智能技术在建筑施工管理中的应用

李雄晖

（广州智科投资开发有限公司 广州 510700）

0 引言

随着科技的不断发展，建筑施工行业正在经历快速的转型升级，逐渐向绿色化、数字化、信息化和智能化的方向发展［1］。建筑施工管理作为一个复杂而庞大的系统，存在复杂性高、不确定性高、沟通与协作困难等突出问题，为了应对这些挑战，建筑施工管理可以借助智能技术来提高效率和质量。智能化设备、施工模拟等技术，可以实现建设项目精细管理、科学决策的水平［2］。智能监控系统、智能维护管理系统等技术可以实现实时监测、数据分析和预警，在安全风险识别、资源优化和成本控制等方面发挥重要作用［3-6］，人工智能技术也被广泛应用于建筑工程项目的各个阶段中［7］，展现出高效、智能、辅助决策等优势［8］，无线智能监测技术在广州某高支模工程中也被证实是可靠的［9］。

1 智能维护管理系统在建筑设备维护中的应用

智能维护管理系统是利用物联网、大数据分析和人工智能等技术手段，对建筑设备进行实时监测、预测性维护和故障诊断的系统。它可以帮助建筑施工管理者提高设备的可靠性、延长设备寿命并降低维修成本。本文提出几个智能维护管理系统在建筑设备维护中的典型应用。

1.1 设备远程监控与维修

通过智能传感器和物联网技术，可以实现对建筑设备的远程监控和状态实时反馈。例如，在空调系统中安装温度传感器和湿度传感器，可以实时监测室内环境参数，并通过智能维护管理系统发送报警信息，提醒运维人员进行相应处理。此外，结合视频监控技术，还可以远程观察设备运行情况，并进行远程操作和故障排除。

1.2 数据驱动的预防性维护

智能维护管理系统通过大数据分析和机器学习算法，对建筑设备进行数据挖掘和分析，实现预测性维护。例如，在电梯系统中，通过分析电梯运行数据、故障记录和维修历史等信息，可以建立预测模型，并提前发现潜在的故障迹象。这样可以及时进行维护，避免设备故障对施工进度和安全造成影响。

1.3 资源优化和成本控制

智能维护管理系统可以通过对建筑设备的运行数据进行分析，帮助管理者优化资源配置并降低成本。例如，在照明系统中，通过监测灯具的亮度、功耗和寿命等指标，可以实现智能调光和自动节能。此外，还可以根据设备使用情况制定合理的保养计划，延长设备寿命并减少维修频率。

1.4 案例分析与效果评估

智能维护管理系统在建筑设备维护中的应用已经取得了显著效果。例如，在某大型商业建筑项目中，引入智能维护管理系统对空调系统进行远程监控和故障预警，成功避免了多次由于未及时处理而导致的停机事件，并且减少了维修成本。另外，在某办公楼的电梯维护中，通过智能维护管理系统实现预测性维护，大幅度降低了电梯故障率，提高了用户满意度。

综上所述，智能维护管理系统在建筑设备维护中发挥着重要作用。通过设备远程监控与维修、数据驱动的预防性维护、资源优化和成本控制等手段，智能维护管理系统可以提高建筑设备的可靠性和稳定性，延长设备寿命，并降低维修成本。然而，在应用过程中仍然存在一些挑战，如数据安全与隐私保护、技术集成和人员培训等。

为了克服这些挑战，建筑施工管理者可以采取以下措施：

⑴数据安全与隐私保护：建立合理的数据加密和权限管理机制，确保设备运行数据的安全性和隐私性。

⑵技术集成：选择适合自身需求的智能维护管理系统，并确保其与现有设备和系统的良好集成。

⑶人员培训：对相关人员进行培训，使其熟悉智能维护管理系统的操作和应用，并提供必要的技术支持。

总之，智能维护管理系统在建筑设备维护中具有广泛的应用前景（见图1）。通过远程监控、预测性维护、资源优化和成本控制等手段，可以提高设备可靠性、延长寿命并降低运营成本。然而，在应用过程中需要充分考虑数据安全、技术集成和人员培训等因素，以确保系统的有效运行和管理。

图1 智慧工地系统Fig.1 Intelligent Construction Site System

2 智能监控系统在建筑施工中的应用案例

在建筑施工管理中，智能监控系统的应用已经取得了显著的成果。通过传感器、实时数据采集与分析以及预警与风险管理等技术手段，智能监控系统为建筑施工提供了精准、高效的监测和管理。下面将介绍几个智能监控系统在建筑施工中的典型应用案例。

2.1 传感器与监测设备

智能监控系统通过部署各种传感器和监测设备来实现对建筑施工过程的全方位、多维度的监测。例如，在混凝土浇筑过程中，可以使用温度传感器、湿度传感器和压力传感器等来实时检测混凝土的硬化过程，并通过数据分析判断是否需要进行后续处理或调整；高支模高支模监测无线传输+双端报警可通过传感器实时监控施工状况，及时发现安全隐患，保障塔吊安全运行（见图2）。

图2 高支模监测无线传输及双端报警系统Fig.2 High Formwork Monitoring System Wireless Transmission and Dual End Alarm System

2.2 实时数据采集与分析

智能监控系统利用互联网和云计算技术，实现对建筑施工现场各项数据的实时采集和分析。例如，通过摄像头和图像识别技术，可以对施工现场的人员流动、材料运输等进行实时监控，并生成相关数据报告。同时，结合大数据分析算法，可以从海量数据中提取有价值的信息，为决策提供支持。这些数据不仅有助于及时发现问题和风险，还能为后续项目提供宝贵的经验教训。

2.3 预警与风险管理

智能监控系统可以通过预警功能帮助建筑施工管理者及时发现并应对潜在的安全风险。例如，在高层建筑施工中，借助倾斜传感器、振动传感器和位移传感器等设备，可以实时监测建筑物的变形情况，并发出预警信号以避免可能的倒塌事故；塔吊安全运行监管可以通过采集系统检测数据，及时发现塔吊运行隐患保证塔吊安全稳定运行并实现塔吊工效分析，有利于及时调整生产部署，合理分配生产资源；在危险区域部署烟雾传感器和火焰传感器等设备，则能够快速检测到火灾隐患，并采取相应措施（见图3）。

图3 塔吊安全运行监管系统Fig.3 Tower Crane Safety Operation Supervision System

2.4 案例分析与效果评估

通过对智能监控系统在建筑施工中的案例进行分析和评估，我们可以看到其带来的显著效果。例如，某学校综合建设项目，包含教学楼、图书馆、体育馆、宿舍楼、食堂等多个单体，既有大面积地下室，又有地上部分的大跨度转换、钢结构连廊等，项目结构复杂，工期紧张；为保证项目顺利、安全，高效，经济进行，该项目采用了智慧工地管理系统，包括：智慧工地平台、视频监控系统、人脸识别系统、塔吊运行监控系统、高支模监测系统、大体积混凝土温度监测、扬尘、噪声监测及降尘联动系统、AI 视频监控系统+劳务双防管理系统、5G 全景AI 侧距现场监控系统等。利用物联网、BIM、大数据、AI 等核心技术，实时采集现场数据、自动进行风险识别，为项目管理提供科学的解决方案辅助决策，为项目提供生产提效、成本节约、风险可控的智能化解决方案：共计识别出风险点282个，其中重大风险9 个、较大风险91 个、一般风险93个、低风险89 个，项目上均对各风险制定相应的管控措施，制定排查责任人，落实排查计划，有效加强项目现场安全隐患监管；共排查出132 条隐患，已闭合整改132条，隐患整改闭合率为100%，整改情况表现良好，并在系统进行监督落实隐患发现-整改-复查全流程闭环管理，如图4所示。

图4 智慧工地安全管理系统成果Fig.4 Intelligent Construction Site Safety Management System Results

智能监控系统在建筑施工管理中发挥着重要作用。通过传感器与监测设备的应用、实时数据采集与分析以及预警与风险管理等手段，智能监控系统为建筑施工提供了准确、高效的监测和管理。然而，在应用过程中仍然存在一些挑战，如数据隐私和安全性问题、技术集成和人员培训等。因此，进一步研究和解决这些挑战是推动智能技术在建筑施工管理中广泛应用的关键。

3 智能技术应用中的挑战与解决方案

3.1 数据安全与隐私保护

在智能技术应用中，设备运行数据的安全性和隐私性是一个重要的挑战。为了解决这个问题，可以采取以下解决方案：

⑴引入加密技术：对设备运行数据进行加密处理，确保数据在传输和存储过程中的安全性。

⑵建立权限管理机制：限制对敏感数据的访问权限，并确保仅授权人员才能获取相关信息。

⑶严格遵守法律法规：根据当地法律法规要求，对个人隐私进行合规处理。

3.2 技术集成与互操作性

在建筑施工管理中，存在多种不同类型的设备和系统，使得技术集成成为一个挑战。为了解决这个问题，可以采取以下解决方案：

⑴选择开放标准和协议：选择符合开放标准和协议的智能技术产品，以便实现不同设备和系统之间的互联互通。

⑵推动平台化建设：通过构建统一的平台或接口，实现各种设备和系统的集成与交互。这样可以提高系统整体效能，并降低技术集成的难度。

3.3 人员培训和接受度

智能技术应用需要相关人员具备一定的技术和操作知识，但在实际应用中，可能存在人员培训和接受度不足的问题。为了解决这个问题，可以采取以下解决方案：

⑴提供培训与教育资源：向相关人员提供培训与教育资源，使其熟悉智能技术的操作和应用，并提供必要的技术支持。

⑵强调用户体验：设计简洁易用的界面，并提供友好的用户体验，以便降低使用门槛并增加接受度。

⑶建立反馈机制：建立反馈渠道，鼓励用户提出问题和改进建议，及时解决用户遇到的困难。

3.4 技术可靠性与稳定性

智能技术在建筑施工管理中发挥着重要作用，因此其可靠性和稳定性是关键。为了解决这个问题，可以采取以下解决方案：

⑴选择可靠的供应商和产品：选择经过验证且有良好口碑的供应商和产品，以确保系统运行的稳定性。

⑵进行充分测试和验证：在实际应用之前，进行充分的测试和验证，以发现潜在问题并及时修复。

⑶建立维护与更新机制：建立定期维护和更新机制，及时处理系统漏洞和提供新功能的更新。

综上所述，智能技术应用中存在数据安全与隐私保护、技术集成与互操作性、人员培训和接受度以及技术可靠性与稳定性等挑战。通过引入加密技术、建立权限管理机制、选择开放标准和协议、提供培训教育资源、强调用户体验等解决方案，可以有效应对这些挑战，并推动智能技术在建筑施工管理中的广泛应用。

4 结论

通过对智能技术在建筑施工管理中的应用进行研究，可以看到智能监控系统和智能维护管理系统等技术为建筑施工带来了诸多优势。然而，仍然需要解决数据隐私和安全性、技术集成以及人员培训等挑战。为了进一步推动智能技术在建筑施工管理中的应用，需要加强研究和合作，寻求解决方案，并不断提升人员素质和技术水平。