1、土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering 面向大數據的智能面向大數據的智能BIMBIM發展與工程項目發展與工程項目 全過程應用全過程應用 清華大學土木工程系清華大學土木工程系 張建平張建平 教授教授 20192019年年9 9月月1919日日 國家體育場（鳥巢）國家體育場（鳥巢）廣州珠江新城西塔工程廣州珠江新城西塔工程 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering 目錄 面向大數據的智能面向大數據的智能BIMBIM研究研究2 應用與發展應用與發展3 大數據和人工智能戰略背景大數據和人工智能戰略背景1 土木工程系

2、土木工程系 Department of Civil Engineering 戰略發展背景戰略發展背景：信息化發展現狀信息化發展現狀 大數據大數據與云計算、與云計算、互聯網互聯網密不可分密不可分，成為，成為當前當前ITIT領域的重要發展方向領域的重要發展方向 信息量爆發式增長信息量爆發式增長 隨著全球信息化及互聯網等相 關技術的快速發展，各行業的 信息量呈現爆發式增長。 傳統傳統數據數據處理方法處理方法無法無法應對應對 在有限時間內無法用傳統方法處理 的數據集合，需要新處理模式才能 具有決策力、發現力和流程優化能 力的信息資產信息資產，通常被稱為大數據。 大數據應運而生大數據應運而生 土木工程系

3、土木工程系 Department of Civil Engineering 符號推理 早期神經網絡 專家系統 機器學習 深度學習、機器人 大數據+物聯網 新驅動：新驅動：移動互聯網、大數據、超級計算、傳感網、深度學習、腦科學等新 理論新技術以及經濟社會發展需求 新定義：新定義：從用計算機模擬人類智能，演進到引導提升人類智能 新特征：新特征：大數據、跨媒體、人機融合、群智開放、自主操控 大數據驅動知識學習 跨媒體協同感知識別 起步期起步期繁榮期繁榮期新時期新時期 戰略發展背景戰略發展背景：信息化發展現狀信息化發展現狀 新一代人工智能快速發展新一代人工智能快速發展 土木工程系土木工程系 Depar

4、tment of Civil Engineering 2017年年7月月 搶抓人工智能發展重大戰略機遇，提出面向 2030年我國新一代人工智能發展 國務院國務院新一代人工智能發展規劃新一代人工智能發展規劃 2015年年7月月2015年年9月月 國務院關于積極推進“互 聯網+”行動指導意見 將互聯網與傳統行業深度 融合，創造新的發展生態 國務院促進大數據發 展行動綱要 全面推動我國大數據發 展和應用，加快建設數 據強國 2016年年3月月 國家十三五規劃綱要 明確提出實施國家大 數據戰略，促進大數 據發展 戰略發展背景戰略發展背景：國家及行業政策國家及行業政策 國家“互聯網國家“互聯網+ +”和

5、大數據戰略”和大數據戰略 國家人工智能戰略國家人工智能戰略 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering 戰略發展背景戰略發展背景：問題與需求問題與需求 大數據定義 4V：Volume（海量）、Velocity（高速）、Variety（多樣）、Value（價值） 大數據需要有海量信息積累、多樣化的數據源和數據類型、實時高速數據增長，采用新型的分析挖掘方 法，在海量數據中發現有價值的信息，形成預測性和智能化的決策 大數據技術 大數據與云計算、互聯網密不可分，大數據采用分布式架構 大數據技術：分布式數據庫和云存儲、分布式數據挖掘、大規模并行處理、云計算平臺、

6、互聯網以及虛 擬化技術等 大數據戰略下行業信息化發展問題 建設領域大數據應用水平低下 缺乏大數據積累 缺乏大數據技術支持 數據創造價值 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering 戰略發展背景戰略發展背景：問題與需求問題與需求 建設領域的人工智能技術應用 智能優化：優化設計、優化節能、優化施工組織等 圖像識別：地圖元素識別、人臉識別、人員行為識別、質安問題識別等 預測分析：安全、能耗、成本等預測分析與異常診斷等 建設領域的“智慧”衍生 建設行業中的智慧：智慧城市、智慧園區、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術和信息技術的高級創造

7、思維能力，包含感知、識別、記憶、理解、 分析、判斷、升華等所有能力 智能化戰略下行業信息化發展問題 建設領域人工智能水平差距甚遠 缺乏新一代人工智能技術支持 缺乏大數據支持 數據驅動智能 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering 數字化數字化 源于源于4040年代美國年代美國，數字化是將連續變化的模擬數據（如圖像、聲音）轉化為離散數據的過程，使 其能在計算機中用二進制碼表示。 引申：引申： 將信息載體（文字、圖片、圖像、信號等）以數字編碼的形式（二進制）進行存儲、傳輸、將信息載體（文字、圖片、圖像、信號等）以數字編碼的形式（二進制）進行存儲、傳輸、

8、加工、處理和應用的技術途徑。加工、處理和應用的技術途徑。 利用智能設備自動采集現實數據，形成計算機里的數字孿生。利用智能設備自動采集現實數據，形成計算機里的數字孿生。 信息化信息化 源于源于6060年代日本年代日本，信息化是指信息產業高度發達，且在產業結構中占優勢地位的社會；是通訊現 代化、計算機化和行為合理化的總稱。 引申：在信息技術產業發展基礎上，運用信息技術改造傳統的經濟、社會結構的過程引申：在信息技術產業發展基礎上，運用信息技術改造傳統的經濟、社會結構的過程。 戰略發展背景戰略發展背景：問題與需求問題與需求 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineer

9、ing 數字化與信息化的區別數字化與信息化的區別 數字化： 強調信息應用的計算機化和自動化，并向數據化發展。 通過數字化技術和手段，將物理世界重構到數字化世界中。 信息化 強調信息技術的應用，信息資源的共享，信息產業的發展。 利用信息和信息技術改造物理世界，形成信息生產力。 數字化與信息化的關系數字化與信息化的關系 數字化是信息化的基礎和方法，全過程的數字化才能支持信息化。 信息化是數字化的價值所在，是數據在物理世界的應用。 建設行業信息化發展中的問題建設行業信息化發展中的問題 建筑產業數字化仍在低位運行，數字化水平低下。 導致信息化過程中以物理世界及其運行流程為主，體現的是管理思維，僅利用信

10、息 手段提升或改造少量行為。 戰略發展背景戰略發展背景：問題與需求問題與需求 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering 人工智能是引領未來的戰略性技術 引發鏈式科技突破，推動各領域從數字化、網絡化向從數字化、網絡化向 智能化加速躍升智能化加速躍升 引發重大經濟結構變革，實現社會生產力的整體躍升， 促進全行業信息化。 當前行業發展目標 推動行業數字化發展，從計算機化到數據化，實現行 業大數據積累和應用。 建立數字化思維建立數字化思維，提升人類思維，用數據驅動智能化。 行業數字化必須以項目生命期全過程數字化為基礎。行業數字化必須以項目生命期全過程數字化為

11、基礎。 新一代人工智能產業鏈新一代人工智能產業鏈 基礎層：基礎層：智能傳感器、芯片、算法 模型等； 技術層：技術層：語音、文本及圖像視頻識 別； 應用層：應用層：智能機器人、智能金融、 智能醫療、智能安防、智能駕駛、 智能搜索、智能教育、智能制造、 智能人居等 人工智能是行業發展的未來 戰略發展背景戰略發展背景：行業發展目標行業發展目標 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering 將智能化設備通過約定的協議與互聯網連接起來，形成物聯網，使各種設備能夠自動設備能夠自動 交換信息、觸發動作和實施控制交換信息、觸發動作和實施控制，實現工程建造和運維過程實時數

12、據的智能化感知、實時數據的智能化感知、 識別、采集，定位、跟蹤、傳輸、監控和管理識別、采集，定位、跟蹤、傳輸、監控和管理 物聯網物聯網 信息識信息識 別別 定位跟定位跟 蹤蹤 圖像采圖像采 集集 傳感器傳感器 網網 智能設智能設 備備 移動終移動終 端端 條形碼與二維碼 RFID射頻辨識系統 生物特征識別 GPS 室內定位系統 監控視頻 三維掃描 施工機器人 自動全站儀 智能化機械 安全、能耗、環境監控 手持設備 智能手機 平板電腦 戰略發展背景戰略發展背景：信息化發展途徑信息化發展途徑 智能環境智能環境 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering 將

13、BIM與云計算、大數據、人工智能和物聯網相融合，實現工程和運維全過程的海量異構數海量異構數 據的融合、存儲、挖掘和分析據的融合、存儲、挖掘和分析，從數據到信息、知識、決策和智慧數據到信息、知識、決策和智慧，支持智慧建造和管理。 BIM 云計算云計算 大數據大數據物聯網物聯網 人工智能人工智能 拓展信息來源； 數據實時、準確和可靠； 大規模數據的采集傳輸。 數據共享與管理； BIM的協作能力； 海量數據存儲問題。 清理多源異構數據； 數據分布式處理； 大規模數據運算和分析。 數據挖掘模型; 機器學習、推理; 從數據到信息、知識、 智慧。 戰略發展背景戰略發展背景：信息化發展途徑信息化發展途徑 智

14、能智能BIMBIM 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering 大數據和人工智能戰略背景大數據和人工智能戰略背景1 目錄 應用與發展應用與發展 3 面向大數據的智能面向大數據的智能BIMBIM研究研究2 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering 應用支撐：BIM集成應用 管理支撐：BIM云平臺 技術支撐：智能技術融合 面向大數據的智能面向大數據的智能BIM發展發展 何謂智能BIM 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering BIMBIM 產品產品 模型模型 過程過程

15、模型模型 決策決策 模型模型 9/17/2019 15 人類行為人類行為對產品 模型與過程模型 所產生的直接或 間接作用的數值 模型。 建筑組件建筑組件（Component） 的空間、非空間信息及其 拓撲關系。 空間信息空間信息：組件的空 間位置、大小、形狀 及相互關系等； 非空間信息非空間信息：結構類 型、材料、荷載屬性 等。 建筑物運行的動態模型動態模型， 與建筑組件相互作用。 影響到建筑組件在不 同時間階段的屬性； 甚至影響到建筑成份 本身存在與否。 何謂智能何謂智能BIM：BIMBIM構成構成 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) 以智能建筑環境為對象應用BIM BIM智能特性 3D拓撲關系+工程邏輯關系 智能關聯 自動演化 決策支持 大數據驅動 智能環境支撐 BIM 產品 模型 過程 模型 決策 模型 模型信息的完備性 3D幾何信息及拓撲關系 完整的工程信息描述 對象之間工程邏輯關系 模型信息的關聯性 工程對象可識別且相互關聯 工程對象關聯變更 模型信息的動態性 信息模型能夠自動演化 動態推演生命期各階段 的過程 可預測、可控制 何謂智能何謂智能BIMBIM：智能特征智能特征 土木工程系土木工程系 Department

17、of Civil Engineering 應用支撐：BIM集成應用-實現行業數字化和大數據積累實現行業數字化和大數據積累 管理支撐：BIM云平臺 技術支撐：智能技術融合 面向大數據的智能面向大數據的智能BIM發展發展 何謂智能BIM 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering 多專業和跨階段多專業和跨階段BIMBIM應用瓶頸應用瓶頸 建筑生命期各階段、各專業的信息分散地存 儲于多個獨立的文件中，具有傳統文件管理的具有傳統文件管理的 固有缺陷固有缺陷： 文件之間數據變更傳播困難，容易導致模型 數據不一致 各文件數據冗余存儲，關聯關系可能交錯重 疊，不能保

18、證模型的唯一性 無法實現對象級別的數據控制，無法支持協 同工作和同步修改。 隨著項目信息增加，存在解析工作量大、網 絡傳輸負擔重和信息易丟失等。 非結構化數據管理，無法形成大數據無法形成大數據 基于文件的基于文件的BIMBIM存儲和傳遞存在的問題存儲和傳遞存在的問題 施工階段施工階段BIMBIM應用：應用：采用多個甚至十多個 各自獨立平臺和軟件，數據格式各異、 難以互用，無法共享，形成新的信息孤 島。 跨階段跨階段BIMBIM應用：應用：基于文件的基于文件的BIMBIM存儲和存儲和 傳遞傳遞，無法實現多參與方協同工作，難 以實現數據一致的BIM交付。 急需突破急需突破BIMBIM應用瓶頸應用瓶

19、頸 BIM集成應用：集成應用：問題分析問題分析 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering 土建工程 機電工程 幕墻工程 多專業 集成應用 建設方 設計方 施工方 運維方 多參與方 協同應用 規劃階段 設計階段 施工階段 運維階段 跨階段 綜合應用 BIMBIM集成應用集成應用 BIM集成應用：集成應用：技術管理支撐技術管理支撐 全生命期全生命期BIMBIM體系架構和信息共享環境體系架構和信息共享環境 全生命期全生命期BIMBIM建模技術建模技術 全生命期全生命期BIMBIM數據存儲與管理技術數據存儲與管理技術 BIMBIM子模型提取與集成技術子模型提

20、取與集成技術 BIMBIM技術支撐技術支撐 Cloud Platform Contractor2Contractor1 Owner Structural Designer Architect Consultant 監理方 服務器節點 業主方 服務器節點 施工總承包方 服務器節點 設計方 服務器節點 施工分包方 服務器節點 平臺管理服務器 業主用戶 分包用戶 監理用戶 設計方用戶 施工總包用戶 BIMBIM平臺支撐平臺支撐 BIMBIM應用標準與規則應用標準與規則 基于基于BIMBIM的管理模式與方法的管理模式與方法 基于基于BIMBIM的業務流程組織與控制的業務流程組織與控制 BIMBIM管理

21、支撐管理支撐 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering 應用支撐：BIM集成應用-行業數字化和大數據積累行業數字化和大數據積累 管理支撐：BIM云平臺 -行業大數據管理和挖掘行業大數據管理和挖掘 技術支撐：智能技術融合 面向大數據的智能面向大數據的智能BIM發展發展 何謂智能BIM 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering BIMBIM平臺為“應用平臺”平臺為“應用平臺” ： 提供工程項目全生命期BIM創建、管理和應用機制，實現項目全生命期 各階段、多參與方和各專業信息共享和無損傳遞。 提供協同工作和業務邏

22、輯控制機制，實現多參與方協同工作及其業務 流程組織與調度。 為BIM應用軟件和相關業務軟件，提供運行環境以及通用的基本業務功 能，實現基于BIM的各項業務功能。 BIM平臺支撐：平臺支撐： 何謂何謂BIMBIM平臺平臺 BIMBIM平臺平臺 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering BIMBIM建模技術建模技術 BIMBIM結構體系結構體系 BIMBIM集成技術集成技術 BIMBIM存儲技術存儲技術 BIM BIMBIM結構體系結構體系BIMBIM建模技術建模技術 BIMBIM集成技術集成技術BIMBIM存儲技術存儲技術 BIM平平 臺臺 基于國際I

23、FC/IFD/ IDM標 準的全生命期全生命期BIMBIM結構體系結構體系； 或兼容國際標準的BIM結構 體系 BIM過程模型創建； 模型對象的工程邏輯關系； 模型與業務信息的動態集成模型與業務信息的動態集成 機制機制 BIM自動演化； BIM數據提取數據提取、集成集成、管理管理 與應用與應用； BIM與物聯網、GIS、監測 等信息融合 以對象為存儲單元以對象為存儲單元； 基于數據庫的結構化數據存數據庫的結構化數據存 儲及管理儲及管理機制； 非結構化文檔存儲及模型關 聯機制 BIM平臺支撐：平臺支撐：何謂何謂BIMBIM平臺平臺 BIMBIM平臺的技術特征平臺的技術特征 土木工程系土木工程系

24、Department of Civil Engineering 內網計算服務 可彈性擴充的前端服務器網絡存儲及加速服務 搜索引擎搜索引擎 服務服務 CDN 內容分發內容分發 加速網絡傳輸 網絡存儲網絡存儲 PC 插件式結構 WEB手機 插件 其他 第三方應用 插件插件 API 服務服務 Web 頁面頁面 API 服務服務 Web 頁面頁面 API 服務服務 Web 頁面頁面 項目數據庫項目數據庫 人工智能人工智能 項目文件項目文件 統一存儲統一存儲 網絡防火墻網絡防火墻 主要性能：主要性能： 分布式處理能力 數據搜索引擎 大數據分析能力 以數據驅動的服務體系 大體量模型處理能力 BIM平臺支撐

25、：平臺支撐：大數據技術支持大數據技術支持 大數據技術支持（大數據技術支持（4D4D- -BIMBIM云平臺）云平臺） 全過程數字化全過程數字化 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering 互聯網互聯網云平臺云平臺 DB 平臺層平臺層 標準標準API 授權, 模型, 業務數據(施工/運維) PC 插件式結構 WEB手機 插 件 插 件 插 件 其他 OSS 網絡緩存 數據層 NAS時序庫 結構化非結構化流式數據 對象級結構化數據、流式數據、 非結構化數據等存儲策略 支持多源異構數據云存儲 高效的網絡訪問 BIM平臺支撐：平臺支撐：云存儲云存儲 云存儲（云

26、存儲（4D4D- -BIMBIM云平臺）云平臺） 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering 平臺與智能設備連接（平臺與智能設備連接（4D4D- -BIMBIM云平臺）云平臺） 海量數據采集，實現 數據多態高增長 多種智能設備，支持 智能感知識別追蹤 靈活操作終端，滿足 各種業務場景需求 集成外部系統，融合 數據智能管理 操作終端操作終端 CSBSMS 展示終端展示終端 BI VR 可視化數 字大屏 虛擬現實 設備 數據采集終端數據采集終端 RFID掃描儀無人機 門禁攝像頭傳感器 智能設備智能設備 二維碼 云打印 語音識 別 智能開 關 外部系統外部系

27、統 信息 發布 消防 系統 照明系 統 安防系 統 能耗系 統 報警 系統 BIMBIM云平臺云平臺 BIM平臺支撐：平臺支撐：智能環境智能環境 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering 應用支撐：BIM集成應用-行業數字化和大數據積累行業數字化和大數據積累 管理支撐：BIM云平臺 -行業大數據管理和挖掘行業大數據管理和挖掘 技術支撐：智能技術融合 -實現大數據多態增長和智能感知及應用實現大數據多態增長和智能感知及應用 面向大數據的智能面向大數據的智能BIM發展發展 何謂智能BIM 土木工程系土木工程系 Department of Civil Eng

28、ineering BIMBIM與大數據與大數據 研究基于研究基于BIMBIM云平臺的數據搜索引擎；云平臺的數據搜索引擎； 研究基于研究基于BIMBIM云平臺的數據挖掘和分析方法；云平臺的數據挖掘和分析方法； 實現以實現以BIMBIM數據驅動業務及管理數據驅動業務及管理 智能技術融合：智能技術融合：BIMBIM與大數據與大數據 數據搜索引擎數據搜索引擎 4DBIM 平臺 大數據分析大數據分析人工智能人工智能 低成本 高彈性 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering WEB WEB WEB 進度 WEB WEB WEB 材料 WEB WEB WEB 物料

29、 基于時間搜索 基于空間搜索 模型 信息聚合分析及展示 * * * * * 基于時間基于時間/ /空間空間 的信息搜索的聚合分析的信息搜索的聚合分析 智能技術融合：智能技術融合：BIMBIM與大數據與大數據 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering29 智能技術融合：智能技術融合：BIMBIM與大數據與大數據 基于時間基于時間/ /空間空間 信息搜索的聚合分析：信息搜索的聚合分析：定制分析與大屏展示定制分析與大屏展示 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering 業務關聯分析：業務關聯分析：4 4D D動態資源

30、管理動態資源管理人員管理人員管理門禁管理門禁管理 導入定額或工程清單，建立與構件及WBS的關聯，支持動態資源 管理。 相對計劃和實際進度，自動計算整個工程、任意整個工程、任意WBSWBS節點、節點、3D3D 施工段或構件施工段或構件在任意時間范圍任意時間范圍的工程量以及累計工程量； 自動計算指定時間段內相應的指定時間段內相應的人力、材料、機械的計劃用量和實 際消耗量；提供資源計劃和實際消耗的對比分析，預測指定日期 的資源消耗量。 自動計算指定時間段內相應的指定時間段內相應的工程成本，包括人力成本、材料成 本、機械成本以及總成本；提供成本計劃和實際支出的對比分析。 定額與清單關聯定額與清單關聯

31、4D4D工程算量查詢工程算量查詢 與分析與分析 資源資源消耗查詢消耗查詢與分析與分析 動態成本查詢與動態成本查詢與 分析分析 上海國際金融項目 智能技術融合：智能技術融合：BIMBIM與大數據與大數據 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering 資源管理資源管理 人員人員材料材料機械機械 人員管理：人員管理：可錄入或批量導入項目所有施工 人員的姓名、頭像、身份證號、工種、安全 教育、技術交底、資格證書等信息?？砂凑?參建單位、施工班組等對人員進行管理。通 過移動端掃描人員二維碼二維碼，可查看人員基本 信息與技術交底、安全教育記錄。 土木工程系土木工程系

32、 Department of Civil Engineering 將人員管理系統人員管理系統與門禁系統相鏈接，讀取 門禁系統刷卡信息的同時也可設定門禁的 權限。施工人員刷卡通過門禁即可在4D- BIM平臺記錄其刷卡時間記錄其刷卡時間并展示出人員管 理中的頭像、姓名、資格證書等數據信息。 人員管理人員管理 門禁系統門禁系統 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 施工任務 施工進度 智能技術融合：智能技術融合：BIMBIM與大數據與大數據 數據搜索與分析：數據搜索與分析：基于屬性的模型搜索與定位基于

33、屬性的模型搜索與定位 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering WEB WEB WEB 進度 WEB WEB WEB 材料 業務與模型業務與模型 動態關聯機制動態關聯機制 模型 通過構件與業務之間的屬 性映射規則建立，實現業 務與模型的智能動態關聯。 當模型變更或構件屬性變 化時，關聯將自動調整。 智能技術融合：智能技術融合：BIMBIM與大數據與大數據 數據搜索與分析：數據搜索與分析：業務與模型的動態關聯機制業務與模型的動態關聯機制 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering 根據不同需求，創建或提取不同細

34、度的模型 從宏觀宏觀到微觀微觀多個層面進行4D工程管理，有效應對大規模大規模、區域性區域性和長線工程長線工程的BIM管理和展示需求。 適應面涵蓋建筑、公路、橋梁、地鐵、管廊建筑、公路、橋梁、地鐵、管廊等多個領域。 智能技術融合：智能技術融合：BIMBIM與大數據與大數據 數據搜索與分析：數據搜索與分析：多級模型提取多級模型提取多維度管理多維度管理 宏觀宏觀中觀中觀微觀微觀 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering 前期準備 關聯規則提取 地層屬性分類 掘進速度預測 盾構機實時監測數據挖掘與分析盾構機實時監測數據挖掘與分析 對經典數據挖掘流程的改進 對

35、已有數據挖掘領域的擴展 對傳統盾構施工技術的提升 創新 智能技術融合：智能技術融合：BIMBIM與大數據與大數據 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering BIMBIM與與數字數字監控監控 研究BIM與數字監控、現代測量、三維激光掃描等信息的融合。 解決施工現場質量安全的動態監測與分析，復雜結構施工自動定位與精度分析。 智能技術融合：智能技術融合：BIMBIM與數字監控與數字監控 導梁監測點布置 墩旁托架監測點布置 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering Tekla模型 Midas模型 計算結果 *設計模

36、型 *分析模型 *計算結果 *監測點 模型模型 整合整合 *主橋結構 *臨設結構 監控數據監控數據 集成集成 *沉降數據 *形變數據 *撓度數據 *支反力 量測數據量測數據 集成集成 *綜合分析 *安全預警 安全分析安全分析 預警預警 智能技術融合：智能技術融合： BIMBIM與數字監控與數字監控 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering39 智能技術融合：智能技術融合：BIMBIM與數字監控與數字監控 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering 智能技術融合：智能技術融合：BIMBIM與數字監控與數字監控

37、安全分析與監測：安全分析與監測：應力及節點分析；沉降、變形、擾度監測； 工況管理等 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering 施工現場監測施工現場監測 適用于現場實時數據實時數據的 在線監測在線監測，其中監測的 數據包括揚塵濃度、噪 音指數以及視頻畫面。 通過物聯網以及云計算 技術，實現實時實時、遠程遠程、 自動監控自動監控顆粒物濃度以 及現場數據實時數據傳 輸、展示、分析與預警。 智能技術融合：智能技術融合：BIMBIM與數字監控與數字監控 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering 現場攝像監控現場攝像監

38、控 通過設定虛擬攝像頭虛擬攝像頭， 將現實中視頻監控所拍 攝的畫面與虛擬攝像頭 拍攝到的BIM模型一一 對應，在4D-BIM中控 制攝像頭的視角和畫面 時，虛擬攝像頭會實時實時 同步同步，實現虛擬模型虛擬模型與 現實施工情況現實施工情況的對比。 智能技術融合：智能技術融合：BIMBIM與數字監控與數字監控 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering BIMBIM與物聯網與物聯網 研究BIM與物聯網技術的融合，實現二維碼、RFID、紅外感應、激光掃描等傳感信息與BIM關聯。 解決BIM應用中的智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理。 智能技術融合：智能技術融

39、合：BIMBIM與物聯網與物聯網 IOT設備狀態實時監控，將 IOT設備點位在模型中，動態 標識其運行狀態，可追蹤實時 數據并提供報警服務。 支持追溯近7天的數據，并以 圖形化的方式進行模擬，精確 到秒級。 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering 面向大數據的智能面向大數據的智能BIMBIM研究研究2 目錄 大數據大數據 與人工智能戰略背景與人工智能戰略背景1 應用與發展應用與發展3 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering 圖像 分析 視頻 分析 進度管理 結構 受力 設備 運行 人員 環境 安全管理

40、4DBIM 云平臺(用戶/模塊/權限) 現場管理 人員機械材料工藝 模型拼裝 安全 文檔 進度 預制件管理基礎業務 人員吊裝生產 項目管理業務 質量資源場地算量 多平臺多平臺: BIM GIS 多維度多維度: 宏觀, 中觀, 微觀 多專業多專業: 鐵路, 公路, 隧道, 橋梁, 地鐵, 管廊 多參與方多參與方: 業主, 施工總包, 施工, 監理 4D4D- -BIMBIM施工管理系統：施工管理系統：系統架構系統架構 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering 全息全知全息全知：人工查驗+智能監測數據獲取 融會貫通：融會貫通：連接施工階段全專業數據 有始

41、有終：有始有終：結合業務場景的閉合管理流程 智能關聯：智能關聯：模型與業務信息智能動態關聯 大數據驅動業務與管理 4D4D- -BIMBIM施工管理系統：施工管理系統：技術優勢技術優勢 4D過程進度模擬 進度管理控制 構件信息查詢 成本資源管理 -.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 質量安全問題跟蹤 時變結構分析 監測數據集成 場地設施管理 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering 智慧梁場協同管理應用案例智慧梁場協同管理應用案例 智慧梁場協同管理平臺智慧梁場協同管理平臺 中國

43、中鐵大橋局集團有限公司| 深中通道BIM技術在預制梁場的成套解決方案研究與實踐 智慧梁場應用實例 深中通道項目S07合同段 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering 模型 保養 備品 備件 能源 監測 數據 分析 文檔 能源管理 設備 設施 資產運維管理 基礎業務 人員 維修巡檢 視頻 監控 門禁 管理 消防 報警 人員 定位 安防管理 智能聯動分析引擎 應急管理 應急 預案 應急 事件 應急 法規 實時監控中心|可擴展 環境 監測 設備 監控 信息 發布 資產信息管理 空間 管理 基 礎 服 務 智 能 服 務 4D-BIM 云平臺(用戶/模塊/權

44、限) 功 能 全 景 功 能 全 景 智能指揮中心|BIM駕駛艙 4D4D- -BIMBIM運維管理系統：運維管理系統：產品架構產品架構 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 三位一體的管理：三位一體的管理：“自動感知+智能定位+管理調控”的全過程閉環管理; 數據驅動管理：數據驅動管理：基于數據挖掘的業務管理優化與決策. 智能感知定位與動態管理 實時監控與動態管理實時監控與動態管理 4D4D- -BIMBIM運維管理系統：運維管理系統：技術優勢技術優勢 土木工程系土木工

45、程系 Department of Civil Engineering 閉環流程 正常 報警 通知到管理人員 派發任務至維修人員 同時消息通知 動態記錄維修流程 維修任務完成 提交審核 恢復正常 4D4D- -BIMBIM運維管理系統：運維管理系統：技術優勢技術優勢 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering 4D4D- -BIMBIM運維管理系統：運維管理系統：技術優勢技術優勢 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering 智能運維管理應用案例：智能運維管理應用案例：北京城奧大廈北京城奧大廈 北京城奧大廈 將傳統

46、的2D管理轉 換為3D管理，運維 數據多角度多層次展 示 可視化 將運維中的信 息進行匯總整 理，數據留痕 信息化 IOT設備數據傳輸、分 析、預警，優化設備 運維方案 智能化 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering 發展與應對發展與應對：著眼于發展著眼于發展- -前瞻前瞻性性 標準體系不完善標準體系不完善 政策法規不建全政策法規不建全 關鍵技術亟待突破關鍵技術亟待突破 應用軟件不配套應用軟件不配套 BIMBIM集成應用困難集成應用困難 難以體現難以體現BIMBIM整體整體應用價值應用價值 國家大數據和智能化戰略國家大數據和智能化戰略 數據流引領技

47、術流、物質流、資金流、人才流數據流引領技術流、物質流、資金流、人才流，促進 生產組織方式的集約和創新； 建立“用數據說話、用數據決策、用數據管理、用數“用數據說話、用數據決策、用數據管理、用數 據創新”據創新”的管理機制，實現基于數據的科學決策。 信息化發展趨向信息化發展趨向 信息資源信息資源= =能源資源能源資源 信息安全信息安全= =國土安全國土安全 信息信息= =資產資產 存在問題存在問題 行業信息化發展方向行業信息化發展方向 土木工程系土木工程系 Department of Civil Engineering9/17/201954 項目全生命期項目全生命期BIMBIM集成應用：集成應用

48、：實現大數據積累實現大數據積累 以以BIMBIM云云平臺平臺為支撐為支撐： 各階段資源及信息共享 多參與方遠程協同工作 實現大數據管理實現大數據管理 BIMBIM數據庫為基礎數據庫為基礎 模型對象為存儲與管理單元 結構化數據存儲 實現大數據挖掘實現大數據挖掘 移動智能終端為工具移動智能終端為工具 多元數據采集、跟蹤和傳輸 實現大數據多態化高增長實現大數據多態化高增長 發展與應對發展與應對：著力于技術著力于技術先進先進性性 大數據決策為目標大數據決策為目標 實現企業的智慧管理 實現工程的智慧建造 基于國際標準自主開發基于國際標準自主開發 我國我國BIMBIM云平臺云平臺 土木工程系土木工程系 D

49、epartment of Civil Engineering9/17/201955 面向大數據的面向大數據的BIMBIM應用實施應用實施 單項單項- - 局部集成局部集成- - 全面集成；全面集成；以典型示范帶動普及應用以典型示范帶動普及應用，實現全生命期應用，實現全生命期應用 面向集成應用的面向集成應用的BIMBIM平臺平臺 BIMBIM數據庫數據庫 發展與應對發展與應對：立足于實用立足于實用實效性實效性 人 工 智 能 是 行 業 發 展 的 未 來 大 數 據 驅 動 新 一 代 人 工 智 能 B I M 構 筑 行 業 大 數 據 并 支 撐 行 業 數 字 化 報告人：張建平 教授 時間：2019/9/19