摘要:隨著廣泛的監(jiān)控應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、大數(shù)據(jù)對(duì)比,以及BIM建模的廣泛使用,建設(shè)行業(yè)也迎來(lái)了智能信息化時(shí)代。市政工程也隨著網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)以及軟件的應(yīng)用在智能方面有所提升。通過(guò)不斷完善近期完成了市政工程施工標(biāo)準(zhǔn)化智能監(jiān)督系統(tǒng)軟件的編制,并申請(qǐng)了軟件著作權(quán),這是本人第一次在市政工程方面軟件應(yīng)用編寫(xiě)的嘗試,目前已經(jīng)在企業(yè)內(nèi)部搭建了網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用平臺(tái),逐步開(kāi)發(fā)市政智能信息化軟件系統(tǒng)以及網(wǎng)站專業(yè)平臺(tái),通過(guò)大數(shù)據(jù)進(jìn)一步完善該系統(tǒng)。本文將分享部分市政工程智能信息化發(fā)展的探討,為更多的市政工程智能化提供參考。
關(guān)鍵詞:市政工程;市政智能信息;市政工程智能;市政工程網(wǎng)絡(luò)
首先是市政信息系統(tǒng)的規(guī)劃。目前在獨(dú)立計(jì)算系統(tǒng)的激增、管理信息系統(tǒng) (MIS) 服務(wù)交付中的組織問(wèn)題,需引起重視。制定并執(zhí)行針對(duì)這種復(fù)雜環(huán)境的量身定制規(guī)劃流程,讓各個(gè)級(jí)別的客戶者都能夠闡明對(duì)信息的需求,識(shí)別現(xiàn)有系統(tǒng)的問(wèn)題,提出組織提升建議。組織問(wèn)題和管理流程被證明比技術(shù)問(wèn)題更加復(fù)雜。事實(shí)證明,技術(shù)建議的實(shí)施比改變組織要容易得多。為了充分體現(xiàn)新信息技術(shù)的作用,必須找到更有效的方法來(lái)促進(jìn)正式組織邊界的跨越。
1、集成基礎(chǔ)設(shè)施管理環(huán)境市政信息模型和聯(lián)合軟件架構(gòu)
基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)通常由復(fù)雜且高度相互依賴的網(wǎng)絡(luò)組成,因此認(rèn)識(shí)到需要采用集成方法進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)施管理。然而,此類(lèi)方法的成功實(shí)施在很大程度上取決于整合和共享分布在不同部門(mén)甚至組織中的不同數(shù)據(jù)和軟件資源的能力。在各種基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域開(kāi)發(fā)集成信息模型和軟件環(huán)境,這是實(shí)現(xiàn)所需集成的關(guān)鍵推動(dòng)因素,目前正成為許多研究工作的重點(diǎn)?;贗SO空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的綜合市政信息模型的開(kāi)發(fā),可以支持高效的數(shù)據(jù)集成、共享和管理。它還提供了一個(gè)聯(lián)合多層參考架構(gòu),以促進(jìn)集成基礎(chǔ)設(shè)施管理環(huán)境 (IIME) 的開(kāi)發(fā)和部署。將異構(gòu)數(shù)據(jù)源和應(yīng)用程序集成到開(kāi)放、一致和可互操作的環(huán)境中的原型 IIME 的實(shí)現(xiàn)。原型環(huán)境集成了許多分布式數(shù)據(jù)源和應(yīng)用程序,以支持在市政工程執(zhí)行的多個(gè)流程。
2、市政工程分布式無(wú)模型強(qiáng)化學(xué)習(xí)控制
市政工程分布式學(xué)習(xí)可以在眾多復(fù)雜的物理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(例如市政智能交通,機(jī)器人群,市政電力系統(tǒng)等)中實(shí)現(xiàn)有效的決策。這種局限性可能會(huì)阻礙在安全關(guān)鍵系統(tǒng)決策中的廣泛部署。目前提出用于互連線性子系統(tǒng),保證穩(wěn)定性的分布式強(qiáng)化學(xué)習(xí)(SGDRL)框架,而無(wú)需了解子系統(tǒng)模型。雖然過(guò)程中需要處理來(lái)自對(duì)等(p2p)通信體系結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù),但是每個(gè)子系統(tǒng)的控制實(shí)現(xiàn)僅基于其本地狀態(tài)?;ミB子系統(tǒng)的穩(wěn)定性將通過(guò)對(duì)角線主導(dǎo)特征值條件來(lái)確保,然后將其用于無(wú)模型RL算法中,以便穩(wěn)定的控制增益。RL算法結(jié)構(gòu)遵循非策略迭代框架,具有交錯(cuò)的策略評(píng)估和策略更新步驟。通過(guò)在四個(gè)互連子系統(tǒng)上進(jìn)行仿真,可以在數(shù)值上驗(yàn)結(jié)果。
3、智能市政應(yīng)用的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)
市政工程需要發(fā)展多種基于物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 的應(yīng)用程序,提高工程服務(wù)的效率、可靠性和彈性。因此使用規(guī)模模型尋找解決與無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) (WSN) 快速部署相關(guān)的問(wèn)題。技術(shù)資源的三種不同路由模型作為每個(gè) WSN 部署的替代方案,以確保智能計(jì)量所需的集線器之間的連接。另一方面,當(dāng)部署這種類(lèi)型的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)時(shí),這些解決方案必須降低成本。目前提出了各種考慮物理層和網(wǎng)絡(luò)層的優(yōu)化模型,以集成不同的無(wú)線通信技術(shù),從而在數(shù)據(jù)聚合點(diǎn)的最少數(shù)量方面降低成本。與之前提出的單一蜂窩技術(shù)相比,使用異構(gòu)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)可以降低資源成本和能源消耗。這項(xiàng)工作提出了一個(gè)規(guī)模模型和三種不同的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)路由模型。在每種情況下,都會(huì)進(jìn)行評(píng)估。
4、預(yù)測(cè)市政工程的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境影響
預(yù)測(cè)市政工程的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境影響是一種在施工階段之前評(píng)估市政工程現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境影響重要性的有效方法。首先,通過(guò)過(guò)程導(dǎo)向的方法,識(shí)別42個(gè)市政工程現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境影響。在對(duì)25個(gè)新建和改建市政工程項(xiàng)目進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上,確定了46個(gè)指標(biāo)及其相應(yīng)的顯著性界限。為保證評(píng)估過(guò)程的客觀性,直接和間接指標(biāo)始終以市政工程項(xiàng)目文件中的量化數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)。通過(guò)研究來(lái)說(shuō)明所提出模型的實(shí)際應(yīng)用。模型突出了特定市政工程項(xiàng)目在施工階段之前的重大環(huán)境影響。該模型的結(jié)果還允許在總體現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境影響和特定環(huán)境方面對(duì)市政工程項(xiàng)目進(jìn)行比較。
5、智能市政系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施控制
在自動(dòng)化領(lǐng)域,異構(gòu)系統(tǒng)和體系結(jié)構(gòu)之間的協(xié)作并不是一個(gè)容易的問(wèn)題。到目前為止,由于技術(shù)解決方案的成本被低估,選擇與需求相關(guān)的技術(shù)解決方案,遇到了實(shí)際問(wèn)題。在應(yīng)用SOA和IoT方法的本地服務(wù)云中創(chuàng)建智能市政系統(tǒng)的研究可以嘗試。開(kāi)發(fā)代理,可以通過(guò)代理的可應(yīng)用編排服務(wù)并駐留在網(wǎng)關(guān)上,網(wǎng)關(guān)提供適配器和協(xié)議轉(zhuǎn)換功能,并將硬件設(shè)備,API和在線服務(wù)連接在一起可以有效運(yùn)轉(zhuǎn)。
6、智能監(jiān)控的管網(wǎng)建模與仿真-以市政供水系統(tǒng)為例
預(yù)測(cè)市政供水系統(tǒng)流量和壓力的擴(kuò)展周期模擬是十分重要的工作。可以借鑒加拿大薩斯喀徹溫省里賈納大學(xué)的實(shí)時(shí)智能系統(tǒng)。目的是建立實(shí)時(shí)決策支持系統(tǒng),用于監(jiān)控和控制水管網(wǎng)的運(yùn)行。該系統(tǒng)可以始終保持操作員在維持泵站水分配壓力方面的決策能力。系統(tǒng)由三個(gè)模塊組成:專家系統(tǒng)模塊,需水量預(yù)測(cè)模塊和管網(wǎng)模擬模塊。通常使用Hardy-Cross和Newton-Raphson方法實(shí)現(xiàn)仿真模塊更方便。可以進(jìn)一步保障程序是在MathCad和FORTRAN中實(shí)施。
7、攝像–MATLAB–BIM集成智能進(jìn)度監(jiān)控框架
目前有多種可用于智能監(jiān)控的技術(shù),例如無(wú)人機(jī),攝影測(cè)量,激光掃描等。但是,由于成本高,復(fù)雜性和人力資源需求,通常受到限制。嘗試建立低成本互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)攝像機(jī)利用攝像概念的框架,并將其與矩陣實(shí)驗(yàn)室(MATLAB)和建筑信息模型(BIM)集成。集成是通過(guò)MATLAB的工具和編程來(lái)完成的。IP攝像機(jī)和已開(kāi)發(fā)軟件的集成,使得可以自動(dòng)提取混凝土和砌體的竣工量。計(jì)劃數(shù)量被導(dǎo)入到MATLAB界面中,以便與建造數(shù)量進(jìn)行比較,從而對(duì)進(jìn)度進(jìn)行比較評(píng)估。
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