建科“金刚钻”④│基于物联网与数字孪生的智慧工地监测集成技术与系统

发布时间:2024-10-04
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主要技术特点

适用范围

适用于施工企业对建筑工程的施工现场质量安全信息化管控,主要应对企业对现场施工管理的远程掌控、施工项目对现场质量安全闭环监控、风险性较大区域关键指标的实时预警、施工管理过程数据结构化记录等场景。

解决的关键技术问题

通过施工现场统一建设的智慧工地硬件设备,获取施工现场安全现状结构化信息,用于安全隐患预警分析;通过对传感器类型、位置及通信协议、数据格式等优化调整,提高现场安全风险感知频率与准确性;通过边缘计算设备进行传感数据清洗与分析,结合机器学习和深度学习等算法,实现项企一体化安全管控。本技术解决了传统智慧工地系统中人员精细管理、机械自动化管理、远程巡检调度、现场多节点数据互通与任务协作等重难点问题。

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主要科技创新点

1:构建了物联网设备的数据对接平台。规范了视频摄像头、人脸识别门禁、自动化监测、定位标签、边缘计算黑盒子等物联网设备参数指标要求,实现了施工现场物联网设备的智能管控。

2:建立了包括利益相关方、管控过程、管控领域、管控要素的多维模型与施工过程数字孪生架构。针对工程项目实际应用需求,个性化建立施工现场管控数字孪生模型。

3:开发了基于运动趋势的塔式起重机防碰撞算法。考虑吊物在吊运过程中由于惯性作用而进行的运动趋势,评估不同塔机、不同操作人员的制动反应时间与制动距离,综合评估塔机与周围塔机或障碍物的位置关系,实现更精准的塔机碰撞风险预测。

4:提出了基于注意力机制的施工现场火灾隐患快速识别方法。基于施工现场采集的影像数据,利用YOLOv5深度学习网络模型,优化了注意力机制,实现了高帧数数据流实时检测的同时,大幅提升了对明火烟雾区域的识别效果。

5:提出了基于图像数据的智慧工地施工安全预警方法。基于COT(大模型思维链)技术,实现了关键施工部位异常行为图像数据的分析与预警,建立了安全智能巡检功能模块,提高了安全管理效率和准确性。

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获得科研成果

获得荣誉

入选住房和城乡建设部办公厅“智能建造新技术新产品创新服务典型案例(第一批)”(建办市函〔2021〕482号);入选中国施工企业管理协会全国《2023年工程建设行业互联网发展优秀实践案例》。

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主编规范

依托技术成果主编《四川省智慧工地建设技术标准》DBJ 51T 196-2022,《四川省工程建设项目信息模型应用评价标准》DBJ51T216-2022;正在编制《四川省智慧工地分级评价标准》《四川省智能建造评价标准》。

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知识产权成果

共取得国家授权专利30项,包含发明专利3项,软件著作权登记证书27项。

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推广应用情况

截至2024年5月,依托该技术研发的智慧工地监控系统累计实现合同金额3300余万元;正在监管的项目为197个,接入实名制设备1002台;接入视频监控设备2000台:接入起重机械(塔式起重机和施工升降机)监控设备857台;接入环境监测设备257台;管理了超过18万在岗工地实施人员;累计近1000个总承包及专业承包项目通过本系统开展软件应用。

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