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在2016年6月26日舉辦的“夏季達沃斯新浪財經之夜”中,來自各行各業的大佬們圍繞人工智能話題,展開了熱烈討論。
人工智能或能在金融領域幫助人類分析判斷
摩根大通董事總經理兼亞太區副主席李晶
先看一下這個情況,中國出口到全球,其中英國占中國出口的3%左右,但是退歐之后,我們看到整個的英鎊是狂跌。
另外大家現在尋求一個避險的港灣,避險的港灣在哪里呢?美元是第一,其次是日元,然后是黃金,最后就是美國的國債,其他一些資產有很大風險性。
不過很多分析是有錯誤的,這么多專家、這么多經濟學家、這么多非常能干的交易員,他們的分析判斷在這個事件發生之前是不靠譜的。
所以如果人工智能在未來的15年能幫助人類分析、判斷,規避風險,我覺得這會是一個突破。
現在的人工智能尚屬第一智能狀態
途家網高級副總裁莊海
我在美國的碩士學位就是和機器人有關的,我們學的是簡單的控制,是你控制一個機器手,或者機器做的事情,和現在談的人工智能概念差別還是很大的。
另外一方面,我們現在看的人工智能,有人尖叫,有人擔憂。其實還不到這個程度,因為我們現在看到的人工智能,無論是AlphaGo還是其他的人工智能,我覺得還是屬于第一智能的狀態。
即使AlphaGo跟李世石下棋,能贏李世石,但是李世石喝咖啡端起杯來,說這個咖啡不怎么樣,AlphaGo做不到。
人工智能的能源問題是關鍵
天合光能董事長兼首席執行官高紀凡
哈佛大學做過一個“小蜜蜂”,我和他們的人聊了聊,他們說“小蜜蜂”未來有很多作用,如果發生災害了,可以放出幾萬個“小蜜蜂”去搜尋生命跡象。但有一個問題還解決不了,最關鍵的問題就是電能不行,所以飛不遠,而用太陽能呢,設備會很重。
我們恰恰是搞光能的,未來人工智能要無所不在、無時無刻地不使用能源,這就是我們未來可以結合的方向。
包括人工智能在內的任何東西都是三個元素構成的,第一個是信息,第二個是能源,第三個是物理結構。我覺得人工智能未來真正的方向應該更廣義,不見得要和人長得一模一樣。
物聯網和人工智能將為建筑行業帶來創新革命
廣聯達軟件董事長刁志中
建筑行業也插上了翅膀,剛才說互聯網、物聯網、云計算、大數據,包括人工智能這些技術,包括現在的AR、VR,還有這個行業里獨特的技術特點,建筑信息模型,其實都在改變著這個行業。我想人工智能在這個行業里頭會有非常大的應用潛力。
咱們一直說建筑是遺憾的藝術,為什么呢?因為一個工程,第一,我們在前期立項設計的時候總想得非常美好,等實際干完了之后,一看我們這個建筑好多功能、品質離我們想象得差距比較遠。
第二,在建筑過程中,超出我們的預算、超出我們工期的事情,經常發生,所以一直說建筑是遺憾的藝術。
但是如何讓我們的費心、費時又費錢變得省心、省錢、省時呢?我想科技的力量是必須的,這是基礎。
發展人工智能其實是人類在自我毀滅
博恩集團董事長熊新翔
我想到未來的智能機器人有一點點恐懼,我今天在會場,當從一個展臺走到另外一個展臺,看到日本的機器人,它的耳朵會動,講話的時候,它脖子上的肉也會動,所以我當時完全沒有認為它是機器人。等我走近了,才認為它是機器人。
首先確定一件事情,我覺得在我們有生之年,一定可以看得到馬路上過來的一個人,你都不知道對方是不是機器人,所以想到未來,我有一種恐懼、有一種自戕。
其實人類正在玩這么一項游戲,一方面,我們使勁在推進技術進步,我們有更豐富的物質文明,滿足我們身體臭皮囊的需要。
但是從另外一方面來講,我們并沒有得到更多的幸福或者同比例的幸福,今天的人類不會比2000多年前春秋戰國時代的人類更幸福。
這就會讓我想到。人類這樣努力、這樣創造到底想干什么?其實我個人覺得最后是在自我毀滅。
人工智能把人類從乏味中解脫出來
遠東控股集團董事局主席蔣錫培
關鍵詞:PLC技術;建筑;消防系統;應用
引言
隨著我國科學技術的發展,智能技術的發展也越來越迅速,而這種技術的應用也越來越廣泛。而且隨著城市的發展,城市建筑也越來越多,消防和滅火也越來越受到人們的關注,隨著科學技術的發展,我國研究出一種PLC智能技術,這種技術被應用于建筑消防系統中,智能技術的應用,可以代替人類完成不了的高難度、危險的一些工作。
1PLC的簡要概述
PLC,全稱為可編程邏輯控制器,它是一種十分先進的,與高新技術結合十分緊密的監控技術。它與其他控制系統有很多的不同之處,如:計算機控制、繼電器控制等。而且他還有許多的優點,如:靈活、便捷,操作簡單等。PLC技術從誕生到現在的應用已經有了幾十年的歷程了,而且PLC技術也在許多領域的應用取得了認可。而且它自身的發展前景也很大。PLC自身最有利的價值之處在于其與建筑消防系統的完美結合,使得建筑消防控制系統與原來的控制系統相比,發生了翻天覆地的變化。不僅如此,PLC技術在建筑消防系統中肩負著重大的作用。其控制著許多的環節,如:報警,自動滅火等。而且PLC技術可以完成人類不能完成的高難度、危險的工作,能夠有效地節省勞動力,提高安全系數,并且能減少火災帶來的損失。
2在建筑消防系統中應用PLC技術的重要性
PLC技術是一種十分先進的,與高新技術結合十分緊密的監控技術。PLC技術從誕生到現在的應用已經有了幾十年的歷程了。隨著各項技術的發展,城市的建筑也越來越多,火災系數也增加了不少,消防和滅火也越來越受到人們的高度重視,而PLC技術在隨著我國社會經濟和科學技術發展的今天,建筑消防系統中應用PLC這一先進的技術是毋庸置疑。時代在變化,為了加快節奏,跟隨時代的步伐,希望能夠應用新的手段來全面地開發建筑消防系統。而建筑消防本身比較復雜,操作控制也很難,最主要的是它還具有一定的危險性。
3 PLC在建筑消防系統中的控制特點
PLC技術在建筑消防自動滅火系統中的反應很快,當有火災發生時,PLC中的信號接收器將火災的情況接收并發出報警信號,同時向PLC出水控制系統下達命令,系統就會迅速出水,向火災發生的區域進行滅火,這樣就能有效地控制火勢,防止火勢的蔓延。
4 PLC技術在運用過程中的理論基礎
PLC技術的理論基礎涵蓋了控制學、語言學、信息學等眾多的學科。綜合性相對較強。PLC技術研究怎么讓機器擁有人工智能。讓機器能夠獨立操作并且完成人工不能完成的高難度、高危險的工作能力。為了能夠使它的工作能力變得更加具有可行性和可操作性,應通過結合計算機技術對其進行可行性的操作實驗。
PLC技術的應用,是建筑消防系統提升的最主要的方面。隨著科學技術的發展,PLC技術在建筑自動化控制系統中被廣泛應用,而且在其應用過程中取得了很好的效果。而且它的適應性特別強,實用性也相當好。PLC是一種十分先進的,與高新技術結合十分緊密的監控技術,也是當今計算機技術中的高端分支。大量的應用實例表明,PLC技術在建筑消防自動化控制系統中的應用,不僅可以代替人類完成不了的高難度、危險的一些工作。還能夠有效地節省勞動力,提高安全系數,降低了火災所帶來的的損失,實現了人力資源的完美結合。
5 PLC技術的特點
5.1無人控制
PLC技術的最大優點在于,無論在什么情r下,在建筑消防自動化控制系統中,PLC技術替代人工操作,代替人類完成不了的高難度、危險的一些工作。而且相比于傳統的人工控制工作效率,PLC技術的效率遠遠高于傳統的人工控制效率。隨著PLC技術的不斷發展,它為建筑消防自動化控制系統提供了有利的保障。而且PLC技術的發展,減少了勞動力,實現了無人操控,這對于消防建筑自動化技術來說是一次突破性的飛躍。
5.2無需構建模型
PLC技術與傳統的控制系統相比,它還是有比較大的優勢,PLC技術替代人工操作,代替人類完成不了的高難度、危險的一些工作。而且相比于傳統的人工控制工作效率,PLC技術的效率遠遠高于傳統的人工控制效率。
5.3一致性
隨著科學技術的發展,PLC技術在建筑消防系統自動化控制系統廣泛應用,而且在其應用過程中取得了很好的效果。而且它的適應性特別強,實用性也相當好。PLC是一種十分先進的,與高新技術結合十分緊密的監控技術,也是當今計算機技術中的高端分支。大量的應用實例表明,PLC技術在建筑消防自動化控制系統中的應用非常的重要,PLC技術應用不僅可以代替人類完成不了的高難度、危險的一些工作。而且PLC技術的應用,是建筑消防自動化控制系統改革創新的最主要的方面。
6在自動化控制建筑消防中PLC技術的應用策略
在建筑消防自動化控制中,PLC技術應用于建筑消防自動化控制系統中,這是消防自動化控制系統初步利用信息技術發展的代表。在PLC理論體系慢慢的完善中,在消防自動化控制系統中,PLC技術在建筑消防系統中取得的成果漸漸地被人們所發現。在未來,實現自動化控制系統中PLC技術是非常重要的,為了更好地應用PLC技術,我們應該有以下的思路:
6.1滿足建筑消防系統的需要
隨著我國社會經濟和科學技術的不斷發展進步,城市中的建筑也越來愈多,消防和滅火越來越受到重視,而消防本身又是一件十分危險的工作所以必須鼓勵應用這種新的智能技術――PLC技術。但隨著技術的發展,PLC技術也應該更新,所以為了使技術與時俱進我們應該大力的鼓勵那些權威的學者和專家進一步研究優化PLC技術,從而為建筑消防自動化控制系統奠定一定的技術需求。
6.2培養PLC技術應用的設計人才
隨著我國科學技術的進步,我國的PLC技術也越來越成熟,但是能夠掌握PLC技術的人才是少之又少,所以,為了跟隨科學技術的進步,我們必須培養一批優秀的設計人才,對他們進行專業技術的培訓,使他們能夠熟練掌握并應用PLC技術。從而使PLC技術能夠更好地為建筑消防自動化控制系統提供技術保障,使PLC更好地融入建筑消防自動化控制系統中,并得以實現。
6.3建立跟規范PLC技術
隨著科學技術的發展,我國PLC技術的不斷成熟,使得PLC技術的應用尤為廣泛,而PLC技術在建筑消防系統中的應用效果卻非常明顯,為了更好地使PLC技術為我們所應用,我們必須將運用的標準和規范盡可能地建立起來,為建筑消防系統的發展打下結實的基礎。只有PLC技術更加規范,才能更好地應用于建筑消防自動化控制系統中。
7結語
縱觀現在的社會發展的趨勢來看,PLC技術有很好的發展前景,并且,隨著時代的發展,在未來的社會中PLC技術的應用將會越來越廣泛,而與傳統的人工技術來說,它本身也有著與眾不同的優勢,所以我們應該充分地利用PLC自身的價值,讓PLC技術給我們帶來更大、更可觀的效益。
參考文獻:
[1]江圣輝.基于PLC和組態軟件的大型自來水廠監控系統[J].工業控制計算機,2005,18(3):69-70.
關鍵詞:建筑電氣技術;建筑施工技術;智能化;數字化
中圖分類號:F407文獻標識碼: A
引言
在現代建筑電氣行業中,電氣技術主要包括了強電和弱電兩個基本部分,然后利用變配電系統和相應的技術對電力照明進行有效地管理和控制。隨著我國現代科學技術不斷地發展和進步,在建筑電氣領域中的科學技術也在不斷的發生著變化,很多新的電氣技術應用而生,例如,電氣技術的智能化和數字化,這種技術不僅在很大程度上促進了現代建筑電氣技術自身的發展和進步,同時也在一定程度上促進了我國建筑施工方面技術的發展和進步,在建筑施工過程中,系統和技術方面正在發生著不斷的更新和變化,在發展過程中,更加能夠體現出可持續發展的基本戰略要求,在促進我國社會和經濟的可持續發展方面發揮著不可替代的作用。
一、現代建筑電氣技術概述
傳統意義上的建筑電氣技術在現代上建筑施工中已經被廣泛的使用。隨著應用的范圍不斷的擴大,在個體產品和技術方面也在不斷的走向成熟,從目前整體的發展方向方面來看,雖然傳統的建筑電氣技術有著比較廣泛的應用空間,但是,由于系統之間都存在較大的獨立性,缺乏必要的溝通和資源共享功能,因此,在滿足現代社會生活質量方面仍然表現出一定的不足,例如,在進行建筑施工過程中,由于無法正常的滿足可持續發展的要求,耗能嚴重,對于建筑電氣系統的電氣設備缺乏科學有效的關系,在電氣技術應用過程中,安全性得不到正常的保證,在應用過程中經常會引發安全事故,基于此,現代建筑電氣技術便成為人們在日常的生活中普遍關注的一個社會問題。
現代建筑電氣技術在傳統的建筑電氣的基礎上不斷的進行的更新和完善,并逐漸形成了自己較為獨特的成熟理論體系,并且在電氣系統中實現了電子、電工和信息等多種技術的有效結合,使得現代建筑電氣的應用范圍更加的廣泛,在建筑工程中應用的效率也在不斷地提高。現代建筑電氣技術在建立在人們智能建筑的使用需求之上,在運用過程中,綜合使用各種不同的技術和設備,實現科學和技術的交叉互動,從而不斷滿足人們對的使用需求。現代建筑電氣在建筑領域有效的應用,使得建筑電氣技術呈現出更多的發展趨勢,同時在促進建筑工程施工技術方面按也起到了一定的促進作用。
二、現代建筑電氣技術的發展
1、建筑樓宇智能化技術
智能化樓宇近幾年才在我國發展,因此對于智能化樓宇的研究與國外相比我國還具有很大的差距,一是因為我國的智能化技術發展還不高,關鍵技術是以依靠國外進口為主;二是智能化樓宇的普及率還不高,尤其是智能化居民建筑率不高,因此研究樓宇智能化對于促進樓宇智能化發展具有重要的現實意義。
1.1 BAS電氣設備的自動化系統
智能樓宇自動化功能的實現需要借助各類電氣設備的自動化控制與操作,因此BAS電氣設備的自動化系統是整個智能化樓宇技術的核心,通過BAS電氣設備的自動化系統可以隨時監控樓宇各項技術在運行過程中的情況以及及時發現和處理各種故障,以此保證樓宇建筑的安全,比如通過BAS電氣設備的自動化系統可以自動調節中央空調的溫度、根據環境變化及時控制樓宇的照明系統和通風系統,因此BAS電氣設備的自動化系統還具有節能環保的功能,有利于資源消耗的節省。BAS電氣設備的自動化系統的結構體系包括管理層、自動化層以及現場層。管理層是整個BAS電氣設備的自動化系統的核心,其通過網絡與各個管理終端進行數據交換,實現對各個系統的控制與管理,同時管理層還具有一個數據庫,通過數據庫實現對電氣設備自動化運行的監控與管理;自動化層主要是對管理層發出的各項指令的具體監控;現場層包括各種自動化操作模塊,它是執行具體操作指令的操作。
2.2 樓宇智能化電氣火災報警系統
隨著電氣自動化技術的不斷發展,傳統火災自動報警系統正在逐漸的被社會淘汰。現在更多被運用的是電氣火災報警系統,電氣火災報警系統更先進之處在于屬于先期預警。所以在樓宇智能化中或工程項目中,大多安裝火災監控系統。剩余電流互感器、電氣火災探測器、電氣火災監控器、還有監控探測器、監控報警等,共同組成了電氣火災報警系統。在智能樓宇中安裝,能夠有效的遏制火災的發生。
2、現代建筑電氣節能技術
2.1 合理設計供配電系統
電器節能的首要步驟就是要考慮供配電系統中的無謂能源消耗,減少這些無謂能源的消耗就能夠起到節能的作用。在能夠滿足使用要求的情況下,整個供配電系統的必須要盡可能的精簡,做到設備電力在輸配過程中的無謂損耗;減少輸配電設備的同一等級的設備配置數量,輸配電設備的等級要盡可能精簡;通過不同輸配電系統的有效減負,來實現能源節約;對于變壓器的選用也要盡可能的節能,變壓器的同時工作臺數,可以根據實際的情況來調節,在電力負荷不是很大的時候,可以自動的減少同時工作的變壓器設備臺數,減少調不必要的電力設備電能損耗。
2.2選用節能的變壓器、變壓設備
因為每天中國在小功率的變壓器設備中發生的電能損耗,就可以占到整個國家發電總量的百分之二作用;一般來說最主要的就是變壓器的空載運行,還有就是變壓器的多余的負載損失部分,如何來提高節能效果,更好地見底損失,就只有通過更加節能的節能變壓器;節能變壓器的消耗少,對于電能的損耗更低,噪音一般都得到了有效的控制,對于抗瞬間電壓的沖擊的能力也有了較大的提高;所以采用有效的節能變壓器,就能夠有效減少變壓器的空載損耗。
2.3照明系統的電力節能考慮
對于電能的消耗,和無畏的浪費,很多都是發生在照明系統中,整個國際的發電量其中超過百分之十都是消耗在了建筑的照明工程,所以在照明電氣設計方面,有著非常大的節能空間,能夠在保證照明的情況下,更多的節約電力能源的消耗,主要的措施就是以下的這些:采用更為高效的節能照明產品,提高技能燈具的使用率;對于以往的白熾燈,由于對電能的消耗過大,不建議再使用;通過耗能更低,光源強度更高的照明設備來進行照明的設計,就能夠有效的提高照明的效率,大量的節約建筑的電力消耗;建筑的照明電氣節能設計中,也必須要考慮自然光的使用,提高自然光的照明作用效果,尤其是白天,充分的利用太陽光來起到照明效果,減少燈的使用,也就能夠有效的提高節能的效果;建筑的設計中,必須要采取照明系統分區的設計,盡可能的增加分區開關,盡可能的增加分區設計,就能夠有效的避免過多的照明設備同時啟動的問題,通過小分區進行開關控制,減少因大面積光源無謂使用帶來的損耗;這樣一般能夠節約掉電能消耗的百分之二十以上。
三、現代電氣技術的發展趨勢
1、現代建筑電氣的智能化發展
隨著智能建筑理念不斷的被人們所重視,建筑領域建筑電氣節能技術不斷的應用到建筑工程中。在智能化建筑電氣技術的指導之下,實現了電氣設備的自動控制,代替了傳統的操作技術,滿足不同施工技術的要求,同時在很大程度上降低了對能源的消耗,對環境保護做出了巨大的貢獻。
2、現代建筑電氣技術的綠色化發展
隨著人們對環保理念的重視程度不斷增加,在建筑電氣技術發展方面,也在不斷呈現出綠色化的發展趨勢。在我國的可持續發展戰略的指導之下,綠色建筑的改變逐漸深入到社會的方方面面,在施工過程中,通過智能化的操作系統實現多目標的大建筑工程的建設施工作業,而在綠色建筑中最為突出的就是家建筑電氣技術的運用和發展,在施工過程中,使用了更多的節能材料和設備,同時也不斷地將現代信息技術充分的融入到建筑施工當中,以此來實現對建筑電氣技術的有效控制,從而實現了綠色、智能的建筑工程。
結束語
建筑電氣技術是隨著我國建筑技術的發展而不斷壯大的,同時現代建筑電氣技術也與我國的電氣科技的飛速發展有著密切的關系。現代科學技術的廣泛應用,更是促進建筑電氣技術智能化和數字化趨勢不斷增強。
參考文獻
[1]佘懿丹.生態建筑設計之自然采光[J].經營管理者.2010(17):182.
關鍵詞:建筑建設發展模擬;時態GIS;動態顯示;時間動畫
1引言
城市建筑建設發展模擬是指所有意圖描述城市建筑建設發展情況的交互以及動態發展過程的可操作化的模擬[1]。在城市建筑過程中,通常模擬結果只是按照規劃方案生成完成時的建設情況,而依據規劃策略建設城市是一個長期的過程,該過程會按照規劃策略中所規定的定性、定量、定位三方面進行[2]。近年來,國內外學者對于城市建筑建設發展模擬進行了一些研究。王海鷹、張新長等將CA模型與三維虛擬相結合來模擬城市的發展[3];王春波,張軍等基于事件構建時空數據模型來完成時序、空間和時空等數據間的分析以及歷史數據的回溯分析[4]。林丹將時間維與地圖動態顯示技術相結合完成了時空模型建立進而進行地理對象的狀態變化的追蹤[5]。本文基于規劃的相關方案提出三個規劃準則分別為建設周期、建設速率、建設次序。擬新建建筑物的建設并不能在將來同時完成,這樣該建設過程就需要一個建設周期。由于規劃以及財政經費等因素的限制,新建建筑物時所采用建設速率也會很大的不同,同時也可以通過限制新建建筑物的建設次序,來完成優先建設度高的新建建筑物建設。本文利用三個建筑建設規則并結合時間動畫地圖顯示技術來完成建設周期內某個特定時間節點的建筑建設情況模擬以及進行動態顯示建筑建設發展情況。
2規劃準則及時間動畫地圖顯示技術研究
傳統GIS中的數據通常只是反映了現實世界中的某個時刻“快照”,并且多數GIS系統是采用靜態數據進行表示的[6]。由于現實世界是會伴隨著時間發展變化,在諸如環境監測、地震救援等等領域中所描述的空間對象是必然會隨著時間發生變化的,這就要求在對傳統意義上的GIS空間數據進行組織管理時,還必須可以對其進行空間數據的歷史演變過程的模擬或者回溯。本文結合規劃師的交流意見以及建筑建造若干規則,利用時態GIS中的時間動畫來完成整個建筑建造過程中的數據模擬與空間演變過程,使建設情況進行動態的展示并提高對建筑過程的掌控性。
2.1建筑建設發展模擬規則
在建筑建造控制中,容積率、建筑密度以及建筑排列規則的結合不僅僅計算獲得了規劃區域內的合理建筑物數量,同時也完成了規劃的最終目標-顯示規劃成果。但這個規劃成果是規劃預計后的結果圖,只是反映出截止點時的建設情況,并不能實時反映出規劃過程中某個時間節點的建設情況。在建筑建設過程中,可以通過設置建設周期、建設速率以及建設次序這三個規則來完成特定時間點建設情況的數據回溯以及空間演變情況。(1)建設周期本文所指的建設周期并不是指開發商施工開工、竣工的時間,而是指規劃控制的建設開始、結束時間。通常在設置建設周期開始時間時是會默認為本年度的,并且建設周期開始和結束期間的最小刻度默認為1年。(2)建設速率建設速率是指每年會新建設產生多少建筑物。在建設過程中可根據不同的建筑物類型來選擇不同的建設速率。在這里提供三種建設速率:①同時段建設,該建設速率是指同時開工,同時完工,鐵路或者公路通常可用于這類建設速率。②線性增長速率,該線性增長速率就是指每年都以固定數量來完成建筑物數量的新增,它比較適合于市政基礎設施的建設,原因即為其每年都有固定的財政預算。計算公式如(1),在該公式中s表示時間t內新建建筑物的總數量,k表示每年建設的建筑物的固定數量,x0表示規劃的起始年建成的建筑物數量。s=x0+k×t(1)③固定速率的增長速率,這種速率用來描述每年都以固定增長率建設了多少新建建筑物。計算公式如(2),在該公式中s表示時間t內新建建筑物的總數量,x0表示規劃的起始年建成的建筑物數量,v表示每年的固定建設增長速率。s=x0×(1+v)t(2)(3)建設次序建設次序是指哪些規劃建設區域具有優先性,例如道路的兩側或者規定的區域。在這里提出三類建設次序方法以供選擇:①隨機建設次序,建設區域并沒有差別性,可以在任意地點開始建設施工。②基于“計劃屬性”的建設次序,“計劃屬性”指的是分析圖層中包含有建設施工的計劃屬性,該屬性決定了建設次序需要按照該計劃分階段實施。③基于“距離”的建設次序,是會按照與興趣點距離的由近及遠的次序來進行建設的。此建設次序中的“距離”指的是與選定的興趣點間的距離,這些興趣點可以是商場、操場、醫院、學校、火車站,也可以是街道、居民居住小區等等。
2.2時間動畫動態顯示技術
時間動畫是指在地圖上按照一定的時間間隔以及順序動態地顯示事物的發展變化情況[7]。動畫是有軌跡形成的,軌跡則由一系列的關鍵幀來組成,而每個關鍵幀對應著某個對象屬性在某時刻的快照[8]。GIS提供了較多的動畫顯示方式,其中包括地圖視圖動畫(MapView)、地圖圖層動畫(MapLayer)以及時間圖層動畫(TimeLayer)。與其相對應的三種動畫類型分別為AnimationTypeTimeLayer,AnimationTypeMapView以及AnimationTypeMapLayer[9]。在GIS中每種動畫類型都對應著某種類型的關鍵幀,即TimeLayerKeyframe,MapViewkeyframe和MapLayerKeyframe。在建筑建設發展情況模擬中,可以通過設置關鍵幀動畫來完成建設過程的動態顯示。其算法步驟如下:(1)設置起始時間在本文中起始時間默認設置為當年,也可以由規劃師自主設置起始時間,同時根據建設周期獲得規劃建設截止時間,并且設置時間間隔為年。通過起始時間、終止時間以及時間間隔獲取到時間軸以此作為時間窗口來完成關鍵幀動畫的獲取。(2)計算數據回溯模式在建筑建設狀況回溯過程中,可以選擇不同的顯示方式來進行[7]。在建設速率選擇中提供了同時段、線性增長以及指數型增長三類,建設速率的不同會導致特定時間點上建筑物建設的數量發生不同。在建設次序中提供了隨機、基于“距離”建設次序以及基于“計劃屬性”建設次序三類,不同的建設次序會導致某個時間點建筑物的位置發生變化。在基于“距離”建設次序中需要判斷建筑物距離興趣點的遠近來完成,這里就必須進行距離分析。(3)關鍵幀選擇在本文中是通過離散型時間來完成動態顯示的,因而在設置好時間窗口以及數據回溯模式后就可以得到關鍵幀集合,在通過時間軸來選定需要顯示出的特定時間點建筑建設發展情況,如圖1所示。
3試驗分析
為驗證本文所提出的更新模型與方法,本文在Windows環境下,以VisualStudio2008為開發工具,集成ArcGISEngine開發包研制了城市建筑建設發展模擬原型系統,實現了動態展示城市建筑建設發展過程。本文利用土規數據以及道路圖層數據來完成試驗驗證。將規劃周期設置為2015年~2030年,建設速率類型選擇線性增長速率,數值為7棟/年,建設次序類型選擇隨機次序。圖2呈現出的是2015、2020、2025、2030年的建設情況,2015年擬計劃建成7棟建筑物,2020年為35棟,2025年為70棟,2030年完成95棟建筑物的建設。設置建設次序為按距離次序建設,按照與道路距離遠近來選擇優先進行建設的建筑物群,建設速率選擇指數型增長速率,增長率設置為20%,2015年擬建成建筑物數量為7棟,繼而求出2020年為17棟,2025年為43棟,2030年完成95棟的建設。圖3展示了指數型增長速率結合距離建設次序的建筑物建設發展情況。試驗結果顯示:結合三個規劃準則以及時間動畫時態GIS技術可以完成對于建筑建造過程的動態模擬,完成某個時間節點的建設情況模擬,同時也可以進行相關數據的歷史回溯。
4結語
在獲取到新建建筑物群的規劃布置情況后,可以通過設定建筑周期、建筑速率以及建筑次序來模擬出規劃周期內特定時間點的城市規劃建設情況。通過規劃模擬就可以動態的觀測到城市建筑的發展模擬,同時在模擬發展情況下也可以進行適當的規劃微調。(1)本文所提出的三個基本規則可以對于建筑建造過程中所涉及定性、定量、定位因素完成一定的控制,可以對于建造過程的模擬過程提供一定的規劃依據。(2)基于時間動畫的建筑建造過程的模擬可以完成對于建筑建造過程的數據模擬與空間演變,同時也可以完成建筑周期內的建筑情況回溯。在模擬建筑建設未來發展情況時并沒有使用預測模型,而是按照建筑的規則進行的。隨著人工智能的迅猛發展,其在模擬城市發展中的優勢也逐漸顯現出來。因而可以嘗試將多智能體等人工智能方面的先進技術手段融入之后的研究中。
參考文獻
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[6]湯國安,楊昕.ArcGIS地理信息系統空間分析實驗教程(第二版)[M].北京:科學出版社,2012.
[7]王春波,張軍,蔣濤.基于事件的時空數據模型應用研究[J].測繪科學,2005,30(2):5~6.
摘要:工程造價估算是招標投標中的重要一環,探尋一套快速、簡捷、實用的工程造價估算方法已經成為建筑行業的迫切需要。為了建設工程造價估算技術的發展及文聯面臨的問題,提出在建設工程造價估算技術系統中應用人工神經網絡技術來提高估算精確度,并且給出系統的設計模型。
關鍵詞:人工神經網絡;工程造價;造價估算
人工神經網絡(ArtificialNeuralNetworks,簡寫為ANNs)也簡稱為神經網絡(NNs)或稱作連接模型(ConnectionistModel),它是一種模范動物神經網絡行為特征,進行分布式并行信息處理的算法數學模型。這種網絡依靠系統的復雜程度,通過調整內部大量節點之間相互連接的關系,從而達到處理信息的目的。人工神經網絡具有自學習和自適應的能力,可以通過預先提供的一批相互對應的輸入-輸出數據,分析掌握兩者之間潛在的規律,最終根據這些規律,用新的輸入數據來推算輸出結果,這種學習分析的過程被稱為“訓練”。
一、神經網絡的建立
雖然人們還并不完全清楚生物神經網絡是如何進行工作的,但還是幻想能否構造一些“人工神經元”,然后將這些神經元以某種特定的方式連接起來,模擬“人腦”的某些功能。
在1943年,心理學家W. McCulloch和數學家W. Pitts合作,從數理邏輯的角度,提出了神經元和神經網絡最早的數學模型(MP模型),是神經網絡研究的開端,更為后面的研究發展奠定了基礎。經歷了半個多世紀,神經網絡度過了萌芽期、第一次期、反思低潮期、第二次期、再認識與應用研究期五個階段。目前,神經網絡已成為涉及多種學科和領域的一門新興的前沿交叉學科。
神經元分為分層網絡和相互連接型網絡。所謂分層網絡,就是一個網絡模型中的所有神經元按功能分層,一般分為輸入層、中間層(隱含層)、輸出層,各層按順序連接,隔層之間均采用的是全互連接,但對于同一單元間,不互相連接。分層網絡可細分為簡單前向網絡、反饋前向網絡和層內互相連接的網絡。人工神經網絡結構是一種多層的網絡結構,一個典型的前向網絡。
某個神經元 j 的輸入―輸出關系為
其中,θj為閥值,ωji為連接權,f(•)為變換函數,也稱活化函數(activation function)
對于人工神經網絡模型,我們只可能在某種程度上去描述我們所了解的情況。同樣,人工神經網絡也只可能是在某種程度上對真實的神經網絡的一種模擬和逼近。
二、在工程造價中的運用
成都市工程造價計價模式后選取了基礎類型、結構類型、工期、層數、建址、層高、內裝修、門窗、單位造價等10個影響工程造價和工程量的特征作為模型的輸入。考慮到各個工程中門和窗數量差別很大為提高估算的精度我們把門數量和窗數量作為輸入,其數量在工程施工圖紙上很容易查得,不需作復雜的計算。對于其他文字性表達的工程特征需轉變成數字后作為網絡的輸入。
很明顯的看出,測試樣本總體誤差率比較小,平均誤差為283%,基本滿足估算要求,隨著工程資料的不斷積累,選取有代表性的數據作為樣本,誤差將不斷縮小。
意義:
通過這次研究,我們了解了人工神經網絡的基本原理,即通過誤差反向傳播建立多層前饋網絡的學習收斂過程,該過程主要包括三個層次,即輸入層、隱含層和輸出層。在訓練中通過計算輸出值與期望值之間的誤差,來求解輸出層單元的一般化誤差,再將誤差進行反向傳播,求出隱含層。并了解了基于人工神經網絡之上的建設項目的投資估算模型,了解了平滑指數法、類比系數法、模糊數學估算法的基本原理與其自身的優勢與不足,也讓我們更深刻地認識到,人工神經網絡,作為90年代逐漸被運用的人工智能技術之一,能像一個經驗深厚的造價師,根據工程類型、特征及其相關情況,結合數據和經驗,準確的估算出其造價。我們也通過計算驗證了模型的可行性。對于我們從事建筑造價的大學生來說,是一次難能可貴的研究機會,能夠較深層次的了解行業中的專業知識。隨著中國改革開放和市場經濟的不斷深入,中國建筑企業在面臨很好的機遇的同時,也面臨著嚴峻的考驗。現在的市場競爭機制已表現得越來越明顯,他要求我們提高效率,盡快拿出自己招投標方案,但是傳統的預算方法以及現行的計算軟件都必須花費較長的時間才能計算出結果,而且計算的結果準確度還不是很高。怎樣解決這個問題,成了建筑界的熱門話題。同時作為建設方的業主,他們同樣對快速預算很感興趣。因為確定工程造價是建設工作中十分重要的一環,在不同階段有著不同的方法。如建設前期的工程造價估算、初步設計階段編制概算、施工圖設計階段編制預算,特別是建設前的估算是我們工作的重點,因為它是我們進行成本控制的起點。對于建設單位而言,它們不僅能在進行設計招標之前大致確定該工程的造價,而且還能在工程施工招標前定出合理的標底。可見快速預算有其很現實的發展研究背景。近幾年許多學者都在這方面努力探索,并取得了很好成果。 神經網絡和模糊數學的快速發展應用為工程快速預算提供了很好的思路。我們通過查閱資料了解了模糊數學和神經網絡的結合原理,認識了基于模糊神經網絡和工程預算原理的工程快速估價的模型,并通過住宅建筑估價模型的建立,說明模型的實現方法且驗證其實用性。這次研究對于行業經驗不足的我們十分寶貴,我們通過書籍等資料更加全方位的了解了我們未來所講從事的行業的知識,為我們以后的工作做了良好的鋪墊,積累了寶貴財富,我們將在了解這些專業知識之后熟練地運用,以更好地促進行業的發展。(西華大學;四川;成都;610039)
參考文獻:
① 汪應洛、楊耀紅,工程項目管理中的人工神經網絡方法及其應用[J].中國工程科學.2004,6(7):26-33.
② 袁曾仁,人工背景:神經網絡及其應用[M]清華大學出版社,1991
【關鍵詞】建筑工程;IT新技術;新技術的應用
我國的建筑業是傳統的制造業,依靠勞動力的支撐。隨著科技的日益進步,建筑行業的各個方面得到了提升,要求也越來越嚴格。建筑行業如何全面的提高技術的創新能力,在建筑行業中技術是關鍵的因素,一個好的新技術可以帶動整個行業的發展。信息技術的發展與建筑工程相結合,能夠使建筑行業發展更加的進步,信息技術的應用可以改變現代建筑工程發展的現狀。在建筑工程中IT新技術的應用,可以使建筑工程的成本降低,有效地節約成本。
一、建筑工程的發展現狀
我國的建筑業的總體規模大,經濟效益低。隨著我國國民經濟的增長,人們生活水平的不斷提高,城市規模的不斷擴大,給建筑業帶來了市場和發展的動力,但是也伴隨著規模大、效益低的形式。我國雖然承包了很大的國際市場份額,但是我國的建筑業在國際的市場的份額與國外的先進企業相比較而言,我們的國際市場份額占有額很小。在我國建筑業中有很多的浪費現象,由于質量安全和設計規劃等問題,建筑業的浪費巨大。我國的建筑工程實際沒有一個良好的制度,管理手段落后等,也是制約著我國建筑工程發展的因素之一。我國建筑業在總體的規模上已經超過了發達國家,但也有一定的差距。在國際市場的份額小,我們要依靠先進的手段來彌補與其他國家的差距。建筑工程中我們的新技術要有新的工藝,新的管理技術,和新的材料等,才能在國家市場上占有主動權。
發達國家建筑工程的發展現狀。在日本建筑業中,重點的公共建設項目,從設計到施工必須要按照信息化的規章行事,在全過程中都是通過計算機網絡來進行的。在美國實行工程項目的信息化管理,在使用基于因特網的協同工作系統來展開各方面的信息交流和分享,具有很好的優勢。在工程項目的信息化管理方面,我們與發達國家的差距很大。在我國建筑業是國民經濟的支柱型的產業,需要新的科技或技術的支持,加速和改善我國的建筑業的發展現狀。
二、IT新技術在建筑工程中的應用
隨著建筑業投資不斷的擴大,對工程的質量有了很高的要求。在工程質量中,混凝土是工程質量監測中最重要的環節之一。把信息技術應用到工程項目管理的的各個環節,用信息技術監測建筑工程材料,建筑工程的質量會得到很大的提升,信息技術的應用必將帶動整個建筑行業的發展。在混凝土的材料質量監測中的IT新技術得到了發展,出現了一些用于管理的計算機系統和軟件。這些系統和軟件在檢測建筑工程的材料質量、安全和企業一級實驗室得到應用,檢測的結論和實驗報告的統計等會用權限管理等功能來實現。網絡上的資源還可以共享。采用IT新技術管理建筑材料有很多的優點,給日常的工作帶來了方便。一些產品數據的管理技術,是圍繞產品的有關的信息進行的管理,有一定的優勢。優勢在于,這個產品所有的開發信息都可以獲得。在建筑行業中,數據的管理技術對整個工程進行一系列的管理,實現自帶平臺和信息共享。產品數據的管理,可以用作建筑企業的信息收集和協同建筑工程管理的框架,涉及一個完整的流程,借助產品數據管理這個平臺,能夠達到一個自動化監控的目的。
工程項目的管理是根據項目的特點和計劃來合理組織項目中的人員、材料、機械設備,有效的運用各種資源和數據信息對工程項目管理至關重要。基礎數據的應用,基礎數據包括國家、地方和企業的常用代碼。在數據的審計中數據有建筑施工圖紙的工程量和施工中的材料、人工和物資的使用情況等。在工程數據中,主要有建筑面積、結構的形式、總用工和總體的投資情況,各種材料的用量及指標。將工程項目每一個階段的數據管理設計存在于其他模塊交互的工作流中,在產品數據管理技術下,統籌管理整個項目的工作流。信息技術在建筑工程中具有很好的輔助,使工程的質量、安全等各個方面得到提升。
信息技術在建筑工程中的應用體現在多方面。在IT技術的發展中,許多正在發展的新技術對工程管理有很大的影響,能提升我國建筑業的發展水平和技術管理水平。利用計算機對工程的進度和網絡進行優化和調整等,特別是大型的工程,因為工作量大,人工的調整不僅慢而且質量上沒有計算機標準;在工程的預算和施工造價控制中的運用,正確的計算和規范計量工程量。
云計算的運用。云計算核心思想是將大量用網絡連接的計算資源統一的管理和調度。在云計算中架構模型有:訪問層、應用接口層和基礎管理層。個人空間服務和運營服務,應用接口將云計算能力裝成標準的接口服務。最后一個基礎管理層負責將合適的算法等服務性的措施進行管理,并計算等。云計算的安全構架應該從三個方面考慮,安全目標、威脅、安全生命周期。在需要保護的信息或軟件等目標中來說,這是安全目標。不同的服務模式,設計的信息與流程也不同,根據情況用不同的服務模式。在安全威脅中是影響的時間和攻擊的目標,惡意的使用云計算中的數據等,造成新的安全威脅和安全風險。云計算的運用可以節約成本。建筑企業將成功的項目的檔案和資料存儲在云計算中,云計算是最安全的存儲中心,建筑企業不用擔心數據的丟失等麻煩。云計算是先進的用于商業的計算方式,云計算是結合了計算方式和內容的統一體,實現了人工智能化的管理,不需要人為的操作,體現了云計算的安全性。云計算可以在任何情況下使用不同的設備和計算方式的內容,在使用中極大的方便了客戶的使用。建筑企業通過使用,可以方便的獲取有關項目的檔案和資料。云計算的操作簡單,不需要很復雜的程序,能實現自動化的控制,具有很強的計算能力,比較適合建筑業使用,對于龐大的建筑工程的計算量來說,可以節省大量的人力和物力。云計算為建筑業帶來了很高的價值,也體現了信息技術在建筑工程中的應用。云計算借助互聯網的平臺,和獲取關于建筑行業的相關信息,可以查詢一些國內外的建筑設計的理念和管理上的經驗。建筑工程從開始到竣工需要很復雜的手段,一些很繁雜的環節,資料的引用和管理,大量的計算和組織能力,這些云計算都可以去實現,不僅僅能將信息安全保管,還能夠減少工程運行中的成本和麻煩。
建筑企業在結合商業的原則上,節約資金、防止浪費,通過信息技術提出解決方案的框架結構,是IT的先進理念。在項目的交流中經常有溝通上的障礙,客戶和工作人員之間意見不一,或者是建筑物的建成,不符合客戶的要求等。都是在運作中經常遇到的問題,不能有效的進行交流會給項目工程帶來一定的阻礙。在運用信息技術的解決方案框架結構中,提供了一些解決問題的方法。滿足客戶的實際需要,將工程人員的創造力和專業性充分的展示出來,能促進有關人員的交流和溝通。在建筑企業中不論大中小型的企業,由于受到以前建筑管理模式的影響,在施工中不講究科學性的施工,浪費施工的成本,質量上沒有保證。好的工程管理可以減少成本的投入,還可以縮短工期。在運用信息技術方案框架下,有團隊的合作,規劃每一個人的位置,做到各司其職。在執行中,每個人都會為提高質量安全管理采取一定的措施,來保證執行力度。在安全質量的目標要求下,在施工中設置相應的檢查點,便于施工人員履行檢查職責,保證最大限度的質量、安全。
關鍵詞:工程測量GPS自動化
工程測量是指在工程建設的設計、施工和管理各階段中進行測量工作的理論、方法和技術。它是測繪科學與技術在國民經濟和國防建設中的直接應用,是綜合性的應用測繪科學與技術。工程測量直接為工程建設服務的,包括城建、地質、鐵路、交通、房地產管理、水利電力、能源、航天和國防等各種工程建設部門。
一、工程測量的發展特點
(一)測量內外業的一體化
測量內業和外業工作已無明確的界限,過去只能在內業完成的測量工作,現在在外業也可以很方便地完成。測圖時可在野外編輯修改圖形,控制測量時可在測站上平差和得到坐標,施工放樣數據可在放樣過程中隨時計算。
(二)數據獲取及處理的自動化
主要指數據的自動化流程。電子全站儀、電子水準儀、GPS接收機都是自動化地進行數據獲取,大比例尺測圖系統、水下地形測量系統、大壩變形監測系統等都可實現或都已實現數據獲取及處理的自動化。比如:科傻系統已實現了地面控制和施工測量的數據獲取及處理的自動化。用測量機器人還可實現了無人觀測及測量過程的自動化。
(三)工程測量向多領域滲透
隨著計算機技術的發展,借助于強大的軟件支持,工程測量不僅局限于測量靜止信息,而是向多維立體沙盤制作、建構筑物得三維動畫制作等方向發展。隨著城市及廠礦地下管線改造和管理的需要,地下管線探測服務領域進一步擴展為地下管線(金屬)泄露探測,下水道堵塞或塌陷點處和煤氣管接駁處探測,電纜絕緣引用管線護套故障探測。
(四)測量儀器日新月異
現代測量儀器正向著自動化、數字化方向發展,大有淘汰傳統的光學測量儀器(水準儀、經緯儀、平板儀)的趨勢。全站儀是電子經緯儀和測距儀的集成。它不僅具有電子表測角和電子表測距的功能,而且具有自動記存儲和運算能力,有很高的作業效率。大面積的一級控制測量早已使用GPS全球定位系統。目前,用于控制測量的靜態GPS接收機已實現天線、接收機和電源一體化,而且重量很輕(僅1kg左右),操作完全自動化。用于圖根控制測量和采集數據的實時動態GPS(RTK,載波相位差分)接收機,可以瞬時獲得地面點的厘米級坐標。三維激光影像掃描儀可以快速、精確和可靠地獲得被識別物體三維空間數據,在橋梁變形、水壩監測及建模、土石滑坡監控、開挖容量測量、城市數字化測量等方面發揮著重要用途。
二、工程測量技術的應用
(一)GPS定位技術在工程測量中的應用
GPS技術具有精度高、速度快、不受氣候條件及通視條件的限制等優點,另外,GPS接收機具有自動觀測的特點,這為實現大型工程建筑物變形監測的自動化奠定了基礎。實踐證明,GPS是一種值得選用的有效方法,三維坐標的測定變得簡單,目前,GPS技術特別是RTK技術已廣泛應用于工程測量中。
(二)GIS工程測量系統的應用
地理信息系統(GIS)是由計算機系統、地理數據和用戶組成的,通過利用數據的空間屬性,實現了圖形與數據的結合。它通過可視化平臺多維地顯示數據,揭示數據之間的關聯和隱藏在數據背后的信息。作為傳統地圖學與現代信息技術相融合的一門空間技術,GIS是工程信息采集、存儲、管理、分析、表達的有力工具。另外,GIS可以把工程用地及其周圍地區的地形、地貌、地物、變形測量點等信息放置到電子地形圖上。通過圖形與屬性數據庫的連接和多期變形測量結果趨勢性計算與變形趨勢圖的制作,建立可視化的變形測量查詢、分析、管理信息系統,將更加有利于變形測量分析與管理。
(三)基于全站儀的變形監測技術的應用
全站儀變形監測以其自動化、高精度、三維監測的技術優勢,在變形監測中得到了普遍應用。全站儀正在向全能型和智能化方向發展。帶馬達驅動和程序控制的全站儀結合激光、通訊及CCD技術,可實現測量過程的全自動化,被稱作測量機器人。測量機器人可自動搜尋觀測目標,在很短的時間內完成一目標點的觀測,并可以對多個目標作持續和重復觀測。測量機器人與測量數據處理分析軟件系統相結合完全可以實現變形監測的自動化。測量機器人作為多傳感器集成系統在人工智能方面的進一步發展,使其在建筑物變形監測中必將得到進一步應用。
(四)數字化測繪技術在工程測量中的應用 數字化測繪技術是伴隨著計算機、網絡技術的發展及測量儀器的智能化而興起的一門新興的測繪技術。數字中國、數字城市等概念的提出以及相關數字化工程的啟動,特別是全球定位系統(GPS)、地理信息系統(GIS)、攝影測量與遙感(RS)以及數字化測繪和地面測量先進技術的發展,使工程測量的手段和方法產生了深刻的變化。工程測量的服務領域也相應進一步延伸,而且正朝著測量數據采集和處理的自動化、實時化和數字化方向發展。
(五)數字成像測量技術在建筑工程的應用
數字成像測量技術是通過計算機系統在被測二維影響中提取三維信息,通過對被測區域進行多點影響拍攝與提取得到測量工作所需信息。其常用于地形復雜、測量放線工作困難的測量工作中。隨著近年來數字成像測量技術的不斷完善以及其在工程建設各個領域的不斷應用,目前其在建筑工程竣工后以及使用過程變形監測中也得到廣泛的應用。通過對建筑工程多點影響的拍攝與計算機提取得到建筑物的變形參數,以此對建筑工程垂直位移(沉降)、水平位移、傾斜、撓曲等進行客觀評價,保障建筑物的使用安全。
(六)工程測量中的3S集成技術
3S(GPS、GIS、RS)技術的結合,取長補短,是一個自然的發展趨勢,三者之間的相互作用行成了“一個大腦,兩只眼睛”的框架,即GPS與RS為GIS提供區域信息及空間定位信息,而GIS進行相應的空間分析以便從GPS和RS提供的海量數據中提取有用的信息并進行綜合集成,使之成為科學的決策依據。諸如三峽工程、南水北調工程等工程,其施工范圍大、物流量大、施工周期長等,而3S技術為該類大型工程提供了最有效的數據及信息采集、分析處理、表達決策的工具。
(七)精密工程測量的應用
現代精密測量技術是一門集光學、電子、傳感器、圖像、制造及計算機技術為一體的綜合叉學科,測量儀器具有精密化、集成化、智能化的發展趨勢,代表著工程測量學的發展方向。精密工程測量技術包括精密地直線定線、測量角度(或方向)、測量距離、測量高差以及設置穩定的精密測量標志。從測量方案設計、實地施測到成果處理和利用的各個階段中都要利用誤差理論進行分析。精密工程測量的特點是:作業精度依工程需要而定,并且精度要求比較高;作業環境特殊;儀器設備要求高,在特殊情況下,需要自造儀器;數據處理要求嚴格等。精密工程測量應用于各種變形監測及高精度的工程施工中。
三、結束語
綜上所述,工程技術的發展不斷對測量工作提出新的要求,同時,現代科學技術和測繪新技術的發展,給直接為經濟建設服務的工程測量帶來了嚴峻的挑戰和極好的機遇。大力促進工程測量技術方法與手段的更新換代,積極推動新技術的推廣與應用,充分利用GPS技術、GIS技術、數字化測繪技術、攝影測量技術、RS技術、“3S”集成技術及地面測量先進技術設備,把傳統的手工測量向電子化、數字化、自動化方向發展。同時加強相關學科的研究,不斷拓寬工程測量服務新領域,開創工程測量發展新局面,最終推動我國工程測量科技的進步。
參考文獻:
1. 劉娟:《淺談工程測量發展的幾個問題》,《山西建筑》,2008年第3期。
關鍵詞:混凝土;無損檢測;應用展望
引 言
混凝土結構是我國建筑工程中最主要的結構形式,混凝土和鋼筋是最為重要的材料,其質量直接關系到結構的安全。用試件實驗測得的混凝土性能指標,往往與結構物中的混凝土的性能有一定差別。結構鋼筋是隱蔽材料,其位置的準確與否亦關乎結構的安全和耐久,而傳統方法無法在非破損情況下對其位移進行檢測,因此,無破損情況下在結構物上檢測混凝土質量和鋼筋位置的現場檢測技術,已成為混凝土結構質量管理的重要手段,這一檢測技術已引起各國建筑工程界的重視和承認。
對混凝土進行非破損檢測,即在不影響結構或構件的受力性能或其它使用功能的前提下,直接在結構或構件上通過測定某些適當的物理量,并通過這些物理量與混凝土、鋼筋的相關關系,進而推定混凝土的強度、均勻性、連續性、耐久性等系列性能。
無損檢測技術是多學科緊密結合的高技術產物,現代材料學和應用物理學的發展為無損檢測技術奠定了理論基礎。而現代電子技術和計算機科學的發展又為無損檢測技術提供了現代化的測試工具。本文簡要介紹了混凝土無損檢測技術的形成與發展,并對混凝土強度無損檢測技術進行了分類,對無損檢測技術在建筑工程應用中的出現的問題進行了總結。
1 我國混凝土無損檢測技術回顧
我國的無損檢測技術工作開始于20世紀50年代中期,開始引進瑞士、英國等國的回彈儀和超聲儀,并結合工程應用開展了許多研究工作。70年代以后,我國曾多次組織力量攻關,大大推進了結構混凝土無損檢測技術的研究和應用,并使回彈法、超聲回彈綜合法、鉆芯法、拔出法、超聲缺陷檢測法等主要無損檢測檢測技術規范化,已制定相應的的規程.同時,有關儀器的研究也發展迅速,并制定了有關儀器標準。
例如某工程,鋼筋混凝土梁柱在驗收過程沒能準確檢測強度,驗收者只是根據經驗和施工單位提供的同條件強度實驗報告便將其判定為合格工程,致使房屋在交驗入住后就出現裂縫、后經專家在現場對每個構件逐一檢查和重點局部破損檢驗,綜合分析后,得出的結論是混凝土內部不密實,鉆芯試塊強度低于設計要求。該工程花了相當大的代價才將其加固,后期加固費用遠遠超過了當時處理的費用,給工程有關各方造成了很大損失。另一工程的三層現澆懸挑板,因施工中踩踏鋼筋,其負彎矩鋼筋保護層厚度遠高于設計值,從而導致板面出現裂縫,但這種問題在現場無法準確判定出來,往往在竣工驗收后才被發現,導致后期發生很多索賠糾紛。
以上所舉的情況以及類似的建筑工程質量問題在全國范圍亦屢屢發生,為此,建設部進行了廣泛深入的調查研究,通過專題研究和工程試點,并總結了我國混凝土結構工程質量驗收的實踐經驗,出臺了新的施工質量驗收標準《混凝土結構工程施工質量驗收規范GB50204-2004》。新規范對無損檢測技術提出了更高的要求,混凝土結構工程質量檢測向數字化、圖像化方向發展已成為必然趨勢。
2 無損檢測常用方法
(1)回彈法:利用回彈儀檢測混凝土結構構件抗壓強度的方法簡稱回彈法。回彈值大小反映了與沖擊能量有關的回彈能量,而回彈能量反映了混凝土表層硬度與混凝土抗壓強度之間的關系。
回彈法操作最簡單,費用最低廉,檢測效率最高,檢測數量可靈活,且被測物的形狀尺寸一般不受限制。但回彈法精度相對較差,由于它是利用表層混凝土(1~3mm)的質量來推斷混凝土的整體質量,因此,當試測部位表層與內部的質量有明顯差異或內部存在缺陷時、遭受化學腐蝕或火災的混凝土、硬化期間遭受凍害的混凝土、鋼筋密集區或預應力鋼筋錨固區的混凝土等,不宜采用該法。
(2)超聲波法:其檢測原理是依據超聲儀產生高壓電脈沖,激勵發射換能器內的壓電晶體獲得高頻聲脈沖聲脈沖傳人混凝土介質中,由接受換能器接收通過混凝土傳來的聲信號,測出超聲波在混凝土中傳播的時間和距離,算出超聲波在混凝土中的傳播速度。它的傳播速度與混凝土的密實度有關,而混凝土的密實性與其強度存在一定的關系。
實際中由于影響超聲測強的因素較多,這些影響因素如果不經修正都會影響檢測結果,因此建立測強曲線時應加以綜合考慮影響因素的修正。
(3)超聲回彈綜合法:超聲回彈綜合法是采用超聲儀和回彈儀,在結構混凝土同一測區分別測量聲時值及回彈值,然后利用已建立起來的測強公式推算該測區混凝土強度。
綜合法的最大優點就是能較全面地反映構成混凝土強度的各種因素,并且還能抵消部分影響強度與物理量相關關系的因素,提高了混凝土強度檢測的精度和可靠性。因此許多學者認為綜合法是混凝土強度無損檢測技術的一個重要發展方向。
(4)鉆芯法:鉆芯法是利用專用鉆機和人造金剛石空心薄壁鉆頭直接在混凝土結構構件上鉆取芯樣以檢測混凝土強度和混凝土內部缺陷的方法。
其測試結果能真實地反應混凝土的強度,因而其測試結果將更可靠、更準確。但它對結構構件造成局部損傷,大量取芯往往受到一定的限制,因此取芯前應考慮到取芯對結構帶來的影響,取得的試樣要有質量代表性,且確保結構被取芯后仍有足夠的安全度。
(5)拔出法:拔出法是指將安裝在混凝土中的錨固件拔出,測出極限拔出力,利用事先建立的極限拔出力和混凝土強度問的相關關系,推定被測混凝土結構構件的強度的方法,是一種半破損或微破損檢測方法。
拔出法又可分為預埋拔出法和后裝拔出法兩類。預埋拔出法是在混凝土表層以下一定距離處預先埋入一個鋼制錨固件,混凝土硬化以后,通過錨固件施加拔出力,記錄極限拔出力,并根據提供的測強曲線用拔出力換算混凝土的抗壓強度。預埋拔出法必須事先做好計劃,不能在混凝土硬化后隨時進行。而后裝拔出法可以克服上述缺點,只要避開鋼筋位置,在已硬化的新舊混凝土的各種構件上都可使用。
3 混凝土無損檢測技術應用展望
關鍵詞虛擬技術;建筑;漫游;動畫;實踐
隨著計算機硬件技術和多媒體技術發展,建筑漫游動畫隨著虛擬現實技術發展也成為了建筑行業一個新領域。近幾年,建筑漫游動畫將3D虛擬技術應用到城市規劃、建筑設計等,其前所未有的人機交互性、真實建筑空間感、能模擬真實的漫游穿越等特性,都是傳統方式所無法比擬的。
13D虛擬技術
目前,3D虛擬技術已成為一種全景圖像展現更獨特的新興技術。它把計算機技術和圖形圖像結合起來,在表現上借助了圖形圖像技術、人工智能技術、互聯網技術、多媒體等多種綜合技術運用,模擬出真實或虛擬的視覺,實現了從二維圖形到三維空間的轉變,創造了一個實時反映事物變化與相互作用的三維世界。
2建筑漫游動畫
建筑漫游動畫運用三維設計軟件,以現實中的建筑為依據,在技術中采用動畫虛擬數碼技術結合電影的表現手法,根據建筑、園林、室內等設計圖紙,將要表現的各個部件提前演繹展示。建筑動畫鏡頭無限自由,可以全景方式給人展示整個建筑設計的三維空間效果。
3 3D虛擬技術運用在建筑漫游動畫的優勢
近幾年,3D虛擬技術引入到了建筑漫游動畫中表現出了它極大的優勢。首先3D虛擬技術代替了傳統的建筑圖紙設計、建筑沙盤模型和靜止三維建筑效果圖,能有效地改善傳統建筑設計展示形式的缺陷。其次,3D虛擬技術可以構建出外景與內景,向客戶展示整個建筑的結構布局。最后3D虛擬技術和多媒體技術綜合運用,在建筑漫游動畫設計中加入動畫、圖像、文字、聲音等,并模擬室內光照效果與自然天氣,可以實現多種環境效果實時切換。
4建筑漫游動畫的實踐
建筑漫游動畫工作流程可分為3個階段:前期、中期、后期。
1)建筑漫游動畫前期。建筑動畫的前期準備決定了整個工作的成敗。根據CAD圖紙等相關資料進行整體效果、主場景表現、鏡頭運動軌跡等方面進行總體規劃,制定出建筑的風格、漫游動畫的定位、分鏡、鏡頭運動設計、視覺美感效果、音樂效應和鏡頭畫面的切換結合等,提出每一項工作的解決方法。
2)建筑漫游動畫中期。(1)模型制作。做好前期準備工作后,就可以進行建筑模型制作了。根據前期工作規劃將建筑平面資料或城市規劃圖紙以三維模型展現出來。建模的原則要表現出必要細節,反映出整體項目的確定點和優勢點,顧及到外景(天空、遠景、樹木、人物、噴泉)與內景(建筑)相互襯托。(2)材質制作。建筑模型完成后,根據建筑模型設計風格制作貼圖材質。材質是建筑漫游動畫中不可缺少的技術之一。設置了模型材質后,使對象表面更加逼真,模擬了真實世界的自然物質,反映了建筑模型的特性,烘托了整個建筑真實感和表面的視覺沖擊力。(3)燈光的運用。燈光的特效性質,會對場景產生很強烈的影響,是烘托建筑效果的重要方式。在設置燈光中,主要運用Vray燈光來實現。Vray在3D虛擬世界中模擬陽光照明具有自己獨特的優勢,仿佛真實世界的太陽光一樣。在材質與燈光的關系中,不同屬性的光源照射到物體上會產生不同的變化,如燈光的顏色、燈光的強度、燈光的照射角度、燈光的距離等。在打燈光時,要考慮場景的材質與天氣變換、時間變換等因素對照明的影響,最終的效果是讓虛擬中景物貼近現實生活。(4)漫游動畫實現。將攝影機的動畫按照腳本的設計和表現方向調整好,根據整個建筑的走向來設置漫游動畫。建筑漫游動畫最常用的動畫分為兩種:一種是通常所說的建筑漫游,即整個場景都是靜止的,只是鏡頭在這個場景中運動,但這類的場景變化來說也是比較復雜的,需要加入人物,動物,植物,水面動車等角色動畫,能制作很真實的動畫效果;另一個就是角色動畫,如人物、汽車、火車、飛機等運動動畫,把場景中需要編輯成動畫,將相機動畫渲染制作成動畫預覽,接著剪輯、合成、制作成模擬動畫。通過攝影機的鏡頭來確定最終角色的運動路線、運動速度和故事情節的連接。
3)建筑動畫后期。3D建筑漫游動畫的鏡頭運動效果是按照分鏡效果來設定的,通過攝影機運動軌跡來實現的。將攝影機綁定到事先設計好的運動路徑上,設置關鍵幀,路徑動畫就設置成功了。再通過渲染每一個鏡頭動畫并轉化為視頻或圖像,將視頻或.TGA動畫序列導入視頻合成軟件中,加入過場特效、字幕、動畫配音等。再經過后期剪輯合成,一部完整的建筑漫游動畫將呈現出來。
5建筑漫游動畫核心技術實踐
建筑漫游動畫表現的核心是建筑主體,同時要把建筑、環境、人結合起來形成一個和諧共的空間。高品質、環保的生活環境也是必須要考慮。如建筑周邊綠化環境:花草樹木、天空、水面、綠山;還需要表現動態場景:人物、車輛、動物。以上場景建設在建筑漫游動畫表現尤為復雜,這也是建筑漫游動畫實現的核心技術。
5.1建筑建模技術
建筑動畫建模中,常采用多邊形建模的方法。多邊形建模是把要建的模型轉化為一個可編輯的多邊形對象,然后對子對像點線面進行編輯和修改。可編輯多邊形對象包含Vertex(節點)、Edge(邊界)、Border(邊界環)、Polygon(多邊形面)、Element(元素)5種子對象模式。多邊形建模在創建復雜表面時,細節部分可以任意加線,在結構穿插關系很復雜的模型中優勢明顯;而另一種是曲面建模方法,創建的物體表面由直線組成,在建筑方面用得也較多。
5.2用貼圖技術呈現樹木
模型是建筑的骨架,貼圖就是建筑的衣裝,貼圖可以為建筑模型造型添彩潤色。目前這種效果的實現將通過植物貼圖貼在平面物體進行3D技術處理,模擬樹木或其它植物。為了更好地體現出植物的真實性,在3D虛擬技術中須完成植物貼圖制作流程:
1)首先要有相應的植物貼圖,如有特殊需要的植物貼圖可通過PS軟件對真實植物照片處理得到。在制作中,每張植物貼圖都應該附有一張黑白通道貼圖。
2)在3D制作軟件中,打開Material Editor(材質編輯器),為其Diffuse(漫反射材質)通道貼入植物貼圖,在Opacity(透明度)通道貼入黑白貼圖,將物體Self ilhmination(自發光)改為100;在明暗器基本參數中,要勾選材質的雙面顯示,這樣在攝影機的狀態下才能顯示。
3)場景中的植物是有多樣性的,一般建筑動畫遠景鏡頭都會準備3種以上顏色的植物,不同的顏色能較好模擬遠景植物的效果。在3D制作時,使用Edit Mesh命令,再對polygon級別設置材質的id號,對多面材質(Multi/sub-Ob ject)選植物不同的面進行不同的材質編輯。在貼圖方面:以樹為主要,使用十字交叉平面完成樹木,然后把透明通道打開,讓越黑色部分顯得越透明,這樣渲染出來才有樹的立體效果;另外一種制作方法也可以使用SpeedTree插件制作植物。
5.3建筑漫游動畫中解決人物顯示
1)用貼圖完成人物。使用N圖完成人物通過創建單個平面物體后,將人物的彩色和黑白圖片分別貼入Diffuse(漫反射材質)通道和Opacity(透明度)通道。但是不要用十字交叉平面貼入角色貼圖,否則側面觀察會失真。用平面貼圖渲染速度快,貼圖為真實照片,人物真實,適合大面積推拉鏡頭使用。
2)用RPC插件完成人物顯示。RPC是建筑動畫不可缺少的制作利器,它可以輕松地為三維場景加入人物,動物或植物等有生命的配景,以及車輛、動態噴泉和各種生活中常用的設施,并能在燈光下產生真實投影和反射效果。
3)導入3Ds max或Maya軟件制作好人物模型。人物也可以在3Ds max或Maya軟件制作好人物模型再合并到建筑動畫場景。但需要在Customize(自用戶定義)菜單中選擇Configure User Paths(用戶路徑設置)命令,單擊Add按鈕,添加貼圖路徑,將其路徑指向配套貼圖所有的文件夾,否則可能會出現貼圖丟失。
5.4建筑動畫效實踐