基于土木工程施工技術及其未來發展研究

成克鋒

摘要：由于利用了現實物聯網、光探測距和無人機，土木工程施工技術性能得到了提高。然而，這些技術可能難以以可接受的速度擴散到整個建筑行業。預計出現停滯的一個原因是這些技術缺乏標準化和法規?？紤]到標準和法規對技術采用的重要性，以及讓建筑利益相關者了解行業趨勢的必要性，綜合和記錄與新興建筑技術相關的行業標準和法規的當前狀態是至關重要的。

關鍵詞：土木工程;施工技術;未來發展

1 引言

建筑環境是全球經濟的重要組成部分，貢獻了約13%的國內生產總值（GDP） [1]。盡管被認為是世界經濟的重要貢獻者，建筑業的表現并沒有在最近的過去有明顯的改善。建筑行業停滯不前的項目表現需要我們重新思考該行業的項目執行方式。雖然不需要，但這種停滯不前提供了一個改革建筑基礎設施組裝的機會。先進技術的引入預計將大大提高效率、經濟、彈性和適應性，不僅有利于建筑業，也有利于其基礎設施服務的社會。近年來，施工經理們紛紛表示對物聯網、光探測與測距和無人機等有前景的技術感興趣。人們認識到，這些新興技術（大致分為物聯網、光探測距和無人機）已經越來越多地開始在項目設計、施工、規劃和管理中找到應用。盡管這些技術在項目的整個生命周期中具有巨大的潛力來提高性能，但建筑行業固有的特性（動態的、抵制變化的和碎片化的）預計會阻礙這些技術的傳播。此外，獲取和運營這些技術的成本以及缺乏標準化和法規似乎是限制技術在建筑行業采用的主要因素。

目前，一些研究已經評估了影響一些有前途的施工技術的法規的現狀[2]。然而，這些研究僅限于國家法規，并專注于特定的技術，沒有指出重要的趨勢、互操作性標準的機會，以及跨越多種技術的協同作用。為了填補這一空白，進行了一項全球搜索，以確定和簡化適用于有前景的建筑管理技術物聯網、激光雷達和無人機的可用標準和法規。在西歐和北美有越來越多的技術標準和法規的發展和實施，但具體的建筑標準和法規還很少。提供有助于加快標準和實際法規開發的建議，以推動采用。由此可見，社會經濟、科學技術等多個領域的協調發展，極大地促進了建筑技術和土木工程技術的發展，建筑業的高質量發展將直接決定其未來的發展方向。

2 土木工程施工技術的研究

2.1 土木工程施工技術的互操作性

互操作性帶來了來自不同利益相關者的承諾，這為倡導新興建筑技術的標準化提供了強有力的可信度信號。如前所述，互操作性可以促進開放平臺的廣泛采用，這可能會減少創建獨立的構建技術設備和平臺所固有的重復工作和投資。此外，將技術模塊化為獨立的接口部分，這些部分可以通過定義良好的互操作性標準進行交互，這可能會阻止不同技術開發人員開發相互不兼容的解決方案。構建技術可以具有降低復雜性的模塊化和互操作的體系結構，可以促進技術創造中涉及的不同方面的創新。標準產生能夠促進技術實現的集體原則和規則。一個有效的標準制定過程加強了對單一標準的趨同，這可以降低復雜性、成本，并在開發的早期階段提高這些新興技術的有效性。作為包括來自學術界和工業界的專家、創新者、開發人員和利益相關者在內的更大聯盟的一部分開發標準，可以降低風險并避免不適當的標準。另一個有希望的解決方案是鼓勵建筑技術制造商使用一種允許基本技術互操作性的標準來生產技術平臺。

2.2 土木工程主要施工技術

物聯網：物聯網是過去20年里發展起來的數以百萬計的聯網設備的總稱[2]。這些技術包括傳感器、執行器、智能手機、信號、機器人等，正在開發促進智能、自動化、安全和可持續的環境和施工過程。隨著施工操作逐漸向優化流程發展，智能應用的可能性包括現場自動化、機器人輔助施工、基礎設施監控、材料管理、安全監控和家庭自動化。

光探測和測距：一般來說，遙感是指任何可以對目標空間進行觀測的非接觸技術。遙感被廣泛認為是一項快速發展的技術，主要是受成像傳感器的發展和信息基礎設施性能的不斷提高的驅動，包括處理、存儲容量和通信能力。隨著傳感和計算機技術的進步，傳感器變得更加廉價，現代遙感系統使用多個傳感器，包括相同和/或不同的傳感器，如多個攝像機或光探測和測距（激光雷達）傳感器。

無人駕駛飛行器：無人駕駛飛行器、無人機系統、遠程駕駛飛行器、也通常被稱為無人機，大多被開發和用于軍事應用。近年來，研究人員對利用無人機系統用于多種非軍事目的表現出越來越大的興趣。據報道，它們被用于森林和農業應用、自主監測、應急和災害管理、交通監測和管理、3D建模攝影測量、基于遙感的檢測系統，以及更多領域。這種水平的效用主要是由于無人機系統捕捉重要信息的速度快、高機動性和高安全性。人們認為，無人機已經變得如此廣泛，有必要規范其使用，以防止非法行為和事故。

3 土木工程施工技術的未來發展趨勢研究

物聯網發展的一個主要問題是設備之間缺乏可操作性。關于物聯網保護膜下的傳感網絡設備過多，作者通過強大的搜索發現，主要存在現有的制造法規，沒有為建筑工程應用量身定制的標準或法規。在美國，越來越多的人要求政府引入相關法規，特別是關于這些設備創建、存儲和傳輸數據的完整性。大多數組織和消費者認為有必要制定物聯網安全法規。為了在建筑等碎片化、動態和復雜的行業中增加物聯網的采用和應用，必須通過制定規范建筑管理相關傳感器和其他物聯網設備使用的標準來鼓勵互操作性。建筑行業可以通過使用開放標準，如開放消息傳遞標準來實現某種程度的互操作性，使用開放標準將物聯網數據集成到建筑信息建模中的平臺。

4 結論

本文的主要目的是綜合與新興土木工程施工技術相關的發展研究——物聯網、激光雷達和無人機。研究結果表明，盡管一些國家，特別是西歐國家，已經為這些技術的應用制定了一些標準和法規，但迄今為止，很少有工作專注于制定具體的建筑法規。為了促進新興建筑技術的標準化和規范，應努力超越單一技術，考慮互操作技術的生態系統。

參考文獻

[1]王錫芳.土木工程建筑中混凝土結構的施工技術要點研究[J].四川水泥，2021（05）：27-28.

[2]唐應香.土木工程建筑施工技術存在的問題及創新措施芻議[J].科技創新與應用，2021，11（12）：46-48.

[3]黃士虎.土木工程施工技術中存在的問題及創新途徑研究[J].居舍，2021（10）：166-167.