有关建设工程智能化管理中物联网技术的应用探究

邓昌恒

摘 要：由于物联网应用技术的更新进步，也很大程度改变了人们以往的生活、工作环境，同时，物联网在建设工程管理上的应用也给传统建筑行业带来了标志性的改革。本文结合笔者多年的工作经验，对建筑材料全流程监控管理和建筑物全生命周期检测两种模式进行详细阐述，希望能为物联网在建设工程管理智能化中的应用提供参考。

关键词：物联网；工程管理；信息技术；智能化应用

一、引言

近年来物联网可谓是愈演愈烈，已慢慢渗透到人们生活和工作的方方面面，物联网是继互联网之后的一次技术性革命，能够有效实现物体与物体之间、环境、状态信息实时的共享，并进行智能化的收集、传递、处理、执行等多种指令，给现代生活和工作带来了很大的便利性，得到了社会上下各方人员的关注和重视。我国目前已将物联网上升为国家五大战略性新兴产业中的第二位，可见发展物联网产业意义重大。建筑业是国民经济的重要支柱产业，随着科技进步，建筑结构形式复杂化，高科技含量、高使用要求使得建设工程施工工艺复杂、工序增加，这就要求建设工程不断提高生产效率，实现管理精细化、高效化。传统的工程管理理念和手段已经难以满足人们对建设工程日益增多的要求。基于物联网技术的信息化技术的应用，建设工程管理应寻找新的管理模式，可以很好地处理建设工程中的大量信息、将各施工阶段信息资料联系起来、避免信息孤岛与信息回流现象；也可以很好地解决不同组织、不同专业、不同过程之间的信息壁垒等问题，实现高效管理。

二、物联网技术应用于建设工程管理的系统要素

建设工程管理涉及的信息及相关影响因素量大、面广、琐碎，对建筑材料的全流程检测涉及大量时间与空间信息，对建筑物全寿命检测需要在建筑物每个主要承重构件上布置几个到十几个RFID。因此，在建设工程信息管理中需要大量的传感器和庞大的数据存储与处理系统。云计算的出现使得存储和处理数据的价格大大下降，传感器价格迅速下降，这使得在建设工程中大量使用传感器、实现建设工程管理智能化成为可能。

2.1感知层

感知层是指通过RFID采集信息，使物体携带自身信息并实现流动数据更新累加。在建筑材料全流程监控管理中，感知层采集的信息主要包括：建筑材料的产品信息，运输中形成的物流信息链，经手人员信息等。在建筑物全生命周期检测中感知层主要采集的信息涉及主要承重构件的设计信息、验收情况、使用中检测信息等。

2.2传输层

传输层即网络传输技术，用于解决网络层的网络接入、传输、转化及定位等问题。由于无线局域网具有高移动性、抗干扰、安全性能强、扩展能力强、建网容易、管理方便等诸多优点，而建设工程信息量大、施工环境复杂，考虑到要实现对建筑物全生命周期检测，应尽量采用较为先进的技术手段作为传输层，方便日后系统更新换代。以目前的科技水平看来，可以采用无线局域网作为建设工程管理的传输层平台。

2.3应用层

应用层是展现物联网应用巨大价值的核心架构，它旨在实现信息的分析处理和控制决策以及完成特定的智能化应用和服务的业务，从而实现物与物、人与物之间的感知，发挥智能作用。建设工程中，要求应用层具有海量存储、数据管理与智能分析等功能。因此，应以云计算技术作为应用层集合分散在各地的高性能计算机上，为物联网在建设工程管理中的应用提供服务平台。物联网应用于建设工程管理的构成要素如图1所示。

三、建设工程管理中物联网技术应用分析

3.1建筑材料全流程监控管理

建筑材料全流程监控管理指的是在建筑材料出厂时便在每个单元材料中埋入RFID，记录材料的产品信息。在运输中，以时间和空间信息形成物流信息链，直到建筑材料进场、投入使用。管理人员通过扫描RFID清楚地了解这批建材的全部信息。在进场时接收材料的管理人员要对产品质量进行初步评定，将检查结果录入RFID，进一步保证了进场材料的质量。当某单元建材出现问题时，通过扫描RFID可以明确责任人，减少责任推诿，提高管理人员的管理积极性。具体建筑材料全流程监控管理信息录入如图2所示。其中，使用部位指的是建筑材料具体用于建筑物的哪些部位，旨在方便日后管理。产品信息包括产品属性、质量等级、生产日期、生产厂家等内容。

3.2建筑物全生命周期检测

建设工程全生命周期检测的具体做法是将具有应力感应功能的RFID在不影响构件结构功能的前提下放入主要承重构件中，如框架梁、框架柱等。根据构件的受力要求，RFID应布置在拉、压应力较大处，并且录入其对应的构件基本信息，如设计信息、建设单位信息、施工单位信息等。随着工程的进行，不断录入新信息：验收时录入每个构件的验收情况与验收人员信息，投入使用后实时检测每个构件，记录每个构件的受力情况，消除安全隐患，使建筑寿命合理化。

3.2.1录入基本信息

录入基本信息是为之后验收工作、安全测评工作及建筑物合理寿命鉴定服务的。基本信息主要包括项目建设单位信息、设计信息、施工单位信息。这个环节是实现建筑物全生命周期检测的前提，录入的信息越翔实、越条理，之后的工作就越省力。项目建设单位信息包括项目名称、建设场地地址、建设单位名称等，根据日后需要按需录入。设计信息包括每个主要承重构件的图纸编号、构件编号、混凝土级别、配筋信息、截面尺寸、设计单位、构件受力的设计限值等。施工单位信息主要包括施工单位名称、项目负责人、具体某片区域管理人员等。录入这些信息可以加快施工现场管理人员之间信息流通速度，明确责任人，提高工作效率与工程质量。

3.2.2提高验收效率

工程验收时，监理人员首先在RFID中录入验收日期、验收单位及监理人员个人资料。验收时扫描RFID，将构件设计信息与现场检查结果核对，记录自己对该构件的质量验收结果。这样可节省大量查阅图纸的时间，减少由于管理人员素质等原因造成的质量问题，现场验收结果有据可查，验收质量得到保证。

3.2.3减少使用中的安全隐患

当工程竣工投入使用后，具有应力感应功能的RFID可实现建筑物全生命周期的监测。当构件应力超过允许值时发出警报，这样可以及时发现有问题的构件，尽早做好维护措施，实现基于预防性的、有针对性的维护，在建筑物出现安全问题之前进行加固等措施。而不是浪费大量时间进行常规检修，这就意味着零计划外故障时间，即如果没有突发性事件，建筑物不会出现安全问题。由于有些检测需要局部破坏建筑物，采用RFID避免了原本没有必要的破坏。由于可以及时解决安全隐患，所以采用RFID间接提高了建筑物使用寿命。

3.2.4建筑寿命合理化鉴定

当建筑物达到其设计使用寿命时，进行一次全方位的数据收集，即对建筑物体检，根据RFID收集的检测数据、汇总之前存入RFID的信息，分析该建筑物能否继续使用或者需要何种维修措施，从而合理延长建筑使用寿命。在资源日益紧张的今天，人为规定建筑物使用寿命的做法无疑是一种资源浪费，重复建设造成大量人力物力的浪费。采用RFID可以使建筑寿命合理化，实现建筑物经济效益最大化。

四、结语

物联网作为一种新型技术手段，已经得到越来越广泛的应用，但在建设工程管理中的应用较少。以物联网的感知层、传输层、应用层为平台，初步构思了建筑材料全流程监控管理和建筑物全生命周期检测这两种物联网应用模式，以期将物联网应用于建设工程管理，实现建设工程的智能化管理。

参考文献：

[1]智慧城市的愿景与架构[J]. 许庆瑞，吴志岩，陈力田.管理工程学报. 2015（04）

[2]物聯网产业价值链发展研究[J]. 陈芮娴.电脑迷. 2016（09）

[3]基于物联网的智能建筑技术展望[J]. 耿望阳，陈乔敬.智能建筑. 2014（12）

[4]物联网技术在智能建筑中的应用[J]. 荆学海. 中国建材科技. 2015（04）