智能施工技術(shù)在城市道路建設(shè)中的應(yīng)用與發(fā)展研究

張歲恩

甘肅一安建設(shè)科技集團(tuán)有限公司 甘肅 蘭州 730060

城市道路建設(shè)是城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中的重要組成部分，對(duì)于提高城市交通狀況、促進(jìn)城市發(fā)展具有重要意義。在當(dāng)前科技不斷推陳出新的時(shí)代，智能施工技術(shù)正在逐漸成為城市道路建設(shè)的新趨勢(shì)，進(jìn)一步提高了城市道路建設(shè)的效率和質(zhì)量。同時(shí)，智能施工技術(shù)在城市道路建設(shè)中的應(yīng)用和發(fā)展也備受關(guān)注。本文的研究旨在深入探討智能施工技術(shù)在城市道路建設(shè)中的應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)，為行業(yè)內(nèi)相關(guān)人員提供參考，并促進(jìn)城市道路建設(shè)的數(shù)字化、自動(dòng)化和智能化。

1 智能施工技術(shù)概述

智能施工技術(shù)是指在城市道路建設(shè)等基礎(chǔ)設(shè)施工程中，運(yùn)用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)科學(xué)、通信技術(shù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)施工過程的全面數(shù)字化、智能化和一體化管理。智能施工技術(shù)旨在提高施工效率、質(zhì)量和安全性，降低施工成本，以滿足日益增長的城市交通需求和環(huán)保要求。

智能施工技術(shù)具有多種類型，包括地面監(jiān)測與自動(dòng)化設(shè)備、無人機(jī)應(yīng)用、建筑信息模型（BIM）技術(shù)以及信息化管理系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)等。地面監(jiān)測技術(shù)主要用于實(shí)時(shí)監(jiān)測施工現(xiàn)場的地形、地質(zhì)條件、材料性能等信息，為施工提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。自動(dòng)化設(shè)備則通過運(yùn)用自動(dòng)化、智能化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)施工過程的自動(dòng)化控制，從而提高施工效率與質(zhì)量。無人機(jī)技術(shù)在城市道路建設(shè)中的應(yīng)用主要包括拍攝航拍照片、監(jiān)測施工現(xiàn)場、測量地形地貌等。BIM技術(shù)通過創(chuàng)建建筑項(xiàng)目的數(shù)字化模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)項(xiàng)目全生命周期的信息管理。信息化管理系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)則將施工現(xiàn)場的各種設(shè)備、材料等連接到互聯(lián)網(wǎng)上，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控和遠(yuǎn)程控制，提高施工現(xiàn)場的管理水平[1]。

隨著科技的不斷發(fā)展，智能施工技術(shù)在城市道路建設(shè)中的應(yīng)用逐漸成為行業(yè)的主流。在未來的城市道路建設(shè)中，智能施工技術(shù)有望為提高施工質(zhì)量、效率和安全性，降低施工成本，實(shí)現(xiàn)綠色、可持續(xù)發(fā)展提供有力支持。

2 智能施工技術(shù)在城市道路建設(shè)中的應(yīng)用

2.1 地面監(jiān)測與自動(dòng)化設(shè)備

地面監(jiān)測與自動(dòng)化設(shè)備在城市道路建設(shè)中扮演著至關(guān)重要的角色。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測施工現(xiàn)場的地形、地質(zhì)條件和材料性能等信息，地面監(jiān)測技術(shù)為施工提供了精確的數(shù)據(jù)支持。這些數(shù)據(jù)可用于分析基礎(chǔ)土壤承載力、預(yù)測潛在地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)、評(píng)估施工中材料的性能等，從而為施工過程提供關(guān)鍵參考。

自動(dòng)化設(shè)備在城市道路建設(shè)中的應(yīng)用也日益廣泛。這些設(shè)備通過運(yùn)用自動(dòng)化和智能化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)施工過程的自動(dòng)化控制，從而提高了施工效率與質(zhì)量。例如，自動(dòng)化裝載機(jī)械能夠準(zhǔn)確地控制挖掘、裝載和運(yùn)輸?shù)倪^程，減少了人為操作的誤差，提高了作業(yè)效率。混凝土攪拌車則可以自動(dòng)調(diào)整攪拌速度和時(shí)間，確保混凝土的質(zhì)量穩(wěn)定，并且在運(yùn)輸過程中保持混凝土的工作性能。

此外，自動(dòng)化設(shè)備在城市道路建設(shè)中還可以應(yīng)用于橋梁吊裝、隧道挖掘、路面鋪設(shè)等領(lǐng)域。這些設(shè)備不僅提高了施工速度，還提升了工程質(zhì)量和安全性。例如，全自動(dòng)路面鋪設(shè)機(jī)械可以在短時(shí)間內(nèi)鋪設(shè)大面積的瀝青路面，減少了人工操作的疲勞和誤差，保證了道路表面的平整度和密實(shí)度。隧道挖掘設(shè)備則可實(shí)現(xiàn)精確的控制和穩(wěn)定的工作性能，降低了隧道施工中的風(fēng)險(xiǎn)。

總之，地面監(jiān)測技術(shù)和自動(dòng)化設(shè)備在城市道路建設(shè)中的應(yīng)用已經(jīng)取得了顯著的成果。這些技術(shù)不僅提高了施工質(zhì)量、效率和安全性，還促進(jìn)了資源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)。隨著科技的不斷發(fā)展，這些技術(shù)在城市道路建設(shè)領(lǐng)域的應(yīng)用將會(huì)更加廣泛和深入[2]。

2.2 無人機(jī)在道路建設(shè)中的應(yīng)用

無人機(jī)在道路建設(shè)中的應(yīng)用已成為當(dāng)今工程領(lǐng)域的一項(xiàng)重要技術(shù)。其廣泛應(yīng)用于拍攝航拍照片、監(jiān)測施工現(xiàn)場和測量地形地貌等方面，為城市道路建設(shè)帶來了諸多便利和優(yōu)勢(shì)。

在航拍照片方面，無人機(jī)可以快速、方便地獲取高清晰度的航拍圖像。這些圖像為設(shè)計(jì)師和施工隊(duì)提供了全面、清晰的施工現(xiàn)場視角，有助于更好地理解項(xiàng)目的地理位置、周邊環(huán)境和現(xiàn)場條件，從而確保設(shè)計(jì)和施工方案的科學(xué)性和可行性。

其次，無人機(jī)在監(jiān)測施工現(xiàn)場方面具有很大優(yōu)勢(shì)。它可以在短時(shí)間內(nèi)對(duì)大面積的施工現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，為項(xiàng)目管理者提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。例如，無人機(jī)可以用于檢測建筑物的結(jié)構(gòu)完整性、觀察施工現(xiàn)場的安全隱患和設(shè)備故障等。這些信息有助于施工團(tuán)隊(duì)及時(shí)采取措施，防止事故發(fā)生，確保工程質(zhì)量和安全。

無人機(jī)在測量地形地貌方面也發(fā)揮著重要作用。通過無人機(jī)搭載的高精度測量設(shè)備，如激光雷達(dá)、高分辨率相機(jī)等，可以對(duì)施工現(xiàn)場的地形、地貌進(jìn)行精確測量。這些數(shù)據(jù)為道路建設(shè)提供了準(zhǔn)確的地理信息，有助于規(guī)劃、設(shè)計(jì)和施工團(tuán)隊(duì)制定更合理、高效的建設(shè)方案。

綜上所述，無人機(jī)在城市道路建設(shè)中的應(yīng)用為工程領(lǐng)域帶來了革命性的變化。通過實(shí)時(shí)傳輸施工現(xiàn)場的圖像數(shù)據(jù)，無人機(jī)技術(shù)不僅提高了施工質(zhì)量、安全性和效率，還為資源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)提供了支持。隨著科技的不斷發(fā)展和無人機(jī)技術(shù)的成熟，其在城市道路建設(shè)領(lǐng)域的應(yīng)用將會(huì)更加廣泛和深入。

表1 無人機(jī)在道路建設(shè)中的應(yīng)用

2.3 BIM技術(shù)在道路建設(shè)中的應(yīng)用

建筑信息模型（BIM）技術(shù)在城市道路建設(shè)中的應(yīng)用已越來越普及。通過創(chuàng)建建筑項(xiàng)目的數(shù)字化模型，BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)項(xiàng)目全生命周期的信息管理，包括規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)維階段。在城市道路建設(shè)中，BIM技術(shù)為施工團(tuán)隊(duì)提供了精確的施工圖紙、材料清單、工程量計(jì)算等，從而提高了施工質(zhì)量與效率。

BIM技術(shù)在城市道路建設(shè)施工階段發(fā)揮了重要作用，提高了施工質(zhì)量與效率。通過創(chuàng)建精確的施工圖紙和材料清單，施工團(tuán)隊(duì)能夠了解道路結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)，如排水系統(tǒng)、照明設(shè)施等，減少誤差和返工[3]。

BIM技術(shù)能夠模擬和預(yù)測潛在問題和風(fēng)險(xiǎn)。與現(xiàn)場施工數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)比對(duì)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)偏差和問題，有助于提高施工安全性，降低施工風(fēng)險(xiǎn)。實(shí)現(xiàn)多方協(xié)同工作，共享統(tǒng)一的BIM模型，設(shè)計(jì)師、施工隊(duì)、監(jiān)理等各方可以實(shí)時(shí)獲取項(xiàng)目信息，提高溝通效率。

在施工階段，BIM技術(shù)還可以輔助項(xiàng)目管理者進(jìn)行成本和進(jìn)度控制。通過對(duì)施工過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控，準(zhǔn)確評(píng)估項(xiàng)目進(jìn)度，及時(shí)調(diào)整資源分配和工程排期。這有助于實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的高效管理，降低成本和延誤風(fēng)險(xiǎn)。

因此，BIM技術(shù)在城市道路建設(shè)施工階段具有顯著的優(yōu)勢(shì)，為實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、高效率的道路建設(shè)提供了有力支持。要充分發(fā)揮BIM技術(shù)的潛力，需要加強(qiáng)跨部門、跨領(lǐng)域的合作與協(xié)調(diào)，以及專業(yè)的BIM技術(shù)培訓(xùn)和軟件支持。

表2 BIM技術(shù)在道路建設(shè)中的應(yīng)用

2.4 信息化管理系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)

信息化管理系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在城市道路建設(shè)中的應(yīng)用正在逐步改變傳統(tǒng)施工方式，提高施工現(xiàn)場的管理水平和效率。信息化管理系統(tǒng)通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)施工現(xiàn)場的信息采集、處理、存儲(chǔ)和傳輸，從而為施工團(tuán)隊(duì)提供實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。此類系統(tǒng)涵蓋了施工現(xiàn)場的各個(gè)方面，包括人員管理、設(shè)備管理、材料管理、質(zhì)量管理和安全管理等。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)則將施工現(xiàn)場的各種設(shè)備、材料等連接到互聯(lián)網(wǎng)上，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控和遠(yuǎn)程控制。通過安裝傳感器、RFID等智能硬件，施工現(xiàn)場的信息可以實(shí)時(shí)上傳到云端，供施工團(tuán)隊(duì)隨時(shí)查看和分析。這有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在問題，避免事故和延誤，提高施工質(zhì)量和安全性。

信息化管理系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合的應(yīng)用，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)施工過程的優(yōu)化和自動(dòng)化。例如，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的預(yù)防性維護(hù)，降低故障率。此外，通過對(duì)施工現(xiàn)場的實(shí)時(shí)監(jiān)控，施工團(tuán)隊(duì)可以更好地調(diào)整資源分配和工程排期，從而提高施工效率[4]。

總之，信息化管理系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為城市道路建設(shè)帶來了新的發(fā)展機(jī)遇，助力實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場的智能化和信息化管理。然而，要充分發(fā)揮這些技術(shù)的潛力，還需要加強(qiáng)跨部門、跨領(lǐng)域的合作與協(xié)調(diào)，以及進(jìn)行相關(guān)的技術(shù)培訓(xùn)和軟件支持。

3 智能施工技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

隨著科技的不斷發(fā)展，智能施工技術(shù)在城市道路建設(shè)領(lǐng)域呈現(xiàn)出一系列明顯的發(fā)展趨勢(shì)。以下幾點(diǎn)是值得關(guān)注的重要方向：

數(shù)字化、智能化和一體化將成為施工技術(shù)的主要特點(diǎn)。未來的智能施工將更加依賴于先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)施工過程的全面數(shù)字化、智能化和一體化管理。在數(shù)字化方面，通過使用BIM技術(shù)，施工團(tuán)隊(duì)可以在施工前就對(duì)建筑物進(jìn)行數(shù)字化的建模和仿真，確保施工過程的可行性和優(yōu)化。在智能化方面，通過使用傳感器和人工智能算法，施工團(tuán)隊(duì)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測施工現(xiàn)場的各種數(shù)據(jù)，如溫度、濕度、噪聲等，以及預(yù)測可能出現(xiàn)的問題，從而快速做出反應(yīng)和解決。在一體化方面，施工團(tuán)隊(duì)可以通過集成不同系統(tǒng)和設(shè)備，實(shí)現(xiàn)施工過程的無縫協(xié)調(diào)和管理。這些技術(shù)的應(yīng)用，將有效提高施工質(zhì)量、減少施工時(shí)間和成本，并幫助規(guī)避潛在的風(fēng)險(xiǎn)。

另外，自動(dòng)化與機(jī)器人技術(shù)將在施工現(xiàn)場發(fā)揮越來越重要的作用，該技術(shù)可以有效解決施工現(xiàn)場的安全問題。傳統(tǒng)的道路建設(shè)施工過程中，由于人員密集、危險(xiǎn)環(huán)境多等因素，經(jīng)常會(huì)發(fā)生安全事故。而自動(dòng)化與機(jī)器人技術(shù)的應(yīng)用可以有效地降低人員在危險(xiǎn)環(huán)境下的作業(yè)時(shí)間，從而減少施工過程中的人員傷亡風(fēng)險(xiǎn)，保障工人的安全。因此，在未來的城市道路建設(shè)中，自動(dòng)化與機(jī)器人技術(shù)將會(huì)成為施工現(xiàn)場的重要組成部分[5]。

綠色與可持續(xù)性也將成為智能施工技術(shù)的重要目標(biāo)。未來的智能施工將更加注重使用可持續(xù)發(fā)展的建筑材料和設(shè)備，例如使用回收材料、生物材料和可再生能源。同時(shí)，通過采用循環(huán)經(jīng)濟(jì)和綠色供應(yīng)鏈等可持續(xù)發(fā)展模式，降低建筑材料和設(shè)備的資源消耗和廢棄物排放，實(shí)現(xiàn)資源的最大化利用，減少對(duì)環(huán)境的損害。此外，智能施工技術(shù)還可以通過實(shí)時(shí)監(jiān)測施工現(xiàn)場的噪音、振動(dòng)、灰塵等污染物，進(jìn)行精確測量和分析，及時(shí)掌握污染情況，并采取有效控制措施降低對(duì)周邊環(huán)境的影響。例如，在施工現(xiàn)場安裝噪音監(jiān)測設(shè)備和灰塵收集器，利用數(shù)據(jù)分析和人工智能算法對(duì)環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，對(duì)施工過程中產(chǎn)生的噪音、震動(dòng)、灰塵等進(jìn)行監(jiān)控和控制。同時(shí)，采用環(huán)保材料和施工方式，如綠色混凝土、太陽能路燈、雨水回收系統(tǒng)等，可以進(jìn)一步減少能源消耗和環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)綠色施工，推動(dòng)城市可持續(xù)發(fā)展。

4 結(jié)論

智能施工技術(shù)在城市道路建設(shè)中的應(yīng)用具有廣闊的發(fā)展前景，有望為建設(shè)更加高效、綠色、可持續(xù)的城市道路提供有力支持。為適應(yīng)智能施工技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，各方需共同努力，不斷推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用，以迎接城市道路建設(shè)的美好未來。在此過程中，政府部門、企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)需要加強(qiáng)合作，共同推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新和人才培養(yǎng)，以應(yīng)對(duì)日益復(fù)雜的施工環(huán)境和挑戰(zhàn)。同時(shí)，智能施工技術(shù)的普及和應(yīng)用也需要克服一定的技術(shù)和市場障礙，確保技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展。