Date of Award

3-2024

Document Type

Dissertation

Degree Name

Doctor of Philosophy in Architectural Engineering

Department

Architectural Engineering

First Advisor

Muhammad Tariq Shafiq

Second Advisor

Ahmed Hassan

Third Advisor

Fahim Ullah

Abstract

This dissertation presents an in-depth exploration of the integration of Computer Vision (CV) in Construction Progress Monitoring (CPM), a field that has traditionally relied on manual and document-centric approaches. Such traditional CPM techniques lead to poor tracking of project progress, resulting in delays, cost overruns, bitter stakeholder relationships, schedule changes, and legislative proceedings to settle construction claims. The primary objective of this research is to investigate the potential of CV technology to transform CPM into a more efficient, accurate, and automated process. This is achieved through a series of comprehensive studies encompassing a systematic review, critical appraisal, barrier analysis, feature classification, and assessment of construction professionals' perceptions. The first segment of dissertation systematically reviews the current state of automated CV-based CPM, identifying the technological advancements and limitations in data acquisition, information retrieval, progress estimation, and output visualization. Following this, a critical appraisal of traditional CPM methods is conducted, highlighting the inefficiencies, and proposing a shift towards automated solutions. A pivotal part of the research identifies and analyzes barriers to adopting CV in CPM. This multi-method analysis employs a thorough literature review, expert opinions, and robust statistical methods to categorize and prioritize these barriers within the Technology-Organization-Environment (TOE) framework, offering insights into the complexities of implementing this technology in construction practices. Furthermore, the dissertation classifies essential features of CV-CPM using the Kano model, based on the preferences of construction practitioners. This classification provides a user-centric perspective on the desirable features and their potential impact on user satisfaction and technology adoption. Finally, an extended Technology Acceptance Model (TAM) is utilized to understand construction professionals' perceptions of CV-based CPM. This analysis, supported by a survey and Partial Least Squares Structural Equation Modeling (PLS-SEM), provides empirical insights into the factors influencing the acceptance and potential use of this innovative technology in the construction industry. This dissertation contributes to the body of knowledge by providing a holistic understanding of the challenges, opportunities, and user perspectives in integrating CV into CPM. It offers valuable recommendations for researchers, technology developers, and construction industry practitioners, paving the way for more innovative, efficient, and effective construction progress monitoring practices.

Arabic Abstract


دمج الرؤية الحاسوبية في مراقبة تقدم البناء: تحليل شامل وآفاق مستقبلية

تقدم هذه الأطروحة استكشافاً معمقاً لتكامل تقنية الرؤية الحاسوبية في مراقبة تقدم البناء، وهو مجال اعتمد تقليدياً على الأساليب اليدوية والمستندة. هذه التقنيات التقليدية لإدارة المشاريع تؤدي إلى تتبع ضعيف لتقدم المشروع، مما يؤدي إلى تأخير، وتجاوز التكاليف المقررة، وتدهور العلاقات مع أصحاب المصلحة، وتغييرات في الجدول الزمني، وإجراءات تشريعية لتسوية المطالبات الإنشائية. الهدف الأساسي من هذا البحث هو التحقيق في إمكانية تقنية الرؤية الحاسوبية لتحويل عملية مراقبة تقدم البناء إلى عملية أكثر كفاءة ودقة وأتمتة. ويتم تحقيق ذلك من خلال سلسلة من الدراسات الشاملة التي تشمل مراجعة منهجية، وتقييم نقدي، وتحليل العوائق، وتصنيف المميزات، وتقييم تصورات المهنيين في مجال البناء. يستعرض القسم الأول من الأطروحة بشكل منهجي الحالة الحالية لمراقبة تقدم البناء المبنية على الرؤية الحاسوبية، محدداً التقدم التكنولوجي والقيود في اكتساب البيانات، واسترجاع المعلومات، وتقدير التقدم، وتصوّر النتائج. يتبع ذلك تقييم نقدي لأساليب مراقبة تقدم البناء التقليدية، مسلطاً الضوء على عدم الكفاءة ومقترحاً التحول نحو الحلول الأوتوماتيكية. يشكل تحديد وتحليل العوائق أمام تبني تقنية الرؤية الحاسوبية في مراقبة تقدم البناء جزءاً محورياً من البحث. يستخدم هذا التحليل متعدد الأساليب مراجعة أدبية مفصلة، وآراء الخبراء، وطرقاً إحصائية قوية لتصنيف وترتيب هذه العوائق ضمن إطار العمل التكنولوجي-التنظيمي-البيئي، مقدماً رؤى حول تعقيدات تطبيق هذه التقنية في ممارسات البناء. علاوة على ذلك، تصنف الأطروحة المميزات الأساسية لمراقبة تقدم البناء المبنية على الرؤية الحاسوبية باستخدام نموذج كانو، استناداً إلى تفضيلات ممارسي البناء. يوفر هذا التصنيف منظوراً مركزاً على المستخدم حول المميزات المرغوبة وتأثيرها المحتمل على رضا المستخدم وتبني التقنية. وأخيراً، يتم استخدام نموذج قبول التقنية الموسع لفهم تصورات المهنيين في مجال البناء تجاه مراقبة تقدم البناء المبنية على الرؤية الحاسوبية. يوفر هذا التحليل، المدعوم بنمذجة المعادلات الهيكلية، تمثيلاً مرئياً تجريبياً للعوامل التي تؤثر على القبول والاستخدام المحتمل لهذه التقنية المبتكرة في صناعة البناء. تسهم هذه الأطروحة في المعرفة من خلال توفير فهم شامل للتحديات والفرص والتصورات المستخدمة في دمج الرؤية الحاسوبية في مراقبة تقدم البناء، وتقدم توصيات قيمة للباحثين ومطوري التقنية وممارسي صناعة البناء، ممهدة الطريق لممارسات أكثر ابتكاراً وكفاءة وفعالية في مراقبة تقدم البناء.

Download

Share

COinS