序PREFACE

智慧建造是一种新的建造体系，它把物联网、大数据、云计算、移动互联网等信息及通信技术与建筑业全生命周期建造活动的各个环节相互融合，实现信息感知、数据采集、知识积累、辅助决策、精细化施工与管理等；它将资源、信息、机器设备、环境及人员紧密地连接在一起，形成智慧化的工程建造环境和集成化的协同运作服务平台，可实现项目现场与企业管理的互联互通、资源合理配置、机器设备运行维护管理、各个参与方之间的协同运作、安全风险预控与质量监管等。

建筑业是我国国民经济重要的支柱产业之一，在经济增长和社会进步方面具有重大的影响力。另外，“一带一路”建议为建筑业提供了新的发展机遇。由于传统的工程建造模式数字化、信息化程度低，各方信息不能有效地共享，难以实现有效地协同运作，造成了不必要的人、物、财的浪费。因此，住房和城乡建设部发布的《2016—2020年建筑业信息化发展纲要》中指出“建筑业信息化是建筑业发展战略的重要组成部分，也是建筑业转变发展方式、提质增效、节能减排的必然要求”，并明确提出“全面提高建筑业信息化水平，着力增强BIM、大数据、智能化、移动通信、云计算、物联网等信息技术集成应用能力，建筑业数字化、网络化、智能化取得突破性进展”。智慧建造是一种基于数字化、网络化、智能化的新的建造模式，对建筑业具有深远的影响。

《智慧建造——物联网在建筑设计与管理中的实践》是一本系统介绍物联网在建筑施工建造过程中应用的著作，它并不是一本纯粹意义上的技术专著，作者从应用角度给出了物联网应用的框架，并用与建筑施工建造过程相关案例诠释其实现方法，这些案例包括施工机械设备、施工项目管理、施工现场环境监控、设备租赁公司业务管理、施工机器人、增强现实应用等。目前，我国有关智慧建造的书籍少见，清华大学出版社的盛东亮主任深感此书对我国智慧建造具有重要的引导作用，出于高度的责任感和专业精神，推动出版立项，把此书引入我国，使读者了解采用物联网技术实施智慧建造的思路和方法。

本书分两部分，第一部分主要介绍物联网应用技术的基本原理，由第1章~第13章组成。第二部分为应用案例，由第14章~第23章组成，介绍一些公司如何部署和使用物联网的实际案例。

在第一部分，第1章介绍了物联网与互联网的区别与联系。在第2章，作者从应用的角度出发，定义了一种5层物联网框架：设备层、网络连接层、数据采集层、学习层和执行层，并通过两个案例说明了物联网框架在实际应用中的表现形式。第3章和第4章介绍设备层原理及应用，首先阐述了构建企业物联设备的基本原理，包括传感器、计算机体系架构、软件系统、网络安全、物联设备通信标准等；其次，解释了建筑施工设备、施工现场环境监测、施工机器人及增强现实眼镜等智能化方法。第5章和第6章介绍网络连接层原理及其应用，简要描述与连接设备有关的基本知识及基本原理，并着重介绍实现建筑机械设备连接的几种物联网连接技术。第7章和第8章讲解数据采集层原理及其应用，首先介绍物联设备数据采集和存储的基本方法，包括SQL、NoSQL、时间序列采集体系架构、异构数据存储、云计算等，然后通过案例说明如何将它们付诸实践。第9章和第10章讲解学习层原理及其应用，阐述数据查询技术、有监督与无监督的机器学习及聚类的基本原理，以现场工长、采购代理和执行主管等应用机器学习方法进行项目管理为例说明物联网学习层的实现方式。第11章和第12章讲解执行层原理及其应用，首先介绍物联网应用程序的作用和形式，物联网业务模式及其作用，然后，以精细化机械设备和精细化承包为例说明物联网应用程序和服务的实现方式。第13章是对第一部分的总结。

第二部分是物联网案例，其中，第14章是第二部分的引言，承上启下，回顾了5层物联网框架，引出了第二部分的主题。第15章和第16章介绍了联合租赁公司采用Total Control^®系统实现设备远程管理的案例。第17章以一家承包商为例，介绍了物联网的部署和使用情况。第18章和第19章分别以高空作业平台和履带式装载机为例，介绍捷尔杰公司和竹内公司应用物联网使施工设备智能化的实现方法。第20章介绍一个应用物联网实现施工现场环境监测的案例。第20章和第21章介绍新兴技术——增强现实和机器人在建造领域中的应用，解释了物联网在增强现实和机器人中的作用及实现方法。第23章是对第二部分的总结和展望。

本书由长安大学段晨东教授和柯吉博士翻译，其中序言、第1章~第13章由段晨东翻译，第14章~第23章由柯吉翻译，全书译文由段晨东统稿。在翻译过程中，研究生梁栋、李光辉、武珊、任俊道、祁鑫、童卓斌、王雪纯参与了本书的检查校对工作，汉得信息技术股份有限公司的吴滨和柯睿为译文提出了许多宝贵的建议；另外，清华大学出版社的盛东亮主任和赵佳霓编辑为本书的出版付出了辛苦的劳动，在此对他们表示诚挚的谢意。由于译者水平有限，翻译不当之处在所难免，希望读者不吝赐教。

段晨东　柯吉

2019年8月