摘要：針對裝配式建筑質(zhì)量檢測信息采集方法進(jìn)行研究，能夠有效提高信息的采集效率、降低采集能耗。對建筑質(zhì)量檢測信 息進(jìn)行采集，需要對信息進(jìn)行分組，計(jì)算組內(nèi)距離和組間距離，完成建筑質(zhì)量檢測信息的采集。傳統(tǒng)方法采用3D激光技術(shù) 提取信息，并對信息進(jìn)行整合，忽略了計(jì)算組內(nèi)組間距離，導(dǎo)致信息采集效率低。提出基于采集樹的裝配式建筑質(zhì)量檢測信 息采集方法。將裝配式建筑質(zhì)量檢測信息采集指標(biāo)分為施工人員因素指標(biāo)、機(jī)械設(shè)備因素指標(biāo)、物料因素指標(biāo)和環(huán)境因素 指標(biāo)，得到信息采集指標(biāo)集。構(gòu)建建筑質(zhì)量信息采集樹，獲取信息在整個(gè)建筑物聯(lián)網(wǎng)的分布狀況。對信息進(jìn)行分組，計(jì)算影 響分組效果的組內(nèi)距離與組間距離值，將所得結(jié)果代人信息采集計(jì)算中，獲得裝配式建筑質(zhì)量檢測信息采集結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié) 果表明，上述方法信息采集能耗平均為29J，采集效率較高。
關(guān)鍵詞：裝配式；建筑；質(zhì)量檢測；信息采集
1 引言
如今，裝配式建筑是最具討論性的建造形式之一。其構(gòu) 建速度快且對生態(tài)環(huán)境造成的污染小，在我國發(fā)展迅速，已 逐漸普及于建筑行業(yè)。但是，在裝配式建筑相關(guān)技術(shù)迅猛發(fā) 展的同時(shí)，其質(zhì)量檢測問題也不容小覷。如果在建筑過程 中或建筑建設(shè)結(jié)束后出現(xiàn)質(zhì)量上的問題，將會對人民的生命 和財(cái)產(chǎn)造成不可估量的影響．可見裝配式建筑質(zhì)量對于大眾 生命及安全有著非常重要的意義。如今．建筑質(zhì)量檢測把 控在物聯(lián)網(wǎng)上即可實(shí)現(xiàn)，當(dāng)前裝配式建筑質(zhì)量檢測信息采集 方法將信息采集劃分為以下環(huán)節(jié)：在物聯(lián)網(wǎng)中找到建筑信息 節(jié)點(diǎn)，即建筑構(gòu)造前負(fù)責(zé)對象、建筑構(gòu)造過程中負(fù)責(zé)對象、建筑后期管理負(fù)責(zé)對象。將各個(gè)對象負(fù)責(zé)的具體項(xiàng)目羅列出 來，以此完成建筑質(zhì)量檢測信息采集。該方法羅列各負(fù)責(zé)對 象負(fù)責(zé)的具體項(xiàng)目環(huán)節(jié)耗費(fèi)了大量時(shí)間．導(dǎo)致信息采集效率 較低，無法保障信息采集達(dá)到低能耗效果。眾所周知，建筑 質(zhì)量檢測信息采集對建筑建設(shè)而言十分重要．這引起了廣大 專家學(xué)者的重視。以下為其中比較有代表性的研究成果。
曹江紅等人提出基于BIM的裝配式建筑質(zhì)量檢測信息 采集方法。通過裝配式建筑在具體施工中的不同階段對 于建筑質(zhì)量檢測的需求，組建裝配式建筑質(zhì)量檢測信息管理 體系。該體系由事前指導(dǎo)。過程控制與事后總結(jié)構(gòu)成。對 于施工中的不同階段利用不同質(zhì)量要求對其進(jìn)行約束。該 方法簡單，易實(shí)現(xiàn)，但存在信息采集能耗高的問題。龍立等 人提出基于Android的裝配式建筑質(zhì)量檢測信息采集方 法。以提高信息采集速度為目的，將整個(gè)方法分為需求分析模塊、功能模塊、數(shù)據(jù)庫模塊等幾方面。將該方法應(yīng)用至 示范區(qū)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明。該方法大大提高了采集效 率．但存在信息采集能耗高的問題。侯杰等人提出基于 RFID和3D激光的裝配式建筑質(zhì)量檢測信息采集方法。 根據(jù)現(xiàn)代信息技術(shù)提取裝配式建筑質(zhì)量檢測信息，其中包含 通過B1M技術(shù)得到裝配式建筑的實(shí)體信息，根據(jù)RFID和3D 激光技術(shù)得到施工時(shí)需要注意的建筑質(zhì)量檢測信息。從信 息協(xié)同的角度來看，利用數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)全面整合建筑質(zhì)量檢 測信息，構(gòu)成建筑質(zhì)量檢測管理體系。該體系包含信息采集 單元、信息處理單元及信息應(yīng)用單元，以此實(shí)現(xiàn)裝配式建筑 質(zhì)量檢測管理體系的信息化與可視化。該方法采集到的信 息較為全面，但采集效率較低。
對于當(dāng)前裝配式建筑質(zhì)量檢測信息采集相關(guān)方法中存 在的能耗高、效率低等問題。提出基于采集樹的裝配式建筑 質(zhì)量檢測信息采集方法。
2 裝配式建筑質(zhì)量信息采集系統(tǒng)原理
在裝配式建筑質(zhì)量檢測信息采集系統(tǒng)原理中．利用TQM 理論實(shí)現(xiàn)建筑質(zhì)量檢測信息的采集。過程中通過問題輸入 函數(shù)、問題分析函數(shù)、問題追蹤函數(shù)和數(shù)據(jù)庫組成裝配式建 筑質(zhì)量檢測信息采集的先決條件。根據(jù)該條件得到信息采 集函數(shù)，實(shí)現(xiàn)裝配式建筑質(zhì)量檢測信息采集。
在裝配式建筑質(zhì)量檢測系統(tǒng)中．包含施工過程中存在的 問題和生產(chǎn)過程中存在的問題及設(shè)計(jì)過程中存在的問題 等。在問題輸入函數(shù)中比較有代表性的組成元素，分別為 構(gòu)件編碼錯(cuò)誤B，灌漿孑L堵塞G，鐵板斷裂T，則問題輸人函 數(shù)f(S)可表示為
假設(shè)O．代表因生產(chǎn)出現(xiàn)問題導(dǎo)致的構(gòu)件編碼錯(cuò)誤，尺． 代表因設(shè)計(jì)出現(xiàn)問題導(dǎo)致構(gòu)件編碼錯(cuò)誤，阢代表因施工出 現(xiàn)問題導(dǎo)致的構(gòu)件編碼錯(cuò)誤。0，代表因生產(chǎn)出現(xiàn)問題導(dǎo)致 的灌漿孔堵塞，B代表因設(shè)計(jì)出現(xiàn)問題導(dǎo)致的灌漿孔堵塞， 職代表因施工問題導(dǎo)致的灌漿孔堵塞。O，代表因生產(chǎn)問題 導(dǎo)致的板面斷裂，B代表因設(shè)計(jì)問題導(dǎo)致的板面斷裂，職代 表因施工問題導(dǎo)致的板面斷裂?；谏鲜鰠?shù)．可得到問題 分析函數(shù)L(s)表達(dá)式
在基于叩肘的裝配式建筑質(zhì)量檢測信息采集方法中， 由于中間過程比較繁瑣，會出現(xiàn)信息采集效率低等問題。提 出基于采集樹的裝配式建筑質(zhì)量檢測信息采集方法。具體 過程如下。
3 裝配式建筑質(zhì)量檢測信息采集方法
3．1 選取裝配式建筑質(zhì)量檢測信息采集指標(biāo)
在采集裝配式建筑質(zhì)量檢測信息前，需要確定信息采集 指標(biāo)。為使建筑質(zhì)量檢測信息的采集更加全面，將裝配式 建筑質(zhì)量檢測信息采集指標(biāo)分為施工人員因素、機(jī)械設(shè)備因 素、物料因素和環(huán)境因素。通過以上因素集合得到裝配式建 筑質(zhì)量檢測信息采集指標(biāo)集。
裝配式建筑建設(shè)過程中，有很多因素會影響其建設(shè)質(zhì) 量。在建筑質(zhì)量檢測時(shí)，可將建筑質(zhì)檢測量影響指標(biāo)分為以 下方面。
施工人員因素：裝配式建筑構(gòu)件生產(chǎn)時(shí)，可能由于工人 技術(shù)水平導(dǎo)致預(yù)制構(gòu)件尺寸和規(guī)格出現(xiàn)問題。無法達(dá)到檢測 標(biāo)準(zhǔn)．使得坐漿和注漿出現(xiàn)問題。在預(yù)制構(gòu)件之后澆段的過 程中，因質(zhì)量控制的意識達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，工人水準(zhǔn)偏低，通常會 造成T型節(jié)點(diǎn)鋼筋的連接出現(xiàn)問題。將施工人員因素當(dāng)作 建筑質(zhì)量檢測影響指標(biāo)之一，其表達(dá)式為
其中，P(s)代表施工人員因素集合，J代表工人技術(shù)水平集 合，Q代表工人的工作經(jīng)驗(yàn)集合。
機(jī)械設(shè)備因素：在裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件中可能會出現(xiàn)混 凝土振搗均勻度不夠、鋼筋的保護(hù)層厚度不標(biāo)準(zhǔn)等問 題。注漿設(shè)備問題會導(dǎo)致注漿不飽滿問題。混凝土澆筑 過程中，缺乏先進(jìn)檢測工具，會出現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件質(zhì)量得不到保 障的問題。將機(jī)械設(shè)備因素當(dāng)作建筑質(zhì)量檢測影響指標(biāo)之 一．其表達(dá)式為
構(gòu)件質(zhì)量。將環(huán)境因素當(dāng)作建筑質(zhì)量檢測影響指標(biāo)之一，其 表達(dá)式為
根據(jù)式(10)得到的集合可作為裝配式建筑質(zhì)量檢測信 息采集指標(biāo)。以上采集指標(biāo)大致分為施工人員因素、機(jī)械設(shè) 備因素、物料因素以及環(huán)境因素四個(gè)方面，以此大大減少信 息采集繁雜程度，可降低建筑質(zhì)量檢測信息采集耗時(shí)和能 耗。
3．2 基于采集樹的建筑質(zhì)量檢測信息采集方
3．1節(jié)中得到的信息采集指標(biāo)因素中存在重疊部分，在 3．2節(jié)中將這些指標(biāo)分組，并實(shí)現(xiàn)建筑質(zhì)量檢測信息采集。 過程中，通過層次聚類方式設(shè)計(jì)并構(gòu)建建筑質(zhì)量檢測信息采 集樹，獲取裝配式建筑質(zhì)量檢測信息在整個(gè)建筑物聯(lián)網(wǎng)的分 布狀況。以此對建筑質(zhì)量檢測信息進(jìn)行分組，計(jì)算影響分組 效果的組內(nèi)距離與組間距離，將所得結(jié)果代入信息采集計(jì)算 中。獲得裝配式建筑質(zhì)量檢測信息最終采集結(jié)果。詳細(xì)過程 如下：
根據(jù)層次聚類方式設(shè)計(jì)并構(gòu)建建筑質(zhì)量檢測信息采集 樹。將裝配式建筑物聯(lián)網(wǎng)各單元中的信息數(shù)據(jù)傳感器當(dāng)作 一類信息，利用Ⅳ個(gè)單元?jiǎng)澐殖觫魝€(gè)信息類別。將上述類別 依據(jù)距離關(guān)系進(jìn)行分層匯聚，計(jì)算式為
4實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
為驗(yàn)證基于采集樹的裝配式建筑質(zhì)量檢測信息采集方 法的有效性，進(jìn)行一次實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)平臺搭建在Simulink上， 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來源于某大型裝配式建筑生產(chǎn)有限公司。對該公 司某項(xiàng)目的設(shè)計(jì)到生產(chǎn)再到施工進(jìn)行全程跟蹤，獲取相關(guān)數(shù) 據(jù)信息，以此驗(yàn)證所提方法的可行性。實(shí)驗(yàn)分別在采集效率 和采集能耗兩方面進(jìn)行。詳細(xì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖l所示。
由圖1可知，基于RFID和3D激光的裝配式建筑質(zhì)量檢 測信息采集方法隨著建筑損壞面積的增加而增加。建筑損 壞面積越大，信息采集耗時(shí)越多，即采集效率越低。表明該 方法可靠性較差。基于采集樹的裝配式建筑質(zhì)量檢測信息 采集方法不隨建筑損壞面積的增加而增加，建筑質(zhì)量檢測信 息采集耗時(shí)較少，即信息采集效率高。以上結(jié)果說明所提方 法相較當(dāng)前方法更具可行性。
分析圖2，不同建筑質(zhì)量檢測信息采集方法的信息采集 能耗相差較大?；贐IM的建筑質(zhì)量檢測信息采集能耗曲 線呈先上升后下降的趨勢，信息采集能耗平均為75J。基于 Android的建筑質(zhì)量檢測信息采集能耗曲線波動較大，信息 采集能耗平均為73J?；诓杉瘶涞慕ㄖ|(zhì)量檢測信息采集 能耗整體較低。信息采集能耗平均為29J。通過數(shù)據(jù)對比發(fā) 現(xiàn)，所提方法具有明顯優(yōu)越性。
5結(jié)束語
當(dāng)前社會，裝配式建筑質(zhì)量檢測信息采集一直是一個(gè)比 較棘手的問題。針對當(dāng)前建筑質(zhì)量檢測信息采集方法存在 的效率低、能耗高等問題，提出基于采集樹的建筑質(zhì)量檢測 信息采集方法。將采集指標(biāo)大致分為施工人員因素、機(jī)械設(shè) 備因素、物料因素以及環(huán)境因素四大類，以此減少質(zhì)量檢測 信息采集過程的繁雜程度，進(jìn)而降低建筑質(zhì)量檢測信息采集 耗時(shí)和能耗。設(shè)置信息采集速度影響參量，進(jìn)一步提升信息采集效率。根據(jù)上述過程改善當(dāng)前方法中存在的問題．增強(qiáng) 信息采集方法運(yùn)行效果。
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