智能建筑：数字孪生重构最古老的行业( 二 )

因此，采用自动化的数据收集和比较方法，就意味着将生成的模型转换为设计好的BIM模型，从而减少人工失误。数字孪生技术可以解决施工过程中的这些常见问题。
2竣工模型与设计模型
使用实时数字孪生技术，可以每天、甚至每小时地跟踪建成模型的变化情况，尽早发现差异也可以帮助我们对之前的建模数据进行详细分析，从而为后续决策流程提供多一层信息。

本文插图
图3 竣工模型和设计模型
然后，项目经理可以重构导致错误的步骤，更改将来的工作计划，以防发生类似的错误。还可以找出表现不佳的因素，从而及时解决项目中出现的问题，或对整个项目的预算和时间表进行及时、必要的更改。
3资源计划与物流
根据建筑工业协会的数据，大约25％的生产时间都浪费在了不必要的材料移动和处理上。
数字孪生技术提供了自动资源分配监控和废物跟踪功能，为资源管理提供了一种可预测的精益方法。数字孪生技术的使用，可以避免过度分配并动态预测建筑工地上的资源需求，从而能够避免长距离移动资源的情况，还能进一步完善时间管理。
4安全监控
建筑业是世界上最危险的行业之一。根据美国劳工统计局的数据， 2008年至2012年之间，就有4000多名建筑工人死于施工现场。
作为数字孪生技术的典型功能，实时站点重建功能的应用，使得业内公司可以跟踪站点上的工作人员和危险场所，以防止危险行为的发生、使用不安全的材料以及在危险区域进行活动。公司可以开发一个预先通知系统，在现场工作人员处于危险的工作设备附近时，该系统可以通知建筑经理，然后将通知发送到该工人的可穿戴设备上。
近期，微软公司也分享了自己的一个伟大愿景，即如何将AI与摄像机和移动设备相结合，为工作场所建立广泛的安全网。
5设备使用优化
设备利用率最大化是建筑公司一直追求的重要指标。未使用的机器应提前投入设备池中，以便其他人可以在需要的站点上使用。借助先进的可视化和自动跟踪功能，可以知道每台机器使用了多少次、在建筑工地的哪个位置使用，以及用于哪项具体的工作。
6监控和跟踪工人
对如何监控建筑工地上的人员，一些国家有着严格的规定，比如对所有人员及其在现场的位置形成明确的数字记录，以供救援队在紧急情况下使用，这其实是数字孪生的另外一项应用。尽管如此，最佳做法仍是将基于数字孪生的监控与自动进出登记系统集成在一起，以便把多模式数据融合到单个分析系统中。
获取数字孪生数据
可以通过使用多模式传感器数据，以及基于计算机视觉技术和深度神经网络的算法，来获得物理模型（如建筑工地）的虚拟表示。获取数字数据有多种方法，可采用不同传感器来推断3D结构，比如激光扫描仪（LIDAR）、雷达、热像仪以及标准的照片和摄像机。
也可以用更加方便的方式，如照相机和摄像机拍摄的图像可视化方法。获取图像输入，然后从中获取图像，以重构数字孪生模型。
【智能建筑：数字孪生重构最古老的行业】
1智能手机摄像头
智能手机的价格和制造组件的成本在不断下降，现在，哪怕是最便宜的智能手机，其摄像头也具有足够的分辨率和图像质量，可在施工现场重构墙壁、光束的形状和设备。因此，此类数字孪生数据很容易获取。
例如，可以使用具有不同摄像头和照明条件的各种智能手机，来每日随机拍摄一些建筑照片，以比较竣工的重构模型与竣工的BIM模型，从而监控建筑进度。此外，还可用于跟踪基础结构施工现场的临时性资源，例如人员、设备和材料等。