人工智能技術在房屋建筑施工中的應用

張 林 劉 勇 李俊勇

（山東港灣建設集團有限公司，山東日照 276800）

近年來，人工智能的發(fā)展速度逐漸加快，推動社會各領域的改革進程。為了使建筑行業(yè)順應時代發(fā)展的潮流，增強其競爭活力，應實現(xiàn)與人工智能技術的有效融合，在保障工程質量和安全的基礎上，加快施工進度，創(chuàng)造良好的項目效益。房屋建筑施工涉及土建、電氣等多個專業(yè)，環(huán)境、人為、技術等因素都會導致施工中的風險升高。傳統(tǒng)施工技術在實踐中存在滯后性和局限性問題，無法適應新時期建筑行業(yè)的發(fā)展需求。應加強人工智能技術的合理運用，促進建筑企業(yè)的轉型升級，提高施工質量與管理成效，增強企業(yè)綜合競爭力。人工智能技術的種類較多，應結合具體施工要求，制定合理的技術實施方案，發(fā)揮人工智能技術的優(yōu)勢。

1 人工智能技術概述

人工智能技術即AI技術，能夠模仿人類學習、推理、感知和使用工具等能力，包括仿生學和心理學等多個學科知識。在計算機學科的不斷發(fā)展中，人工智能技術的進步速度明顯，在各個行業(yè)中都有所體現(xiàn)。智能控制、人臉識別、博弈、圖像理解和智能搜索等，在人工智能技術的應用中較為常見，具有綜合性，通過人類思維的模擬和自我學習實現(xiàn)不斷進化。

2 人工智能技術在房屋建筑施工中應用的優(yōu)勢

以智能化系統(tǒng)為核心，能夠對整個施工過程加以優(yōu)化，有助于施工質量和效率的提升，改善傳統(tǒng)房屋建筑的施工模式。智能化系統(tǒng)主要包括傳輸子系統(tǒng)、執(zhí)行子系統(tǒng)、主控器、通信模塊、監(jiān)控軟件、顯示器和遠程監(jiān)控平臺等。施工現(xiàn)場的真實情況全面展示在顯示器中，協(xié)助管理人員對施工操作、技術應用和進度等進行分析，防止由于不良操作行為對施工質量安全造成威脅。智能手機應用逐漸普遍，能夠借助手機實施全程化管理，通過緊急制動和實時預警等功能，實現(xiàn)對各類設備的管控，防止造成難以挽回的損失。施工命令借助人工智能技術得到快速傳輸，及時獲取現(xiàn)場的反饋信息，對施工進行科學指導。傳感器在移動終端指令的指示下能夠實現(xiàn)智能化操作，施工任務的推進更高效。對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集和整合、存儲、分析等能力增強，做好施工人員、技術、材料和進度、安全、質量間的有效協(xié)調。

3 房屋建筑施工中存在的問題

房屋建筑施工的流程較多，在應用人工智能技術時經(jīng)常存在智能應用單一的問題，無法體現(xiàn)技術特點，對于傳統(tǒng)施工模式的優(yōu)化和改善作用不夠顯著。未能明確當前智能建筑的發(fā)展需求，技術應用存在形式化的問題，未能對智能化概念進行深入解讀，不利于建筑行業(yè)的未來發(fā)展。各個子系統(tǒng)間的協(xié)同性不高，包括電氣系統(tǒng)和安全管理系統(tǒng)等，在施工中確保有效組織協(xié)調。此外，智能系統(tǒng)過于簡單，無法滿足多元化的施工要求。我國在建筑行業(yè)應用人工智能技術的經(jīng)驗相對較少，自動化系統(tǒng)的自學能力較差，無法根據(jù)工程進度及施工要求不斷優(yōu)化，智能化控制力度不足。

4 人工智能技術在房屋建筑施工中的應用措施

4.1 智慧管廊

管廊在房屋建筑施工中占據(jù)重要地位，對建筑的使用功能及安全性造成影響，在施工中應予以高度重視。在管廊施工中融合人工智能技術，能夠加快智慧管廊模式的構建，增強整體施工過程的管理力度，防止由于質量安全問題威脅房屋建筑的運行效果。采用周期性監(jiān)控和實時化監(jiān)督的方式，使各個管網(wǎng)能夠協(xié)同配合，及時發(fā)現(xiàn)其中存在的問題，予以全面排查，防止重大事故的發(fā)生，實現(xiàn)管廊施工的綠色化。監(jiān)控功能是智慧管廊的主要功能特點，通過視頻監(jiān)控的方式幫助管理人員了解管廊施工的真實情況，針對可能出現(xiàn)的問題采用預防與控制措施。火災是管廊施工中最可能遇到的威脅，借助人工智能技術構建完善的火災報警系統(tǒng)，實現(xiàn)對火災隱患的排查與處理，防止對人們的安全造成威脅。

智慧管理監(jiān)控中心的建設能夠保障巡查過程的自動化，減輕工作人員負擔，滿足施工現(xiàn)場的動態(tài)化與實時化監(jiān)控要求。實現(xiàn)遠距離監(jiān)控功能，提高對施工現(xiàn)場的實時管控程度，命令傳輸更快捷，能夠防止由于操作不規(guī)范對房屋建筑施工造成影響。檔案管理是管廊施工中的關鍵點，通過智慧管廊模式的構建，針對不同類型的檔案實施針對性、統(tǒng)一化管理，根據(jù)施工進度提供相關服務。針對人力資源、物力資源和財力資源等，通過智慧管廊系統(tǒng)加以整合與利用，確保各類施工信息的精確性和可靠性。

4.2 智慧云工地

施工工地現(xiàn)場環(huán)境復雜，可以通過智慧云工地的建設，充分發(fā)揮人工智能技術的特點，有助于對施工現(xiàn)場的全面管控。在項目監(jiān)控工作中，應逐步對三維設計平臺進行優(yōu)化，在三維模型當中實施可視化管理與實時監(jiān)控，做好項目建設進度、質量、安全和成本等要素的有效協(xié)同，確保施工方案的可行性與合理性。根據(jù)工地現(xiàn)場的實際情況和施工需求，對施工方案進行優(yōu)化和調整，降低意外因素對工期造成的影響，確保房屋建筑工程項目能夠如期竣工，維護企業(yè)利益。人工智慧技術、虛擬技術和傳感技術等在智慧工地的融合效果較好，是常見的現(xiàn)場管控措施，充分體現(xiàn)了互聯(lián)網(wǎng)平臺在信息整合、傳遞和共享中的作用。

各個部門間通過智慧工地系統(tǒng)實現(xiàn)實時交流和溝通，針對施工中的問題進行探討，找到影響因素并制定解決方案，防止信息孤島效應對施工造成負面影響，有助于施工靈活性的增強。施工各環(huán)節(jié)可以通過智慧工地系統(tǒng)加以規(guī)范和約束，防止操作不當引起問題。

4.3 人工神經(jīng)網(wǎng)絡控制系統(tǒng)

模擬識別、語音識別和信息處理等，是人工神經(jīng)網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的基本功能。通過對人類神經(jīng)系統(tǒng)的模擬，實現(xiàn)對整個施工過程的全面控制，為智能建筑建設提供可靠保障，對系統(tǒng)功能的優(yōu)化作用顯著。在建筑行業(yè)的發(fā)展中，房屋建筑結構更復雜，借助人工神經(jīng)網(wǎng)絡控制系統(tǒng)能夠達到多角度監(jiān)控的目的，在復雜事件和突發(fā)事件的處理中效率更高，通過不斷自我學習開展非監(jiān)督訓練和監(jiān)督訓練，降低房屋建筑施工的復雜性。尤其是建筑仿真模型的構建，增強控制的精確性與靈敏度，改善控制律和運算律。

4.4 電氣施工

電氣系統(tǒng)是房屋建筑的主要構成，其建成質量直接影響電氣設備的使用安全，應運用人工智能技術對電氣施工進行優(yōu)化。當前電氣設備的種類和數(shù)量逐漸增多，應根據(jù)實際使用需求，加強對施工過程的管控，使電氣系統(tǒng)建設符合國家和行業(yè)標準。在綠色化發(fā)展的理念下，應融合節(jié)能降耗相關技術，防止建筑能耗過高導致的資源浪費問題，實現(xiàn)節(jié)能減排的目標。

BP神經(jīng)網(wǎng)絡算法是人工智能技術中的主要組成，輸入、輸出算法能夠以線性問題呈現(xiàn)，通過運用動量因子能夠有效縮短訓練時間，對局部收斂問題的處理效果較好。加強對電氣系統(tǒng)信息的收集和整理，以此為依據(jù)構建房屋建筑電氣節(jié)能評估模型，實現(xiàn)對整體節(jié)能效果的可視化評估，評價方式更高效，各項權重的設置也更科學，確保房屋建筑在建成后能夠有效控制能耗。

4.5 安全管理

施工安全管理是房屋建筑施工中的主要內容，應加強對現(xiàn)場各類風險的有效管控，防止重大事故的發(fā)生。人臉識別技術的應用范圍較為廣泛，能夠對人臉特征進行采集與分析，實現(xiàn)對施工現(xiàn)場人員的統(tǒng)一化管理。針對人員信息進行全面采集，加快面部檔案的構建與存儲，在現(xiàn)場出入環(huán)節(jié)可以通過人臉識別加以控制，增強施工現(xiàn)場的秩序性，防止出現(xiàn)混亂狀況。此外，能夠針對施工人員的安全用具佩戴狀況進行識別，通過預警終端和識別終端的協(xié)同配合，加強對施工人員的管理，使其能夠自覺遵守現(xiàn)場安全管理規(guī)定，保障自身安全。

智能化視頻監(jiān)控系統(tǒng)的運用，能夠針對房屋建筑施工中的危險區(qū)域進行監(jiān)控和識別，通過語音預警等方式提醒施工人員，在安全管理及教育宣傳中更具高效化。

5 結語

在房屋建筑施工中應用人工智能技術，可以提高施工現(xiàn)場的整體管理水平，針對其中的問題進行及時防控，使各個施工流程的協(xié)同配合度得到提升，加快工程項目的進程。當前人工智能技術的應用經(jīng)驗較少，存在智能應用單一和系統(tǒng)運行效率低下等問題，不利于建筑行業(yè)的轉型升級發(fā)展。應從智慧管廊、智慧云工地、人工神經(jīng)網(wǎng)絡控制系統(tǒng)、電氣施工和安全管理等環(huán)節(jié)入手，增強人工智能技術的融合效果，為建筑施工的自動化與數(shù)字化發(fā)展提供保障。