人机迫近交互下智能施工机械安全运行决策方法

建筑业面临着工人老龄化和安全生产形势严峻等问题,智能建造被认为是解决这些问题的有效途径。智能建造场景下人与智能施工机械将长期共存,存在大量的人-机迫近交互作业,故存在人-机碰撞风险。然而,对此当前尚缺乏有效的安全管理方法。文章基于速度和分离监测方法,提出了以保护性分离距离和停止保护距离为双重临界的施工机械安全运行决策方法,以支持机械运动的动态调整。此外,设计并实施了施工机械安全运行模拟试验。结果表明,文章构建的方法:(1)能够降低人机交互系统的碰撞风险;(2)在人机迫近或远离过程中保护人机安全;(3)在一定程度上提升了人机系统的效率。因此,文章成果可丰富智能建造安全管控知识体系,提升智能建造现场人机交互的安全水平,推进智能建造的发展与应用。

基于计算机视觉的预制墙板临时支撑安全合规性检查

预制构件安装过程中临时支撑的安全合规性对装配式施工安全至关重要,对其进行自动检查并辅助施工安全监控具有重要意义。以最为常见且具有代表性的预制混凝土墙板为例,利用YOLO-v5网络构建了预制墙板及其临时支撑的自动识别模型,进而提出了预制墙板临时支撑的安全合规性自动检查方法。测试结果表明,该识别模型的平均精度均值达到95.3%,在充分考虑施工现场不利因素情况下检查方法的准确率达到70.7%,证实了该方法的有效性和可行性。这不仅可以提升预制墙板安装的安全性,而且还可为其他类型预制构件安装的合规性检查提供参考。

塔吊与工人空间交互下危险场景自动检测

塔吊作业具有持续时间长、范围大以及与工人空间交互复杂的特点,导致塔吊事故频发且往往损失重大。为了提升塔吊运行相关危险场景检测的及时性和有效性,该文基于信息化手段,提出了塔吊运行过程中危险场景的自动检测方法。该方法基于建筑信息模型(BIM)、传感器和计算机视觉等技术,通过获取塔吊运行状态与工人作业状态,分析两者之间的空间交互关系,在判别规则的基础上实现了危险场景自动检测。案例应用表明,该自动检测方法是可行的和有效的。

基于BIM和规则推理的施工进度计划自动编排

进度计划是施工管理、施工过程模拟的重要依据,自动生成进度计划能够提高编制准确性和效率。但是,现有相关研究大多采用基于案例或模板的方式,无法实现项目的精确匹配,且仅考虑了空间上的约束关系,未梳理详细的知识规则。该研究面向建筑工程中常见的装配整体式项目,分解适用于进度计划自动生成的施工基本活动,建立编码体系,分析各类构件或施工活动之间的约束规则,推理各施工活动间的逻辑顺序,并基于工业基础类(IFC)格式的建筑信息模型(BIM)提取工程量来计算施工活动持续时间,最终实现构件级进度计划的自动生成。该研究结果可为施工过程模拟及施工自动化提供施工进度,支持智能施工机械的有效运行。

IFC数据模型至关系型数据库模型的自动映射

建筑信息模型(BIM)为建筑业信息化提供重要支撑,而工业基础类(IFC)作为国际通用的数据模型,则为BIM的研究与应用提供了有效支持。然而,IFC的局限性使其不宜作为信息系统二次开发时数据存储的主要形式。为此,该文提出一种自动映射方法,实现IFC数据模型到关系型数据库模型的自动映射。根据IFC数据模型结构,依次定义实体、类型、函数、规则、属性集和数量集的映射规则,实现数据解析、数据映射存取和信息检索处理。通过2个案例探索映射得到的关系型数据库的专业应用前景,结果表明:映射得到的关系型数据库在信息传递完整性和数据管理效率方面均优于直接操作IFC文件,不仅能提高BIM数据管理的完整性和效率,还能促进智能建造的拓展应用和建筑业信息化的发展。