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文 | 史说你知道

编辑 | 史说你知道

前言

随着科学技术不断在建筑产业中的运用，我国建筑工程机械自动化程度越来越高，随着社会日益增长的物质需求以及精神需求，传统大量手工式生产、监测存在很大的弊端，所以人们对机械在建筑工程中的自动化要求也随之增长。

在未来的大背景下，先新的科学技术会潜在替代大量的人工，将是以工程机械更加智能的方式体现。

自动化技术可以有效促进建筑工程产业的生产，但也需要根据各类机械的特性，有针对性地融入相应的科学技术，进而要对科学技术尽可能全面的了解，使得在工程机械的运用上游刃有余。

当前BIM技术在建筑工程中掀起了一股热潮，经过大量的时间检验，将来的建设工程都将会运用BIM，还有诸如RFID（射频识别技术）、AR（增强现实）等技术的运用在后文详细提及。

当前自动化技术实现的较大瓶颈是技术和设备的集成，由于最终的系统包含的内容繁杂，使得创建系统的过程也繁杂，就我国施工机械当前现状而言，我们需要做的就是在施工现场将现有且适用的科学技术合理的运用在运转的机械中。

机械自动化技术的成熟运用，不仅可以减少人员伤亡事件，也能给生产者带来较好的收益，所以必须要不断地完善和改进才能提高自动化技术在工程机械中的广泛运用。

我国工程机械自动化技术的运用及存在的问题

相较国外工程机械自动化技术的运用，我国还处于追赶阶段，但还是稍许有些较成熟的应用，如Liu将各种设备传感器放置在压实机上，并通过无线通讯技术，实时检测天津某条公路的压实度，取得了较好的监测效果，我国在工程机械发展过程中困难重重，遇到的问题也较多，实际得出较理想的结果也是在数次实验下的结果，此道路任重而道远。

1、我国工程机械技术的应用

作为发展中国家的我国，大部分企业已经实现了自动化生产模式，不同的企业自动化程度有所不同，而工程机械自动化技术仍处于底层，可知我国还处于最初级的发展阶段，但另一方面反应出具有较大的发展空间，机械自动化技术包括集成自动化和智能自动化。

集成自动化主要的目的在于提高机械生产的效率，从而增强集成功能，智能自动化技术的核心是人工智能和神经网络，目前利用深度学习较为普遍，其主要的作用是降低了人力，提高了整体的生产力，能够较好地应对临时问题，而自动化技术在工程机械中的呈现形式，则有检测、预警等功能。

智能自动化技术将会成为工程机械未来的发展趋势，所以必须要加强对智能自动化技术的开发和利用，总的来说工程领域自动化的应用，多是借鉴了其他交叉学科的基础知识，在建设工程安全方面起到了巨大的作用，使看不见的盲区转化为看得见可控制的形式。

2、我国工程机械存在的问题

若工程机械没有和自动化技术相结合，则显得生产方式非常单一：由人控制机械，一切的生产安全问题都要由人去考虑，在工作时精神必须绷紧，从整体的角度考虑，这种情况实际上花费成本更高，将以工人更长的休息时间作为代价。

单用机械进行工作，工艺流程显得有些枯燥，相对而言效率也较为低下，要想改变机械只是机械这个认知，必须增加智能因素，而拥有了智能因素后，机械将被赋予更沉重的使命，即使有现成的技术运用在工程机械中，人才是机械工程发展的关键。

在发展机械自动化技术的同时，也要培养相应的技术运用者以及管理者，教育环节的缺失造成理论与实践之间的产生脱离，高校在工程机械自动化领域培养的人才较少，导致我国自动化技术和管理高级人才不多，但在应用过程中依然存在诸多问题。

首先资金研发的趋向在机械自动化领域还是较少的，开发人员虚有其名，造成信息化、自动化技术在我国工程领域是一种概念，在自动化技术研讨这个方面，虽然现有的技术很多，但多停留在概念阶段，没有拿的出手的科技高水平的成果，研究水平仍然有一定限制。

现有科学辅助技术

1、AR 技术

AR（现实增强技术），是一种将现实体现在计算机并进行交流互动的技术，主要强调实时校准两个场景的目标位置。

AR技术具有三维立体展示功能，可以让使用者直观地看到真实物体的构造，也可以进行360度观看，例如在比较深层的位置，用实物工具测量较困难，则可以运用AR技术比较构件安装的位置偏差大小是否满足要求。

团队在看到智能手机发展快速的趋势，将AR技术开发成手机APP应用，为文物做一个展示移动平台，AR还具有跟踪定位与标定技术，可以对位置与方位进行检测，将数据回馈给主控制器，从而实现跟踪对象现实坐标与虚拟世界中的坐标对应，AR在工业机械上的应用，可以弥补虚拟现实的一些不足，使其可以通过显示设备在真实环境中评审、仿真、分析产品模型。

2、单目摄像

单目摄像相对于双目较为简便，但是精度也较低，单目摄像技术的基理是图像预处理，初步得到有用信息，再利用形态学的一些知识要点，进而达到研究成果。

测量图像中点与点之间的距离是当前较简单的研究，首先利用单目摄影机拍摄所要的图像，利用数学形态学方法进行图像预处理，再利用图像特征提取技术得到实际中所要求的距离。

这一系列的处理过程，可通过编程实现，周剑等人提出了一种单目运动摄像机对点状运动物体的三维定位方法，较为简单的方式是在机械相对驾驶位的盲区放置单目摄像机，测量物体与物体之间的距离，提出预警，从而避免碰撞。

在建设工程中对单目摄像的要求不是很高，刚入门的技术就可以解决工程领域较深层次的问题，所以对建筑行业从事者来说性价比是很高的。

3、BIM模型

BIM（建筑信息模型）为项目的建成提供了无限的想象空间，对于工程机械设备来说，BIM可作为一个简单的辅助工具，在道路上检测竣工验收情况，BIM把设计者脑中的数据、图片、文字三维化，使后面的工作的成果先前展示。

BIM本身是由许多的信息化管理工具集成的，不是简单地将数字进行集成，而是对数字信息的应用，在对BIM有这些认知后，可以在项目实施过程中进行管理，提高生产率、节约成本和缩短工期，BIM也可为建设工程全过程提供可靠的造价依据，提供数据提取、存储、分析以及共享等功能。

BIM技术在城市综合体项目全寿命周期风险控制中的应用可圈可点，城市综合体建筑规模大，功能要求多，而BIM技术具有参数化建模功能和施工模拟功能，在前期进行投资风险的应用，具有重要的研究价值。

由二维CAD（Computer Aided Design：计算机辅助设计）到三维BIM的转变，整个建设工程的质量的到了很大的提升，BIM贯穿在建设工程的每个实施步骤上，而想要在BIM上展开一系列活动，其基础有BIM模型的工程组件。

BIM可以将建筑、结构、水电的设计管理、施工管理、成本管理放在一个平台上去管理，有助于提高管理效率、缩短工期并降低投资风险，可以实现建设单位模拟真实项目的实施，使得对工程技术专业实践和管理更加实用和高效，更加符合目前建筑业市场的需求。

辅助技术在工程机械中应用范围

能够建造高质量的路基路面，对于路面建设来说，将直接影响工程的建设质量，影响道路的使用寿命和使用效率，路基路面的检测和质量控制就是道路的生命线，要确保路基路面的质量，首先要确保其施工工艺的规范性，更为重要的是要有权威的质量检测系统，实时的确保道路质量是否达标。

工程机械在现场作业数量的增多，随之增加是的管理机械人员的数量，对工程机械装配碰撞预警系统，将能实时的检测物与物之间的距离，起到防止碰撞的效果，目前，工程机械在施工作业上能够的定位、追踪与远程监控，较好地满足了建设工程对施工作业实时监管的应用需求。

但是对较危险的施工作业，单独由机械完成的例子还较少，需要通过编程的手段实现规划路径的行走，本文的辅助技术在工程机械中的应用范从路面质量检测、碰撞距离预警识别以及路径运行轨迹模拟上展开。

1、质量检测

在城镇道路的建设上，对每个结构层厚度的控制显得尤为重要，因为关系到路面长期使用的耐久性，现有的手动测量局限性很大，人力花费大，样本测量误差大，为了全面评估路面的压实质量，可以提出一套监测系统结合压实机，实时的对道路压实过程质量控制，在压实机滚筒部位安置好加速度计、CMV装置，在车顶安装GPS，对压实机定位。