基于BIM 技術的智慧工地系統在項目建設管理中的應用

王 飛 張 勇 姚海建

（南通五建控股集團有限公司，江蘇 南通226499）

1 智慧工地及BIM 技術概述

智慧工地是指運用信息化手段，通過BIM技術對工程項目進行精確設計和施工模擬，圍繞施工過程管理，建立互聯協同、智能生產、科學管理的施工項目信息化生態圈，并將此數據在虛擬現實環境下與物聯網采集到的工程信息進行數據挖掘分析，提供過程趨勢預測及專家預案[1]，實現工程施工可視化智能管理，以提高工程管理信息化水平，從而逐步實現綠色建造和生態建造。

2 工程概況

工程為紫瑯湖2 號地塊辦公樓項目，總建筑面積為12 萬m2，地下結構部分為4.6 萬m2，體量及施工難度較大。項目地點位于南通新區中央創新區，臨近紫瑯湖公園，環境污染控制及其嚴格，工程設計的專業門類眾多，包括土建、通風、裝飾、安裝、消防、鋼結構、人防、智能化、幕墻、室外配套等多個專業工程，交叉作業多，場地狹小，施工組織復雜。項目擬申報江蘇省標化工地，對工地現場的施工管理有較高要求。

為應對復雜的工程建設問題，提高工地現場智慧化管理水平，項目將信息管理平臺、智能技術、BIM技術、智能設備應用到建筑施工現場，提升工程管理效率，在此基礎上構建“工程項目部、企業總公司、政府主管部門”三級聯動信息共享的智慧管理模式，從而提高三級聯動的精細化管理、實時化協作、高效化監管，實現建筑工地實時、安全、現代化的管理目標。

3 智慧工地系統在項目建設管理中的應用

3.1 施工初期工程量快速統計

在施工前期中，合理布置施工現場，對綠色施工管理，節約成本，減少安全隱患，提高項目效益有著重要作用。本項目施工場地比較寬裕，工期較緊，施工難度大，施工前對現場機械等施工資源進行合理的布置比較重要。利用基于BIM技術的智慧工地系統進行立體施工規劃，輕松、準確的進行施工布置策劃，解決二維施工場地布置中難以避免的問題。現場道路，材料堆場、塔吊、臨邊防護、大門、加工棚等，檢驗施工場地布置的合理性，根據施工現場情況優化場地布置，并得出措施項目清單。

本工程體量大，單體多，工期非常緊，要想在有限時間內保質保量完成施工任務，必須從施工全過程角度出發考慮施工場地布置方案，根據施工進度推進，針對不同施工階段進行場地布置，減少二次搬運，保障工程進度。首先建立帶有場地布置的BIM模型，將模型進行施工模擬，找到產生沖突的關鍵位置。根據進度，演示場地內的永久、臨時建筑、材料堆場、施工機械運行等過程中的沖突，選出布置找出解決的最佳方案，出具施工場地平面布置圖。合理進行施工平面布置和施工交通組織，避免現場混亂。

圖1 臨時設施布置及工程量統計

3.2 智能環境監測系統

智能環境監測系統可同時監測濕度、PM10、風速、溫度、風向、噪聲、PM2.5 七項指標，系統全天候全自動24 小時365 天持續不間斷工作。具有故障提示報警功能，配備LED 顯示屏，實時顯示現場數據，一目了然。

系統收集現場監測數據后可實時無線傳輸至云平臺，當超過額定標準值時，系統會實時預警。可與噴霧系統聯動，當超過額定標準值時，噴霧系統自動啟動。多客戶端（PC、微信、APP）遠程控制，可自行設置LED 屏幕顯示內容，設置聯動參數。

3.3 遠程視頻監控“智慧應用”

遠程視頻監控“智慧應用”是運用智能視頻安全監控系統，實現對施工現場異地監控、遠程控制。該系統可查看工地實時、歷史視頻。在建筑工地塔吊、配電室、通道、辦公區、生活區、出入口、材料堆場、圍墻等配置高清視頻監控系統，可以直觀的了解建筑工地現場各區域的詳細狀況，可以提前發現安全隱患并及時處理，從而最大限度的確保工人的安全，避免發生生產安全事故。系統可將視頻數據上傳到云平臺，可供政府主管部門隨時訪問查看現場實時狀況。

圖2 揚塵噪音監測系統

圖3 現場安裝位置

表1 噪音監測系統管理

表2 水污染監測系統管理

3.4 智能設備監測系統

（1）塔吊監測系統對塔吊司機的操作行為進行實時記錄，能夠完成對塔機重量、力矩、幅度、高度、回轉角度、風速、異常、傾角等數據的監測、記錄、報警、存儲。司機通過人臉識別方式專屬身份識別，識別通過后方可啟動塔吊。

系統可實現對塔機運行狀態異地監控、遠程控制，通過GPRS 進行遠程數據傳輸，并與BIM模型數據作對比，若運行時發生異常情況，異常數據將及時發送到云平臺。塔機監控系統力矩或重量傳感器一旦被短接或出現故障，系統將進行記錄，且發出報警信號。系統在當群塔作業時，能夠提供防碰撞檢測功能。

（2）施工電梯運行監測系統集成了超重報警、超人數報警、超速報警（防墜）、高度限位報警、門鎖開關異常報警、傾斜報警、黑匣子數據記錄、遠程監控等功能，真正實現了升降機的全方位安全監管。

采取司機身份識別系統，司機通過人臉識別方式專屬身份識別，識別通過后方可啟動電梯。系統可實現對電梯運行狀態異地監控、遠程控制，若運行時發生異常情況，異常數據將及時發送到云平臺。

3.5 危大工程管理“智慧應用”

在施工現場部分危險區域如高層臨邊、預留洞口、電梯井等區域設置管制報警器，當現場人員靠近時報警器自動開啟燈光并發出報警聲音，提醒現場人員，報警信息通過內置的無線網絡即時上傳至云平臺，提醒管理人員及時處理，大大降低此類安全事故的發生風險。

圖4 管制區域報警器

3.6 裝配式構件運輸、安裝方案的信息化控制

通過構件的預埋芯片，實現基于構件的設計信息、生產信息、運輸信息、裝配信息的信息共享，通過安裝方案的制定，明確相對應構件的生產、裝車、運輸計劃。依據現場構件吊裝的需求和運輸情況分析，通過構件安裝計劃與裝車、運輸計劃的協同，明確裝車、運輸構件類型及數量，協同配送裝車、協同配送運輸，保證滿足構件現場及時準確的安裝需求。

4 結論

隨著智慧工地系統在項目建設管理中應用的逐漸廣泛，伴隨BIM 技術、智能系統的不斷發展，未來智慧工地系統的技術將更加先進、功能更實用、管理更智能。通過智慧工地云平臺的應用，項目安全管理、質量管理、進度管理的相關信息化數據可準確全面的展示施工現場的管理效率，經大數據綜合分析，生成環境、質量、進度、安全等管理指數，實現工程管理的科學性和可靠性。