传感器，无线通信...2024年智能基础设施发展趋势

       在过去的十年里，廉价的传感器、图像捕捉、无线连接、先进的3D可视化、地理信息系统(GIS)技术和建筑信息模型(BIM)使规划师、设计师、建筑商和设施所有者能够创建我们基础设施的智能神经系统。这种集成的技术网络改变了建筑、工程和施工(AEC)专业人员的工作方式和决策方式。

       在定义基础设施需求的前提下，这种向始终在线的即时信息的转变，使他们能够知道何时何地该做什么。因此，该行业可以开发下一代建筑世界，更有效地操作这些结构。

       由于建筑师、工程师、施工人员和设施经理采用的各种功能，智能基础设施的构建模块传感器已经从概念转变为现实，其中最重要的是大量廉价的传感器和物联网设备。对于所有类型结构中的数据收集，这些设备无处不在。它们为项目团队提供实时、精细的结构条件、温度、湿度、空气质量和交通运动数据。

       实时数据有助于优化施工进度和基础设施运行，提高效率，确保安全。在智能交通系统中，道路和车辆中的物联网传感器为重新规划路线和拥堵管理提供实时交通数据。允许广泛实施这些传感器的经济性和可扩展性，从而在施工阶段和运行期间实现基础设施监控。

       高质量的图像捕捉摄像头通常与环境传感器一起安装，这也改变了智能基础设施。在监控和数据收集中随处可见经济实惠的相机。这些相机记录视频，识别和跟踪物体。在施工过程中，监测工人在本质上不安全的环境中，并发出警报和警告，当他们可能摔倒或有被物体击中的危险时。这些相机与无人机、固定翼飞机和收集图像的卫星相结合，正在改变我们的建造方式。

       智能建筑工地、智能建筑、智能城市利用图像监控设备、人员和交通的移动，通过实时检测事故发现事故，提高安全性。图像可以帮助项目经理监控工业环境中的关键设备和质量控制。可视化监控基础设施，特别是与传感器和模型相结合，可以为许多项目利益相关者提供完整的环境图景，从而改进决策和解决问题。

       在2010年代末4G和2020年代初5G的推动下，工业环境中一直在线的无线互联网一直在推动智能基础设施革命。这些无线网络支持传感器、物联网设备和摄像头的实时数据传输，连接到基于GIS的智能中央控制系统。这些类型的基础设施项目管理系统需要连续连接，这需要我们所依赖的在线无线功能。

       集成生态系统由物联网传感器、摄像头和易于访问的无线连接组成，实现了各项目和跨基础设施部门数据驱动的决策和自动化。先进的2D和3D2D以及3D设计和建模工具的先进参数化功能，在一定程度上促进了智能基础设施的发展。通过连接和消除冲突的图纸和模型，这些现代软件工具可以有效地创建详细的2D和3D基础设施。这些数字工件在整个工程生命周期中不断发展，使利益相关者能够在施工前评估工程的可行性和问题。图纸提供了项目的可识别描述和示意图，而模型可以实现对项目生命周期的准确监控和决策。将物联网和传感器数据添加到2D和3D模型中，实现实时监控、预测性维护和基础设施优化模拟。

       BIM：BIM结合了各种建筑和基础设施项目的几何数据和设计属性，结合了模型、建模和管理。它需要生成建筑、道路、公共设施或其他项目类型的3D模型，并提供详细的设计、施工、维护和操作数据。

       BIM通过提供几何精确框架，帮助利益相关者合作，将物联网设备和传感器集成到基础设施中。BIM模型中丰富的数据可以实现详细的监控和预测性维护，使基础设施更加安全、可持续和灵活。智能基础设施的范例依赖于BIMM、创建和管理基础设施的物联网和传感器数据。结合地理信息系统，系统和信息的聚合成为位置感知、环境感知、实时建筑和自然世界的仪表板。通过提高精度、效率和揭示可持续性问题，实景捕捉和绘图技术与GIS（地理信息系统）一起促进智能基础设施的发展。

       这些技术正在改变基础设施数据收集，以确保无与伦比的准确性。实景捕捉工具，如激光扫描和摄影测量，可以提高施工、改造和设施管理过程的精度。即使是微小的差异也可能导致高成本的返工和低效率，因此准确的数据收集非常重要。

       通过与实际环境紧密匹配的位置正确表示，GIS与这些系统的集成增强了智能基础设施，改善了整个设施生命周期的决策和运行。GIS和位置智能GIS被证明是这些系统的集合体，它们产生的数据和对智能基础设施项目的看法。

       GIS利用上述技术收集和呈现的数据，帮助项目团队根据地理、资源和环境影响选择和评估网站。GIS帮助建筑专业人士可视化景观，仔细规划结构布局，将建筑环境与自然融为一体。这种基于位置的方法有助于规划道路、火车和管道路线。为了选择最高效、最环保的选项，建筑规划者可以对规划路线沿线的地形和环境变量进行检查。通过识别影响施工和缓解的理想地形、洪泛平原、交通状况、天气模式或环境敏感场所，GIS可以帮助修建新道路。

       将这些环境感知功能与物联网传感器、2D图纸、3D模型和施工机械数据相结合，实现施工现场的实时地理空间分析。为了提高效率、安全性和资源管理，可以对施工作业进行监控和优化。为了提高生产力和成本，项目经理可以利用地理感知物联网传感器对建筑设备的燃料消耗、位置和性能进行实时跟踪。

       实景捕捉和GIS技术为实时监控施工提供了基础。随着任务建设和工作流程的进展，项目经理可以快速识别和纠正计划差异。在不混淆扫描环境的情况下，GIS支持的实景捕捉有助于快速、廉价地识别施工差异。实时监控可以为项目团队提供准确的最新信息，简化决策，节省时间和资源，以便在预算范围内按时实施项目。

       BIM、GIS与实景捕捉相结合，可生成基础设施数字孪生，用于设施管理。为了进行有效的维护规划、资源分配和基础设施管理，这类数字双胞胎为设施管理者提供了完整的资产视角。GIS和实景捕捉在设施管理中可以降低运营成本，提高可持续性，并显示GIS技术在智能基础设施中的重要性。基于BIM的智能基础设施的影响、物联网传感器、图像和GIS的智能基础设施改变了我们生活的许多方面，包括提高BIM和GIS的效率。

       结合GIS空间数据集成，BIM精确的3D模型展示了项目从概念到完成的全过程。BIM与GIS技术相结合，通过提供准确、完整的图片来改进项目规划，从而提高效率。在使用这些3D模型构建之前，项目团队可以发现并修复故障，从而最大限度地降低成本高的返工。在GIS的支持下，减少浪费，优化资源分配，确保项目在预算内按时完成。BIM和GIS集成驱动的项目实施效率可以节约资金，提高生产力。提高安全基础设施和施工安全至关重要。

       通过GIS的增强，物联网传感器、摄像头和BIM模型的集成提供了完整的项目现场视图。物联网传感器的战略定位与GIS技术的空间数据分析功能相结合，捕获相关环境条件、设备性能和工人移动的实时数据。将BIM模型与GIS技术相结合，使项目经理能够实时监控现场安全。该系统可以快速指示设备故障和安全违规行为。该技术与GIS软件的支持相结合，可以通过提供鸟瞰威胁的视角，防止事故发生，挽救生命，创造更安全的工作场所。

       物联网传感器和BIM中的真实捕捉和绘图与GIS相结合，超越了项目管理，进入了环境监测。能源利用、污染物和空气质量的物联网传感器测量。BIM模型具有GIS功能，可以使用这些数据进行精确的监控和分析。我们现在可以对环境影响进行前所未有的精度跟踪和管理。这有助于企业通过寻找改进领域来减少对环境的影响。利用物联网、BIM和GIS的力量，基础设施计划可以通过优化能源利用、监测排放和管理资源来帮助创造可持续的未来。

       GIS支持数据决策的图像和BIM模型支持智能基础设施，从而改变决策。城市规划、治理和企业经营的决策者可以利用实时数据和丰富的模型更好地了解整个项目。通过全面掌握当前的情况和趋势，物联网、BIM和GIS支持的数据密集型环境使决策更加有效和快速。

       借助GIS技术，城市规划者利用实时数据优化交通流量，减少拥堵和污染物。数据可以为政府官员的资源分配和灾难准备政策提供信息。利用物联网、BIM和GIS的实时数据，企业可以动态地改变运营和供应链，从而节约资金，提高效率。

       与GIS一起使用实时数据进行决策，可以提高世界不断变化的质量和适应性。BIM模型、物联网传感器数据和GIS集成可以节省资金。结合BIM和GIS，项目团队可以通过开发基础设施项目的详细3D表示来发现和修复规划过程中的缺陷。GIS支持的主动策略可以减少高成本的返工、材料浪费和低资源效率。通过物联网传感器和GIS分析来监控设备的性能和维护，可以节省成本。在GIS的帮助下，尽快发现设备问题，可以进行预防性维护，消除昂贵的故障。

       在GIS的帮助下，利用实时数据优化资源配置也可以降低能源和资源成本，提高企业利润。提高生活质量的智慧城市和校园展示了将数据、硬件、通信系统和基础设施融入社会的好处。将物联网传感器、BIM、实景捕捉等创新技术与GIS相结合，可以提高公共服务和生活质量。

       GIS支持的智能城市和校园拥有高效的交通系统，可以减少拥堵、交通流量和排放，从而提高空气质量，提高可达性，减轻压力。在位置仪表板的支持下，数据驱动的决策改进了应急服务，确保了及时、高质量的响应和护理。这使得社区更加方便、健康、安全，提高了市民的生活质量。总结过去十年见证了显著的技术进步，为智能基础设施时代铺平了道路，特别强调BIM、物联网传感器、实景捕捉、地图绘制、GIS等技术。

       这一转型产生了巨大的效益，显著提高了基础设施项目的效率、安全性和可持续性。这些进步为更智能、更高效的基础设施生态系统奠定了基础，以促进数据驱动的决策和位置智能。展望未来几年，在智能基础设施领域，建筑师、工程师、建筑商和基础设施运营商的工作环境将更加令人兴奋。随着BIM、随着物联网传感器、实景捕捉、测绘和GIS集成的不断发展，AEC专业人员可以期待进一步提高项目的准确性和效率。

       这些技术的结合，特别是随着5G网络的日益普及，将实现实时数据处理和分析，使项目经理能够做出更积极的响应，加强业主/运营商的运营控制。随着AEC(建筑、工程、建筑)行业利用下一代技术，未来几年将是智能基础设施激动人心的时代。先进的BIM、当嵌入式传感器、近乎真实的图像捕获、绘图质量和GIS功能的快速发展相结合时，我们肯定会看到一个更明亮、更高效的建筑和自然世界。

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