2019数字建筑峰会：面向大数据的智能BIM发展与应用（56页）.pdf

1、土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering 面向大数据的智能面向大数据的智能BIMBIM发展与工程项目发展与工程项目 全过程应用全过程应用 清华大学土木工程系清华大学土木工程系 张建平张建平 教授教授 20192019年年9 9月月1919日日 国家体育场（鸟巢）国家体育场（鸟巢）广州珠江新城西塔工程广州珠江新城西塔工程 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering 目录 面向大数据的智能面向大数据的智能BIMBIM研究研究2 应用与发展应用与发展3 大数据和人工智能战略背景大数据和人工智能战略背景1 土木工程系

2、土木工程系 Department of Civil Engineering 战略发展背景战略发展背景：信息化发展现状信息化发展现状 大数据大数据与云计算、与云计算、互联网互联网密不可分密不可分，成为，成为当前当前ITIT领域的重要发展方向领域的重要发展方向 信息量爆发式增长信息量爆发式增长 随着全球信息化及互联网等相 关技术的快速发展，各行业的 信息量呈现爆发式增长。 传统传统数据数据处理方法处理方法无法无法应对应对 在有限时间内无法用传统方法处理 的数据集合，需要新处理模式才能 具有决策力、发现力和流程优化能 力的信息资产信息资产，通常被称为大数据。 大数据应运而生大数据应运而生 土木工程系

3、土木工程系 Department of Civil Engineering 符号推理 早期神经网络 专家系统 机器学习 深度学习、机器人 大数据+物联网 新驱动：新驱动：移动互联网、大数据、超级计算、传感网、深度学习、脑科学等新 理论新技术以及经济社会发展需求 新定义：新定义：从用计算机模拟人类智能，演进到引导提升人类智能 新特征：新特征：大数据、跨媒体、人机融合、群智开放、自主操控 大数据驱动知识学习 跨媒体协同感知识别 起步期起步期繁荣期繁荣期新时期新时期 战略发展背景战略发展背景：信息化发展现状信息化发展现状 新一代人工智能快速发展新一代人工智能快速发展 土木工程系土木工程系 Depar

4、tment of Civil Engineering 2017年年7月月 抢抓人工智能发展重大战略机遇，提出面向 2030年我国新一代人工智能发展 国务院国务院新一代人工智能发展规划新一代人工智能发展规划 2015年年7月月2015年年9月月 国务院关于积极推进“互 联网+”行动指导意见 将互联网与传统行业深度 融合，创造新的发展生态 国务院促进大数据发 展行动纲要 全面推动我国大数据发 展和应用，加快建设数 据强国 2016年年3月月 国家十三五规划纲要 明确提出实施国家大 数据战略，促进大数 据发展 战略发展背景战略发展背景：国家及行业政策国家及行业政策 国家“互联网国家“互联网+ +”和

5、大数据战略”和大数据战略 国家人工智能战略国家人工智能战略 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering 战略发展背景战略发展背景：问题与需求问题与需求 大数据定义 4V：Volume（海量）、Velocity（高速）、Variety（多样）、Value（价值） 大数据需要有海量信息积累、多样化的数据源和数据类型、实时高速数据增长，采用新型的分析挖掘方 法，在海量数据中发现有价值的信息，形成预测性和智能化的决策 大数据技术 大数据与云计算、互联网密不可分，大数据采用分布式架构 大数据技术：分布式数据库和云存储、分布式数据挖掘、大规模并行处理、云计算平台、

6、互联网以及虚 拟化技术等 大数据战略下行业信息化发展问题 建设领域大数据应用水平低下 缺乏大数据积累 缺乏大数据技术支持 数据创造价值 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering 战略发展背景战略发展背景：问题与需求问题与需求 建设领域的人工智能技术应用 智能优化：优化设计、优化节能、优化施工组织等 图像识别：地图元素识别、人脸识别、人员行为识别、质安问题识别等 预测分析：安全、能耗、成本等预测分析与异常诊断等 建设领域的“智慧”衍生 建设行业中的智慧：智慧城市、智慧园区、智慧建筑、智慧建造、智慧工地等 智慧：基于新一代人工智能技术和信息技术的高级创造

7、思维能力，包含感知、识别、记忆、理解、 分析、判断、升华等所有能力 智能化战略下行业信息化发展问题 建设领域人工智能水平差距甚远 缺乏新一代人工智能技术支持 缺乏大数据支持 数据驱动智能 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering 数字化数字化 源于源于4040年代美国年代美国，数字化是将连续变化的模拟数据（如图像、声音）转化为离散数据的过程，使 其能在计算机中用二进制码表示。 引申：引申： 将信息载体（文字、图片、图像、信号等）以数字编码的形式（二进制）进行存储、传输、将信息载体（文字、图片、图像、信号等）以数字编码的形式（二进制）进行存储、传输、

8、加工、处理和应用的技术途径。加工、处理和应用的技术途径。 利用智能设备自动采集现实数据，形成计算机里的数字孪生。利用智能设备自动采集现实数据，形成计算机里的数字孪生。 信息化信息化 源于源于6060年代日本年代日本，信息化是指信息产业高度发达，且在产业结构中占优势地位的社会；是通讯现 代化、计算机化和行为合理化的总称。 引申：在信息技术产业发展基础上，运用信息技术改造传统的经济、社会结构的过程引申：在信息技术产业发展基础上，运用信息技术改造传统的经济、社会结构的过程。 战略发展背景战略发展背景：问题与需求问题与需求 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineer

9、ing 数字化与信息化的区别数字化与信息化的区别 数字化： 强调信息应用的计算机化和自动化，并向数据化发展。 通过数字化技术和手段，将物理世界重构到数字化世界中。 信息化 强调信息技术的应用，信息资源的共享，信息产业的发展。 利用信息和信息技术改造物理世界，形成信息生产力。 数字化与信息化的关系数字化与信息化的关系 数字化是信息化的基础和方法，全过程的数字化才能支持信息化。 信息化是数字化的价值所在，是数据在物理世界的应用。 建设行业信息化发展中的问题建设行业信息化发展中的问题 建筑产业数字化仍在低位运行，数字化水平低下。 导致信息化过程中以物理世界及其运行流程为主，体现的是管理思维，仅利用信

10、息 手段提升或改造少量行为。 战略发展背景战略发展背景：问题与需求问题与需求 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering 人工智能是引领未来的战略性技术 引发链式科技突破，推动各领域从数字化、网络化向从数字化、网络化向 智能化加速跃升智能化加速跃升 引发重大经济结构变革，实现社会生产力的整体跃升， 促进全行业信息化。 当前行业发展目标 推动行业数字化发展，从计算机化到数据化，实现行 业大数据积累和应用。 建立数字化思维建立数字化思维，提升人类思维，用数据驱动智能化。 行业数字化必须以项目生命期全过程数字化为基础。行业数字化必须以项目生命期全过程数字化为

11、基础。 新一代人工智能产业链新一代人工智能产业链 基础层：基础层：智能传感器、芯片、算法 模型等； 技术层：技术层：语音、文本及图像视频识 别； 应用层：应用层：智能机器人、智能金融、 智能医疗、智能安防、智能驾驶、 智能搜索、智能教育、智能制造、 智能人居等 人工智能是行业发展的未来 战略发展背景战略发展背景：行业发展目标行业发展目标 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering 将智能化设备通过约定的协议与互联网连接起来，形成物联网，使各种设备能够自动设备能够自动 交换信息、触发动作和实施控制交换信息、触发动作和实施控制，实现工程建造和运维过程实时数

12、据的智能化感知、实时数据的智能化感知、 识别、采集，定位、跟踪、传输、监控和管理识别、采集，定位、跟踪、传输、监控和管理 物联网物联网 信息识信息识 别别 定位跟定位跟 踪踪 图像采图像采 集集 传感器传感器 网网 智能设智能设 备备 移动终移动终 端端 条形码与二维码 RFID射频辨识系统 生物特征识别 GPS 室内定位系统 监控视频 三维扫描 施工机器人 自动全站仪 智能化机械 安全、能耗、环境监控 手持设备 智能手机 平板电脑 战略发展背景战略发展背景：信息化发展途径信息化发展途径 智能环境智能环境 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering 将

13、BIM与云计算、大数据、人工智能和物联网相融合，实现工程和运维全过程的海量异构数海量异构数 据的融合、存储、挖掘和分析据的融合、存储、挖掘和分析，从数据到信息、知识、决策和智慧数据到信息、知识、决策和智慧，支持智慧建造和管理。 BIM 云计算云计算 大数据大数据物联网物联网 人工智能人工智能 拓展信息来源； 数据实时、准确和可靠； 大规模数据的采集传输。 数据共享与管理； BIM的协作能力； 海量数据存储问题。 清理多源异构数据； 数据分布式处理； 大规模数据运算和分析。 数据挖掘模型; 机器学习、推理; 从数据到信息、知识、 智慧。 战略发展背景战略发展背景：信息化发展途径信息化发展途径 智

14、能智能BIMBIM 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering 大数据和人工智能战略背景大数据和人工智能战略背景1 目录 应用与发展应用与发展 3 面向大数据的智能面向大数据的智能BIMBIM研究研究2 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering 应用支撑：BIM集成应用 管理支撑：BIM云平台 技术支撑：智能技术融合 面向大数据的智能面向大数据的智能BIM发展发展 何谓智能BIM 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering BIMBIM 产品产品 模型模型 过程过程

15、模型模型 决策决策 模型模型 9/17/2019 15 人类行为人类行为对产品 模型与过程模型 所产生的直接或 间接作用的数值 模型。 建筑组件建筑组件（Component） 的空间、非空间信息及其 拓扑关系。 空间信息空间信息：组件的空 间位置、大小、形状 及相互关系等； 非空间信息非空间信息：结构类 型、材料、荷载属性 等。 建筑物运行的动态模型动态模型， 与建筑组件相互作用。 影响到建筑组件在不 同时间阶段的属性； 甚至影响到建筑成份 本身存在与否。 何谓智能何谓智能BIM：BIMBIM构成构成 辨析二：辨析二：BIM BIM (3D+Data)(3D+Data) 土木工程系土木工程系

16、Department of Civil Engineering 智能BIM (Smart-BIM) 以智能建筑环境为对象应用BIM BIM智能特性 3D拓扑关系+工程逻辑关系 智能关联 自动演化 决策支持 大数据驱动 智能环境支撑 BIM 产品 模型 过程 模型 决策 模型 模型信息的完备性 3D几何信息及拓扑关系 完整的工程信息描述 对象之间工程逻辑关系 模型信息的关联性 工程对象可识别且相互关联 工程对象关联变更 模型信息的动态性 信息模型能够自动演化 动态推演生命期各阶段 的过程 可预测、可控制 何谓智能何谓智能BIMBIM：智能特征智能特征 土木工程系土木工程系 Department

17、of Civil Engineering 应用支撑：BIM集成应用-实现行业数字化和大数据积累实现行业数字化和大数据积累 管理支撑：BIM云平台 技术支撑：智能技术融合 面向大数据的智能面向大数据的智能BIM发展发展 何谓智能BIM 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering 多专业和跨阶段多专业和跨阶段BIMBIM应用瓶颈应用瓶颈 建筑生命期各阶段、各专业的信息分散地存 储于多个独立的文件中，具有传统文件管理的具有传统文件管理的 固有缺陷固有缺陷： 文件之间数据变更传播困难，容易导致模型 数据不一致 各文件数据冗余存储，关联关系可能交错重 叠，不能保

18、证模型的唯一性 无法实现对象级别的数据控制，无法支持协 同工作和同步修改。 随着项目信息增加，存在解析工作量大、网 络传输负担重和信息易丢失等。 非结构化数据管理，无法形成大数据无法形成大数据 基于文件的基于文件的BIMBIM存储和传递存在的问题存储和传递存在的问题 施工阶段施工阶段BIMBIM应用：应用：采用多个甚至十多个 各自独立平台和软件，数据格式各异、 难以互用，无法共享，形成新的信息孤 岛。 跨阶段跨阶段BIMBIM应用：应用：基于文件的基于文件的BIMBIM存储和存储和 传递传递，无法实现多参与方协同工作，难 以实现数据一致的BIM交付。 急需突破急需突破BIMBIM应用瓶颈应用瓶

19、颈 BIM集成应用：集成应用：问题分析问题分析 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering 土建工程 机电工程 幕墙工程 多专业 集成应用 建设方 设计方 施工方 运维方 多参与方 协同应用 规划阶段 设计阶段 施工阶段 运维阶段 跨阶段 综合应用 BIMBIM集成应用集成应用 BIM集成应用：集成应用：技术管理支撑技术管理支撑 全生命期全生命期BIMBIM体系架构和信息共享环境体系架构和信息共享环境 全生命期全生命期BIMBIM建模技术建模技术 全生命期全生命期BIMBIM数据存储与管理技术数据存储与管理技术 BIMBIM子模型提取与集成技术子模型提

20、取与集成技术 BIMBIM技术支撑技术支撑 Cloud Platform Contractor2Contractor1 Owner Structural Designer Architect Consultant 监理方 服务器节点 业主方 服务器节点 施工总承包方 服务器节点 设计方 服务器节点 施工分包方 服务器节点 平台管理服务器 业主用户 分包用户 监理用户 设计方用户 施工总包用户 BIMBIM平台支撑平台支撑 BIMBIM应用标准与规则应用标准与规则 基于基于BIMBIM的管理模式与方法的管理模式与方法 基于基于BIMBIM的业务流程组织与控制的业务流程组织与控制 BIMBIM管理

21、支撑管理支撑 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering 应用支撑：BIM集成应用-行业数字化和大数据积累行业数字化和大数据积累 管理支撑：BIM云平台 -行业大数据管理和挖掘行业大数据管理和挖掘 技术支撑：智能技术融合 面向大数据的智能面向大数据的智能BIM发展发展 何谓智能BIM 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering BIMBIM平台为“应用平台”平台为“应用平台” ： 提供工程项目全生命期BIM创建、管理和应用机制，实现项目全生命期 各阶段、多参与方和各专业信息共享和无损传递。 提供协同工作和业务逻

22、辑控制机制，实现多参与方协同工作及其业务 流程组织与调度。 为BIM应用软件和相关业务软件，提供运行环境以及通用的基本业务功 能，实现基于BIM的各项业务功能。 BIM平台支撑：平台支撑： 何谓何谓BIMBIM平台平台 BIMBIM平台平台 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering BIMBIM建模技术建模技术 BIMBIM结构体系结构体系 BIMBIM集成技术集成技术 BIMBIM存储技术存储技术 BIM BIMBIM结构体系结构体系BIMBIM建模技术建模技术 BIMBIM集成技术集成技术BIMBIM存储技术存储技术 BIM平平 台台 基于国际I

23、FC/IFD/ IDM标 准的全生命期全生命期BIMBIM结构体系结构体系； 或兼容国际标准的BIM结构 体系 BIM过程模型创建； 模型对象的工程逻辑关系； 模型与业务信息的动态集成模型与业务信息的动态集成 机制机制 BIM自动演化； BIM数据提取数据提取、集成集成、管理管理 与应用与应用； BIM与物联网、GIS、监测 等信息融合 以对象为存储单元以对象为存储单元； 基于数据库的结构化数据存数据库的结构化数据存 储及管理储及管理机制； 非结构化文档存储及模型关 联机制 BIM平台支撑：平台支撑：何谓何谓BIMBIM平台平台 BIMBIM平台的技术特征平台的技术特征 土木工程系土木工程系

24、Department of Civil Engineering 内网计算服务 可弹性扩充的前端服务器网络存储及加速服务 搜索引擎搜索引擎 服务服务 CDN 内容分发内容分发 加速网络传输 网络存储网络存储 PC 插件式结构 WEB手机 插件 其他 第三方应用 插件插件 API 服务服务 Web 页面页面 API 服务服务 Web 页面页面 API 服务服务 Web 页面页面 项目数据库项目数据库 人工智能人工智能 项目文件项目文件 统一存储统一存储 网络防火墙网络防火墙 主要性能：主要性能： 分布式处理能力 数据搜索引擎 大数据分析能力 以数据驱动的服务体系 大体量模型处理能力 BIM平台支撑

25、：平台支撑：大数据技术支持大数据技术支持 大数据技术支持（大数据技术支持（4D4D- -BIMBIM云平台）云平台） 全过程数字化全过程数字化 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering 互联网互联网云平台云平台 DB 平台层平台层 标准标准API 授权, 模型, 业务数据(施工/运维) PC 插件式结构 WEB手机 插 件 插 件 插 件 其他 OSS 网络缓存 数据层 NAS时序库 结构化非结构化流式数据 对象级结构化数据、流式数据、 非结构化数据等存储策略 支持多源异构数据云存储 高效的网络访问 BIM平台支撑：平台支撑：云存储云存储 云存储（云

26、存储（4D4D- -BIMBIM云平台）云平台） 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering 平台与智能设备连接（平台与智能设备连接（4D4D- -BIMBIM云平台）云平台） 海量数据采集，实现 数据多态高增长 多种智能设备，支持 智能感知识别追踪 灵活操作终端，满足 各种业务场景需求 集成外部系统，融合 数据智能管理 操作终端操作终端 CSBSMS 展示终端展示终端 BI VR 可视化数 字大屏 虚拟现实 设备 数据采集终端数据采集终端 RFID扫描仪无人机 门禁摄像头传感器 智能设备智能设备 二维码 云打印 语音识 别 智能开 关 外部系统外部系

27、统 信息 发布 消防 系统 照明系 统 安防系 统 能耗系 统 报警 系统 BIMBIM云平台云平台 BIM平台支撑：平台支撑：智能环境智能环境 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering 应用支撑：BIM集成应用-行业数字化和大数据积累行业数字化和大数据积累 管理支撑：BIM云平台 -行业大数据管理和挖掘行业大数据管理和挖掘 技术支撑：智能技术融合 -实现大数据多态增长和智能感知及应用实现大数据多态增长和智能感知及应用 面向大数据的智能面向大数据的智能BIM发展发展 何谓智能BIM 土木工程系土木工程系 Department of Civil Eng

28、ineering BIMBIM与大数据与大数据 研究基于研究基于BIMBIM云平台的数据搜索引擎；云平台的数据搜索引擎； 研究基于研究基于BIMBIM云平台的数据挖掘和分析方法；云平台的数据挖掘和分析方法； 实现以实现以BIMBIM数据驱动业务及管理数据驱动业务及管理 智能技术融合：智能技术融合：BIMBIM与大数据与大数据 数据搜索引擎数据搜索引擎 4DBIM 平台 大数据分析大数据分析人工智能人工智能 低成本 高弹性 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering WEB WEB WEB 进度 WEB WEB WEB 材料 WEB WEB WEB 物料

29、 基于时间搜索 基于空间搜索 模型 信息聚合分析及展示 * * * * * 基于时间基于时间/ /空间空间 的信息搜索的聚合分析的信息搜索的聚合分析 智能技术融合：智能技术融合：BIMBIM与大数据与大数据 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering29 智能技术融合：智能技术融合：BIMBIM与大数据与大数据 基于时间基于时间/ /空间空间 信息搜索的聚合分析：信息搜索的聚合分析：定制分析与大屏展示定制分析与大屏展示 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering 业务关联分析：业务关联分析：4 4D D动态资源

30、管理动态资源管理人员管理人员管理门禁管理门禁管理 导入定额或工程清单，建立与构件及WBS的关联，支持动态资源 管理。 相对计划和实际进度，自动计算整个工程、任意整个工程、任意WBSWBS节点、节点、3D3D 施工段或构件施工段或构件在任意时间范围任意时间范围的工程量以及累计工程量； 自动计算指定时间段内相应的指定时间段内相应的人力、材料、机械的计划用量和实 际消耗量；提供资源计划和实际消耗的对比分析，预测指定日期 的资源消耗量。 自动计算指定时间段内相应的指定时间段内相应的工程成本，包括人力成本、材料成 本、机械成本以及总成本；提供成本计划和实际支出的对比分析。 定额与清单关联定额与清单关联

31、4D4D工程算量查询工程算量查询 与分析与分析 资源资源消耗查询消耗查询与分析与分析 动态成本查询与动态成本查询与 分析分析 上海国际金融项目 智能技术融合：智能技术融合：BIMBIM与大数据与大数据 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering 资源管理资源管理 人员人员材料材料机械机械 人员管理：人员管理：可录入或批量导入项目所有施工 人员的姓名、头像、身份证号、工种、安全 教育、技术交底、资格证书等信息。可按照 参建单位、施工班组等对人员进行管理。通 过移动端扫描人员二维码二维码，可查看人员基本 信息与技术交底、安全教育记录。 土木工程系土木工程系

32、 Department of Civil Engineering 将人员管理系统人员管理系统与门禁系统相链接，读取 门禁系统刷卡信息的同时也可设定门禁的 权限。施工人员刷卡通过门禁即可在4D- BIM平台记录其刷卡时间记录其刷卡时间并展示出人员管 理中的头像、姓名、资格证书等数据信息。 人员管理人员管理 门禁系统门禁系统 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering 搜索 / 定位 施工者 使用的材料 建筑功能 模型 施工任务 施工进度 智能技术融合：智能技术融合：BIMBIM与大数据与大数据 数据搜索与分析：数据搜索与分析：基于属性的模型搜索与定位基于

33、属性的模型搜索与定位 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering WEB WEB WEB 进度 WEB WEB WEB 材料 业务与模型业务与模型 动态关联机制动态关联机制 模型 通过构件与业务之间的属 性映射规则建立，实现业 务与模型的智能动态关联。 当模型变更或构件属性变 化时，关联将自动调整。 智能技术融合：智能技术融合：BIMBIM与大数据与大数据 数据搜索与分析：数据搜索与分析：业务与模型的动态关联机制业务与模型的动态关联机制 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering 根据不同需求，创建或提取不同细

34、度的模型 从宏观宏观到微观微观多个层面进行4D工程管理，有效应对大规模大规模、区域性区域性和长线工程长线工程的BIM管理和展示需求。 适应面涵盖建筑、公路、桥梁、地铁、管廊建筑、公路、桥梁、地铁、管廊等多个领域。 智能技术融合：智能技术融合：BIMBIM与大数据与大数据 数据搜索与分析：数据搜索与分析：多级模型提取多级模型提取多维度管理多维度管理 宏观宏观中观中观微观微观 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering 前期准备 关联规则提取 地层属性分类 掘进速度预测 盾构机实时监测数据挖掘与分析盾构机实时监测数据挖掘与分析 对经典数据挖掘流程的改进 对

35、已有数据挖掘领域的扩展 对传统盾构施工技术的提升 创新 智能技术融合：智能技术融合：BIMBIM与大数据与大数据 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering BIMBIM与与数字数字监控监控 研究BIM与数字监控、现代测量、三维激光扫描等信息的融合。 解决施工现场质量安全的动态监测与分析，复杂结构施工自动定位与精度分析。 智能技术融合：智能技术融合：BIMBIM与数字监控与数字监控 导梁监测点布置 墩旁托架监测点布置 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering Tekla模型 Midas模型 计算结果 *设计模

36、型 *分析模型 *计算结果 *监测点 模型模型 整合整合 *主桥结构 *临设结构 监控数据监控数据 集成集成 *沉降数据 *形变数据 *挠度数据 *支反力 量测数据量测数据 集成集成 *综合分析 *安全预警 安全分析安全分析 预警预警 智能技术融合：智能技术融合： BIMBIM与数字监控与数字监控 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering39 智能技术融合：智能技术融合：BIMBIM与数字监控与数字监控 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering 智能技术融合：智能技术融合：BIMBIM与数字监控与数字监控

37、安全分析与监测：安全分析与监测：应力及节点分析；沉降、变形、扰度监测； 工况管理等 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering 施工现场监测施工现场监测 适用于现场实时数据实时数据的 在线监测在线监测，其中监测的 数据包括扬尘浓度、噪 音指数以及视频画面。 通过物联网以及云计算 技术，实现实时实时、远程远程、 自动监控自动监控颗粒物浓度以 及现场数据实时数据传 输、展示、分析与预警。 智能技术融合：智能技术融合：BIMBIM与数字监控与数字监控 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering 现场摄像监控现场摄像监

38、控 通过设定虚拟摄像头虚拟摄像头， 将现实中视频监控所拍 摄的画面与虚拟摄像头 拍摄到的BIM模型一一 对应，在4D-BIM中控 制摄像头的视角和画面 时，虚拟摄像头会实时实时 同步同步，实现虚拟模型虚拟模型与 现实施工情况现实施工情况的对比。 智能技术融合：智能技术融合：BIMBIM与数字监控与数字监控 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering BIMBIM与物联网与物联网 研究BIM与物联网技术的融合，实现二维码、RFID、红外感应、激光扫描等传感信息与BIM关联。 解决BIM应用中的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。 智能技术融合：智能技术融

39、合：BIMBIM与物联网与物联网 IOT设备状态实时监控，将 IOT设备点位在模型中，动态 标识其运行状态，可追踪实时 数据并提供报警服务。 支持追溯近7天的数据，并以 图形化的方式进行模拟，精确 到秒级。 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering 面向大数据的智能面向大数据的智能BIMBIM研究研究2 目录 大数据大数据 与人工智能战略背景与人工智能战略背景1 应用与发展应用与发展3 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering 图像 分析 视频 分析 进度管理 结构 受力 设备 运行 人员 环境 安全管理

40、4DBIM 云平台(用户/模块/权限) 现场管理 人员机械材料工艺 模型拼装 安全 文档 进度 预制件管理基础业务 人员吊装生产 项目管理业务 质量资源场地算量 多平台多平台: BIM GIS 多维度多维度: 宏观, 中观, 微观 多专业多专业: 铁路, 公路, 隧道, 桥梁, 地铁, 管廊 多参与方多参与方: 业主, 施工总包, 施工, 监理 4D4D- -BIMBIM施工管理系统：施工管理系统：系统架构系统架构 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering 全息全知全息全知：人工查验+智能监测数据获取 融会贯通：融会贯通：连接施工阶段全专业数据 有始

41、有终：有始有终：结合业务场景的闭合管理流程 智能关联：智能关联：模型与业务信息智能动态关联 大数据驱动业务与管理 4D4D- -BIMBIM施工管理系统：施工管理系统：技术优势技术优势 4D过程进度模拟 进度管理控制 构件信息查询 成本资源管理 -.171023 -.128057 -.08509 -.042123 .844E-03 -.171899 -.128647 -.085396 -.042144 .001107 -.171442 -.127696 -.08395 -.040204 .003542 -.17187 -.128291 -.084712 -.041134 .002445 (a)

42、 stage 1: calculation of 1-floor structure(b) stage 2: calculation of 3-floor structure (c) stage 3: calculation of 5-floor structure(d) stage 4: calculation of 7-floor structure 质量安全问题跟踪 时变结构分析 监测数据集成 场地设施管理 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering 智慧梁场协同管理应用案例智慧梁场协同管理应用案例 智慧梁场协同管理平台智慧梁场协同管理平台 中国

43、中铁大桥局集团有限公司| 深中通道BIM技术在预制梁场的成套解决方案研究与实践 智慧梁场应用实例 深中通道项目S07合同段 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering 模型 保养 备品 备件 能源 监测 数据 分析 文档 能源管理 设备 设施 资产运维管理 基础业务 人员 维修巡检 视频 监控 门禁 管理 消防 报警 人员 定位 安防管理 智能联动分析引擎 应急管理 应急 预案 应急 事件 应急 法规 实时监控中心|可扩展 环境 监测 设备 监控 信息 发布 资产信息管理 空间 管理 基 础 服 务 智 能 服 务 4D-BIM 云平台(用户/模块/权

44、限) 功 能 全 景 功 能 全 景 智能指挥中心|BIM驾驶舱 4D4D- -BIMBIM运维管理系统：运维管理系统：产品架构产品架构 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering 更快的安全故障分析：更快的安全故障分析：基于智能感知和模型定位的安全故障分析 三位一体的管理：三位一体的管理：“自动感知+智能定位+管理调控”的全过程闭环管理; 数据驱动管理：数据驱动管理：基于数据挖掘的业务管理优化与决策. 智能感知定位与动态管理 实时监控与动态管理实时监控与动态管理 4D4D- -BIMBIM运维管理系统：运维管理系统：技术优势技术优势 土木工程系土木工

45、程系 Department of Civil Engineering 闭环流程 正常 报警 通知到管理人员 派发任务至维修人员 同时消息通知 动态记录维修流程 维修任务完成 提交审核 恢复正常 4D4D- -BIMBIM运维管理系统：运维管理系统：技术优势技术优势 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering 4D4D- -BIMBIM运维管理系统：运维管理系统：技术优势技术优势 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering 智能运维管理应用案例：智能运维管理应用案例：北京城奥大厦北京城奥大厦 北京城奥大厦 将传统

46、的2D管理转 换为3D管理，运维 数据多角度多层次展 示 可视化 将运维中的信 息进行汇总整 理，数据留痕 信息化 IOT设备数据传输、分 析、预警，优化设备 运维方案 智能化 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering 发展与应对发展与应对：着眼于发展着眼于发展- -前瞻前瞻性性 标准体系不完善标准体系不完善 政策法规不建全政策法规不建全 关键技术亟待突破关键技术亟待突破 应用软件不配套应用软件不配套 BIMBIM集成应用困难集成应用困难 难以体现难以体现BIMBIM整体整体应用价值应用价值 国家大数据和智能化战略国家大数据和智能化战略 数据流引领技

47、术流、物质流、资金流、人才流数据流引领技术流、物质流、资金流、人才流，促进 生产组织方式的集约和创新； 建立“用数据说话、用数据决策、用数据管理、用数“用数据说话、用数据决策、用数据管理、用数 据创新”据创新”的管理机制，实现基于数据的科学决策。 信息化发展趋向信息化发展趋向 信息资源信息资源= =能源资源能源资源 信息安全信息安全= =国土安全国土安全 信息信息= =资产资产 存在问题存在问题 行业信息化发展方向行业信息化发展方向 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering9/17/201954 项目全生命期项目全生命期BIMBIM集成应用：集成应用

48、：实现大数据积累实现大数据积累 以以BIMBIM云云平台平台为支撑为支撑： 各阶段资源及信息共享 多参与方远程协同工作 实现大数据管理实现大数据管理 BIMBIM数据库为基础数据库为基础 模型对象为存储与管理单元 结构化数据存储 实现大数据挖掘实现大数据挖掘 移动智能终端为工具移动智能终端为工具 多元数据采集、跟踪和传输 实现大数据多态化高增长实现大数据多态化高增长 发展与应对发展与应对：着力于技术着力于技术先进先进性性 大数据决策为目标大数据决策为目标 实现企业的智慧管理 实现工程的智慧建造 基于国际标准自主开发基于国际标准自主开发 我国我国BIMBIM云平台云平台 土木工程系土木工程系 D

49、epartment of Civil Engineering9/17/201955 面向大数据的面向大数据的BIMBIM应用实施应用实施 单项单项- - 局部集成局部集成- - 全面集成；全面集成；以典型示范带动普及应用以典型示范带动普及应用，实现全生命期应用，实现全生命期应用 面向集成应用的面向集成应用的BIMBIM平台平台 BIMBIM数据库数据库 发展与应对发展与应对：立足于实用立足于实用实效性实效性 人 工 智 能 是 行 业 发 展 的 未 来 大 数 据 驱 动 新 一 代 人 工 智 能 B I M 构 筑 行 业 大 数 据 并 支 撑 行 业 数 字 化 报告人：张建平 教授 时间：2019/9/19