物聯網技術讓建筑邁向智能化 變得更聰明

發布日期：2016-06-07來源：網絡來源編輯：宋珍珍

[摘要]

　　“物聯網技術”的問世，顛覆了之前的傳統思維方式。過去的思路一直是將物理基礎設施和IT基礎設施分開：一方面是建筑物、公路等，而另一方面是數據中心、網絡等。而在“物聯網”時代，把感應器等芯片嵌入和裝備到鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統、電網、大壩、油氣管道、鋼筋混凝土、管線等各種物體中，然后將信息技術與現有的互聯網整合為統一的智能基礎設施，實現人類社會與物理系統的整合，達到對整合網絡內的人員、機器、設備和基礎設施實時管理和控制的目的。

　　最基礎的物聯網技術，是通過信息傳感設備，實現對物體的智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理。簡單來說，就是通過信息化設備實時監控每一個產品從原材料、加工制作、檢測、倉儲、運輸、使用等全部環節，實現精細化管理，提高可追溯性。

　　近幾年來，隨著物聯網相關技術和產業相對成熟，物聯網應用開始融入公眾生產生活，從而使應用范圍更加廣泛，業務種類更加豐富，市場空間更為巨大。廣闊的市場成為物聯網產業發展的主要動力，吸引更多商業機構踏入物聯網世界，挖掘物聯網巨大潛力，商業化將為物聯網帶來新的飛躍。通過信息全面透徹的感知和多種通信技術相結合的自由傳送，逐步實現半智能化及全智能化，形成跨行業、跨區域高度融合的生態系統，實現融合滲透到各行業、各領域的物聯網應用，最終改變社會生產和生活方式。

　　物聯網將軟硬件、信息、管理深度融合

　　建筑物聯網則是指以互聯網為基礎，通過智能終端的安裝及管理平臺的使用，將用戶端延伸到建筑內部物體與物體之間、建筑與建筑之間進行信息交換和通信，以幫助人們更及時準確地對建設項目進行質量追溯。

　　而如何將建筑信息模型“嵌入”到物聯網中，似乎還沒有清晰的思路和可行的方案，缺少明確的概念和定義，但有一點是很清楚的，那就是在建筑行業里建筑信息模型離不開物聯網，沒有物聯網，建筑信息模型缺少支撐，同時，建筑信息模型與物聯網技術的集成應用可以在工程建設及運維方面發揮更大的作用。

　　只有把建筑物數字化、信息化，建立整個建筑信息模型，才是實現高效建運管理的基礎?？梢哉f，建筑信息模型是物聯網應用的基礎數據模型，是物聯網的核心和靈魂，正如建筑信息模型是ERP基礎數據一樣，物聯網應用不能脫離建筑信息模型。沒有建筑信息模型，物聯網的應用就會受到限制，就無法深入建筑物的內核，因為許多構件和物體是隱蔽的，存在于肉眼看不見的深處，只有通過建筑信息模型才能一覽無遺，進而展示構件的每一個細節及相關屬性信息。這個模型是三維可視和動態交互的，涵蓋了整個建筑物中所有信息，并與樓宇控制中心集成關聯。目前，建筑信息模型在設計階段應用較多，還沒大范圍進入建造和運維階段，而物聯網應用多集中在運維階段，一旦將兩者結合應用在整個建造和運維階段將產生極大的價值。BIM技術與物聯網二者的結合，將智能建筑提升到智慧建筑新高度，開創智慧建筑新時代，是建筑業下一個重要發展方向。

　　建筑信息模型與物聯網的融合可以通過項目信息化模型和物聯網的RFID等電子芯片及傳感器來實現。建筑信息模型是把建筑數字化、模型化，是虛擬的建筑，它是建筑實體的虛擬再現。而物聯網是把建筑物及空間內各個物體標簽化、可識別化，對所關心的因素依托底層的傳感網絡進行監控，從而實現對建筑結構、空間和內部設備的集中監管，但它無法進一步獲取物體更詳細的信息如生產日期、生產廠家、構件尺寸，特別是物體的內部信息，而這些要從BIM 模型中獲取，建筑信息模型詳細記錄了建筑物及所有構件和設備從設計到施工以及運維過程中的所有信息，這樣一來，二者具有較強的互補性。

　　基于建筑信息模型的物聯網應用雛形，它將各種信息傳感設備，如射頻識別(RFID)裝置、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等種種硬件裝置與互聯網結合起來而形成的一個巨大網絡，而當物聯網與建筑信息模型融合集成，就能發揮更大的作用。

　　建筑信息模型與物聯網技術集成應用實質上是建筑全過程信息的集成與融合。建筑信息模型擔當上層信息集成、交互、展示和管理的作用，而物聯網技術則承擔底層信息感知、采集、傳遞、監控的作用。兩者集成應用才能實現建筑全過程“信息流閉環”，實現虛擬信息化管理與實體環境硬件之間的有機融合。建筑信息模型與物聯網的集成應用模式可以是多維度和多階段的，但無論是設計階段、施工階段還是運維階段或是全過程，建筑信息模型與物聯網均可實現軟硬件、信息、管理上的深度融合。

　　更智慧的建造、更智能的建筑

　　在施工過程中，施工安全的隱患無處不在，這也成為各承包商和相關部門關注的頭等大事，比如說臨邊洞口和出入口防護棚防護不到位或防護不嚴，且未進行工具化、定型化防護;部分電梯井口防護未做到定型化和工具化;架體首層立網沒有進行全封閉，從而被違規兼做通道現象較為普遍，也就造成到處都存在出入口的危險;安全網普遍存在材質較差;部分作業人員高處作業未系安全帶;部分工地存在對現場不戴安全帽的治理疏散現象等，都是施工現場的風險因素。

　　基于建筑信息模型的物聯網應用可以大大改善這一情況，應用無線射頻識別標識在臨邊洞口、出入口防護棚、電梯井口防護等防護設施上，并在標簽芯片中載入對應編號、防護等級、報警裝置等與管理中心的管理系統相對應，達到實時監控的效果。同時，也可以對高空作業人員的安全帽，安全帶，身份識別牌進行相應的無線射頻識別，同樣在系統中精確定位，如操作作業未符合相關規定，身份識別牌與系統中相關定位同時報警，使管理人員精準定位隱患位置，從而采取措施以避免安全事故的發生。

　　基于建筑信息模型的物聯網應用還可以制定合理的施工進度。眾所周知，進度控制在施工中是非常重要的環節，一份好的進度計劃和合理的工序安排將會為項目提升經濟效益，但是工程進度往往被變更和返工等情況拖延。目前，工程人員依據二維平面藍圖進行工程施工，施工過程中各工序依據各自的圖紙獨立施工，各單項工程相互間的配合并不緊密，往往在施工到達一定階段才發現設計上的不合理或沖突而造成返工?；贐IM技術的碰撞檢查和施工模擬可以在施工開始前通過對三維模型的分析，檢測出施工過程中可能出現的問題，從而提前預判，在相應的施工環節留下含注意事項的時間節點標簽，以確保各施工工序合理有序的進行。

　　工程施工發生額外工程量及工程返工是造成工程成本變化的重要因素。利用建筑信息模型和物聯網技術的結合可以根據時間，樓層，工序等維度進行條件統計，制定詳細的材料采購計劃，并對材料批次標注無線射頻標簽來控制材料的進出場時間和質量狀況。杜絕“飛單”，避免出現因管理不善造成的材料損耗增加和因材料短缺造成的停工，誤工。

　　在施工過程中經常需要對隱蔽工程進行抽樣檢驗以確保工程質量，這樣的弊端在于不可能全面的檢測所有的隱蔽工程，另外部分隱蔽工程的檢測通常采取的是破壞性檢測，對質量本身就會造成比較大的影響。利用物聯網技術對隱蔽工程部位放置反映質量參數的感應器，再結合建筑信息模型系統的三維信息技術可以精準定位到每個隱蔽工程的關鍵部位，從而檢測質量狀況是否達到相應要求。

　　除此之外，一些關鍵部位的施工節點在施工過程中會因某種原因未按設計或不合理的設計受力而發生相應的形變，對工程質量造成嚴重的破壞，甚至造成嚴重的安全事故。一套關鍵部位的感應器采集系統加上建筑信息模型系統的三維信息技術的報警系統，可以使工程技術人員及時得到質量問題反饋，將工程質量的損失降到最低。

　　隨著物聯網技術的發展，各種設備的日常維護維修工作日趨擬人化，可以比較及時的對設備進行檢查、維修、更換等。但對于停留在文字，表格，二維圖片的工作流程。工作人員難以快速、精準的確定設備的具體位置，從而無法合理的制定相關的計劃，增加了管理和維護的成本。建筑信息模型的應用可以將各設備的精確位置和相關參數信息對應的反映到三維模型的每一房間，某一位置，大部分的工作可以通過管理中心的三維模型進行操作完成，使工作人員的工作效率進一步提高。

　　對于一些比較昂貴的設備或物品使用無線射頻技術和報警裝置可以防止被盜竊的危險，可使工作人員及時趕到事發現場，防止犯罪分子有足夠的時間逃脫。建筑信息模型的引入變的至關重要，通過模型可以清楚分析出犯罪分子所在的精確位置和可能的逃脫路線，控制中心只需要在關鍵位置及時布置工作人員進行阻截就可以保證貴重物品不會遺失，同時將犯罪分子繩之以法。而當物聯網發展到一定階段后，家中的電器可以和外網連接起來，通過傳感器傳達電器的信號，人們可以迅速便捷的了解到設備的使用情況，真正實現智慧建造、智能建筑。

【相關閱讀】

• 巍巍太行貫“長虹”
• 建筑企業規模發展之思
• 2018年中國PPP十大事件回顧
• 泉州46個PPP項目落地 總投資額561.18億元
• 江蘇公布首批PPP專家庫名單 128名專家入圍
• 工程合同管理中風險識別及防控措施