Интеграция строительной техники с умной инфраструктурой городов: архитектура взаимодействия и протоколы обмена данными
Ключевые слова:
умная городская инфраструктура, строительная техника, протоколы обмена данными, IoT в строительстве, цифровые двойники, интеллектуальные системы управления, умное строительствоАннотация
Современное развитие городов требует принципиально новых подходов к интеграции строительной техники с формирующейся умной инфраструктурой. Данное исследование сосредоточено на разработке архитектуры взаимодействия и протоколов обмена данными между строительной техникой и элементами умной городской инфраструктуры. В работе предложена многоуровневая модель интеграции, учитывающая требования к безопасности, масштабируемости и отказоустойчивости систем. На основе анализа существующих решений и выявленных ограничений разработан оригинальный протокол, обеспечивающий бесшовное взаимодействие строительной техники с городскими информационными системами. Проведенная апробация предложенных решений на трех экспериментальных площадках подтвердила значительное повышение эффективности строительных работ: сокращение времени выполнения операций на 22,7%, снижение энергопотребления на 18,4% и увеличение точности позиционирования техники на 34,6%. Разработанный стек технологий продемонстрировал высокую степень совместимости с существующими городскими системами IoT при сохранении требуемых показателей производительности. Полученные результаты имеют практическое значение для модернизации строительной отрасли и развития концепции умного строительства в контексте устойчивого развития городов.
Библиографические ссылки
Alnahari M.S., Ariaratnam S.T. The application of blockchain technology to smart city infrastructure // Smart cities. 2022. № 5(3). pp. 979-993.
Alshami A., Ali E., Elsayed M. IoT Innovations in sustainable water and wastewater management and water quality monitoring: a comprehensive review of advancements, implications and future directions // IEEE Access. 2024. № 12. pp. 58427-58453.
Baghalzadeh Shishehgarkhaneh M., Samadzadegan F., Zadeh A.H. Internet of things (IoT), building information modeling (BIM) and digital twin (DT) in construction industry: a review, bibliometric and network analysis // Buildings. 2022. № 12(10). P. 1503.
Berglund E.Z., Monroe J.G., Ahmed I. Smart infrastructure: a vision for the role of the civil engineering profession in smart cities // Journal of infrastructure systems. 2020. № 26(2). pp. 31-200.
Fang S., Xu L.D., Zhu Y. An integrated system for regional environmental monitoring and management based on internet of things // IEEE Transactions on industrial informatics. 2014. № 10(2). pp. 1596-1605.
Huber A.J. Communication in collaborating construction equipment // Automatisierungstechnik. 2023. № 71(11). pp. 904-915.
Khan A.M., Alrasheed K.A., Waqar A. Internet of things (IoT) for safety and efficiency in construction building site operations // Scientific reports. 2024. № 14. рр. 28-914.
Li Q., Dou R., Chen F., Nan G. A QoS-oriented web service composition approach based on multi-population genetic algorithm for internet of things // International journal of computer intelligence systems. 2014. № 7(Sup2). pp. 26-34.
Nayak J., Vakula K., Dinesh P. Intelligent computing in iot-enabled smart cities: a systematic review // Green technology for smart city and society. 2021. pp. 1-21.
Palattella M.R., Dohler M., Grieco A. Internet of things in the 5G era: enablers, architecture and business models // IEEE journal on selected areas in communications. 2016. № 34(3). pp. 510-527.
Qureshi K.N., Jeon G. A blockchain-based secure communication architecture for IoT in smart cities // Sustainable cities and society. 2021. № 74. pp. 103-213.
Saad, A., Benyamina, A., Gamatie, A. Water management in agriculture: a survey on current challenges and technological solutions // IEEE Access. 2020. № 8. pp. 38082-38097.
Sarkar D., Patel H., Dave B. Development of integrated cloud-based Internet of Things (IoT) platform for asset management of elevated metro rail projects // International journal of construction management. 2022. № 22(10). pp. 1993-2002.
Silva B.N., Khan M., Han K. Towards sustainable smart cities: a review of trends, architectures, components and open challenges in smart cities // Sustainable cities and society. 2018. № 38. pp. 697-713.
Xie J., Tang H., Huang T. A survey of blockchain technology applied to smart cities: research issues and challenges // IEEE Communications surveys & Tutorials. 2019. № 21(3). рр. 2794-2830.
