【混凝土】预制构件物理信息融合关键技术和应用.pdf

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1、cheng cheng 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

2、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

3、专利号 名称 中国 授权发明专利 ZL2.X 隧道管片电子标签及其制作方法 中国 授权发明专利 ZL2.5 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 ZL2.8 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 ZL2.4 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 ZL2.2 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 ZL2.2 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 ZL2.4 基于 BIM 的盾构法隧道施工管理系统 中国 授权发明专利 ZL2.3 基于 BIM 的隧道运营隧道维护健康监测管理系统 中国 授

4、权发明专利 ZL2.2 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 2014SR139922 12 号线 11 标数字化隧道工程施工可视化软件 V1.0 cheng cheng 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

5、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 SCI、EI 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

6、维决策支持系统J 隧道建设，2017，37（4）394-400 否 0 2 喻钢、胡珉、高新闻、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 3 3 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 0 4 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 1 5 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 0 6 龚佳琦，胡珉，喻钢，施永泉，BIM

7、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),2015,31-36 2 7 Xinwen Gao,Liqing Yu,Xingjian Guan.Region of interest based on mathematical morphology for the keyboard characters WIT Transactions on Information and Communication Technologies，2014,Vol.51:387-394 是 0 8 Xinwen Gao,Xingjian Guan.A novel method to segme

8、nt keyboard characters and symbols using morphology,Advanced Materials Research,2013,Vol.655-657:989-992 是 1 9 Gao Xin Wen,Guan,Xing Jian,Guan,Ben Bo Keyboard characters recognition with support vector machine,Applied Mechanics and Materials,2013,Vol.336-338:2283-2287 是 0 cheng cheng 10 Gao Xin Wen,

9、Guan,Ben Bo,Guan,Xing Jian Study on the optimize strategies of gene expression programming,Applied Mechanics and Materials,2013,Vol.432:565-570 是 0 11 Gao Xinwen,Yu Liqing,Yang Zhengzhe.Subway lining segment faulting detection based on Kinect sensor,IEEE International Conference on Mechatronics and

10、Automation,2015,Beijing,P.R.China,2015.8.2-8.5 是 1 12 Yang,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 0 13 胡珉，陆俊宇 基于

11、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 6 14 Du Juan,Qin Zheng Cloud and Open BIM-Based Building Information Interoperability Research,Journal of Service Science and Management,2014,7,47-56 是 0 15 Hu min,Huang zhewen,Ontology-driven Tunnel Construction Information Retrieval and Extractio

12、n,26th Chinese Control and Decision Conference,CCDC2014,4741-4746 是 2 16 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 1 17 Hu min,Lu junyu,An Intelligent System for Precast Concrete Element Manufacturing Management Based on RFID Technology,2013 IEEE International Conference on Green Computin

13、g and Communications and IEEE Internet of Things and IEEE Cyber,CPSCom,1138-1143 是 0 18 Hu min,Jiang Peng,Zhou shengchen,Sun yufeng,Visual early-warning signal detection for critical transitions,Journal of Computers,v28,2017,1-13 是 0 19 Hu min,Zhou shengchen,Jiajie,W.E.I.,Deng yuyan,Wenting Q.U,Chan

14、ge-point detection in multivariate time-series data by Recurrence Plot,WSEAS Transactions on Computer,v23,2014,592-599 是 2 20 Min hu,Wei xu,A System for the analysis of precast tunnel segments during shield tunneling based BIM,Processdings of the World Tunnel Congress 2014,Foz do Iguacu,Brazil，2014/

15、5/9-15 否 0 21 Tao yuan,Hu min,A fast immune recognition model based on immune response,International Journal of Multimedia and Ubiquitous Engineering,v9,2014,85-98 是 2 22 Hu min,Chen bang,Xia qingtao,Design and application of remote monitoring system based on CAD for foundation pit,2nd World Congres

16、s on Computer Science and Information Engineering,CSIE 2011 v126,2012,583-591 是 0 23 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 0 24 Du juan,The Research to Open BIM-based Building Information 是 0 cheng cheng Interoperability Framework,2nd International Symposium on Instrumentation and Measure

17、ment,IMSNA 2013,440-443 25 Juan du,Vijayan sugumaran,Bonan gao,RFID and Multi-Agent Based Architecture for Information Sharing in Prefabricated Component Supply Chain,IEEE Access,v5,2017,4132-4139 是 1 26 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 0 27 吴惠明，杨威，姜芃，高新闻，基于 FP-Growth 算法的盾构

18、掘进参数与隧道管片渗漏关联性分析J 隧道建设，36(5)2016,513-517 否 2 28 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 土木建筑工程信息技术，8(1)22-28 否 1 29 甘丽凝、武洪熙、牛芙蓉、张鸣，大型投资与资本结构动态调整基于中国上市公司的经验研究J，会计研究,2015,09:59-67+97 否 11 4、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贡献 1 上海大学 上海市上大路 99 号 200444 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

19、。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 200065 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系统的实施和协同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 200032

20、021-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 200235 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cheng cheng 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

21、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 200020 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筑行业经验，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，获得软件著作权 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贡献 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

22、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，组织相关单位有序高效开展科研攻关，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 高新闻 男 1975/7 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

23、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cheng cheng 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贡献。负责混凝土预制构件 BIM 标准的编制研究，这为本项

24、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行了研究。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

25、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，同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

26、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贡献。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cheng cheng 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贡献。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。