2.3 減少使用中的安全隱患
當工程竣工投入使用后，具有應力感應功能的RFID 可實現建筑物全生命周期的監(jiān)測。當構件應力超過允許值時發(fā)出警報，這樣可以及時發(fā)現有問題的構件，盡早做好維護措施，實現基于預防性的、有針對性的維護，在建筑物出現安全問題之前進行加固等措施。而不是浪費大量時間進行常規(guī)檢修，這就意味著零計劃外故障時間，即如果沒有突發(fā)性事件，建筑物不會出現安全問題。在日常運行中都可以通過監(jiān)測預先處理掉可能的安全隱患，大大提高建筑安全性能，并且節(jié)省目前檢測部門的檢測時間。由于有些檢測需要局部破壞建筑物，采用RFID 避免了原本沒有必要的破壞。由于可以及時解決安全隱患，所以采用RFID 間接提高了建筑物使用壽命。
3.2.4 建筑壽命合理化鑒定
當建筑物達到其設計使用壽命時，進行一次全方位的數據收集，即對建筑物體檢，根據RFID 收集的檢測數據、匯總之前存入RFID 的信息，分析該建筑物能否繼續(xù)使用或者需要何種維修措施，從而合理延長建筑使用壽命。我國近年來出現越來越多的短命建筑，許多建筑在達到設計使用年限后仍可正常使用，有些稍加修繕即可繼續(xù)使用。在資源日益緊張的今天，人為規(guī)定建筑物使用壽命的做法無疑是一種資源浪費，重復建設造成大量人力物力的浪費。采用RFID 可以使建筑壽命合理化，實現建筑物經濟效益最大化。
4 結語
物聯網的出現為人們的生活帶來巨大變化，將物聯網應用于建設工程管理很可能是改變建設工程管理方式的重要手段。本文初步設計了建筑材料全流程監(jiān)控管理和建筑物全生命周期檢測兩種模式，希望能為物聯網在建設工程管理智能化中的應用提供參考。
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