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建筑施工技术中大数据技术的应用前景研究分析

2020-08-11 303 上传者：管理员

摘要：基于建筑工程中的施工技术进行研究,首先概述当前建筑施工技术及其所面临的严峻挑战,其次分析建筑工程施工时出现的问题,包括技术、管理、桩基及节能。然后对大数据技术概述,并总结其自身优势,最后提出大数据在建筑施工中的具体应用。

关键词：
大数据技术
建筑工程
建筑施工技术
桩基设计
管理机制
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1、概述

随着时代的进步，社会对建筑建设的要求不断更新提高，其关系也是越发紧密，建筑建设很大程度上影响着社会的发展。建筑施工技术在整个建筑建设过程中决定了建筑工程的质量和施工效率，地位不言而喻。因此，提高建筑施工技术是实现建筑建设专业技术重难点问题。如今进入大数据时代，不少行业已经在这个时代下寻求到新的突破方向。近年来，不断有学者结合现代化技术不断促进施工技术往数据化、信息化方向发展，例如李忠民提出BIM技术在建筑工程施工中的应用探究[1]、崔荣荣提出BIM技术在装配式建筑工程施工中的应用[2]、文琪提出“智慧工地”的想法[3]等。建筑施工技术这一行业在传统技术发展上已经达到瓶颈状态，亟需寻找一个新的方向进行施工技术发展的突破。大数据技术是一种新型的对数据处理模式，针对无法在一定时间内用常规软件进行捕捉、管理和处理的数据集合。大数据技术相对于普通的数据处理，具有更强的决策力和流程优化能力。其战略意义在于对数据的加工和处理，对数据进行深度挖掘，提高数据的价值。因此，本文将讨论大数据技术在建筑施工技术问题中的应用。

2、建筑施工技术问题分析

建筑施工是一项综合性非常强的工程，涵盖了众多学科，对不同的施工项目，其技术要求也不相同。大多建筑施工是露天作业，受当地气候环境影响十分严重。一般而言，建筑施工的工程量较大，所需人力物力较多，施工地点不固定。目前，建设施工技术存在的问题如下:

1)施工技术不成熟:建筑施工技术在国内受到的重视程度普遍不高，近年来，随着社会对质量和效率的要求不断增长，建筑施工技术才得以引起越来越多关注。施工技术不成熟，技术规范不达标，导致工程项目出现严重的质量问题和安全隐患。此外，由于工程量较大，步骤复杂，经常出现返工，导致材料、人力的浪费，降低了施工效率。施工技术的不成熟具体体现在桩基施工问题、混凝土施工问题、钢筋施工问题等，其中桩基问题主要为断桩、短桩、位置偏差[5]，混凝土施工问题主要为混凝土裂缝、结构偏移等。

2)技术管理机制不完善:建筑工程普遍施工量较大，建设周期长，涉及到的施工任务危险系数高，因此健全的技术管理机制必不可少。但目前，建筑施工单位工作人员以农民工为主，专业素养普遍不高，施工单位缺乏科学、完善的技术管理机制，对细节和整体的把控不到位。同时，施工过程中的安全管理是一个动态的过程，要保证及时与施工单位进行探讨[4]，避免因为安全事故导致人员伤亡和施工进度延缓，影响到工程建设效率。

3)节能技术方面问题:节能技术在实际工程建设中是重要的施工技术之一，但又是很多施工单位会忽视的一个问题。适当的节能技术能够让整个施工事半功倍。例如墙体节能术、屋面节能术、太阳能节能术和清洁能源的使用[6]，利用气候等自然因素能够有效提高整个施工效率，同时减少施工过程中的能耗过大等问题。但目前节能技术在实际施工过程中由于技术的不成熟，缺乏施工节能技术研究，建设者节能意识较低，施工企业对节能技术的要求很低，节能技术很难在目前的施工技术中普及应用。

3、大数据技术在施工技术中的应用

大数据技术针对的是海量的数据集合。社会工作和生活中每天的数据都会呈现海量增长的状态，大数据技术正好可以解决这种数据推挤的情况。其次，社会生活越发丰富，产生的数据类型也更加复杂，大数据技术对类型复杂的数据拥有更强大的处理能力，能够高效完成相应的数据处理任务。最后，大数据技术的决定性意义在于可以将一些零散、不完整的数据，在短时间内分析出信息所表达的含义，挖掘信息中的潜藏价值，并且实现数据的增值。因此，大数据技术在施工技术过程中具有如下应用:

1)施工过程模拟及指导:工程施工是一个动态的过程，工人进行施工时反馈工程的实际数据，包括工程实际度量尺寸、施工步骤、工序、环节等，利用大数据技术对这些数据进行深度分析、模拟，可以将整个施工过程进行数字模拟，根据工程进度，提供更加可行的下一步施工方案，对整个施工过程进行数据指导。同时，针对大自然气候环境这种不可控因素，根据当地气象局收集的数据，可以模拟施工过程中各项步骤可能发生的变形、损耗等，提前做好预防工作。

2)施工管理现代化:大数据技术对施工过程的模拟及指导后，对施工过程中的造价、施工期限等，也要进行数字化管理，搭建数据信息平台。利用大数据技术跃过人为实地考察，通过反馈得到的数据分类，并进一步分析，对符合正常施工情况的数据给予通过，对不符合正常情况的数据予以考察[7]，有效规避其中人为因素造成的拖延工期、克扣成本等问题，实现现代化信息化施工管理。

3)具体施工技术优化:针对具体施工技术优化从桩基问题、混凝土浇筑问题和钢筋问题三个方面进行简单阐述。首先，桩基问题关键在于施工区域地基复杂难以控制。施工区域地基受到气候、环境等不可控因素影响，但并不是无法预料。大数据技术依靠对纷繁数据的处理，模拟地基情况，分析桩基承受的压力载荷等，可以有效避免桩基施工中出现的问题。其次，大数据技术解决混凝土浇筑问题在于利用大数据技术调整混凝土调配比例，控制浇筑过程分层、分面、分段等浇筑技术，模拟当前气候下浇筑面的变形程度等。最后，由于钢筋设计对数据的依赖程度极高，大数据技术能排除不合理的数据，并深度挖掘数据信息，提高钢筋设计的合理性，规避钢筋设计失误带来的风险。

4)节能技术优化:施工节能技术很大程度上依赖于施工当天的气候环境，常规的施工单位只能简单判断当天工程的施工效率，而借助大数据技术，利用实时反馈的气候信息，可以在短时间内计算出合适的节能技术。例如，结合当地气候环境降低给墙体带来的影响，帮助施工单位高效完成施工任务，同时减少施工过程的能耗。

5)大数据在施工管理现场的模拟应用:智慧工地大数据中心是依托物联网、互联网建立的大数据管理平台，能够实现劳务管理、安全质量管理、绿色施工、物资设备管理等系统的智能化和互联互通，通过对施工数据的收集、上传，分析工程信息数据，提供过程趋势预测及预案，实现工程可视化智能管理和管理对象的针对性管理，并将管理资料系统化、集成化，进而提高工程管理信息化水平。

人员管理:利用大数据建立个人档案。

项目部以劳务实名制系统为核心，将劳务实名制与入场教育培训、门禁系统、产业工人培训基地、安全行为之星、视频监控AI智能分析、安全常识WiFi密码答题等数据相关联，确保工人完成入场教育培训并考核合格后才开放门禁权限。在个人档案建立后，项目部给劳务工人开设工资账户，统一办理银行卡，由银行点对点打到个人工资卡上，然后将明细传回智慧AI信息系统，有效地防范和遏制劳务队伍恶意拖欠劳务工人工资的发生，真正给劳务工人吃下一颗定“薪”丸。

动态管理:利用大数据建立安全档案。

项目部通过人员安全管理、质量巡检，及时发现安全质量隐患，并制定整改措施、限定整改期限、指定落实责任人，对现场存在的安全质量隐患进行整改。同时，实时生成分析数据，按照部位、施工队伍、班组进行分类，管理人员可对存在问题较多的部位、班组进行针对性管理，提高管理效率，同时还按照时间轴对隐患趋势进行预判，制定预案及管理措施。

在施工过程中，作业人员严格受控，通过安全员观察、AI智能识别、安全常识WiFi密码答题等对个人安全基础分进行奖励或扣除，若低于限定分值则门禁系统锁死，该工人必须重新进入产业工人培训基地进行停工培训，合格后方能解锁再次上岗;对于未被扣除的安全积分可转换为电子券用于安全积分超市内生活物品兑换，通过正向引导，来提高施工人员的安全意识。

绿色施工:利用大数据实时监控。

项目部将TSP监控设备、智能电表、智能水表等设备进行关联、数据整合，结合进度管理对噪声、扬尘、能源消耗等进行统计分析，针对噪声污染、扬尘超标、能源消耗较大的环节、工区制定针对性措施，为决策提供依据，同时对施工过程进行监控。这些设备让工地上长出了“眼睛、耳朵、鼻子”，它们看得见隐患、听得见噪声、闻得到粉尘，提高了监管信息化数字化、科学化智能化水平，实现了从现场检查向远程监控的延伸、从事后整改向过程控制的转变。

视频传输:利用大数据反馈现场实况项目部将监控视频传输到智慧工地大数据中心平台，同时通过网页、手机APP进行远程监控。借助全场地覆盖、天候工作的摄像头，通过后台分析软件对现场作业人员行为进行分析，项目部可判断劳动保护用品佩戴情况及现场违章作业。对于不按规定佩戴劳动保护用品或违章作业行为，可将违章情况通过人脸识别进行记录，违章人员需再次接受安全教育、消除违章后方可继续上岗。同时对于部分分析软件无法判定的违章，采用人工远程识别的方式辅助识别，最大程度上减少了习惯性违章，减轻现场安全人员监管强度。

物资设备:利用大数据实现远程调度项目部在五个车站现场设置车辆识别系统和智能称重系统，连线智慧AI大数据中心平台，对进出车辆、设备、物资进行自动记录及自动称重，同时对设备状态进行监控，以实现设备的智慧调度，提高了设备使用率。通过物联网对作业过程进行管控，针对异常或违章情况进行实时告知，提高作业人员对设备的掌控力度，配合工地现场的管理制度，建立安全施工体系，保障施工作业安全，防范于未然。

4、结语

随着时代的发展，各个行业对细节的要求更加严格，信息化、数据化是建筑工程技术行业的必然趋势，在这一趋势发展的过程中，必然要淘汰某些传统的技术手段，但是这种趋势的发展带来的是更加便利、更加科学、更加严谨的工程建设。大数据技术无疑是建筑施工行业通向这趋势的一个优良的突破口，促使建筑行业能够取得更高的经济效益和社会效益。

参考文献：

[1]李忠民.BIM技术在建筑工程施工中的应用探究[J].居舍,2020(10):55.

[2]崔荣荣.装配式建筑工程施工中BIM技术的运用[J].江西建材,2020(3):116,118.

[3]文琪.“智慧工地”的运用及发展[J].工程技术研究,2020(2):193-194.

[4]宋鹏程.建筑工程技术及施工现场管理问题[J].科技风,2020(6):150.

[5]孙康丽,朱圈锋.高层房屋建筑中桩基础施工技术存在的问题与解决措施[J].住宅与房地产,2020(6):190.

[6]李晨.工民建施工技术管理存在的问题及解决措施[J].建材与装饰,2020(9):131-132.

[7]石世伟.建筑工程施工中数字化管理体会[J].四川水泥,2018(7):220.

罗永康.浅析大数据技术在建筑施工技术中的应用前景[J].山西建筑,2020,46(16):180-182.