基于BIM 技術的智慧工地平臺方案架構探討

柳州工學院 土木工程系，廣西 柳州 545000

智慧工地是基于BIM 技術對工程施工現場進行全生命周期管理的工程項目，推動基于BIM 技術的智慧工地建設，是貫徹和落實國家方針政策的具體體現。2020 年7 月3 日，13 部門聯合發文推動建筑工業化和智能建造協同發展。而且，基于BIM 技術的智慧工地建設，能使施工現場的生產管理效率提高，促進施工現場的精細化、數字化和智慧化管理。

1 基于BIM 技術的智慧工地研究現狀

BIM 的概念大概從2003 年被引入我國建筑行業。早期，我國工程項目中運用BIM 技術的并不多，關于BIM 技術的研究也較少。目前，很多企業已經開始重視BIM 技術的應用，BIM技術正被大規模使用。很多大型項目都運用了BIM 技術，比如上海迪士尼、天津117 大廈、珠海歌劇院、蘇州中南中心和國家會展中心等，這都體現出BIM 技術在國內逐漸向成熟的道路發展。

我國BIM 技術發展逐漸成熟，但基于BIM 的智慧工地建設仍在探索中。楊建基等［1］運用“智慧工地”管理系統和BIM技術，在在實名制管理、重大危險源管理、危險化學品監管、隱患排查治理、物聯監測、安全生產標準化、安全驗收、應急管理及BIM 大數據分析等九個方面實現深度協同。從海虎［2］等研究了基于BIM 的智慧工地體系框架，從技術管理、成本管理、安全管理和進度管理四個方面分析如何有效應用BIM 技術打造四維一體的智慧工地。歐紅亮［3］等搭建了智慧工地集成平臺，開發了BIM 模型、實名制管理系統、視頻監控系統、質量管理系統、安全管理系統、VR 安全體驗、環境監測系統等應用模塊。鄭小云［4］對BIM 技術的應用現狀進行了調研，分析存在的缺陷并提出改進意見，最后對BIM 技術應用進行實證研究。高賓［5］闡述了BIM 的概念、應用價值與應用方式、應用背景與發展趨勢，通過BIM 技術創建智慧工地平臺，應用到實際工程的設計、施工和后期運營中。

探討發現，基于BIM 技術的智慧工地主要應用于大型項目中的施工現場管理，對于智慧工地的集成應用等研究相對較少，需要進一步探討技術層面和管理層面的信息集成等問題。

2 基于BIM 技術的智慧工地平臺方案架構

建立集成管理模式是智慧工地建設的核心。為解決傳統施工現場監管不力、技術把關不嚴等問題，建筑工程應通過BIM等新技術應用，建立融合多方面內容的智慧工地平臺，實現工程項目信息化、智慧化和集成化管理。基于BIM 技術的智慧工地平臺方案架構主要包括五方面：進度管理、質量管理、安全管理、成本管理和協同管理。

2.1 進度管理

進度管理為施工現場管理中的主要內容。在傳統施工進度控制中，進度計劃是表達抽象的二維視圖，不夠直觀，各方人員無法形象看出工程項目實施全過程的進度計劃。而且，施工進度跟蹤檢查和計劃調整不及時。

通過BIM 技術將工程構件與進度計劃連接，在進度計劃中精確時間和內容，通過網絡圖等形式可以更清晰表示項目施工的進度計劃，利用BIM 技術關聯計劃和實際進度信息，在智慧工地平臺上監控工程項目的實際進度，比較計劃進度與實際進度，判斷進度是提前還是延誤，如有偏差及時分析偏差產生的原因及可能造成的影響，針對偏差原因采取有效措施，避免實際進度與計劃進度偏差過大。并且，將日常工作和BIM 模型進度聯系，及時提示工作要點和內容，有利于合理安排工作，減少錯誤工作。

2.2 質量管理

質量管理是智慧工地平臺管理的內容之一，有利于合理控制工程項目的施工質量。傳統施工模式，質量人員需要查找相關的資料和圖紙，與設計數據核對，并且現場檢查大多采用實測和目測等措施。

在工程施工前，建立項目的BIM 模型，可以利用BIM 技術可視化特點，進行重點施工過程的模擬。施工和監理等人員根據模擬的施工流程，研究施工的可行性和可能存在的問題，改進施工方案，同時也能加深對整個施工環節的理解。在工程施工中，可以通過對比BIM 模型和施工現場的情況，對工程施工質量進行實時抽查。并且，質量方面的信息可以在智慧工地平臺上關聯，找出不同層面的質量問題，能夠及時采取應對措施，避免發生質量事故。在智慧工地平臺上添加工程項目有關施工技術和方案的內容，各方工作人員可以實時查看，檢查質量。在施工完成后，施工單位可以在智慧工地平臺上進行質量驗收工作，在系統中形成并留存驗收記錄。

2.3 安全管理

安全管理是企業開展各項工作的前提，良好的安全管理有利于工程項目的實施。傳統施工模式，存在很多可能導致安全生產事故發生的安全隱患。而且，傳統施工方法已經不能適應目前的機械化施工。

工程各方人員可以在智慧工地平臺學習安全生產技術內容，進行安全教育培訓。利用BIM 技術標注各施工模塊，在智慧工地平臺顯示工程的隱患點、隱患等級和隱患狀態，進行立體化展示，確保工地施工的安全性。若隱患超過等級，會在系統提示，就要及時整改，并將責任落實到人。而且，可以在智慧工地平臺上標注安全管理的控制點和落實點，合理安排安全管理人員，有效進行安全監督。

2.4 成本管理

基于BIM 技術的智慧工地建設發展過程中，成本管理是重要的管理內容。良好的成本管理有助于工程的建設。傳統施工模式，成本實際值偏離計劃值，后期需大量花費時間和資源采取補救措施。

立體化建模，成本相關信息與實體建筑相關聯，有助于精確計算工程量。把項目不同階段的成本數據信息儲存在BIM 模型中，如果施工過程發生變更，應利用BIM 數據庫動態化特點及時更新數據信息，從而達到數據共享。工程各方人員能詳細了解不同階段施工的成本情況，使施工開展更合理。利用BIM模型分析影響工程成本的各個因素，運用規范化管理合理控制不同階段的工程成本，使工程投資能夠合理用于設計、施工和運營。

2.5 協同管理

傳統施工模式，信息傳遞不暢。項目各方溝通效率低，不同參與方和項目不同部門之間的溝通存在障礙，不能及時的進行相關問題的溝通，無法解決存在的問題。

基于BIM 技術建立管理準則與共同管理環境，進行標準化建設，建立標準模型庫。基于標準模型建立項目模型，盡量避免不同項目和部門成員建模標準不一致的情況。對于模型信息與模型版次正確管控，對于模型修正及時追蹤，各方及時了解項目施工狀況。智慧工地平臺中，要在模型、業務、文檔和任務等方面實現協同管理。

3 結語

針對企業施工現場技術和管理等方面問題，建筑工程應結合BIM 技術構建智慧工地平臺。基于BIM 技術的智慧工地平臺能提高企業項目施工管理信息化水平，實現在進度、質量、安全、成本和協同等方面的管理，推進工地管理向精細化、集成化和智慧化發展。