cookieOptions = {...}; ‧ 物聯網讓建築更「聰明」 - 3S Market「全球智慧科技應用」市場資訊網

3S MARKET

2016年7月6日 星期三

來源:建設信息化網

  

  
「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,將實體基礎設施和IT基礎設施分開:一方面是建築物、公路等,而另一方面是數據中心、網路等。

而在「物聯網」時代,把感應器等晶片嵌入和裝備到鐵路、橋梁、隧道、公路、建築、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,然後將資訊技術與現有的網路,整合為統一的智慧基礎設施,實現人類社會與實體系統的整合,達到對整合網路內的人員、機器、設備和基礎設施,即時管理和控制的目的。

 

最基礎的物聯網技術,是通過資訊傳感設備,實現對物體的智慧化辨識、定位、跟蹤、監控和管理。簡單來說,就是通過資訊化設備,即時監控每一個產品從原材料、加工製作、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,從而使應用範圍更加廣泛,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。通過資訊全面透徹的感知,和多種通信技術相結合的自由傳送,逐步實現半智慧化及全智慧化,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。

物聯網將軟硬體、訊息、管理深度融合
建築物聯網則是指以 Internet 為基礎,通過智慧終端的安裝及管理平台的使用,將用戶端延伸到建築內部物體與物體之間、建築與建築之,間進行資訊交換和通信,以幫助人們更及時準確地對建設項目,進行品質追溯。

 

而如何將建築訊息模型「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,那就是在建築行業裡,建築訊息模型離不開物聯網,沒有物聯網,建築訊息模型缺少支撐,同時,建築訊息模型與物聯網技術的整合,應用可以在工程建設及運維方面,發揮更大的作用。

只有把建築物數位化、資訊化,建立整個建築訊息模型,才是實現高效建運管理的基礎。可以說,建築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,正如建築訊息模型是ERP基礎數據一樣,物聯網應用不能脫離建築訊息模型。

沒有建築訊息模型,物聯網的應用就會受到限制,就無法深入建築物的內核,因為許多構件和物體是隱蔽的,存在於肉眼看不見的深處,只有通過建築訊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,涵蓋了整個建築物中所有信息,並與建築控制中心整合關聯。

目前,建築訊息模型在設計階段應用較多,還沒大範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,將智慧建築提升到智慧建築新高度,開創智慧建築新時代,是建築業下一個重要發展方向。

 
建築訊息模型與物聯網的融合,可以通過項目訊息化模型,和物聯網的RFID等電子晶片及傳感器來實現。建築訊息模型是把建築數位化、模型化,是虛擬的建築,它是建築實體的虛擬再現。而物聯網是把建築物及空間內各個物體標籤化、可辨識化,對所關心的因素,依託底層的傳感網路進行監控,從而實現對建築結構、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訊息,如生產日期、生產廠家、構件尺寸,特別是物體的內部訊息,而這些要從BIM模型中獲取,建築訊息模型詳細記錄了建築物,及所有構件和設備,從設計到施工以及運維過程中的所有訊息,這樣一來,二者具有較強的互補性。

基於建築訊息模型的物聯網應用雛形,它將各種訊息傳感設備,如射頻辨識(RFID)裝置、紅外線感應器、全球定位系統、雷射掃描器等種種硬體裝置,與互聯網結合起來,而形成的一個巨大網路,而當物聯網與建築訊息模型融合整合,就能發揮更大的作用。

 

建築訊息模型與物聯網技術整合應用,實質上是建築全過程訊息的整合與融合。建築訊息模型擔當上層訊息整合、交互、展示和管理的作用,而物聯網技術則承擔底層訊息感知、採集、傳遞、監控的作用。兩者整合應用,才能實現建築全過程「訊息流閉環」,實現虛擬訊息化管理與實體環境硬體之間的有機融合。建築訊息模型與物聯網的整合應用模式,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,建築訊息模型與物聯網均可實現軟硬體、訊息、管理上的深度融合。

更智慧的建造、更智慧的建築
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。
 

基於建築訊息模型的物聯網應用,可以大大改善這一情況,應用無線射頻辨識標識在臨邊洞口、出入口防護棚、電梯井口防護等防護設施上,並在標籤晶片中,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,身份辨識牌進行相應的無線射頻辨識,同樣在系統中精確定位,如操作作業未符合相關規定,身份辨識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,從而採取措施以避免安全事故的發生。

基於建築訊息模型的物聯網應用,還可以制訂合理的施工進度。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併不緊密,往往在施工到達一定階段,才發現設計上的不合理或衝突而造成返工。基於BIM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籤,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,及工程重複工作,是造成工程成本變化的重要因素。利用建築訊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,制訂詳細的材料採購計劃,並對材料批次標注無線射頻標籤,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,以確保工程品質,這樣的弊端在於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,通常採取的是破壞性檢測,對品質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,放置反映品質參數的感應器,再結合建築訊息模型系統的三維訊息技術,可以精準定位到每個隱蔽工程的關鍵部位,從而檢測品質狀況,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,對工程品質造成嚴重的破壞,甚至造成嚴重的安全事故。一套關鍵部位的感應器採集系統,加上建築訊息模型系統的三維訊息技術的報警系統,可以使工程技術人員及時得到品質問題回饋,將工程品質的損失降到最低。

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。但對於停留在文字,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,從而無法合理的制訂相關的計劃,增加了管理和維護的成本。


建築訊息模型的應用,可以將各設備的精確位置,和相關參數訊息,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。


對於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。建築訊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,及時佈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後,家中的電器可以和外網連接起來,通過傳感器傳達電器的訊號,人們可以迅速便捷的瞭解到設備的使用情況,真正實現智慧建造、智慧建築。

                                                                                                                                                                                                                            


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