信息化应用新技术教学提纲.docx

信息化应用新技术教学提纲.docx

《信息化应用新技术教学提纲.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《信息化应用新技术教学提纲.docx（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

信息化应用新技术教学提纲

信息化应用新技术

一、虚拟仿真施工技术

1.主要技术内容

   虚拟仿真施工技术是虚拟现实和仿真技术在工程施工领域应用的信息化技术。

虚拟仿真技术在工程施工中的应用主要有以下几方面：

（1）施工工件动力学分析：

如应力分析、强度分析；

（2）施工工件运动学仿真：

如机构之间的连接与碰撞

（3）施工场地优化布置：

如外景仿真、建材堆放位置，

（4）施工机械的开行、安装过程；

（5）施工过程结构内力和变形变化过程跟踪分析；

（6）施工过程结构或构件及施工机械的运动学分析；

（7）施工过程动态演示和回放。

2.技术指标

   虚拟仿真施工主要包含以下技术体系:

（1）三维建模技术

   运用三维建模和建筑信息模型（BIM）技术，建立用于进行虚拟施工和施工过程控制、成本控制的施工模型。

该模型能将工艺参数与影响施工的属性联系起来，以反应施工模型与设计模型之间的交互作用，施工模型要具有可重用性，因此必须建立施工产品主模型描述框架，随着产品开发和施工过程的推进，模型描述日益详细。

通过BIM技术，保持模型的一致性及模型信息的可继承性，实现虚拟施工过程各阶段和各方面的有效集成。

（2）仿真技术

   计算机仿真是应用计算机对复杂的现实系统经过抽象和简化形成系统模型，然后在分析的基础上运行此模型，从而得到系统一系列的统计性能。

基本步骤为；研究系统→收集数据→建立系统模型→确定仿真算法→建立仿真模型→运行仿真模型→输出结果，包括数值仿真、可视化仿真和虚拟现实VR仿真。

（3）优化技术

   优化技术将现实的物理模型经过仿真过程转化为数学模型以后，通过设定优化目标和运算方法，在制定的约束条件下，使目标函数达到最优，从而为决策者提供科学的、定量的依据。

它使用的方法包括：

线性规划、非线性规划、动态规划、运筹学、决策论和对策论等。

（4）虚拟现实技术

   虚拟建造是在虚拟环境下实现的，虚拟现实技术是虚拟建造系统的核心技术。

虚拟现实技术是一门融合了人工智能、计算机图形学、人机接口技术、多媒体工业建筑技术、网络技术、电子技术、机械技术等高新技术的综合信息技术。

目的是利用计算机硬件、软件以及各种传感器创造出一个融合视觉、听觉、触觉甚至嗅觉，让人身临其境的虚拟环境。

操作者沉浸其中并与之交互作用，通过多种媒体对感官的刺激，获得对所需解决问题的清晰和直观的认识。

3.适用范围

   工业与民用建筑、市政工程、土木工程施工方案编制。

4.已应用典型工程

   上海正大广场，广州珠江新城西塔项目。

一、虚拟仿真施工技术

1.主要技术内容：

   应用工程测量与定位信息化技术，建立特殊工程测量处理数据库，解决大型复杂或超高建筑工程中传统测量方法难以解决的测量速度、精度、变形等技术难题，实现对工程施工进度、质量、安全的有效控制。

2.技术指标

（1）建立或应用测量机器人（智能全站仪）建筑测量的成套技术与工艺。

（2）建立或应用智能全站仪大仰角三维坐标测量修正模型。

（3）应用信息技术进行超高结构建筑垂直度偏差和轴线偏差控制。

（4）建立特殊复杂工程测量信息化处理数据库。

3.适用范围

   适用于大型复杂或特殊复杂工程施工过程中的测量变形等监测。

4.已应用典型工程

   上海环球金融中心项目，中央电视台新台址项目。

二、施工现场远程监控管理及工程远程验收技术（

1.主要技术内容

   利用远程数字视频监控系统和基于射频技术的非接触式技术或3G通信技术对工程现场施工情况及人员进出场情况进行实时监控，通过信息化手段实现对工程的监控和管理。

该技术的应用不但要能实现现场的监控，还要具有通过监控发现问题，能通过信息化手段整改反馈并检查记录的功能。

   工程项目远程验收是应用远程验收和远程监控系统，通过视频信息随时了解和掌握工程进展，远程协调与指挥工作能够实现将施工现场的图像、语音通过网络传输到任何能上网的地点，实现与现场完全同步、实时的图像效果，通过视频语音通讯客户端软件，对工程项目进行远程验收和监控，并能实现将现场图像实时显示并存储下来。

2.技术指标

（1）远程视频图像监控：

监控用户可以通过网络察看每个监控摄像机采集的施工现场实时动态图像，远程调节监控摄像头的光圈、焦距和景深，控制云台的旋转。

（2）多画面显示：

远程监控端能够多画面循环显示，也能进行单画面和多画面显示方式切换，对画面可以放大和缩小。

（3）远程视频图像存储：

监控用户可以将远程视频图像存储在本地计算机硬盘上，能够对记录下的影像资料进行检索、回放、定位、快放和慢放等操作。

（4）用户权限控制：

为了系统的安全性和保密性，系统可以对用户的级别进行严格的控制，赋予不同级别用户不同的权限，所有用户只能在授权范围内进行监控操作。

（5）现场作业人员管理：

利用基于射频技术的人员身份识别系统实现现场作业人员的进出场管理和现场作业人员的统计分析。

（6）远程监控和视频采集

   将建筑工程现场的局部细节，以及施工面的视频图像实时记录在视频媒体介质上，通过网络将实时采集的视频图像传输到远程质量验收管理系统中。

具有视频采集、传输管理、应用存储、远程访问管理、质量验收应用等具体功能。

（7）图档管理

   本工程相关图纸进行管理（主要是电子图纸），完成电子图纸的导入和管理，并进行图纸管理和整个验收系统的集成，实现在远程验收时随时可以调出相应的图纸作为验收参考和备案依据的功能。

（8）验收报表

   主要用来处理相应的验收报表，实现报表的维护、填写等功能，并实现本分系统和整个远程验收系统的集成和其它分系统的交互。

验收报表子系统严格按照《建设工程监理规范》GB50319、《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300、《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205、《建设工程文件归档整理规范》GB/T50328等各项规范规定，包括国家和地方相应的法律法规和标准规定的标准性报表，并可根据企业和工程特点自定义项目报表。

（9）多媒体交互

   在工程质量验收时，验收中心人员与现场人员远程实时交互通信，形成联动协作的音视频同步系统和文字等的交流，提高质量验收的效率与验收部位的准确性。

（10）知识中心

   具有收集工程验收相应规程规范、企业标准等内容的功能，为验收过程中的相关人员提供知识支持。

3.适用范围

   大型房建、土木工程、市政工程、大型超高钢结构工程。

4.已应用典型工程

   广州珠江新城西塔项目，中央电视台新台址项目、天津市快速环路西北半环、上海环球金融中心项目等。

三、工程量自动计算技术（

1.主要技术内容

   工程量和钢筋量的计算是工程建设过程中的重要环节，其工作贯穿项目招投标、工程设计、施工、验收，结算的全过程。

其特点是工作量大、内容繁杂，需要技术人员作大量细致、重复的计算工作。

工程量自动计算技术是建立在二维或三维模型数据共享基础上，应用于建模、工程量统计、钢筋统计等过程，实现砌体、混凝土、装饰、基础等各部分的自动算量。

（1）基于三维模型和建筑信息模型（BIM）技术，进行建模。

（2）可自动识别电子版设计文档，快速识别出轴网、柱、梁、墙、门窗、柱钢筋、梁钢筋、墙钢筋、板钢筋。

（3）可以在三维立体可视化的环境中实现整个建模和计算过程，通过系统提供的可视化修改查询工具，对模型的所有细节信息进行控制。

（4）以构件作为操作对象，系统工程量和钢筋工程量可以通过构件几何尺寸直接读取，实现构件交接处的自动扣减，如墙体计算中自动扣减门、窗、洞口的面积，算梁混凝土体积时自动扣减柱所占的长度等。

（5）自动套取定额，提供完整的换算信息。

（6）开放的完整的报表系统，实现工程量的自动分类汇总及报表输出。

2.技术指标

（1）应用一套以上工程量自动计算软件。

（2）该软件要满足《建设工程工程量清单计价规范》GB50500。

（3）该软件应适应全国各地的不同定额和计算规则。

3.适用范围

   适用于工业与民用建筑项目中招投标、工程设计、施工、验收，结算全过程的砌体、混凝土、装饰、基础等各部分的工程量自动计算，以及钢筋统计等。

4.已应用的典型工程

   解决工程量和钢筋量的自动计算和统计的软件，已在全国普及应用。

应用三维建模和建筑信息模型BIM技术的工程量自动统计软件，也在大型工程中应用。

四、工程项目管理信息化实施集成应用及基础信息规范分类编码技术

工程项目管理信息化实施或集成应用技术是指用信息化手段实现对项目的业务处理与管理，或进一步用系统集成的方法将项目管理的各业务处理与管理信息系统模块进行应用流程梳理整合或数据交换整合，形成覆盖项目管理主要业务的集成管理信息系统，实现项目管理过程的信息化处理和业务模块间的有效信息沟通。

   统一的基础信息规范分类和编码技术是有效实施工程项目管理信息化及集成应用的基础。

工程项目管理信息化的实施从过去的单项业务处理过程应用发展到管理信息系统应用或集成应用，必须首先实现工程基础信息的规范，才能使工程项目管理信息化和集成化处理有据可依。

1.主要技术内容

（1）工程项目管理信息化实施及集成应用主要技术内容包括以下模块：

项目办公事务管理（与业主、监理、设计、分包分供单位、上级机构、地方政府的沟通）；项目进度计划管理（支持与P3、Project进度管理软件的集成）；材料的采购计划与入库、限额领料与出库，盘点及周转材料的管理；设备管理（包括租赁及内部调拨）；工程承包合同的计量与支付、劳务合同的结算与支付；项目成本管理与核算，相关报表自动生成；项目施工组织设计、技术方案、工法及图档管理；项目质量与安全管理（管理过程的及时有效记录及审批过程的可追溯管理）；工程项目管理的动态数据实时传输、实时监控和分析预警管理。

（2）工程项目管理集成信息规范分类编码是通过将项目施工生产和管理过程中涉及的各类信息进行统一的面向信息共享的信息分类与编码，实现信息的畅通和共享。

（3）上述内容的管理信息系统开发应用或集成处理应用。

2.技术指标

（1）按管理信息系统分模块应用时，至少应用技术内容中的

（1）项中的3个模块或以上。

（2）集成应用时，用该技术开发的工程项目管理软件系统，要实现在对各功能模块的单独应用基础上的集成化，实现对项目的全过程管理、流程化控制，实现企业与项目部之间的内部协同。

（3）成本管理应该是项目实施过程管理信息化的核心管理内容，结合企业的特点和实际已经形成的成本控制体系，系统可以根据项目管理方式的特点以及工程专业要求灵活编制预算成本，处理成本发生和成本变更实现多级控制，应做到成本数据和责任可以追根溯源，围绕与成本有关的各个环节，进行成本的预算、计划、控制、核算、结算及统计分析，实现成本、合同、信息、工程资料等业务细节处理，系统自动汇集出成本盘点报表，资金支付表单及目前工作所需的各种成本管理统计报表，提高成本统计质量，降低劳动强度。

（4）集成处理可以是应用集成或数据集成，集成处理时必须采用规范化的基础信息分类编码技术。

（5）基础信息规范分类技术指标：

项目基本信息、投标信息、合同信息、质量信息、成本信息、分包信息、进度信息、健康安全及环境信息、劳动力及人力资源信息、材料信息、机械设备信息、技术信息、资金信息、风险信息、法定程序文件信息、资料管理信息。

（6）基础信息编码技术指标

1）数据元的分类：

按照层群码分类或面群码分类法进行编码的分类和对象的标识。

2）数据元的描述：

包括数据元编号规则、数据元名称、数据元定义、数据元类型、数据格式、计量单位等。

3）数据元的值域：

数据元在系统运作中呈现为值，并在信息交换等功能中得到共享。

数据元通常有一个允许值的集合，这个允许值的集合被称之为值域。

代码集是数据元值域代码的集合，代码集包括代码标识、代码、名称。

码是代码表中对应代码名称的具体代码取值，名称指代某属性允许值的描述。

值域代码集是可扩展的，值域代码集中，代码应按照一定的规则进行编码。

4）数据元集合：

以数据元集合的形式形成基础信息的编码。

3.适用范围

   各类工程建设项目。

4.已应用的典型工程

   中央电视台新台址项目、广州珠江新城西塔等工程项目。

五、建设项目资源计划管理技术

 该技术以管理的规范化为基础、管理的流程化为手段、项目财务成本处理的透明化为目标实现对建设工程资源的有效管理。

   建设行业的管理基础是工程项目，无论管理面多宽、链条长短，最终都要落实到工程项目管理这一层级上来，因此如何实现各级管理层次对工程项目主要人、财、物等资源的分权管理，明确各方的责、权、利，实现项目管理的透明化，保障项目的工期，保障项目的投资成效，是建设工程项目管理技术的核心。

1.主要技术内容

（1）梳理和优化各层级管理工程项目的流程。

（2）编制组织机构、项目、人员（角色）、物料、科目标准，规范统一编码体系。

（3）搭建建设工程项目资源计划管理应用技术平台，在平台上运行的内容至少包括：

项目行政办公管理、项目营销管理、合同管理、计划进度管理、采购管理、物资管理、财务管理、人力资源管理等内容。

（4）进行系统设置、业务静态数据的初始化，保证财务动态数据的正确性。

（5）数据并行、切换、共享的处理。

（6）与其他系统的接口或数据交换。

2.技术指标

（1）通过资源计划管理实现工程项目管理的业务财务一体化，保证工程项目的各种采购合同、进场、出库、库存、应收、应付、资产、债权、债务数据的一致性。

（2）通过工程项目的预算成本、计划成本、实际成本的对比分析，实现项目成本处于实时监控状态。

（3）实现工程项目的规范化、流程化管理，各级管理者按照设定的流程根据角色实现审核审批管理。

（4）实现工程项目管理主要资源的准入控制。

对人员的进出与调配、客商档案的建立、物资设备的增加、财务科目的变更等建立标准的准入机制。

（5）有助于实现工程项目的生命周期管理。

实现项目立项、执行、竣工、结算、财务决算、关闭的过程节点控制。

（6）竣工管理各类操作人员的个性化界面，操作界面简洁，只显示权限内的工作和任务。

3.适用范围

   该技术适用于各层级对工程项目主要经济指标的管控及所有工程项目。

4.已应用的典型工程

   该项技术已经在部分大、中、小工程项目管理中成功应用。

六、项目多方协同管理信息化技术

项目多方协同管理信息化技术是以Internet为通信工具，以现代计算机技术、大型服务器和数据库技术、存储技术为支撑，以协同管理理念为基础，以协同管理平台为手段，将工程项目实施的多个参与方（投资、建设、管理、施工等各方）、多个阶段（规划、审批、招投标、施工、分包、验收、运营等）、多个管理要素（人、财、物、技术、资料等）进行集成管理的技术。

    项目多方协同管理信息化技术是工程项目管理信息化技术应用领域最前沿的技术。

1.主要技术内容

（1）建设适应协同管理需求的基础网络环境，也可以租用商业基础网络环境或使用系统产品提供商的网络设施（服务器系统）。

（2）建立适应项目多方管理需求的协同管理平台，在协同管理平台上定制项目协同管理的结构、角色、权限，按机构及角色与权限实现对项目的系统管理。

（3）购置、定制满足项目管理职能的应用软件模块，在协同管理平台上进行项目管理应用模块使用的单点登录、数据交换、应用集成等系统整合。

（4）建立以任务为核心的项目多方系统管理与信息互通系统，按任务实现项目的协同管理。

（5）建立统一的多方信息资源库，集成项目参与方的相关信息和工程项目管理知识；

（6）提供项目管理各方在网上异地进行协同设计管理、施工管理及对相关资源信息综合管理的功能。

2.技术指标

（1）基础网络系统可以是企业VPN网或企业局部网并实现与Internet相连，也可以租用或采用托管方式的网络系统，无论哪种方式均需具有足够的网络安全保障；

（2）协同管理平台需具有符合要求的安全认证、权限管理、与同类平台的互信连接、信息化办公、资料处理型应用模块定制等基本功能；

（3）软件系统主要功能不仅能满足项目管理职能的要求，而且为项目参与方提供项目信息的单一入口，可以满足项目多方进行信息交流、协同工作、实时传送和共享数据信息等要求，能实现项目业主、监理、总包、设计、分包、供应商之间的协同管理。

（4）协同管理平台应具有项目管理应用系统单点登录、数据交换、应用集成等系统集成整合支持工程。

3.适用范围

   适用于建设项目实施过程中的多方协同管理，更能满足工程项目的单方管理。

4.已应用的典型工程

   已在武广高铁武汉车站等大型交通建设项目、水利工程中应用；以任务为中心的项目多方协同管理系统已经在宁波来福士广场等多个工程项目中应用。

七、塔式起重机安全监控管理系统应用技术

1.主要技术内容

   塔式起重机是机械化施工中必不可少的关键设备。

由于建筑业的快速发展，建筑起重机在用数量急剧上升，目前已达二十多万台。

在起重机众多事故中违章操作、超载所引发的事故占60%以上。

国际上早在1998年就全面实施了安全监控管理，并列入了强制性标准，使事故下降了80%以上。

   建筑起重机安全监控系统由工作显示系统、专用传感器、数据通信传输系统、安全软硬件、工作机构等组成。

监控系统的应用可以从根本上改变塔机的管理方式，做到事先预防事故，变单一的行政管理、间歇性检查式的管理为实时的、连续的科技信息化管理；变被动管理为主动管理，最终达到减少乃至消灭塔机因违章操作和超载引起的事故的目的。

（1）主要功能

1）记录塔机工作全过程。

管理者可适时掌握数据，作为对塔机检查、大修和事故判定的依据。

2）判断司机的操作指令，能自动拒绝执行超出塔机能力范围的指令，同时发出声光报警并将相应工作参数数据记入违章档案。

3）显示塔机工作参数，使司机能直观地了解塔机的工作状态，正确操作，避免误操作和超载。

4）利用GPRS远程无线传输和Internet技术，实现在联网的计算机上，实时查看塔机的工作参数，对塔机工作参数及状态分析统计，实现塔机安全管理全覆盖，知道维修保养和适时更换易损件。

（2）关键技术

1）高精度力传感器匹配及传感器在不同起重量、不同机构特性、不同温度条件下稳定工作，重复精度满足要求的解决方案。

2）变幅、起升、回转，倾角传感器可靠测距，消除积累误差，保证重复精度的技术。

3）系统抗电磁干扰、宽温幅、抗粉尘、抗潮湿、抗老化技术。

4）系统适应于不同型号、不同形式的塔机普适性技术。

5）集远程数据传输、大容量数据管理、GPRS定位、多层低用户服务等内容的塔机监控网络平台集成技术。

2.技术指标

（1）实时监测和显示建筑起重机工作参数和适用范围

工作幅度：

3～200m起重量：

0.3～80t

起重力矩：

0.9～2400t·m起升高度：

0～400m

回转角度：

±540°行走距离：

0～800m

起重量显示精度：

±3%力矩显示精度：

±5%

测距精度：

±0.3m回转角度：

±5°

仰俯角度：

±1°记录贮存工作循环次数：

16000次

（2）反馈控制参数

   当起重量达到额定起重量90%时报警，超过额定荷载3%时停止起升机构上升的运动；当起重力矩达到额定起重力矩90%时报警，超过额定起重力矩5%时停止上升和向大幅度方向运动。

限制起升、变幅、回转、行走的位移，当位移接近最大位移和最小位移的规定值时，报警并强迫换为低速运转，达到极值时，停止向危险方向的运动。

连续记录每一个工作循环的全部工作参数并贮存数据，最大贮存量为16000个工作循环。

（3）远程管理平台

   除塔机基本参数外，另外提供吊钩速度、负荷率、力矩比等参数实时显示，超载自动弹出显示。

可按照塔机名称、日期、起重量等多种方式进行统计分析，支持打印。

具有24h专业数据服务器，容量1万台，保存数据180d。

提供政府管理机构、公司集中管理客户、现场管理客户多种层次塔机管理服务。

（4）工作环境

系统工作温度：

-20～60℃工作湿度：

95%（不结霜）

抗群脉冲干扰等级：

2000V防护等级：

IP43

工作电压：

2相220V50/60Hz允许电压波动：

-15%～+10%

3.适用范围

   适用于各种型号的塔式起重机，包括动臂变幅式、小车变幅式起重机。

   应用领域为：

建筑施工企业，起重机租赁企业，政府技术监督，建设行业管理部门，起重机设计、生产、维修、保养单位，标准研究与归口管理单位，大专院校教学，突发事件应急管理部门等。

4.已应用的典型工程

   在俄罗斯、沙特、土耳其、乌克兰、香港、天津、广东、宁夏等多个地区应用，安全管理效果十分显著。