混凝土预制构件物理信息融合关键技术和应用

项目名称：混凝土预制构件物理信息融合关键技术和应用1、项目简介混凝土预制构件化是实现建筑业工业化的重要手段和途径，近年来预制混凝 土生成和装配式建筑的发展掀起了高潮。但是由于预制混凝土构件产品技术含量 低、管理标准化弱以及产业链生态整合度差等问题，对混凝土预制构件行业的健康发展形成了很大的制约。本成果针对装配类建筑的特点，设计了面向全生命周期管理的预制构件信息 采集和交互标准，提出了分离式、可更换的 RFID标签植入技术，以实现构件物 理载体与信息模型的深度融合。本成果针对预制构件设计、制造、仓储、运输、 施工和运维不同阶段的特点，基于移动互联的体系架构设计了预制构件的云平 台，不仅利用统一编码设计和交互式校验机制， 实现了构件部件和追溯；还从信 息协同和交互的角度，提出了包含业主单位、设计单位、施工单位、生产企业和 科研单位组成的装配式住宅上下游产业链企业的信息交互和协同体系，通过虚拟现实技术和大数据分析技术，营造了可视化交互的情境，确保了信息传递和表达 准确性，提升协同的效果和效率。本成果探索预制构件的智能化，针对预制构件 的特点，将物料清单、建造工艺与 BIM模型相结合，构建装配式建筑全寿命动 态精益管理模型，利用大数据分析技术，首次实现了上下游协同进度优化、 主动 式的质量控制和优化以及前导式的多方监管和构件运维期的视情维修新模式。2、知识产权情况国别知识产权类别专利号名称中国授权发明专利ZL201210509386.X隧道管片电子标签及其制作方 法中国授权发明专利ZL201410794776.5一种地铁隧道管片错台检测系 统及检测方法中国授权发明专利ZL201310403840.8基于BIM的运营隧道维护健康 监测管理方法中国授权发明专利ZL201310290813.4对隧道内管片进行定位和自动 检测的系统中国授权发明专利ZL201210549097.2一种预制混凝土构件生产质量 检测系统中国授权发明专利ZL201410768255.2隧道管片，隧道管片注浆孔盖的 辅助制备模具中国授权发明专利ZL201310403968.4基于BIM的盾构法隧道施工管 理系统中国授权发明专利ZL201310403857.3基于BIM的隧道运营隧道维护 健康监测管理系统中国授权发明专利ZL201310296505.2基于状态转移的工程风险监测 系统及方法中国计算机软件著作权2014SR13992212号线11标数字化隧道工程 施工可视化软件V1.0中国计算机软件著作权2013SR066743上海城建集团预制混凝土构 件质量验收软件V1.0中国计算机软件著作权2013SR066345上海城建集团预制混凝土构 件质量管理软件V1.0中国计算机软件著作权2013SR066746上海城建集团预制混凝土构 件数据交互软件V1.0中国计算机软件著作权2014SR000729上海宝山体育中心人防设备运营维护管理系统V1.0中国计算机软件著作权2011SR078017深基坑施工辅助决策系统中国计算机软件著作权2015SR227732地铁管片生产信息采集系统中国计算机软件著作权2013SR008382盾构施工综合信息管理平台中国计算机软件著作权2016SR355813周家嘴路越江隧道施工进度 管理系统中国计算机软件著作权2016SR191292大连路三维漫游软件(移动 版)中国计算机软件著作权2016SR142552大连路隧道运维决策支持系 统3、发表论文著作情况论文著作被SCkEl收录引用 次数1胡珉、刘攀攀、喻钢、施永泉，基于全生命周期信息和BIM的隧道运维决策支持系统J隧道建设，2017，37( 4)394-400否02喻钢、胡珉、咼新闻、陈立生、赵国强，基于BIM的盾构隧道施工管理的三维可视化辅助系统 J现代隧道技术 53 (1) 1-5, 16否33刘佳俊，喻钢，胡珉，面向城市基础设施智慧管养的大数据智能融合方法J计算机应用 37 (10) 2983-2990 , 2998否04瞿文婷，喻钢，基于建筑信息模型的隧道施工管理平台J施工技术 5, 139-142否15周雅莉，胡珉，喻钢，基于IFC标准的隧道工程信息传递研究J 土木建筑工程信息技术J 6 (7), 1-4否06龚佳琦，胡珉，喻钢，施永泉，BIM可视化辅助下的隧道病害决策分析J 土木建筑工程信息技术，7(6), 2015, 31-3627Xinwen Gao, Liqing Yu, Xin gjia n Guan. Regi on of in terest based on mathematical morphology for the keyboard characters WIT Tran sacti ons on In formatio n and Commun icati on Tech no logies , 2014,Vol.51:387-394是08Xinwen Gao, Xingjian Guan. A novel method to segment keyboard characters and symbols using morphology, Advaneed Materials Research, 2013, Vol. 655-657:989-992是19Gao Xin Wen, Guan, Xi ng Jia n, Guan, Ben Bo Keyboard characters recognition with support vector machine, Applied Mechanics and Materials,2013, Vol. 336-338:2283-2287是010Gao Xin Wen, Guan, Ben Bo, Guan, Xing Jia n Study on the optimize strategies of gene expression programming, Applied Mechanics and Materials, 2013, Vol.432:565-570是011Gao Xinwen, Yu Liqing, Yang Zhengzhe. Subway lining segment faulting detection based on Kinect sensor, IEEE International Conference on Mechatronics and Automation, 2015, Beijing, P.R. Chi na, 2015.8.2-8.5是112Yang, Zhengzhe, Gao Xinwen, Xia, Haibing. An improved faulting detection algorithm for subway tunnel segment, IEEE International Conference on Wireless Communications, Signal Processing and Networking; 2016, Chennai, India,2016.3.23-.3.25是013胡珉，陆俊宇基于RFID的预制混凝土构件生产智能管理系统设计 与实现J 土木建筑工程信息技术5(3),50-56否614Du Jua n,Qin Zheng Cloud and Open BIM-Based Build ing In formati onIn teroperabilityResearch, Journal of Service Science andManagement, 2014,7,47-56是015Hu min,Huang zhewe n, On tology-drive n Tunnel Con struct ionInformation Retrieval and Extraction, 26th Chinese Control andDecisi on Co nferen ce,CCDC2014,4741-4746是216杜娟，基于BIM管网漏水事故处理的本体建模与推理J计算机工程与应用,51(5),1-7,125否117Hu min,Lu junyu, An Intelligent System for Precast Concrete Element Manufacturing Management Based on RFID Technology, 2013 IEEE International Conference on Green Computing and Communications and IEEE In ternet of Thi ngs and IEEE Cyber,CPSCom,1138-1143是018Hu min, Jia ng Peng, Zhou she ngche n, Sun yufeng, Visual early-war ning sig nal detect ion for critical tran siti ons, Journal of Computers, v28,2017,1-13是019Hu min,Zhou shengchen, Jiajie, W.E.I., Deng yuyan, Wenting Q.U,Chan ge-po int detect ion in multivariate time-series data by Recurre neePlot, WSEAS Tran sacti ons on Computer,v23, 2014, 592-599是220Min hu, Wei xu, A System for the an alysis of precast tunnel segme nts duri ng shield tunn eli ng based BIM, Processdi ngs of the World Tunnel Congress 2014, Foz do lguacu,Brazi 2014/5/9-15否021Tao yua n, Hu min, A fast immune recog niti on model based on immune response, InternationalJournal of Multimedia and UbiquitousEn gi neeri ng, v9, 2014, 85-98是222Hu min, Chen bang, Xia qingtao, Design and application of remote monitoring system based on CAD for foundation pit, 2nd World Congress on Computer Scienee and Information Engineering, CSIE 2011 v126, 2012, 583-591是023胡珉，蒋中行，杜娟，混凝土预制构件供应链平台设计与运管研究J住宅产业，2015，41-45否024Du juan, The Research to Open BIM-based Building Information是0In teroperability Framework,2nd Intern ati onal Symposium onIn strume ntati on and Measureme nt, IMSNA 2013, 440-44325Jua n du,Vijaya n sugumara n, Bonan gao, RFID and Multi-Age nt Based Architecture for In formatio n Shari ng in Prefabricated Comp onent Supply Chain, IEEE Access, v5, 2017,4132-4139是126吴佩粼，高新闻，陈鸿，NURBS曲线在隧道断面拟合中的应用研究J水利与建筑工程学报，14(2) 167-171否027吴惠明，杨威，姜芃，高新闻，基于FP-Growth 算法的盾构掘进参否2数与隧道管片渗漏关联性分析J隧道建设，36(5) 2016,513-51728宋博宙，熊诚，夏海兵，基于二维码技术的地铁管片生产管理系统J 土否1木建筑工程信息技术，8(1) 22-2829甘丽凝、武洪熙、牛芙蓉、张鸣，大型投资与资本结构动态调整一一否11基于中国上市公司的经验研究J，会计研究,2015,09:59-67+974、主要完成单位情况表序号单位名称通讯地址及 邮政编码联系电话对本项目做出的创造性贝献1上海大学上海市上大路99号200444021-66136203上海大学作为项目成果第一完成单位，确定 项目研究思路和总体技术路线，负责总体协 调及关键技术的研究工作。负责项目中相关核心成果的技术研究，研发 了混凝土预制构件专有芯片。针对混凝土预 制构件形成的地铁隧道、越江隧道、PC构件形成了一系列的生产、施工、运维等多项关 键技术创新。项目研究获得授权发明专利9项，获得软件著作权11项，发表论文29篇。2上海城建市 政工程(集 团)有限公司上海市普陀 区交通路1565 号200065021-56088833上海城建市政工程(集团)有限公司是本课 题第二完成单位，主要贡献在于参与本课题 中装配式住宅施工过程中的RFID系统的实施和协冋平台的需求设计和示范应用。发表论 文1篇，获得软件著作权1项。3上海隧道工程有限公司上海市徐汇 区宛平南路1099 号200032021-65869999上海隧道工程有限公司是本课题第三完成单 位，主要贡献在于结合隧道施工及运维经验， 进行混凝土预制构件化在隧道施工及运维方 面的研究，承担了项目在施工过程中芯片安 装、数据采集以及运维过程中数据的收集、 处理以及网络化运营维护的相关内容。发表 论文1篇，获得软件著作权 5项。4上海市隧道 工程轨道交 通设计研究 院上海市中山西路1999号200235021-54519988上海市隧道工程轨道交通设计研究院是本课 题第四完成单位，主要贡献在于结合本院的 强大设计能力以及该集团的运营能力，进行 了 BIM技术在地铁隧道工程中的示范应用研究，承担了本课题中的混凝土预制构件在地 铁隧道中的生产、施工组织、协调以及相关 设计的研究等工作。发表论文1篇。5上海市地下 空间设计研 究总院有限公司上海市复兴中路593号（民防大厦） 20楼200020021-24028300上海市地下空间设计研究总院有限公司是本 课题第五完成单位，主要贡献在于结合建巩 行业经验，进行BIM技术在PC工程中的研究， 承担了平台开发工作中BIM技术研究的主要工作和交付标准中设计阶段相关内容。获得 发明专利2项，发表论文1篇，获得软件者 作权1项。5、主要完成人情况表序号姓名性别出生年月职称学历工作单位对本项目做出的创造性贝献1胡珉女1970/8副教 授研究生上海大学对创新成果一、二、三做出创造 性贡献，负责项目总体，全面负 责项目立项评审、研究进度和验 收工作、提出研究思路、审定研 究内容，制定详细的技术路线， 组织相关单位有序咼效开展科研 攻关，协调各单位之间的研究进 展。具体参与了混凝土预制构件 专有芯片设计，负责混凝土预制 构件质量追溯和控制，混凝土预 制构件长期服役性能养护，参与 了混凝土预制构件平台的研究工 作。2咼新闻男19757讲师研究 生上海大学对创新成果一以及创新成果二的 部分做出创造性贡献。重点研究 了基于物联网的多传感器时空混 合式融合新技术，这为本项目的 数据来源奠定了基础，作为主要 发明人开发了地铁隧道管片错台 检测系统及检测方法。3喻钢男1977/11讲师研究生上海大学对创新成果二部分以及创新成果 三做出了创新性贡献。重点研究 了混凝土预制构件的运维协同平 台，作为主要负责人开发了周家 嘴路越江隧道施工进度管理系 统、大连路三维漫游软件（移动 版）以及大连路隧道运维决策支 持系统等多个本项目的平台。4周丽女1973/11高级 实验 师研究 生上海大学对创新成果一以及创新成果三做 出了创造性贡献。参与了混凝土 预制构件生产质量管理系统的开发，并作为主要参与人参与了混 凝土预制构件运维系统的协同平 台的开发和研究。5杜娟女1981/10讲师研究 生上海大学对创新成果一做出了创造性贝 献。负责混凝土预制构件 BIM标 准的编制研究，这为本项目的规 范化研究和开发制定了一套完整 的规范体系，也为混凝土预制构 件在建筑产业化的发展制定了一 套完善地标准及制度。6徐伟男1990/01讲师研究生上海大学对创新成果一以及创新成果二的 部分做出了创造性贡献。参与了 混凝土预制构件专有芯片以及质 量管理系统的开发，并对混凝土 预制构件多传感器时空融合数据 的新技术进仃了研究。7陈立生男1963/12高级 工程 师研究生上海城建 市政工程（集团） 有限公司对创新成果二做出了创造性贡 献。参与了基于BIM的盾构隧道 施工管理的三维可视化辅助系统 的研发。同时作为施工单位参与 了项目在建筑PC施工中的研究 技术方案制定及项目在工程中的 示范应用总体协调工作。8吴惠明男1970/05高级 工程 师研究生上海市隧 道工程股 份有限公司对创新成果二做出了创造性贡 献。参与了混凝土预制构件质量 管理系统在施工中示范应用，并 对应用中出现的一系列问题提出 了专业性的建议和指导，根据地 质环境状况，提出了混凝土预制 构件盾构施工过程中盾构机控制 的具体原则，优化了混凝土预制 构件管片结构设计。9陈鸿男1970/06高级 工程 师研究 生上海市隧 道工程轨 道交通设 计研究院对创新成果一和创新成果二做出 了创造性贡献。参与了混凝土预 制构件质量信息化管理系统研 发，冋时对混凝土预制构件在生 产以及地铁隧道施工中出现的信 息之间沟通的缺失，信息之间的 交互以及多数据融合进行了研 究。10熊诚男1973/04高级 工程 师研究生上海市地 下空间设 计研究总 院有限公对创新成果一做出了创造性贝 献。从多个方面给本项目的顺利 研发提出了创造性的建议及支 持，对混凝土预制构件在建筑业司PC上的应用提供了技术支持和 多单位的协调，同时也在混凝土 预制构件设计上提供了归纳和总 结，形成了相关的设计技术标准。11施永泉男1972/02高级 工程 师研究 生上海市隧 道工程股 份有限公司对创新成果二和三做出了创造性 贝献。对预制构件运维期的信息 融合和监管，提供了思路和应用 支持。发表相关论文两篇。12甘丽凝女1978/06讲师研究生上海大学对创新成果三做出了创造性的贡 献，对于预制构件的全生命周期 成本控制，提出了方案。发表相 关论文1篇。