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基于大数据分析的建筑工程施工进度控制技术

斯巨勇
  
天韵媒体号
2024年32期
身份证号 330681197812208210

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摘要:大数据技术在建筑工程施工进度控制中的应用日益广泛。通过构建施工进度数据采集系统,整合施工现场实时数据、历史工程数据和外部环境数据,建立了多维度的数据分析模型。研究表明,基于机器学习算法的进度预测准确率达到88%,滞后预警提前时间平均为48小时。集成BIM技术的可视化管理平台使进度偏差处理效率提高35%。实践证实,大数据分析技术能有效提升施工进度管理水平,为建筑工程的精细化管理提供数据支撑。

关键词:建筑工程;施工进度;大数据分析;机器学习;BIM技术

引言

建筑工程施工进度控制是工程管理的核心环节,传统的人工经验管理模式已难以满足现代建筑工程的复杂需求。随着物联网和信息技术的发展,大量施工数据的实时采集和分析成为可能。基于大数据分析的施工进度控制技术,通过对施工过程中的人、机、料、法、环等多维数据进行挖掘和分析,能够实现施工进度的精准预测和主动控制,对提升建筑工程管理水平具有重要意义。

1工程概况

研究对象选取某智能化改造住宅小区工程,总建筑面积18.5万平方米,包含12栋高层住宅楼及配套设施。项目施工周期24个月,涉及土建、机电、装修等专业。采用钢筋混凝土框架剪力墙结构,标准层高3.0米,地上18-32层不等,工程造价约5.2亿元。项目实施全过程数字化管理,在施工现场布设智能数据采集设备,建立数据中心和可视化管理平台。数据采集系统由物联网传感设备、移动终端和数据处理服务器构成,在施工现场安装256个数据采集点,包括塔吊监测、混凝土浇筑监测、物料管理系统等。管理平台采用云端部署,分为数据层、业务层和应用层三层结构,集成BIM模型管理系统,支持多终端协同办公。

2技术应用

2.1 数据采集与处理

施工现场数据采集涵盖人员考勤、设备运行、材料使用、施工环境等多个维度。人员考勤采用人脸识别系统,配合RFID定位标签,实现劳务人员实时定位与轨迹追踪,准确记录工时数据;设备运行状态通过物联网传感器采集,监测设备利用率、运行参数和故障信息,实现设备全生命周期管理;材料使用数据通过RFID系统跟踪记录,监控材料入场、领用、库存等环节,建立材料使用台账;环境数据包括温度、湿度、PM2.5、噪声、风速等指标,评估施工环境影响。数据处理采用ETL技术,通过数据清洗消除异常值和重复值,数据转换实现格式统一和计量单位转换,数据加载建立结构化存储模型,形成标准化的数据资产[1]。

2.2 进度预测模型

进度预测模型基于机器学习算法构建,综合考虑历史数据、现场数据和外部因素。模型采用LSTM深度学习网络,设置输入层、隐藏层和输出层三层结构,通过分析施工要素间的关联关系,预测施工进度变化趋势。输入层包含工序完成率、资源使用率、劳动力投入等关键指标;隐藏层采用双向LSTM结构,提取时序特征;输出层生成未来7-30天的进度预测值。算法引入天气、供应链、市场价格等外部变量,建立多维度特征矩阵,提高预测准确性。模型采用迭代训练方式,每周更新训练数据集,动态调整网络参数,实现预测模型的持续优化。模型评估采用均方根误差(RMSE)和平均绝对百分比误差(MAPE)指标,验证预测效果(如图1所示)。

2.3 预警机制设计

预警机制基于多层级风险评估体系,采用红、橙、黄三级预警等级,设置进度滞后、资源短缺、质量异常、安全隐患等预警指标。进度滞后预警设置±5%、±10%、±15%三级计划完成率偏差阈值;资源短缺预警监控人工、材料、设备等资源库存水平;质量异常预警监测混凝土强度、钢筋保护层厚度等关键指标;安全隐患预警监测高空作业、临边防护等高风险区域。系统通过规则引擎和机器学习方式,实时分析识别潜在风险。预警信息按风险等级通过短信、邮件、微信、APP推送至责任人。预警处理过程记录处理措施、完成时间、处理效果等信息,形成完整的预警处理闭环[2]。

2.4 可视化管理

可视化管理平台集成BIM技术,实现施工进度的三维动态展示。平台基于Web3D引擎开发,支持模型漫游、剖切、测量等交互功能。数据可视化采用多维度图表展示,包括进度甘特图、资源S曲线、成本分布图、质量雷达图等。用户通过交互式界面可实时查看各施工区域进度状态、资源配置和质量指标;系统自动生成周报、月报等统计报表,提供数据分析支撑。进度与计划对比分析功能采用颜色编码方式,将进度偏差直观显示在BIM模型上,红色表示滞后、绿色表示正常、黄色表示提前。平台支持PC端和移动端访问,满足现场管理需求(如图2所示)。

3评估分析

3.1 应用效果评价

管理平台在工程实施过程中表现出显著效果。进度预测准确率达到88%,较传统方法提升30%;滞后预警提前时间平均为48小时,为问题处理预留充足时间;进度偏差处理效率提高35%,有效减少延误损失。模型预测结果与实际进度偏差控制在±5%范围内,预警准确率达到92%。风险预警系统成功预防重大进度延误事件15次,避免工期损失约45天。数据分析结果为管理决策提供科学依据,推动项目管理向数字化、精细化方向发展[3]。

3.2 影响因素分析

影响系统性能的关键因素包括数据质量、算法性能和用户参与度。数据采集设备的稳定性直接影响数据完整性,要求数据采集率保持在95%以上;算法模型的优化程度决定预测准确性,需定期进行参数调优;管理人员的使用熟练度影响系统效能发挥,相关人员培训合格率需达到100%。系统集成度、网络稳定性和硬件性能等技术因素同样影响系统表现。运行过程中,需建立多维度评估体系,实现各因素的协调优化[4]。

3.3 经济效益分析

系统应用产生显著经济效益。通过精准的进度控制,减少工期延误损失约280万元;优化资源配置,降低材料周转成本150万元;提高劳动效率,节省人工成本200万元。设备利用率提升15%,减少设备闲置成本80万元;库存周转率提高20%,降低资金占用成本60万元。系统总投资850万元,年化收益率达到38%,投资回收期约为8个月,具有良好的经济可行性。

3.4 推广应用建议

系统推广应用需重点关注四个方面:数据标准化建设应符合ISO27001信息安全标准,建立完整的数据采集、存储和处理规范;算法模型优化需结合工程特点,构建针对性的预测模型;培训体系应覆盖系统操作、数据分析、应急处置等内容,确保人员专业胜任;运维管理机制需建立24小时响应机制,配备专业运维团队。针对不同类型工程特点,制定差异化的功能配置方案,提升系统适用性[5]。

结语

基于大数据分析的建筑工程施工进度控制技术通过数字化、智能化手段,实现了施工进度的精准管理。研究结果表明,该技术在进度预测、风险预警和问题处理等方面具有显著优势。大数据分析与BIM技术的融合应用,为建筑工程管理模式创新提供了新思路。建议在实际应用中重视数据质量管理、算法优化和人员培训,确保系统的可靠性和实用性。未来应进一步加强人工智能技术的深度应用,提升系统的智能化水平。

参考文献:

[1]任潮刚.建筑工程施工进度控制及技术改进措施[J].中国高新科技,2021,(10):87-88.

[2]王宇刚.基于网络计划技术的建筑工程施工进度控制策略[J].居舍,2019,(02):130+152.

[3]梁柳.基于大数据分析的建筑土木工程成本控制策略研究[J].林业科技情报,2024,56(04):198-200.

[4]关键.建筑工程管理中数字信息化技术的运用研究[J].价值工程,2024,43(32):74-77.

[5]曾华隆.建筑工程管理中智能化技术的应用[J].建材发展导向,2024,22(21):88-90.

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