智能建造理论与实践 课件 第五章 智能建造多场景实例

第五章智能建造多场景实例第五章智能建造多场景实例5.1人工智能在广东省佛山市凤桐花园项目的应用5.2“互联网+平台”在湖南省智慧工地的推广应用5.3智慧工地全过程管理在中铁建项目的应用思考题5.4AI+数字孪生技术在上海音乐厅修缮工程的应用5.5基于“智慧建管养”一体化的北京冬奥国家速滑馆项目5.1人工智能在广东省佛山市凤桐花园项目的应用5.1.1项目基本情况5.1.2案例应用场景及技术产品特点5.1.3案例实施情况5.1.4应用成效广东省佛山市凤桐花园项目建筑机器人基于BIM技术的施工策划5.1人工智能在广东省佛山市凤桐花园项目的应用基本情况基于BIM技术的智慧工地管控系统基于BIM技术的自动计划排程系统产品方案要点5.1人工智能在广东省佛山市凤桐花园项目的应用案例应用场景及技术产品特点——产品方案要点博智林的建筑机器人主要由运动底盘、工艺上装机构、定位导航、动力驱动、调度及控制单元五大部分组成，综合运用多种不同类型的执行机构、融合了多种定位导航及避障技术、不同的网络通讯方式和不同的动力源等，以适应不同的施工工艺和场景环境，寻求高效、低成本、高柔性度之间的最佳平衡。5.1人工智能在广东省佛山市凤桐花园项目的应用底盘稳定性差导航定位精度低环境适应性低运动部件可靠性低关键技术参数无法达标。。。。。。。通过自研的移动底盘、定位导航技术、BROS操作系统、各种工艺上装机构、关键的核心部件和传感器部件等，初步解决了目前工业部件直接组装所面临的传统问题。案例应用场景及技术产品特点——关键技术难点及创新点5.1人工智能在广东省佛山市凤桐花园项目的应用案例应用场景及技术产品特点——产品特点混凝土施工类机器人智能随动布料机结合整平机器人实现完全无人化布料整平作业；整平机器人、抹平及抹光机器人的组合使用，借助激光水平仪作为高精度标高体系，实现混凝土成型面的高质量要求，稍加打磨修整即可达到高精度地面要求，直接进行地砖薄贴和木地板铺设。5.1人工智能在广东省佛山市凤桐花园项目的应用案例应用场景及技术产品特点——产品特点混凝土修整类机器人解决了过程作业中劳动强度大、粉尘和噪声污染严重等问题，效率是人工作业的2倍以上，粉尘量降低10倍以上、噪声降低10dB左右，打磨效果一致性好，墙体极差与人工打磨比有明显改善。5.1人工智能在广东省佛山市凤桐花园项目的应用案例应用场景及技术产品特点——产品特点墙面装修类机器人根据规划路径可实现自动行驶，自动完成喷涂作业。与传统人工施工相比，机器人能长时间连续作业，从而提高作业效率，降低施工成本，同时极大减少了作业过程中有害粉尘和挥发物对人体的伤害。5.1人工智能在广东省佛山市凤桐花园项目的应用案例应用场景及技术产品特点——产品特点外墙施工类机器人用于建筑外墙装饰工程施工，通过代替人工施工，大大提高了施工效率，提高涂装质量，降低了高空作业风险。5.1人工智能在广东省佛山市凤桐花园项目的应用案例应用场景及技术产品特点——产品特点地坪施工类机器人可结合设计要求选择不同的地库地面地坪工艺，具有质量优、效率高的特点，可实现的工艺除原浆收光外，也可实现金刚砂耐磨地面，密封固化剂地坪以及地坪漆涂敷地坪等。机器人自带吸尘系统，很大程度减少了施工过程环境。5.1人工智能在广东省佛山市凤桐花园项目的应用案例应用场景及技术产品特点——其他应用场景大型工厂交通枢纽工程大型体育场馆商业建筑5.1人工智能在广东省佛山市凤桐花园项目的应用案例实施情况——案例基本情况位于广东省佛山市顺德机器人谷，总用地面积41966㎡，总建筑面积137617㎡共8栋17-32F高层建筑，最大建筑高度98.35m，分两期建设其中住宅面积104196㎡，商业面积5000㎡5.1人工智能在广东省佛山市凤桐花园项目的应用案例实施情况——应用过程阶段1阶段2设计阶段施工阶段预留预埋高精度地面的标高体系变更荷载校核通过性审核降板优化混凝土施工类机器人混凝土修整类机器人墙面装修类机器人外墙施工类机器人地坪施工类机器人5.1人工智能在广东省佛山市凤桐花园项目的应用案例实施情况——应用过程混凝土施工类机器人作业流程5.1人工智能在广东省佛山市凤桐花园项目的应用案例实施情况——应用过程墙面装修类机器人作业流程①混凝土修整类机器人作业流程作业前对前置条件、作业区域和导航原点进行确认装载物料进场作业完成后通过质量验收，清理场地并退出5.1人工智能在广东省佛山市凤桐花园项目的应用案例实施情况——应用过程墙面装修类机器人作业流程②5.1人工智能在广东省佛山市凤桐花园项目的应用案例实施情况——应用过程外墙施工类机器人作业流程5.1人工智能在广东省佛山市凤桐花园项目的应用案例实施情况——应用过程地坪施工类机器人作业流程流程一流程二5.1人工智能在广东省佛山市凤桐花园项目的应用应用成效——在凤桐花园项目中使用的机器人情况产品名称工作效率覆盖率成本环保优势劳动强度质量智能布料机高100%略优无低提升整平机器人高≥85%持平无低提升抹平机器人中≥90%优无低提升地库抹光机器人中≥90%持平无低持平螺杆洞封堵机器人高≥70%略优降低耗材低提升天花打磨机器人持平≥90%低低噪声、无粉尘低提升内墙面打磨机器人高≥50%优低噪声、无粉尘低提升腻子涂敷机器人高≥90%优低耗材低提升腻子打磨机器人高≥70%优无粉尘低提升室内喷涂机器人高≥96%优低耗材、无污染低提升墙纸铺贴机器人高≥75%略高无低提升外墙喷涂机器人高≥98%优无高空作业危险低提升外墙多彩漆喷涂机器人高≥98%优无高空作业危险低提升地坪研磨机器人高≥99%优无粉尘污染低提升地坪漆涂敷机器人高≥95%优无VOC污染低提升地库车位划线机器人高/优无VOC污染低提升地库喷涂机器人高≥98%优无VOC污染低提升5.1人工智能在广东省佛山市凤桐花园项目的应用应用成效——作业效果对比展示混凝土修整机器人施工情况外墙施工类作业场景THANKS第五章智能建造多场景实例5.2“互联网+平台”在湖南省智慧工地的推广应用5.2.1项目基本情况5.2.2案例应用场景及技术产品特点5.2.3案例实施情况5.2.4应用成效5.2“互联网+平台”在湖南省智慧工地的推广应用项目基本情况湖南省“互联网+智慧工地”管理平台是由劳务管理、质量安全数据预警、施工现场视频实时监控、重大危险源和文明施工监控、BIM技术应用等板块构成的模块化一站式的工地信息化管理平台。分为“6+X”物联网监测和基于BIM模型的项目管理两大板块5.2“互联网+平台”在湖南省智慧工地的推广应用案例应用场景和技术产品特点——技术方案要点湖南省“互联网+智慧工地”管理平台1.多类型硬件设备的数据对接2.项目管理规范的语义转换4.以大气环境为关键要素的建筑工地扬尘治理5.以周边功能区为关键要素的建筑工地噪声治理3.自定义完成数据的多方转发5.2“互联网+平台”在湖南省智慧工地的推广应用案例应用场景和技术产品特点——产品特点及创新点6.基于IOT技术的特种设备安全性能监测5.2“互联网+平台”在湖南省智慧工地的推广应用案例应用场景和技术产品特点——应用场景1.劳务管理2.质量安全数据预警3.施工现场视频实时监控4.重大危险源和文明施工监控5.BIM技术应用等板块构成的模块化6.一站式的工地信息化管理平台5.2“互联网+平台”在湖南省智慧工地的推广应用实施情况——工程项目基本情况建工·象山国际项目位于长沙市岳麓区象嘴路与含浦大道交汇处，是高层住宅及配套商业的综合型小区。项目净用地面积约25万㎡，一期工程规划净用地面积59271.00㎡；总建筑面积201943.24㎡；地下建筑面积54802.06㎡。项目作业面广，参与人员众多，对信息化管理需求大建工·象山国际项目5.2“互联网+平台”在湖南省智慧工地的推广应用实施情况——应用流程123账号注册与开通BIM模型创建前期筹备阶段硬件部署数据对接BIM模型管理进度计划设定成本红线设定关键节点设定系统部署阶段三维浏览进度管理采购管理成本管理风险管理管理应用阶段5.2“互联网+平台”在湖南省智慧工地的推广应用实施情况——应用流程系统部署阶段硬件设备安装劳务实名制视频监控扬尘监测噪声监测塔吊监测升降机监测5.2“互联网+平台”在湖南省智慧工地的推广应用实施情况——应用流程系统部署阶段BIM模型管理5.2“互联网+平台”在湖南省智慧工地的推广应用实施情况——应用流程系统部署阶段进度计划设定5.2“互联网+平台”在湖南省智慧工地的推广应用实施情况——应用流程系统部署阶段成本红线设定5.2“互联网+平台”在湖南省智慧工地的推广应用实施情况——应用流程系统部署阶段关键节点设定5.2“互联网+平台”在湖南省智慧工地的推广应用实施情况——应用流程管理应用阶段三维浏览5.2“互联网+平台”在湖南省智慧工地的推广应用实施情况——应用流程管理应用阶段进度管理5.2“互联网+平台”在湖南省智慧工地的推广应用实施情况——应用流程管理应用阶段采购管理5.2“互联网+平台”在湖南省智慧工地的推广应用实施情况——应用流程管理应用阶段成本管理5.2“互联网+平台”在湖南省智慧工地的推广应用实施情况——应用流程管理应用阶段风险管理5.2“互联网+平台”在湖南省智慧工地的推广应用应用成效——解决的实际问题打破信息孤岛，达成岗位串联，实现协同管理在项目实施过程中，可以由施工方按照项目管理岗位向参建各方分级授权开放使用，实现项目多方管理数据的交互和协同按照PM项目管理要素和工作目标划分应用职能，配置岗位工作职责，保障项目精益建造基于施工深化设计模型，进行多专业碰撞检测和设计优化，提前发现设计问题，减少设计变更，提高深化设计质量根据PM项目管理要素，助推工程项目精细化管理设备辅助提升效率，数据联动支撑管理5.2“互联网+平台”在湖南省智慧工地的推广应用应用成效——解决的实际问题打破信息孤岛，达成岗位串联，实现协同管理劳资员预算员质量员施工员资料员安全员材料员5.2“互联网+平台”在湖南省智慧工地的推广应用应用成效——解决的实际问题设备辅助提升效率，数据联动支撑管理5.2“互联网+平台”在湖南省智慧工地的推广应用应用成效——实际效果项目管理效益社会效益湖南省“互联网+智慧工地”管理平台作为湖南省智慧工地官方平台免费在全省范围内进行推行。目前，湖南省智慧工地当前已注册1400余个项目，完成数据接入的项目达857个。湖南省“互联网+智慧工地”管理平台通过智慧工地在湖南省的实施与推广，促进了项目信息化管理水平的提升，引导了一批建筑企业积极推行数字化转型，建立了智慧工地省、市、项目三级监管体系，有效提升了全省建筑行业的信息化水平，平台采集的数据资产也为全省的建筑业转型升级提供了宝贵的数据资源。THANKS第五章智能建造多场景实例5.3智慧工地全过程管理在中铁建项目的应用5.3.1项目基本情况5.3.2案例应用场景及技术产品特点5.3.3案例实施情况波音737MAX飞机完工及交付中心厂房项目管理5.3智慧工地全过程管理在中铁建项目的应用项目基本情况围绕施工过程管理，将数据在虚拟现实环境下与物联网采集到的工程信息进行数据挖掘分析智慧工地项目信息管理系统应用于提供过程趋势预测及专家预案，为项目管理提供更智能、更高效的施工现场管理手段建立互联协同、智能生产、科学管理的施工项目信息化生态圈，实现工程施工可视化智能管理5.3智慧工地全过程管理在中铁建项目的应用项目基本情况浙江舟山波音737MAX飞机完工及交付中心定制厂房项目是美国波音公司在海外设立的首家飞机厂房，项目占地面积约40万平方米，总投资约35亿元项目建设全过程波音公司按照美国标准要求主导工程管理，在安全、健康、环境、国际劳工、安保等方面管理要求高项目工期紧（总工期370日历天），所需劳动力、机械设备耗用巨大，人员组织施工和机械安全管理难度大5.3智慧工地全过程管理在中铁建项目的应用案例应用场景和技术产品特点——技术方案要点智慧工地系统组成远程监控系统应用构架5.3智慧工地全过程管理在中铁建项目的应用案例应用场景和技术产品特点——产品特点及创新点通过信息采集系统，将劳动力、材料、机械、现场实际进度等信息收集，通过智慧工地云平台进行高效计算、存储并提供服务，采用五项技术，通过三个支撑，以达到统一平台、业务量化、集成集中、智能协同，满足多方现场管理需求。管理过程灵活高效提出“项目中控调度指挥中心”的概念，实现在一个系统平台下对整个项目施工的人员进出场情况、物资材料进场情况、机械设备运行情况、安全质量管理情况、工地环境状况，以及整个施工现场运转的实时画面进行监控、掌握和调度。系统应用深度整合基于“智慧工地”项目管理系统对各碎片化应用的整合，通过对采集数据的汇总、分析和处理，项目管理过程中可以对管理系统数据进行回调和分析，还原项目管理实施的客观历史情况，还可对其未来预期的发展进行有限的预测。数据分析有的放矢5.3智慧工地全过程管理在中铁建项目的应用实施情况——应用过程（1）实名制一卡通系统补充完整工人所在单位、工种读取身份证内的人员实名信息发放实名制一卡通卡片通过实名制一卡通系统可以统计分析进驻工人数量、年龄结构、工种结构、劳动力来源实现持卡门禁、考勤、就餐、消费、巡更、违规、签到等劳动力工种结构劳动力年龄及地域分析5.3智慧工地全过程管理在中铁建项目的应用实施情况——应用过程（2）车辆号牌识别管理系统5.3智慧工地全过程管理在中铁建项目的应用实施情况——应用过程（3）无人值守自动洗车系统洗车机就位重力感应系统智慧工地系统云平台现场车辆按秩序自动进行清洗5.3智慧工地全过程管理在中铁建项目的应用实施情况——应用过程（4）互联网视频安防监控系统整个施工现场场区出入口项目办公区工人生活区工人宿舍走廊工人食堂布防区域5.3智慧工地全过程管理在中铁建项目的应用实施情况——应用过程（5）碗型鹰眼视频监控系统碗型鹰眼视频监控画面及触控一体机终端设备碗型鹰眼视频监控系统5.3智慧工地全过程管理在中铁建项目的应用实施情况——应用过程（6）塔吊运行监控系统通过监控黑匣子记录和传输回来的塔吊运行及报警数据，机械安全管理人员通过查看智慧工地云平台数据，对现场塔司的工作情况进行分析，并针对性进行教育和交底，防止违规操作引发安全事故发生。5.3智慧工地全过程管理在中铁建项目的应用实施情况——应用过程（6）塔吊运行监控系统5.3智慧工地全过程管理在中铁建项目的应用实施情况——应用过程（7）用电监控系统准确测量各路交流电路中的电压、电流及功率等用电参数数据通过物联网云平台自动传输至监测中心终端及服务器5.3智慧工地全过程管理在中铁建项目的应用实施情况——应用过程（8）环境监测系统道路喷淋系统扬尘控制洒水车对道路扬尘控制5.3智慧工地全过程管理在中铁建项目的应用实施情况——应用过程（9）智能地磅物料系统5.3智慧工地全过程管理在中铁建项目的应用实施情况——应用过程（10）二维码应用系统进场人员完成实名制登记后，即可生成人员信息二维码，扫码后可查看人员实名制信息如进场日期、体检、教育和违规记录等情况。在系统中完成单体建筑及施工部位信息后，即可生成相应的安全、质量、技术、设备管理二维码，施工日常管理中，利用手机APP扫码巡检，下发整改记录并监督整改。5.3智慧工地全过程管理在中铁建项目的应用实施情况——应用过程（11）人员分区管理及定位系统1.用于采集人员定位信息，管理人员配备具有RFID芯片的安全帽2.与人员信息进行绑定，能从手机APP和电脑端对管理人员进出场动态及工作移动轨迹进行监控及记录。实现现场人员分区管理，掌握项目管理人员工作动态THANKS第五章智能建造多场景实例第五章智能建造多场景实例5.4AI+数字孪生技术在上海音乐厅修缮工程的应用5.4

AI+数字孪生技术在上海音乐厅修缮工程的应用—项目背景基本信息：上海音乐厅始建于1930年，是由中国第一代建筑师范文照、赵琛设计的全国第一座音乐厅，是上海第一座由中国建筑设计师设计的西方古典风格建筑。2003年上海音乐厅进行了整体移位工程，音乐厅向东南方向移动了66.46米，并抬高3.38米，抵达新址。1由于长期满负荷运转，使得建筑各种配套设施都有不同程度的损伤，已严重影响了场馆的正常排演；22019年上海音乐厅正式启动整体修缮工程，修缮工程于2020年7月完工，完好地保留了音乐厅原貌。项目背景5.4AI+数字孪生技术在上海音乐厅修缮工程的应用—项目概况项目概况上海音乐厅的建筑总面积为12986.7平方米，其中“文保区域”面积有2000多平方米，包括北厅、东厅走廊、演奏厅、室外北立面、东北立面等等，均被列为重点保护部位。重点保护区域要求“修旧如旧”，坚持最小干预，不改变文物原状，保持其原式样、原结构、原材料和原工艺。02030104修缮指导思想保护为主合理利用抢救第一加强管理5.4AI+数字孪生技术在上海音乐厅修缮工程的应用—项目概况01传统手工工艺恢复海上蓝雕花穹亮点一：02“消失”的大厅座椅“原貌”归来亮点二：03东厅水磨石地面修复，还原成原迹亮点三：项目修缮前后变化5.4AI+数字孪生技术在上海音乐厅修缮工程的应用—项目概况04舞台全面改造，适应现代剧场需求亮点四：05小厅改造后增加100多场演出亮点五：5.4AI+数字孪生技术在上海音乐厅修缮工程的应用—项目概况上海音乐厅北厅音乐厅北厅是一个古典主义风格的空间，这里16根气度非凡的罗马式装饰柱修缮前出现仿大理石纹起壳、起翘的情况，表面已严重发黄、质地松软。建筑风格为确保罗马柱仿石漆修复质量，全部铲除基层后，再由内至外逐一按原材料、原工艺、原风格进行全面修复，确保仿石漆效果的一致性、颜色整体性、面层粘结的牢固性。修复方式5.4

AI+数字孪生技术在上海音乐厅修缮工程的应用—项目概况上海音乐厅东厅走廊水磨石拼花地面音乐厅二楼东侧休息廊修缮前铺设的亚麻油地板并非历史原物，而是2004年修缮时新做饰面部分。在此次修缮过程中，工程队于二楼东厅走廊发现一块1930年残缺的水磨石，考虑到与相邻保护空间的整体协调，按照水磨石历史地面恢复。施工团队通过4次比选，成功恢复了富有音乐厅历史特色的水磨石拼花地面。5.4

AI+数字孪生技术在上海音乐厅修缮工程的应用—项目概况01装修原则基于“垂直面照明”的原则，在满足音乐厅水平面功能照明需求的基础上，重点照亮墙面。02材料选择演奏厅的四边墙面采用四叶花瓣图形的GRG材料，凹进凸出的肌理，形成灵动的造型。03使用要求通过照明控制可以实现照明模式的变化，配合观众入场、观演、中场休息、离场等等场景，满足了不同的使用要求。上海音乐厅演奏厅——声学设计5.4AI+数字孪生技术在上海音乐厅修缮工程的应用—项目概况B2演奏厅VR辅助设计及视觉传达视觉设计演奏厅采用VR技术辅助设计，大大增加设计师和业主对成品效果的把控程度。基于埃舍尔拼贴（Escher

Tessellation）伪随机拼贴算法生成的墙面，通过参数化方法调节各模块比例和随机分布倾向，进而得到人眼自然的平滑无缝拼贴效果。VR技术5.4AI+数字孪生技术在上海音乐厅修缮工程的应用—项目概况B2演奏厅VR辅助设计及视觉传达视觉设计采用实时渲染技术（Real-timeRendering）搭建的720度可观察的视觉环境，以秒级响应设计师或业主对于环境的改动诉求，在灯光、材质、视角位置等方面都提供了极为丰富可信的参考信息主题字体）实时渲染技术5.4AI+数字孪生技术在上海音乐厅修缮工程的应用—项目概况上海音乐厅外立面-修缮步骤首先修补了墙面的孔洞、残缺、裂缝、剥落等损坏，并清除了墙面残留物。AC最后采用无色透明渗透型憎水性保护液对整个墙面进行全面保护。外立面木窗在维持原有风貌的同时，根据声学隔声要求增加双层中空玻璃的隔音窗。B其次，污染物清洗时在清水中加入活性酶用碳硅尼龙刷进行人工刷洗。消除污染物后对风化部分进行加固、孔洞修补、防风化保护，5.4

AI+数字孪生技术在上海音乐厅修缮工程的应用—项目概况上海音乐厅大厅穹顶修缮情况介绍大厅的海上蓝雕花穹顶（建于1930年），距今已有92年的历史。2004年平移期间穹顶得以完全保留，没有进行任何的破坏。穹顶贴上了800多处金箔，更加富丽堂皇。修缮的过程当中要考虑到原来大顶的结构安全，结构安全测试的符合安全条件的前提下，同时进行了纯手工的原样的修复和加固。同时，穹顶造型天花及顶角线出现老化、变形、饰面开裂问题，在此次修缮中，进行了修补与加固。5.4AI+数字孪生技术在上海音乐厅修缮工程的应用—项目概况上海音乐厅非重点保护区域改造工程重点为地下二层小厅新增钢结构内胆和内部重新装修改造，对地下二层功能区优化调整后，今后小厅每年可增加演出一百余场。改造工程重点对地下一层演出配套空间如化妆间、卫生间等区域进行重新布局和装修优化，更好地服务观众和演出人员。改造工程方向非文保区域“重新装饰装修”。重新梳理空间流线、优化消防，整合演奏厅、辅助用房、地下室的功能布局，以提升演出及配套的专业性、提升空间使用的有效合理性为主要修缮方向。5.4

AI+数字孪生技术在上海音乐厅修缮工程的应用—AI技术赋能项目科学修缮四建AI云大脑平台平台简介由上海建工四建集团工程研究院自主研发的建筑行业首个AI算法集成开放应用产品“四建AI云大脑”，正式上线并发布公测版V1.0，产品内置12个核心多源AI算法。该产品将极大提高解决建筑施工阶段“结构损伤查勘”“建筑材料查验”“施工安全管理”三大主要应用场景面临的实际问题的效率。四建AI云大脑5.4

AI+数字孪生技术在上海音乐厅修缮工程的应用—AI技术赋能项目科学修缮AI技术赋能关键结构性能评估在上海音乐厅修缮工程中，利用三维计算机视觉技术与智能有限元分析方法，研发了历史建筑关键结构点云模型高效处理技术，提出了基于真实损伤的有限元材性自动赋值与智能分析流程，建立了有限元数字化逆向重构模型，实现了历史建筑关键结构安全性能鉴定与评估场馆大顶逆向重构模型5.4

AI+数字孪生技术在上海音乐厅修缮工程的应用—AI技术赋能项目科学修缮AI技术赋能关键结构性能评估单击此处添加文本01通过全景影像技术采集内部空间图像信息，利用纹理映射的方式生成全景模型，真实还原历史建筑内部空间场景。0203基于多源数据的深度融合，构建反映特色部位构件整体尺寸、细部特征和表面损伤的三维数字化模型。目前已经建立了建筑整体空间数字化模型，以及北大厅、观众厅、东走廊等建筑内部全景模型，和科林斯柱、外立面柚木木窗、水磨石地面、观众厅穹顶、爱奥尼柱式、北回厅十字廊等主要特色部位构件的三维数字化模型。实现途径5.4

AI+数字孪生技术在上海音乐厅修缮工程的应用—AI技术赋能项目科学修缮AI技术赋能施工现场安全管控烟雾明火等重大危险源深度学习与并行计算技术面向复杂目标任务的多源AI算法集成应用模型5.4

AI+数字孪生技术在上海音乐厅修缮工程的应用—AI技术赋能项目科学修缮AI技术赋能特色部位材料复原针对上述问题，编写了一种轻量级快速聚类与连通域测量算法，建立了多尺度特征融合的标准数字图像测量尺，研发了水磨石配比信息智能分析仪（如右图），仅需1分钟，便可自动获取水磨石详细配比报告。水磨石作为历史建筑特色材料，如何实现其配比信息的精准获取是保证历史建筑原真性修复的关键。5.4AI+数字孪生技术在上海音乐厅修缮工程的应用—AI技术赋能项目科学修缮AI技术赋能裂缝精准识别传统方法需采用人工搭设满堂脚手架的方式，逐一区域进行查找，效率低下。通过裂缝智能识别模块，结合全景摄影测量技术，实现了剧场屋面大顶裂缝的自动定位与测量，显著节省了施工工期与人工成本。5.4

AI+数字孪生技术在上海音乐厅修缮工程的应用—项目数字孪生平台的实现数字孪生平台简介0102工程总承包单位上海建工四建集团根据上海音乐厅保护修缮工程概况，研发了基于5G+BIM的历史建筑全生命周期数字孪生平台，为历史建筑数字模型整合、历史信息集成、传统工艺传承、特色部位保护、健康安全监测、智慧运维管理提供整体解决方案。针对原始资料缺失、传统材料及工艺难以考证造成的修缮难问题，基于多源数据融合的几何信息、语义数据获取技术，采集历史建筑原状信息，通过逆向建模技术，构建历史建筑及其特色部位数字化模型，同步建立建筑数字化信息库，包括历史人文库、材料库、损伤库、工艺库等，将数字模型与数据库进行联动，实现上海音乐厅特色部位数字孪生。5.4

AI+数字孪生技术在上海音乐厅修缮工程的应用—项目数字孪生平台的实现特色部位数字化通过平台三维展示历史建筑空间、重点特色保护部位、特色构件构造材料和工艺等特征信息。三维展示同步建立历史建筑数字化信息库，包括历史人文库、材料库、损伤库、工艺库等，将数字模型与数据库进行联动，实现历史建筑特色部位数字孪生。数字模型与数据库联动231基于多源数据融合的历史建筑几何信息、语义数据获取技术，采集历史建筑原状信息，通过深度逆向建模技术，构建历史建筑及其特色部位数字化模型，多源数据库融合5.4

AI+数字孪生技术在上海音乐厅修缮工程的应用—项目数字孪生平台的实现安全监测管理基于现代检测技术，对穹顶安全性进行数值分析，并对应性布置动态监测传感器，进行穹顶全生命周期运营状态实时监测。开发穹顶服役状态性能分析与评估算法，建立穹顶安全状态实时评估机制。将监测数据与数字化模型联动，通过平台，实现穹顶运营状态可视化展示与管控。5.4

AI+数字孪生技术在上海音乐厅修缮工程的应用—项目数字孪生平台的实现智慧运维管理历史建筑保护以全生命期为目标，从原始建造到历次修缮的相关信息均会对其保护修缮与持续利用产生价值，且应该开展长期服役状态下的实时运维与预防性保护。在“上海音乐厅”修缮工程中，利用IoT、5G及BIM技术，搭建了神经网络预测模型与多源异构信息管理数据库，建立了历史建筑全生命期数字孪生平台，实现了价值特征信息展示、修缮施工记录追溯与运行状态安全预警。建立数字孪生平台建立建筑三维实体模型，结合剧场功能，整合BA、能源管理、视频安防、物业管理系统等建筑动态信息，形成建筑全生命周期大数据，支持三维可视化、集成化运维管控，提升现有运维信息系统的集成化和智慧化水平，实现音乐厅文物剧场智慧运维管。建立三维实体模型THANKS第五章智能建造多场景实例第五章智能建造多场景实例5.5基于“智慧建管养”一体化的北京冬奥国家速滑馆项目5.5基于“智慧建管养”一体化的北京冬奥国家速滑馆项目—项目背景标题文本预设国家速滑馆是在北京市重大办主持招标下首个实现政府与社会资本PPP模式合作的场馆。国家速滑馆又称为“冰丝带”，是2022年北京冬奥会北京主赛区标志性场馆、唯一新建的冰上竞赛场馆，在冬奥会期间，承担速度滑冰项目的比赛和训练。“冰丝带”从技术工艺、材料选取、施工技法等多个方面都实现了创新和突破，形成了科技亮点纷呈、可供国际借鉴的“中国方案”。5.5基于“智慧建管养”一体化的北京冬奥国家速滑馆项目—项目概况北京冬奥国家速滑馆项目03国家速滑馆索网结构是典型的柔性结构，屋盖结构跨度大，通过对索网成型理论分析、多工况下数字仿真、1：12模型试验、环桁架预拼装以及环桁架和索网智能安装等研究，研发了环桁架低高位变轨滑移、索网地面编索整体提升张拉的高效高精度建造技术，实现了超大跨度索网结构屋盖的平行施工和高效高精度建造。02国家速滑馆采用了双曲面马鞍形单层索网结构屋面设计，是目前世界上规模最大的单层双向正交马鞍形索网屋面体育馆，就好像一个巨大的呈马鞍状的羽毛球拍“绷”在了场馆的上方，速滑馆建设团队将这张索网称为“天幕”。01国家速滑馆工程及红线内配套设施建设，规划总用地面积166396平方米，包含速滑馆、东侧地下停车场及西侧地下停车场，总建筑面积约129800平方米，南北长约240米、东西宽约174米，地下二层，地上四层，建筑高度为33.8米，总坐席12058座。5.5基于“智慧建管养”一体化的北京冬奥国家速滑馆项目—关键技术超大跨度索网高性能结构建造技术首次自主研制建筑用大直径高钒密闭索，提出了索体、Z形钢丝、受力锚具等技术方案，建立了完整的构件加工制作工艺流程，和完整的生产与质量保证体系，实现国产高钒密闭索量产。AB研发了全新的超大跨索网找形方法，考虑边界形状、拓扑关系、预应力和屋顶重量分布等因素的共同影响，使索网初始态位形相对理论抛物面最大偏差距离不超过5mm，基本吻合双曲抛物面；考虑弹性边界的形态控制，通过环桁架预变形和修正索网初应变，使主受力体系初始态中的索网形态与固定边界结果一致，实现了弹性边界下的索网形态控制，使索网相对目标位形最大偏差由502mm降低到不超过5mm。C5.5基于“智慧建管养”一体化的北京冬奥国家速滑馆项目—关键技术超大跨度索网高性能结构建造技术型钢混凝土结构是钢结构的支座、钢结构是索网结构的支座，三者互为前置条件和后置条件从受力关系上看从空间上考虑国家速滑馆屋面环桁架安装最终选取高空滑移的施工方案进行安装，且在实施阶段结合现场的实际情况，对高空滑移方案进行优化，最终确定“东西侧滑移+南北侧原位吊装”的安装方案。钢结构施工是连接混凝土结构和索结构的纽带；从时间上考虑钢结构受屋盖下部构造施工安装的影响，且索网结构也影响着屋盖下预制看台的安装，为满足安全、质量、工期、场地、投资的要求，对关键工序钢结构进行了方案比选及优化5.5基于“智慧建管养”一体化的北京冬奥国家速滑馆项目—关键技术超大二氧化碳跨临界直冷制冰系统技术研制跨临界直冷制冰系统研究选择了多功能、全冰面设计方案并采用二氧化碳跨临界直冷制冰系统，无色无味、不助燃、不可燃、ODP（破坏臭氧层潜能值）为0，相较于传统制冷剂GWP（全球变暖潜能值）由3985骤减至1，同时能效提升20%以上，是环保性和可持续性最好的冷媒之一。5.5基于“智慧建管养”一体化的北京冬奥国家速滑馆项目—关键技术超大二氧化碳跨临界直冷制冰系统技术建立动态三维传热模型通过建立冻冰过程的动态三维传热模型，搭建冻冰过程的试验台，对浇冰厚度、初始水温等动态传热过程中的影响因素进行分析，总结硬度、厚度、温度、湿度等相关基础研究数据，建立了国家速滑馆快速滑道冰面形成理论，将1.2万平方米的全冰面温差控制在±0.5℃，远低于国际速滑比赛场馆±1.5℃的温差要求。5.5基于“智慧建管养”一体化的北京冬奥国家速滑馆项目—基于BIM技术的智慧建造基于三维可视化的施工进度管理数据采集将Project计划进度关联到多维信息的轻量化云端BIM模型，工程师现场采集数据、拍摄照片并实时上传。进度分析实现实际进度与计划进度实时对比、多层级进度信息展示、关键线路及里程碑节点管控、轻量化三维模型施工进度管理。进度查看施工管理人员可通过计算机端、手机微信端直观掌握工程建设进度情况，辅助调配现场人、机、料等资源。智建SaaS化管理平台5.5基于“智慧建管养”一体化的北京冬奥国家速滑馆项目—基于BIM技术的智慧建造基于仿真模拟的复杂结构高效施工①环桁架采取“南北区吊装+东西区滑移”的总体施工方案，索结构采取“地面拼装+整体提升”的总体施工方案。②平行施工即地下车库封顶后，在车库东西两端进行环桁架拼装；南北看台上部的环桁架则待看台结构施工完成后，立即采用履带式起重机插入原位分段吊装③地上结构施工的同时进行预制看台板安装；东西看台结构施工完成后，采用同步滑移施工方案将环桁架安装就位④对已完成的预制看台采取防护措施，进行地上展索铺装；最终实现混凝土结构、预制看台结构、钢环桁架、索网的平行施工。5.5基于“智慧建管养”一体化的北京冬奥国家速滑馆项目—基于BIM技术的智慧建造基于大数据和人工智能的精细化管控应用人脸识别技术，实现人脸识别与闸机联动，取代门禁刷卡等传统劳务管理手段01通过以脸搜脸界面，拍摄作业人员照片并上传，实现实时人脸匹配，从数据库中调出该作业人员所有录入信息及人员轨迹，形成集团层面工人大数据挖掘和应用03基于机器学习，实现系统自动识别工人不戴安全帽、抽烟等不文明行为，联动广播及后端管理人员及时进行处理025.5基于“智慧建管养”一体化的北京冬奥国家速滑馆项目—基于BIM技术的智慧建造基于大数据和人工智能的精细化管控有“冰丝带”之称的国家速滑馆，更是一个全生命周期的智慧化场馆，引入了全新的BIM运维系统、一体化定位导航系统、数字孪生系统等，就像是给场馆配备了精于计算的“大脑”。2塔式起重机上球机配合云台实现720度旋转及变焦，实现运筹帷幄于千里之外3通过风速报警、防倾斜、禁行区域设置保护、防碰撞、制动控制、黑匣子等多种功能，辅助塔式起重机安全运行1实现施工现场、工人生活区、办公区的监控全覆盖及主要道路、重点区域的监控。5.5基于“智慧建管养”一体化的北京冬奥国家速滑馆项目—智慧场馆实现国家速滑馆智慧场馆架构电视转播的模式由传统电视逐步覆盖到智能终端；01远程监控设备（无人机）的使用逐渐增多；03高速WiFi网络、移动通讯网络场馆范围全覆盖；025.5基于“智慧建管养”一体化的北京冬奥国家速滑馆项目—智慧场馆实现国家速滑馆智慧场馆架构-北京冬奥云数据中心冬奥会“调酒机器人”

奥运会的举行离不开场馆的支撑，随着互联网、智慧科技的不断发展，体育场馆正式进入智慧场馆阶段，AI技术在交通、管理、餐饮方面在逐步尝试运用。5.5基于“智慧建管养”一体化的北京冬奥国家速滑馆项目—智慧场馆实现国家速滑馆智慧场馆架构集成智能融合宽带泛在网络和高性能公众无线网络多能源系统和多种能源环节全生命周期的优化调度可视化运维技术数据汇集融合共享和子系统功能联动室内精准定位与室内外导航基于VR/AR的通用型轻量级增强现实和虚拟现实奥运技术国家速滑馆通过以下先进研究成果，为速滑馆4类主要人群（场馆运维、冬奥组委、新闻媒体记者及观众）提供智慧化管理服务5.5基于“智慧建管养”一体化的北京冬奥国家速滑馆项目—智慧场馆实现智慧管理一体化平台以数据为导向提供管理服务，针对国家速滑馆多个子系统和产生的海量数据，向世界各国官员、运动员、媒体、观众展示冬奥、速滑馆提供的极致服务、智慧管理以及交互体验智慧管理一体化平台架构15.5基于“智慧建管养”一体化的北京冬奥国家速滑馆项目—智慧场馆实现智慧管理一体化平台-数据管理通过数据点位相关性、控制点位关联性等手段，建立分析模型04以空间、地理信息、系统功能为分析基础03智慧管理一体化平台通过数据融合和数据挖掘技术，收集多个系统的数据02针对国家速滑馆多个子系统和产生的海量数据015.5基于“智慧建管养”一体化的北京冬奥国家速滑馆项目—智慧场馆实现基于大数据和人工智能的精细化管控-一站式APP满足各类人群服务冬奥、支持冬奥、欣赏冬奥的需求向世界各国官员、运动员、媒体、观众展示冬奥