智慧工地理論下實測實量在質量管理中的應用

鄧冉冉，陳江河，李 坤

(山東理工大學 建筑工程學院，山東 淄博 255049)

0 前 言

質量問題已經成為當今建筑行業的一大發展阻礙，其作為企業管理的綱要，可規范企業的行為，監督和預防事故的發生，最終提高企業的經濟效益，而施工質量管理中的實測實量技術是反映實體測量數據的有效質量管理方式之一，但目前建筑施工企業對于實測實量技術的開展僅僅流于表面形式，實際的開展結果處于較低水平，依舊存在著測量工作量大、數據采集不完善、問題多且易遺漏、發現的問題無法有效跟蹤整改、數據來源的可靠性等方面的問題，所以對于在施工過程中應用傳統的實測實量技術來說還是一項無法滿足實際市場競爭需求的技術，而基于BIM技術可進行三維信息化模型優化分析為其提供解決途徑，滿足施工企業單位在市場競爭中的需求，并使施工企業逐步向著高質量、高層次的方向發展。

1 質量管理及實測實量體系介紹

1.1 質量管理體系

BIM5D質量管理系統是為工程項目提供一個全面質量管理、工序級管控的質量管理平臺，它基于BIM的大數據分析，去幫助企業快速了解整個工程項目的質量管理情況，實現企業項目質量管理的規范化，并且提升管理層工作效率，讓工作方向更明確，且標準化崗位動作大幅提升，現場工作效率明顯提高。另外，質量管理系統在決策數據化、管理規范化、崗位標準化三個標準的前提下，同時提升了建筑質量安全，并且降低了二次經營成本。

1.2 實測實量體系

施工質量管理中的實測實量信息化系統是對各項分部工程進行各項指標檢測，將實測實量的數據通過PC端或移動端傳輸到數據中心，然后結合云掃描技術、XML技術、AJAX技術以及BIM+VR技術進行整個系統數據采集以及實測數據加工處理，比較點云模型和BIM模型偏差，以此為管理人員提供質量信息，最后各級管理人員通過PC端或移動端對整個施工數據進行審查以及瀏覽，不僅提高了工作效率，而且保證了施工質量，使得施工企業在整個競爭市場中占領了極大的競爭優勢。

2 實測實量數據采集

2.1 實測實量數據APP端錄入

錄入基于智慧工地理論下的施工質量管理系統主要應用于質量巡檢、質量驗收、實測實量、檢查評分、評優、質量考核評價六個場景，它打破了傳統場景流程，建立新場景的工作流程，將APP端與PC端融匯貫通使用，充分調動產品的特性，實現了企業實測實量的標準化、APP端有效數據的輸入，以及實測實量合格率多維度分析和測量結果資料報表輸出等多種產品的價值。

在項目層[系統設置]-[實測實量]-[基礎設置]中，操作如圖1所示，可打開/關閉手機端實測實量輔助錄入的功能，打開后，手機端錄入實測實量數據時可使用該功能在合格范圍內自動填充數據。質量管理的數據具有輸入時效性，如果超過規定的某一傳輸時間段，就會出現多種問題疊加，而移動APP端就很好地避免這種現象的出現，管理人員可以在檢測現場直接實現數據的輸入，確保工程質量并實時更新質量狀況[2]。

(a)

2.2 實測實量數據Web端錄入

實測實量數據PC端的錄入可以實現在住戶中添加不同類型的實測實量標準，可批量導入基礎數據，也可以手動添加分部工程等，PC端可以更加方便地進行數據分析對比，并且操作簡單，還可以實現復雜邏輯報表的展示。

3 BIM技術在實測實量中的應用

3.1 云掃描技術

在當今信息化的建筑行業中，將基于BIM5D的新模式應用于實測實量工作中的數據類型、數據采集、數據處理等三個方面，在傳統的實測實量工作中，存在著前期準備工作繁瑣、實際測量工作量以及事后匯總統計量較大、無法及時反映整體情況等一系列問題，對于整個施工項目的整體開展造成了巨大的不便，而通過BIM技術與云掃描技術，使用測量硬件輔助提升了質量效率，問題及時跟蹤改正，實現了問題零遺漏，且數據自動匯總排名管理[4]。

其應用主要是將BIM技術與云掃描技術整體運用于實測實量數據采集，首先通過將傳統的二維數據輸出轉化為三維形式的點云數據輸出，依靠三維激光掃描儀，將一個脈沖信號發射到被測物體上，然后通過脈沖信號的返回路徑測得三維激光掃描儀被測物體的距離，其中包括X點、Y點、Z點的信息外，還有被測物體各方面的一些其他信息，另外，通過云掃描得到的點云模型，可以用來描繪出DEM，掃描的實體建筑形成的3D模型，可以形成云數據，然后與設計的BIM擬合，為整個質量管理提供實時的數據支撐，通過云掃描技術使得數據采集更加全面，將整個項目數據給人以可視化的效果，最后將這些三維云數據進行去噪處理，并且使用平均精簡和按距離精簡兩種方法從多維度、多方面進行精簡，實現云對齊，數據自動傳輸，解決了實際測量工作量以及事后匯總統計量較大此方面問題[1]。儀器自定義坐標系見圖2。

圖2 儀器自定義坐標系

3.2 XML技術

XML技術是當今處理分布式結構信息的有效工具，它用來描述和交換獨立于應用程序的業務數據，也可以用來標記數據或定義數據的類型，能提供非常強大的數據存儲能力以及分析能力，是數據交換的唯一公共語言，它將智能硬件終端數據、移動終端數據以及預警信息通報等轉化為XML格式存儲，從而減少了交換數據的復雜性[3]。

3.3 實測實量的核心算法

實測實量系統可以自動對墻面的平整度進行測量，而且對于墻面的垂直度以及天花板平行的極差和房間方正度，以及房間的面積等指標進行計算。例如對于房間方正度的測量，則是利用卷尺和控制線成90°角，來測量控制線和墻面之間的距離，每面墻底部兩端取兩個測量點，每一組數據的差值則視為一個有效樣本。

4 工程實例

利用BIM技術充分優化施工方案，有效跟蹤管理并解決施工問題。以山東理大學6、7號樓工程項目為例進行闡述，該工程項目以綠色施工為前提，在無污染的宗旨下，保證了安全施工以及質量方面的管理。在此工程項目施工過程中，首先，借助BIM的虛擬施工技術，通過三維動畫效果進行施工項目的建設，進行施工項目效果渲染，使得該工程在施工之前就達到了很好的預覽效果；其次，施工項目管理人員采用BIM5D的新模式，并將其應用于施工過程中的質量管理方面，結合BIM三維掃描技術，將該工程案例的整個實測實量數據以三維數據的形式展現出來，使施工項目管理人員更加全面直觀地了解被測物體，并且基于BIM技術對于這些海量的云數據進行精簡處理、點云對齊，對該工程項目能進行一些細部的測量工作，方便了施工人員對于數據的傳遞以及存儲，使得山東理工大學6、7號樓工程項目施工的順利進行。

在此施工項目中，還基于BIM技術對整個施工的質量管理進行了檢查評分，對于檢查評分中所得到的問題進行匯總，利用BIM技術，通過數字項目管理平臺，進行問題任務分配解決，實現問題與解決人員的一一對應，責任到人，比如在此施工案例項目中的安全管理、文明施工、模板工程以及高處作業等一系列問題，通過BIM技術對其檢查評分，檢查其扣分值，檢查最后得分是否符合標準得分要求，以此解決該施工項目中質量管理問題。利用BIM技術，使施工人員充分了解整個施工項目的數據以及質量、安全管理指標，保證了施工的合理性以及安全性，同時也為該項目的施工的順利進行奠定了基礎[5]。

在質量管理中，對于整個工程項目或每個分項工程中，都需要在整體施工前，制作出示范的樣板，將操作要求進行統一，把控質量管理要點，以防止危險事故的發生，通過運用BIM技術，在實測實量工作中，施工管理人員可通過對相應符合檢測條件的構件進行檢測，比如導墻標高結構尺寸、降水管井位置偏差、樁身完整性、混凝土強度小于設計值等進行一系列檢測，可反映出整體問題情況，另外，實測實量有著工作規則設置，擁有不同的算法序列，如合格值與偏差值比較、填寫、整體計算等，最后根據實測實量工作中構件檢測條件的分析，分析整個項目的整體質量情況，制定出符合項目的改進措施，有針對性地進行質量整改，確保施工進度和施工質量，協助管理人員有效決策和精細化管理[2]。

5 結束語

廣聯達質量管理平臺基于云技術、BIM技術、移動技術、智能硬件等，充分發揮質量管理系統的作用，對整個工程項目進行專業化的輔助檢查，降低崗位應聘等的一系列要求，促進了社會發展，且在檢查過程中進行整體問題修改，追溯問題的來源，實現了質量管理的全過程數字化的在線管理，解決了質量管理中出現的統計量繁瑣以及不能有效追蹤整改所發現的問題等，有利于施工工程項目進度的開展，避免了人力、物力的浪費，同時減少了二次返工的可能性，另外，隨著社會的不斷發展，BIM技術將更加深入建筑行業，使建筑行業向著更加專業化的方向發展。

[ID:013149]