物聯網在建設工程智慧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,初步構思了建築材料全流程監控管理和建築物全生命週期檢測這兩種物聯網應用模式,以期將物聯網應用於建設工程管理,實現建設工程的智慧化管理。以下是小編為大家精心準備的：物聯網在建設工程智慧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慧化管理中的應用研究全文如下：

　　物聯網是計算與通訊領域繼網際網路之後的一次技術革命，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、環境、狀態資訊實時的共享，智慧化的收集、傳遞、處理、執行而得到各方重視。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略性新興產業中的第二位，可見發展物聯網產業意義重大。

　　建築業是國民經濟的重要支柱產業，但建築業的生產效率很低。國家統計局2009 年統計表明，2008 年建築業人均年產值為18.7 萬元，其他工業為57.4 萬元。隨著科技進步，建築結構形式複雜化，高科技含量、高使用要求使得建設工程施工工藝複雜、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。據統計，一個典型的1 億美元的工程專案會產生15 萬份資料資訊，包括圖形資料、法律檔案、採購單、工期安排等，而且大部分資料資訊之間彼此孤立，沒有體現彼此間的關聯。採用傳統的管理模式來處理如此龐大的資訊量需要大量管理人員、耗費大量時間，而且管理效率並不理想。因此，建設工程管理應尋找新的管理模式，實現高效管理。可考慮在建設工程中實施基於物聯網技術的資訊化管理。

　　建設工程管理中物聯網的應用尚不多。基於物聯網技術的資訊化管理可以很好地處理建設工程中的大量資訊、將各施工階段資訊資料聯絡起來、避免資訊孤島與資訊迴流現象;也可以很好地解決不同組織、不同專業、不同過程之間的資訊壁壘等問題。所以初步構思設計了將RFID 應用於建設工程管理的兩種模式，即建築材料全流程監控與建築物全生命週期檢測，為物聯網在建設工程智慧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資訊感測裝置，按約定的協議，進行資訊交換和通訊，以實現智慧化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網路。就目前科技發展水平來看，在建設工程管理中採用RFID 這種物聯網感測裝置較為適合。RFID 即無線射頻識別，是一種無線資訊感測裝置，通俗地講就是電子標籤。目前最先進的RFID 是採用熱敏、光敏等材料，以智慧化原件為核心，通過電子的方法儲存資訊，將物體與網際網路連線，使物體主動感知並反饋資訊，實現海量儲存，達到智慧化識別和管理的目的。據統計，通過採用RFID 能夠幫助把失竊和存貨水平降低25%，因不再需要人工檢視進貨的條碼而節省勞動力成本。

　　2 物聯網技術應用於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慧化。建設工程管理涉及的資訊量大、面廣、瑣碎，對建築材料的全流程檢測涉及大量時間與空間資訊，對建築物全壽命檢測需要在建築物每個主要承重構件上佈置幾個到十幾個RFID。因此，在建設工程資訊管理中需要大量的感測器和龐大的資料儲存與處理系統。雲端計算的出現使得儲存和處理資料的價格大大下降，感測器價格迅速下降，這使得在建設工程中大量使用感測器、實現建設工程管理智慧化成為可能。

　　2.1 感知層

　　感知層是指通過RFID 採集資訊，使物體攜帶自身資訊並實現流動資料更新累加。在建築材料全流程監控管理中，感知層採集的資訊主要包括：建築材料的產品資訊，運輸中形成的物流資訊鏈，經手人員資訊等。在建築物全生命週期檢測中感知層主要採集的資訊涉及主要承重構件的設計資訊、驗收情況、使用中檢測資訊等。

　　2.2 傳輸層

　　傳輸層即網路傳輸技術，用於解決網路層的網路接入、傳輸、轉化及定位等問題。由於無線區域網具有高移動性、抗干擾、安全效能強、擴充套件能力強、建網容易、管理方便等諸多優點，而建設工程資訊量大、施工環境複雜，考慮到要實現對建築物全生命週期檢測，應儘量採用較為先進的技術手段作為傳輸層，方便日後系統更新換代。以目前的科技水平看來，可以採用無線區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，它旨在實現資訊的分析處理和控制決策以及完成特定的智慧化應用和服務的業務，從而實現物與物、人與物之間的感知，發揮智慧作用。建設工程中，要求應用層具有海量儲存、資料管理與智慧分析等功能。因此，應以雲端計算技術作為應用層集合分散在各地的高效能運算機上，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 建築材料全流程監控管理

　　建築材料全流程監控管理指的是在建築材料出廠時便在每個單元材料中埋入RFID，記錄材料的產品資訊。在運輸中，以時間和空間資訊形成物流資訊鏈，直到建築材料進場、投入使用。管理人員通過掃描RFID 清楚地瞭解這批建材的全部資訊。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。具體建築材料全流程監控管理資訊錄入如圖2 所示。其中，使用部位指的是建築材料具體用於建築物的哪些部位，旨在方便日後管理。產品資訊包括產品屬性、質量等級、生產日期、生產廠家等內容。

　　3.2 建築物全生命週期檢測

　　建設工程全生命週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，如框架樑、框架柱等。根據構件的受力要求，RFID 應佈置在拉、壓應力較大處，並且錄入其對應的構件基本資訊，如設計資訊、建設單位資訊、施工單位資訊等。隨著工程的進行，不斷錄入新資訊：驗收時錄入每個構件的驗收情況與驗收人員資訊，投入使用後實時檢測每個構件，記錄每個構件的受力情況，消除安全隱患，使建築壽命合理化。

　　3.2.1 錄入基本資訊

　　錄入基本資訊是為之後驗收工作、安全測評工作及建築物合理壽命鑑定服務的。基本資訊主要包括專案建設單位資訊、設計資訊、施工單位資訊。這個環節是實現建築物全生命週期檢測的前提，錄入的資訊越翔實、越條理，之後的工作就越省力。專案建設單位資訊包括專案名稱、建設場地地址、建設單位名稱等，根據日後需要按需錄入。設計資訊包括每個主要承重構件的圖紙編號、構件編號、混凝土級別、配筋資訊、截面尺寸、設計單位、構件受力的設計限值等。施工單位資訊主要包括施工單位名稱、專案負責人、具體某片區域管理人員等。錄入這些資訊可以加快施工現場管理人員之間資訊流通速度，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，監理人員首先在RFID 中錄入驗收日期、驗收單位及監理人員個人資料。驗收時掃描RFID，將構件設計資訊與現場檢查結果核對，記錄自己對該構件的質量驗收結果。這樣可節省大量查閱圖紙的時間，減少由於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後，具有應力感應功能的RFID 可實現建築物全生命週期的監測。當構件應力超過允許值時發出警報，這樣可以及時發現有問題的構件，儘早做好維護措施，實現基於預防性的、有針對性的維護，在建築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檢修，這就意味著零計劃外故障時間，即如果沒有突發性事件，建築物不會出現安全問題。在日常執行中都可以通過監測預先處理掉可能的安全隱患，大大提高建築安全效能，並且節省目前檢測部門的檢測時間。由於有些檢測需要區域性破壞建築物，採用RFID 避免了原本沒有必要的破壞。由於可以及時解決安全隱患，所以採用RFID 間接提高了建築物使用壽命。

　　3.2.4 建築壽命合理化鑑定

　　當建築物達到其設計使用壽命時，進行一次全方位的資料收集，即對建築物體檢，根據RFID 收集的檢測資料、彙總之前存入RFID 的資訊，分析該建築物能否繼續使用或者需要何種維修措施，從而合理延長建築使用壽命。我國近年來出現越來越多的短命建築，許多建築在達到設計使用年限後仍可正常使用，有些稍加修繕即可繼續使用。在資源日益緊張的今天，人為規定建築物使用壽命的做法無疑是一種資源浪費，重複建設造成大量人力物力的浪費。採用RFID 可以使建築壽命合理化，實現建築物經濟效益最大化。

　　4 結語

　　物聯網的出現為人們的生活帶來巨大變化，將物聯網應用於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。本文初步設計了建築材料全流程監控管理和建築物全生命週期檢測兩種模式，希望能為物聯網在建設工程管理智慧化中的應用提供參考。