導(dǎo)語：數(shù)字智能化在工程施工的應(yīng)用一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

［摘要］隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星定位及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)字智能化已成為各行業(yè)未來發(fā)展趨勢。國內(nèi)工程建設(shè)市場愈加開放，競爭愈加激烈，工程造價低，人口老齡化且年輕人多不愿意從事體力勞動導(dǎo)致勞動力成本增加，施工企業(yè)成本增高。國家鼓勵產(chǎn)業(yè)升級，倡導(dǎo)新設(shè)備、新技術(shù)、新工藝的應(yīng)用，工程施工也必然要朝著數(shù)字智能化方向發(fā)展。本文通過數(shù)字智能化在工程施工中的應(yīng)用介紹，為國內(nèi)工程建設(shè)數(shù)字智能化提供服務(wù)和參考。

［關(guān)鍵詞］數(shù)字智能化；物聯(lián)網(wǎng)；衛(wèi)星定位；實(shí)景三維建模；無人機(jī)；智能化工程機(jī)械

1對工程施工中數(shù)字智能化應(yīng)用的理解

提到數(shù)字智能化，人們往往想到的是高精尖產(chǎn)業(yè)，而工程施工作為技術(shù)與實(shí)踐相結(jié)合的行業(yè)，已經(jīng)走在了數(shù)字智能化的道路上。比如現(xiàn)已普遍應(yīng)用的拌合站管理信息系統(tǒng)，在施工過程中依據(jù)配合比，通過物聯(lián)網(wǎng)對混凝土生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲、傳輸，通過計算機(jī)軟件對數(shù)據(jù)統(tǒng)計及分析，實(shí)現(xiàn)了混凝土生產(chǎn)的實(shí)時監(jiān)控、超標(biāo)預(yù)警、超標(biāo)處理、數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計及圖表展示。筆者認(rèn)為工程施工數(shù)字智能化是通過現(xiàn)代計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星定位與三維建模等技術(shù)配合無人機(jī)、激光掃描儀、傳感器等監(jiān)測設(shè)備通過物聯(lián)網(wǎng)將工程施工中各要素信息轉(zhuǎn)化為更為直觀的數(shù)據(jù)圖像信息，通過對數(shù)據(jù)圖像信息進(jìn)行匯總、分析，指導(dǎo)施工作業(yè)人員及智能化機(jī)械設(shè)備更有效率的作業(yè)。

2工程施工中數(shù)字智能化的應(yīng)用及管理

工程施工中數(shù)字智能化主要應(yīng)用體現(xiàn)在以下幾方面：（1）利用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星定位技術(shù)、無人機(jī)及三維激光掃描儀對整個施工過程中的空間坐標(biāo)、地形地貌信息等數(shù)據(jù)進(jìn)行精確測量，將采集到的高精度數(shù)據(jù)利用專業(yè)軟件進(jìn)行三維建模，生成為更精準(zhǔn)、高可視化的三維圖像信息；（2）結(jié)合生成的三維圖像信息對施工場地進(jìn)行科學(xué)合理規(guī)劃與布置，同時制定更為優(yōu)化的施工方案；（3）利用生成的三維圖像信息及施工方案，對施工作業(yè)人員、智能化機(jī)械設(shè)備進(jìn)行作業(yè)指導(dǎo)；（4）智能機(jī)械設(shè)備在作業(yè)的同時將實(shí)時工況信息通過物聯(lián)網(wǎng)傳送到后臺項目控制中心，控制中心根據(jù)收集到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行匯總、分析，進(jìn)而對施工進(jìn)度實(shí)時掌控，對施工方案進(jìn)行動態(tài)調(diào)整；（5）工程設(shè)備在安裝、維修及拆卸時可以利用設(shè)備的三維模型，通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程模擬培訓(xùn)及操作維修指導(dǎo)。本文結(jié)合工程施工實(shí)際，主要對工程施工數(shù)字智能化應(yīng)用中的無人機(jī)實(shí)景三維建模技術(shù)、智能化工程機(jī)械的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行介紹說明。2.1無人機(jī)實(shí)景三維建模技術(shù)及工程施工中的應(yīng)用。2.1.1無人機(jī)實(shí)景三維建模介紹。無人機(jī)實(shí)景三維建模是指利用無人機(jī)搭載傾斜攝影鏡頭，應(yīng)用傾斜攝影技術(shù)，在規(guī)劃好的航線內(nèi)拍攝同一位置的多個不同角度、高分辨率的圖片影像，收集到較為詳細(xì)的地物側(cè)面紋理及位置信息，最后將得到的航拍數(shù)據(jù)利用Smart3D或Wish3D等三維軟件進(jìn)行影像處理、多視影像匹配等一系列操作，生成高質(zhì)量、高精度的實(shí)景三維模型。2.1.2無人機(jī)實(shí)景三維建模在工程施工中的應(yīng)用（1）施工前期策劃階段。根據(jù)施工管段內(nèi)地理位置坐標(biāo)信息設(shè)定無人機(jī)航線，通過掛載傾斜攝影鏡頭的無人機(jī)對管段內(nèi)進(jìn)行全部覆蓋拍攝，運(yùn)用三維軟件（Smart3D或Wish3D）對圖像進(jìn)行處理，生成整個工程管段內(nèi)的實(shí)景3D立體圖，對重要建筑、關(guān)鍵工程位置等生成實(shí)景三維模型（見圖1）。工程管理人員通過生成的實(shí)景三維模型可以直觀、清楚地看到管段內(nèi)的地形地貌，可以直接在三維模型上測量材料及土石方轉(zhuǎn)運(yùn)距離；也可以通過Wish3DEarth軟件把生成的三維實(shí)景模型疊加到衛(wèi)星影像上，通過二三維結(jié)合查看周邊環(huán)境，尋找最近的砂石等地材來源；最后在項目選址策劃時，可以合理避開當(dāng)?shù)鼐用裆顓^(qū)及水源地，避免了對周圍環(huán)境的影響和干擾。綜上，通過無人機(jī)實(shí)景三維建模在工程施工前期可以做到更加合理的策劃施工場地大臨設(shè)施選址，如施工便道、混凝土攪拌站、材料加工堆放場、棄土場等；結(jié)合工況以及智能化工程機(jī)械工作能力計算得出最高效的施工方案，科學(xué)規(guī)劃運(yùn)距，減少了運(yùn)輸距離以及土方倒運(yùn)量，節(jié)約成本的同時也減少了運(yùn)輸設(shè)備的尾氣排放量。（2）施工過程中的應(yīng)用。在工程施工過程中，可通過無人機(jī)拍攝生成實(shí)景三維建模，進(jìn)行數(shù)字化的溝通和向上級單位報告。通過監(jiān)測對比不同時間構(gòu)建的三維模型，能夠準(zhǔn)確、直觀地看出工程進(jìn)度，合理調(diào)整施工生產(chǎn)。對于土石方施工來說，利用無人機(jī)拍攝生成實(shí)景三維模型，一方面可以將計算出的土石方施工方案傳輸?shù)街悄芑こ虣C(jī)械進(jìn)行指導(dǎo)施工作業(yè)；另一方面能直接在實(shí)景模型上進(jìn)行土石方量的核算，確保了土石方量核算的準(zhǔn)確性；最后還可以對高邊坡、地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)域進(jìn)行定時的安全監(jiān)測及應(yīng)急呼應(yīng)。（3）施工后期應(yīng)用。隨著國家倡導(dǎo)智慧城市、智能建筑，以后工程竣工驗收除了工程實(shí)體外還要有工程實(shí)體的數(shù)字化影像信息資料。而作為工程建設(shè)的施工方，可以將從施工初期到竣工利用無人機(jī)進(jìn)行的實(shí)景三維建模移交給業(yè)主單位，作為工程運(yùn)營后管理以及檢測、維修的數(shù)字化資料使用。2.2智能化工程機(jī)械在工程施工中的應(yīng)用。2.2.1智能化工程機(jī)械的介紹。隨著工業(yè)4.0到來，工程機(jī)械行業(yè)也迎來了“新四化”：電動化、網(wǎng)聯(lián)化、智能化、共享化，而智能化則是工程機(jī)械行業(yè)未來發(fā)展的重中之重。智能化工程機(jī)械指的是在工程機(jī)械中安裝傳感器、處理器、信號接收器。等配件，使工程機(jī)械與衛(wèi)星定位、衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)相結(jié)合，以互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)、智能機(jī)械操作和智能監(jiān)控識別方法為中心，實(shí)現(xiàn)對工程機(jī)械智能控制。2.2.2智能化工程機(jī)械在施工中的具體應(yīng)用（1）樁基施工中智能化工程機(jī)械的應(yīng)用。在工程施工中，地基處理需要用到的樁基工程機(jī)械主要有CFG樁機(jī)、碎石樁機(jī)、靜力壓樁機(jī)，本文主要就軟基處理中常用的CFG樁機(jī)的智能化升級后的使用進(jìn)行說明。智能CFG樁機(jī)是在原有CFG樁機(jī)上加裝傾角傳感器、電流傳感器、磁式編碼器、定位定向天線、高精度定位定向終端，以實(shí)現(xiàn)采集CFG樁機(jī)在施工過程中的各項原始數(shù)據(jù)。通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后可以得到厘米級精度的樁位信息、垂直度偏差值、鉆進(jìn)深度值、提鉆速率、鉆進(jìn)電流值、灌漿量等關(guān)鍵數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)將實(shí)時顯示在車載終端上，指導(dǎo)設(shè)備操作手精確施工，提高成樁合格率，保障設(shè)備操作手24h高效工作，提高生產(chǎn)效率；業(yè)主、監(jiān)理、施工方均可以接入后臺WEB系統(tǒng)或使用手機(jī)APP，及時跟蹤施工過程及任務(wù)完成情況。相比傳統(tǒng)CFG樁機(jī)，經(jīng)過智能化升級改造的CFG樁機(jī)在工程施工中具有以下優(yōu)勢：①通過高精度衛(wèi)星定位技術(shù)，在車載顯示終端的引導(dǎo)下，樁機(jī)操作員可以快速準(zhǔn)確定位樁點(diǎn)位置，不需要提前放樣與畫線，縮減人力成本與時間，提高了施工效率；②由車載終端實(shí)時定位，可以克服場地松軟時樁機(jī)行走引起的樁位偏差與防線錯誤引起的人為偏差；③可以實(shí)時監(jiān)控鉆桿垂直度偏差值、鉆進(jìn)深度值、提鉆速率、鉆進(jìn)電流值、灌漿量等關(guān)鍵數(shù)據(jù)值，保證施工質(zhì)量，防止偷工減料；④樁機(jī)作業(yè)狀況通過物聯(lián)網(wǎng)實(shí)時傳送到后臺控制中心，可以隨時遠(yuǎn)程查看樁機(jī)位置、工作狀況、施工成果及質(zhì)量；⑤能自動進(jìn)行項目施工信息統(tǒng)計，自動生成施工記錄表、竣工圖以及施工統(tǒng)計信息。2.3工程施工中數(shù)字智能化的管理。在工程施工中，將無人機(jī)三維建模、智能化工程機(jī)械系統(tǒng)與拌合站管理系統(tǒng)、渣土車運(yùn)料管理系統(tǒng)相結(jié)合，通過物聯(lián)網(wǎng)、云平臺利用全衛(wèi)星定位技術(shù)、地理信息分析技術(shù)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)整個工程施工的數(shù)字智能化管理。

3工程施工中數(shù)字智能化應(yīng)用存在的問題

將數(shù)字智能化應(yīng)用到工程施工中優(yōu)勢明顯，比如可以減少勞動力投入，提升人員及機(jī)械設(shè)備的作業(yè)效率，提高工程實(shí)體質(zhì)量，但實(shí)際使用中仍存在以下幾點(diǎn)需要改進(jìn)：（1）數(shù)字智能化系統(tǒng)作為新生事物，對使用者個人能力素質(zhì)有一定的要求，而工程施工方員工素質(zhì)能力參差不齊，實(shí)用主義、經(jīng)驗主義會導(dǎo)致對數(shù)字智能化的應(yīng)用推廣產(chǎn)生一定的抵觸排斥心理；（2）智能化工程機(jī)械多為工程機(jī)械出廠后另一智能配件、系統(tǒng)生產(chǎn)廠家再加裝自己的產(chǎn)品，導(dǎo)致工程機(jī)械與智能配件、系統(tǒng)的融合性不佳，在實(shí)際使用中出現(xiàn)問題；（3）國內(nèi)研發(fā)工程智能數(shù)字化產(chǎn)品的廠家偏少，市場競爭不足，導(dǎo)致產(chǎn)品價格偏高。

4結(jié)束語

任何新生事物在發(fā)展初期都會有各種不足。數(shù)字智能化作為未來各行業(yè)發(fā)展的必然趨勢，工程施工方只有積極參與其中，提升員工個人素質(zhì)能力，同數(shù)字智能化供方在實(shí)際應(yīng)用中一起發(fā)現(xiàn)、解決問題，不斷優(yōu)化產(chǎn)品性能，才能不被時代的浪潮淘汰。同時，我們也堅信，隨著“中國制造2025”以及對內(nèi)、外制度的繼續(xù)深化改革，工程施工中所用到數(shù)字智能化的產(chǎn)品將愈加豐富，成本也將大幅降低。

［參考文獻(xiàn)］

［1］王鵬,劉對萍.無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)在建筑工程領(lǐng)域的應(yīng)用[J].科技風(fēng),2018(28):87-89.

［2］楊玉川,周順文,辛立光,楊興國,周家文.無人機(jī)技術(shù)在工程全生命周期中的應(yīng)用研究[J].中國農(nóng)村水利水電,2018(10):83-86+113.

［3］陳偉,吳金海.面向人工智能2.0的工程機(jī)械創(chuàng)新趨勢[J].筑路機(jī)械與施工機(jī)械化,2017,34(09):107-110+115.

［4］楊華勇.工程機(jī)械智能化進(jìn)展與發(fā)展趨勢[J].建設(shè)機(jī)械技術(shù)與管理,2017,30(12):19-21.

［5］呂世明,唐建亞,盛帆.一種應(yīng)用于路基路面施工的智能壓實(shí)技術(shù)[J].工程質(zhì)量,2018,36(03):81-84+87.

作者:李杰 單位:中鐵二局第五工程有限公司