基于BIM 技術搭建智慧工地平臺之淺析*

張敏 王昌運

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1 智慧工地內涵理解

自2017年開始，關于“智慧工地”的概念和政策宣傳逐漸映入人們的眼簾。在此之前，“智慧工地”僅在建筑施工企業中自身個體應用和涉及的比較多，主要是為了促進企業自身創新發展和運用。就目前而言，關于“智慧工地”的內涵和概念性的講解并不是十分明確，而且關于這方面的解釋和說明也自圓其說。

結合很多文獻查閱和多方面的文件參考，對“智慧工地”有了一定的深入研究和概念性的認識，可以從涉及的范圍上認識到，主要就是圍繞建筑工程整個的醒目周期為主干，為其做好相關的信息支撐和服務工作，從而實現信息技術能夠與實際建筑工程的現場管理相融合，并且輔助促進建筑工程高效完成工作?！爸腔酃さ亍币部梢岳斫鉃榻ㄖこ添椖康摹白顝姶竽X”，貫穿在項目始終的方方面面，準確有效地實現項目工程的信息化管理。

1.1 實現信息采集，打破“信息孤島”

建筑工程項目管理工作的進行不是孤軍奮戰，而是需要很多協同部門共同進行監管和支持，其中包括以政府部門、監理單位、供貨商等為主體的各個監管部門。尤其是項目施工現場，更需要對成本預算、總價核實等方面的經濟計算進行更為精準、全面的監管和把控。

項目工程施工管理過程中存在一些比較凸顯的問題及弊端，比如像是信息出現多報、重復、漏報、滯后等信息方面的漏洞。這些漏洞大大增加了施工現場沒有必要的工作量，也由于信息干擾對施工進展造成了一定的經濟損失。而“智慧工地”概念的出現，不光能解決這些問題，彌補這些信息傳遞過程中存在的漏洞，還能充分利用現代信息技術和網站信息傳輸等手段，從而更加高效、準確、及時、完整的保證信息在施工現場管理過程中的有效傳遞，為施工現場實現信息采集，打破“信息孤島”的現況，提供強有力的保障。

1.2 系統集成：匯集多元力量

“智慧工地”不光能夠解決施工現場的信息采集問題，打破“信息孤島”的窘況，還能在此基礎上，進一步充分利用軟件和硬件以及現代信息技術，將信息進行全方位的匯總，從而實現人力、物力的統籌性的管理。

“智慧工地”可以依據現代信息化技術手段的優勢，從根源上解決目前施工現場存在的信息管理不成系統的現狀。通過完善各管理系統的散點，將類似項目管理、勞務方面、物料方面的管理集中化處理，進行系統集成，將多元化的分塊管理，整合在同一平臺，進行整體化的系統管理。

目前，在市場層面對建筑項目的施工現場暴露的問題也開始逐漸注重起來，面對信息系統不完善，信息傳播煩瑣復雜的現象，提出“智慧工地”的創新思想和運用，對以上問題的解決具有建設性的作用和效果，包括一些地方例如重慶市、江蘇省都分別提出了“智慧工地”建設工作方案和指導意見。

這樣不光能夠解決施工現場散點式溝通協調不暢通的現狀，還有助于解決目前針對施工現場存在的軟硬件系統集成比較難等一系列的問題隱患[1]。

1.3 數據應用：升級項目管理

“智慧工地”系統無論是實現信息的采集，打破“信息孤島”；還是實現系統集成，匯集多元力量，都是為了提高項目施工現場管理工作開展的高效性，實現最大程度的利用數據智能化的優勢促進和提升施工現場的信息化管理。作為項目管理的“最強大腦”——“智慧工地”，它的存在主要是實現數據的云端集中管理，實現數據管理的智能化操作，挖掘信息管理和數據應用的最大價值和潛能，實現對施工現場的正確定位和指導。

對于項目管理的每個環節“智慧工地”的意義都十分重要，“智慧工地”能全方位的利用現代化的信息網站和傳播手段。對于項目管理中的“智慧工地”不管是對于學習先進的管理制度，還是專業的業務知識，又或者是現場問題的實施解決，疑難雜癥的現場應對都有較為超前的建設性的指導，對于項目管理創新工作的開展、成本預算的節約都具有重要的價值和意義。

2 BIM技術內涵理解

BIM技術簡而言之，其實就是指建筑信息模型的建造技術，主要需要借助于建筑工程項目的各類信息為基礎，來完成項目三維建筑模型的建立。

關于BIM技術的開發和應用，不是簡單的基于建筑工程項目管理中的某一個環節，而是基于其整個工作周期的全壽命周期。BIM技術具備其獨特的優勢和特點，既能避免傳統意義中的施工管理存在的一些弊端和漏洞，又能促進和實現朝較為先進集約型的項目施工管理模式的轉變。BIM技術在項目施工現場操控和可視化模擬操作方面都具有一定的突破和創新，實現了4D效果的監管和模擬設計等功能。BIM技術大大地促進了建筑行業的信息收集、集成、管控的精細、高效化管理，是相繼CAD技術后的工程行業又一項重大的突破和改革。

BIM技術最早出現在上世紀末，是在美國誕生，隨著信息技術的傳播和改良，近幾年，在歐美等發達國家不斷的推廣和運用。有數據調查顯示：在歐美等西方發達國家，尤其是這些發達國家的百強企業中，接近八成以上的工程企業都在運用該項技術進行項目管理工作，而且各個國家和企業也有相關的規章制度約束和保障BIM技術實施的合理合法性。

BIM技術的運用和發展主要是依賴于現代化計算機基礎，通過利用計算機技術完成三維建筑模型的建立，完成三維虛擬技術數據庫的建立，從而實現項目管理全壽命周期中的數據監管以及信息傳遞的精準性和高效性，對于信息的嚴格把控和準確傳遞起到很好的后臺同步傳輸。

3 BIM技術與智慧工地的聯合應用

施工協同管理主要是通過標準化項目的管理流程，然后結合移動信息化手段，實現工程信息在各職能角色間高效傳遞和實時共享，為決策層提供及時的審批及控制方式，提高項目規范化的管理水平和管理質量。項目建設信息以系統化、結構化方式進行存儲，提高數據的安全性及數據資源的有效復用性。通過BIM技術協同管理平臺可以將項目各參與方進行有機的聯合，可在云平臺上進行三維可視化問題的發起、溝通以及解決；也可以進行項目流程管理、資料管理、合同管理、安全管理、進度管理、質量管理、成本管理等工作?；贐IM技術平臺，項目各參建方在同一協作平臺工作分配不同的權限，實現圖檔管理、任務流程、BIM協作、手機移動端實時動態管理的各自工作并高效解決問題。本項目將廣聯達協筑產品、智慧工地產品及BIM5D產品的綜合使用作為BIM技術應用協作管理平臺，由廣聯達公司提供平臺技術服務[2]。

3.1 數據信息管理

①施工人員管理：在項目施工工地門口可以安裝“RFID感應器”。另外，在施工人員佩戴的安全帽內應該安裝“RFID芯片”，主要目的是預載人員基本身份信息，考勤登記現場工作人員進退場信息和資質認證，自動將人數和工種上傳到平臺中。精準化管理各樓層內的人數和工作時間，為施工管理提供資料支持。②巡更管理：在各個巡檢點中增加二維碼。安排固定人員在規定時間內掃碼簽到，最后通過語音或者文字等形式匯報巡查情況，最后將整合的信息上報歸檔到平臺。③車輛登記管理：項目施工現場應該在工地現場出入口安裝高清攝像頭，對進出現場的車輛實行拍照登記，記錄的信息主要包括車型、進出的時間，并將記錄數據及時上傳到平臺。④質量安全管理：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。質量安全管理是對視頻監控和區域管制集成到同一平臺中實施統一化管理，最后利用手機客戶端完成上報匯總，便于項目管理者查看實時信息。管制區域事先區域人口中安裝感應裝置器，并保證感應器是移動式，當有工作人員進入到監測范圍內，設備將會自動報警，報警信息將會上傳到云平臺中。視頻監控主要是在預定位置的“三維模型”中進行標記，借助模型可直接打開監控信息，完成視頻查看工作。⑤生產管理：智慧工地管理平臺中的生產管理模塊主要通過周計劃任務的跟蹤，從而實現總、月、周計劃三級聯動的進度管理控制；現場工作人員明確各自的施工任務，通過手機端實時詳細記錄每日人員、材料、機械的變動情況，及時反饋現場進度信息給項目管理層，為項目管理層的生產進度管控提供有效的依據，從而及時的協調資源配備保證生產；通過實行數字化生產周會，借助統計數據進行現場管理的溝通，從而確保生產進度清晰、問題責任明確。⑥成本管理：通過信息化管理平臺將GBQ、進度計劃、實體模型進行掛接，自動匹配資源到對應的科目，并通過智慧工地平臺統一進行變更洽商等信息的記錄，根據平臺內置的工程量統計、成本預算、成本分析等功能形成項目施工經營成本信息模型，實現成本偏差自動預警、工程量數據自動聯動等目標[3]。⑦應用視頻監控記錄+AI智能識別技術實現人臉識別與人員不安全行為智能化監管，通過現場攝像機智能識別，實現對工地現場吸煙、未佩戴安全帽等違章行為的實時報警提示，系統自動存儲分析違規數據。該項系統的應用能使安全管理更全面、高效，提高工人安全意識，避免工人不安全行為，降低安全事故發生概率。⑧物料管理及驗收模塊：物料現場驗收管控系統是通過軟硬件結合，借助互聯網技術實現物料驗收環節全方位監控，排查驗收管理漏洞，對大宗物資的進出場稱重進行全方位管控，監察供應商供貨偏差情況，實現原材料核算，從而達到節約成本、提升效益的目的。⑨塔式起重機防碰撞系統：該項目投入設置塔式起重機防碰撞系統，檢測塔機間隱藏碰撞風險并自動預警提醒，避免碰撞，保證運行安全，同時設定限位、超重、風速、傾斜、障礙物、傳感器故障等多指標預警功能，形成預警記錄，便于對相關責任人進行管理，提高安全意識，消除安全隱患。⑩協助協同工作平臺：本項目建立協助協同工作平臺，可在云端存儲和管理整個項目生命周期中的文檔、圖紙、模型等所有的項目數據，支持按組織、項目生命周期等不同維度創建文檔目錄，靈活進行分類管理，支持全功能檢索，快速搜索所需文檔，并實現各類流程快速發起及追蹤落實，根據項目需求，可進行文件簽審、圖紙會審、變更處理、現場質量安全問題等工作流的創建與管理，并使用短信、移動端消息推送、郵件等多渠道的即時提醒，保障每條任務快速推進。

圖1 塔吊監測系統

3.2 BIM+智慧工地平臺聯合應用

（1）建模：為了保證工程項目協調發展，通過BIM技術對設計圖紙繪制各專業模型，主要是通過三維建模軟件rivet進行建模，可以通過建模對設計圖紙進行復核和審查，從而完善優化圖紙的缺陷，降低了后期返工的概率，從而達到提升施工效率，節約經濟成本的目的[4]。

（2）深化設計：在BIM技術深化設計中，隨著各專業管線的大幅度增加，需要配合協調的專業部門也越來越多，而建筑中可以預留給管線的空間則變得越來越少，可以通過BIM技術深化設計有效地解決這個問題，BIM深化模型作為更加直觀的三維模型，能夠為施工方提供更加直觀的施工指導，同時也能夠更加方便準確的制定出項目的成本預算，從而為業主節約成本，完善施工圖紙，提高整體工程效率。深化設計模擬施工項目主要是根據整體項目特征，以滿足主體結構和機電設備施工要求和施工安全為基礎，建立標準的構件庫，機電設備組庫，主要包括建筑結構、鋼結構、設備基礎、機械設備、各種介質管道、電纜橋架等模型的建立，通過4D施工模擬建造可以發現各專業之間的相互沖突，在施工前解決其沖突問題，提出合理的優化解決方案。

圖2 revit建模圖片

（3）實景建模：可以通過“無人機傾斜攝影”完成建模工作，可視化規劃施工場所，并利用無人機進行巡查，提高巡查項目的效率。為有效對結構進行準確定位，保證結構的深化設計，可以使用“放樣機器人”和“激光掃描儀”。通過激光快速掃描，采集數據信息，用于空間定位和實測實量。利用“智能全站儀”精準放樣定位數據，從而實現對施工現場的精準化放樣和定位[5]。

圖3 實景建模圖片

4 結束語

建立以云平臺為基礎、以數據為核心并應用BIM技術+互聯網智能終端工具的智慧工地建設體系，經過本項目實踐表明，在實現工程施工智能管理建造，提高工程管理信息化水平，保障施工項目質量、安全、工期與成本要求方面，具有良好的推廣價值和借鑒意義。智慧管理平臺數據匯總分析能力建設與提高及平臺大數據分析后的決策能力，將成為建筑行業信息化發展的重點。