針對“BIM+信息集成”的智慧工地平臺分析

【摘要】隨著建筑業的快速發展，傳統的項目管理方式越來越不符合實際需求，人們對項目管理也提出了更高的要求。在科技快速發展的背景下，集成化的管理模式對比傳統管理模式，可以更好的滿足現代化管理的需求。同時，關于BIM技術在基建施工中的應用，也獲得了較多的實踐發展機會。

【關鍵詞】BIM技術;信息集成;智慧工地平臺;技術分析

“智慧工地”是一種全新的工程全生命周期管理的理念，將大數據的概念及各種高新技術應用到工程管理?！爸腔酃さ亍蓖ㄟ^互聯網來搭建一個信息管理平臺，基于BIM技術對工程項目進行信息化、三維化、可視化，結合物聯網技術、GIS技術、大數據技術、云計算技術、移動互聯網和人工智能等技術，參建各方共享信息數據，達到對施工場地全天候、全方位的監控，實現工程信息化管理，提升管理水平的同時降低管理成本，并提高施工場地的工作效率，從而逐步實現綠色建造和生態建造。

1、BIM技術信息集成

目前，BIM技術的發展逐漸成熟.BIM技術主要通過對項目全壽命周期不同階段的信息集成、管理、存儲、交換、共享，支持各階段不同參與方之間的信息交流和共享，從而實現項目設計、施工、運營、維護效率及質量的提升。BIM技術在建筑業中的應用并不是單獨進行的，需要解決各方面軟硬件的配套問題。

2、基于BIM技術“智慧工地”

2.1基于BIM的三維可視化設計

在以往的建筑工程設計中，設計方案都是通過二維的圖紙來模擬呈現的，需要設計人員通過自我的想象來構建整個模型，但很多時候建筑微觀細節構件復雜，系統繁多，設計人員難以直觀地想象、理解設計圖紙，在合作設計時造成影響。而BIM技術就完美解決了這個問題，擺脫傳統二維圖紙，可以將設計模型進行三維、動態的展示，同時這也是BIM技術最基礎的一項功能。

2.2基于BIM的碰撞檢測及設計優化

傳統的建筑設計方式受限于2D圖紙，許多潛藏的管線沖突、碰撞與多余設計難以發現，而應用BIM技術只需將設計各方設計的建筑、管道、結構、機電等不同BIM模型導入專業的碰撞檢測軟件中，進行管線碰撞檢測，即可將原本復雜的管線設計清晰展示，從而進行合理的設計與布置。

2.3基于BIM的4D施工模擬

通過BIM技術專門的施工模擬軟件還可以在模型中添加時間進度信息，將模型實體與時間軸相關聯，建立4D模型，對整個建造過程中的施工進度及工藝進行模擬，可以提前發現設計中可能存在的問題及缺陷，減少開工后的設計變更及工程返工。同時也可以對工程中的施工進度進一步掌控，更好的管理施工設施，改變了以往傳統項目施工管理的管理混亂、計劃銜接不當、溝通困難等問題。

2.4基于BIM的5D成本管理

進一步再將成本信息添加至BIM模型中，形成3D模型+1D進度+1D成本的5D建筑信息模型，可以對項目成本進行預估。5D成本管理直接在模型中統計工程量，通過平臺生成報表，相比傳統人工計算成本更精確，可以讓施工方更有效的進行成本管理，并采取更合理的施工工藝技術，來控制成本。

3、基于BIM+信息集成的智慧工地平臺應用分析

3.1智慧工地管理平臺的構建

在集成管理模式下，管理人員的核心任務為將已有資源進行一體化整合，并積極尋找各類資源間的動態平衡，在應對現場變化的同時達成管理目標。一般情況下應構建智慧工地信息管理平臺。

（1）平臺集成內容

智慧工地管理平臺可將各類子系統統籌管理，并在平臺之上構建統一的管理界面、數據庫以及業務流程。智慧工地管理平臺包含物聯網技術平臺以及BIM技術平臺，并可以擴展集成傳感器、硬件設備以及第三方軟件。

（2）平臺業務內容

在平臺中系統管理員應對不同級別的用戶設置不同的權限，以保證不同管理功能的實現。同時應運用平臺實現信息共享，使得不同級別的用戶之間可以高效溝通。此外，平臺的界面設計還應該滿足施工現場不同階段的施工要求，應利用軟件與硬件實時記錄施工過程數據，再利用云平臺予以分析和傳輸。

3.2勞務實名制管理系統構建

在工人進場之前應開展人員實名制信息收集，并將有關信息輸入系統，其后向工人發放一卡通以及智能安全帽。實名制考勤及一卡通系統的硬件部分由智能頭盔、智能手環、射頻基站、發卡器、射頻卡口、本地服務器等構成。其中頭盔、手環與射頻基站的通訊技術采用433MHz無線組網技術，無需手機基站和GPS的支持就可以完成數據傳輸和定位功能，非常適合在地下、野外等沒有手機通訊和衛星的施工地點工作，除此之外433MHz穿透力強，受環境因素干擾小。

通過一卡通，工人可以在現場用餐、洗浴、購物等。同時，APP應用、Web網頁以及現場LED顯示大屏還可以實時統計現場內部工人數量、工人的進出場時間、各工種人數等。

3.3現場智能監控系統的構建

智慧工地系統從硬件設備中獲取數據，進一步基于數據實施對施工現場人員、機具、物資、環境等要素的控制。

（1）視頻監控系統借助布置于現場的攝像頭將現場實時情況進行圖像采集、儲存并傳輸，確保管理人員可以全面透徹的認知現場。同時，還可以通過人工智能主動分析數據，將現場的安全隱患逐一識別，進一步啟動報警接收以及發送功能，從而確保施工現場人員與機具的安全。

（2）環保監測系統在“四節一環保”的施工訴求下，為有效收集工地的溫濕度、風力風向、噪音以及粉塵等環境要素情況，應將感應器與智慧工地管理平臺集成，及時收集上述環境要素的信息，進一步將霧炮機、報警器、噴淋等設備與智慧工地管理平臺聯動，當現場噪音超標時，報警器自動報警;當PM2.5超標時，霧炮機及噴淋等設備自動開啟并有效降塵。

3.4工程物料管理系統的構建

一般來說，工程物料管理系統需與視頻監控系統集成，并在物聯網技術的支撐下，實施對于物料的全面動態管控。

（1）物料采購管控

將工程物料管理系統與BIM平臺聯動，進一步將BIM平臺中的模型導入工程物料管理系統，系統識別模型后快速生成準確的物料需求量清單，克服了人工統計方式存在的速度慢、數據準確性低等問題。相關工作人員可以依據物料需求量清單擬定物料采購計劃，并依據計劃在平臺上完成線上下單，進一步在平臺上實時了解物料的物流狀態。

（2）物料驗收管控

在物料驗收環節，平臺可以大幅度提高稱重物料的過磅效率，實現車牌自動識別，并將原始單據、質量證明等關鍵材料拍照留證;也可以利用移動APP實施對非稱重物料的收料，例如實施對非稱重物料的采購、調入、直入直出等。此外，還可以利用移動APP快速盤點工地物質，克服了傳統手動盤點效率低、耗時長、數據準確性差等不足。

（3）物料現場管控

將視頻監控與工程物料管理系統聯動，進而實施監控物料的存放情況。具體來說，應依據施工現場平面圖存儲物料，在物料存放區布設電子標識牌，并依據存取情況及時更新電子標識牌。同時，應基于平臺反饋的物質存取數據將物料的數量以及成本進行統計核算。此外，當現場實施抽檢或突發異常情況時，應調動實時監控系統，查看監控錄像，進而實施對于物料的全面現場管控。

3.5工程目標管理系統的構建

（1）目標計劃管理

通過構建BIM模型，將施工耗材、施工時間以及施工成本等信息集成于BIM模型當中。借助BIM軟件模擬施工過程，進而確定建筑工程的安全、質量、成本、進度目標，同時合理布局施工平面并將施工資源優化配置，進一步擬定科學的施工計劃并制定合理的施工方案。

（2）計劃執行監控

借助視頻監控全面把握施工現場的管理及作業情況，統籌把握四大目標，在確保安全的前提下，盡可能的提升質量、縮減成本、縮短工期。具體來說，①可以借助人工智能技術，由平臺自主分析圖像，將施工現場人的不安全狀態以及物的不安全狀態逐一識別并予以預警。例如臨邊洞口防護不足、工人高空作業安全措施不到位等不安全狀態。②借助平臺實時對比施工實際進度與計劃進度，當實際進度與計劃進度存在過大偏差時，應及時制定糾偏措施并予以落實。③有效控制施工過程中的具體操作，借助人工智能技術，由平臺自主分析工人作業圖像，及時識別工人的違規操作并予以反饋。④利用平臺實時監控物料的存取情況和工人的作業情況，有效減少材料浪費的情況，并降低窩工現象發生的概率。

（3）目標統籌管理

工程目標管理系統在大數據、人工智能技術的支撐下，收集并分析歷史數據與現有信息，考慮到建筑工程涉及的內容復雜、工種繁多，因此工程目標管理系統應注重管理工作的協調性，充分考慮施工現場安全、進度、質量、成本管理四大目標存在的對立統一關系，權衡其中的利弊。在目標管理過程中借助BIM模擬施工、大數據、人工智能等技術手段，分析各類施工影響要素、不斷尋找四大目標之間的平衡點，本著統籌管理的原則落實對于四大目標的動態控制。

結語：

近年來隨著物聯網技術的快速發展，關于建筑工程施工中應用物聯網技術結合BIM技術，實施的智慧工地管理平臺，則引起施工單位及技術研究人員的重視。本文基于BIM+信息集成的智慧工地平臺應用分析，其對于施工單位的實際收益保障，以及工程施工中成本，安全合理控制奠定良好的基礎。

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作者簡介：

曹瑩琛（1985.02-），女，漢族，黑龍江密山人，本科，主要從事建筑工程施工方面工作。