基于BIM的智慧工地管理研究

汤易之

摘要：当前环境下，“智慧工地”系统是目前最科学的工程管理技术手段，是目前建筑行业的热点方向。本文以某地下综合管廊项目为工程背景，分析BIM技术在“智慧工地”中的价值，并具体介绍智慧管理平台中进度管理与成本管理两个模块展示了智慧工地与BIM技术在其中的应用。

Abstract： With the current technical support， the "smart site" system is the most scientific engineering management technology and is the hot spot of the construction industry. This paper takes the Underground Integrated Pipe Gallery Project as the engineering background， analyzes the value of BIM technology in the "smart site"， and introduces the two modules of progress management and cost management in the smart management platform to show the application of smart site and BIM technology.

关 键词：智慧工地;BIM技术;进度管理;成本管理

Key words： smart site;BIM technology;progress management;cost management

中图分类号：TU71;TU17                                文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）01-0102-03

0  引言

近年来，在我国大力推动现代化建设的背景下，顺应“互联网+”指导意见，工程领域的信息化技术快速发展，在工程管理智能化、信息化、精细化的趋势下，“智慧工地”的概念应运而生[1-5]。

“智慧工地”是一种全新的工程全生命周期管理的理念，将大数据的概念及各种高新技术应用到工程管理。“智慧工地”通过互联网来搭建一个信息管理平台，基于BIM技术对工程项目进行信息化、三维化、可视化，结合物联网技术、GIS技术、大数据技术、云计算技术、移动互联网和人工智能等技术，参建各方共享信息数据，达到对施工场地全天候、全方位的监控，实现工程信息化管理，提升管理水平的同时降低管理成本，并提高施工场地的工作效率，从而逐步实现绿色建造和生态建造[6-8]。

1  “智慧工地”中的BIM

BIM技术是关于建设项目所有信息的数字化表达，以三维信息模型为载体，集成项目建造过程中的全部信息文件和材料属性，附着在模型上集中管理，为参建各方提供一个信息交流与共享的平台，有利于整个工程全生命周期的建设，也是建设“智慧工地”的基础。

作为工程项目一种信息化的数字表达，BIM模型可以为建筑模型提供一种客观、动态的虚拟视角，而且可以赋予模型所有的物理属性、参数，包括材料、几何关系等。模型建立完成后，用户可以通过BIM模型得到所需要的信息，用于设计、施工、成本预估及设施管理等建造流程。而BIM技术在智慧工地中的价值主要体现在以下方面：

1.1 基于BIM的三维可视化设计

在以往的城市地下工程设计中，设计方案都是通过二维的图纸来模擬呈现的，需要设计人员通过自我的想象来构建整个模型，但很多时候建筑微观细节构件复杂，系统繁多，设计人员难以直观地想象、理解设计图纸，在合作设计时造成影响。而BIM技术就完美解决了这个问题，摆脱传统二维图纸，可以将设计模型进行三维、动态的展示，同时这也是BIM技术最基础的一项功能。

1.2 基于BIM的碰撞检测及设计优化

传统的建筑设计方式受限于2D图纸，许多潜藏的管线冲突、碰撞与多余设计难以发现，而应用BIM技术只需将设计各方设计的建筑、管道、结构、机电等不同BIM模型导入专业的碰撞检测软件中，进行管线碰撞检测，即可将原本复杂的管线设计清晰展示，从而进行合理的设计与布置。

1.3 基于BIM的4D施工模拟

通过BIM技术专门的施工模拟软件还可以在模型中添加时间进度信息，将模型实体与时间轴相关联，建立4D模型，对整个建造过程中的施工进度及工艺进行模拟，可以提前发现设计中可能存在的问题及缺陷，减少开工后的设计变更及工程返工。同时也可以对工程中的施工进度进一步掌控，更好的管理施工设施，改变了以往传统项目施工管理的管理混乱、计划衔接不当、沟通困难等问题。

1.4 基于BIM的5D成本管理

进一步再将成本信息添加至BIM模型中，形成3D模型+1D进度+1D成本的5D建筑信息模型，可以对项目成本进行预估。5D成本管理直接在模型中统计工程量，通过平台生成报表，相比传统人工计算成本更精确，可以让施工方更有效的进行成本管理，并采取更合理的施工工艺技术，来控制成本。

2  工程管理中的“智慧工地”

2.1 工程概况

某综合管廊全长约3.6公里，如图1所示。入廊管线包括供水、燃气、电力、通信、广播电视等5类管线，并配备完善的消防、排水、照明、通风、供配电、标识及监控中心等设施。

2.2 “智慧工地”管理平台

地下综合管廊信息管理系统建设的关键在于满足管廊建设的各阶段涉及的各个主体对管理和协作的不同诉求。以BIM技术为信息的基础载体，构建一个围绕管廊的全生命周期展开各项活动的综合管理平台。旨在打通各协作部门之间沟通的隔阂，消除协作过程中各方信息不对称、传递不及时的问题，由此减少规划、设计、施工、运营中不必要的失误和返工，全面提高管理、协作的效率，降低风险、压缩成本。

2.2.1 进度管理

进度管理在本平台上被分为了设计进度管理以及施工进度管理两部分，分属于设计管理系统与施工管理系统。

设计管理系统是对管廊设计进度、设计资料等进行集中管理。通过协同系统，对管廊的设计进度、设计资料等进行集中管理。通过对各个阶段设计成果的管理与审核，可以及时获知项目进展，并通过提资联系提升各方协同工作与沟通的效率，平台的设计管理界面见图2。

施工管理系统是对施工过程中的人员、材料、机械、施工质量、施工安全、施工进度、工程变更等进行统筹管理。

通过这两个系统，可以实时查看工程进度，并根据工程进度调整计划安排，提升施工管理的效率与水平。

2.2.2 成本管理

平台设有成本管理系统，成本管理系统是对管廊全生命周期过程中所产生的成本进行管理，通过系统自身对管廊全生命周期中各类成本进行精细分析，找出管廊各阶段资金使用不合理之处，优化管廊资金使用，将管廊的规划、设计、施工、运行、维护成本降至最低。模型物料信息统计界面见图3，系统业务流程图见图4。

3  总结

BIM技术与“智慧工地”的推广符合现在建筑行业发展的趋势，其在工程项目中所发挥的价值也日渐增显。本文分析研究了基于BIM技术的“智慧工地”在工程项目中的作用，主要结论如下：

①利用BIM技术建立三维可视化模型，提高参建各方间交流效率，促进项目决策。

②基于BIM技术的“智慧工地”管理平台突破传统工程管理方式，实时反馈反馈现场信息，提高工程管理效率。

③通过基于BIM技术的“智慧工地”5D模型，进行施工模拟，为施工现场提供参考，同时可以直接从模型导出物料信息，采购计算更加精细，成本管理更加合理。

参考文献：

[1]马凯，王子豪.基于“BIM+信息集成”的智慧工地平台探索[J].建设科技，2018（22）：26-30，41.

[2]邹杰平.浅谈“智慧工地”在电网工程中的应用[J].科技与创新，2019（16）：158-159.

[3]Kristyna Pruskova，Jiri Kaiser. Implementation of BIM Technology into the Design Process Using the Scheme of BIM Execution Plan[J]. IOP Conference Series： Materials Science and Engineering，2019，471（2）.

[4]曾凝霜，刘琰，徐波.基于BIM的智慧工地管理体系框架研究[J].施工技术，2015，44（10）：96-100.

[5]郑小云.BIM技术在设计优化及智慧工地建设的应用研究[D].浙江大学，2018.

[6]李倩文.基于BIM5D的工程智能建造管理應用研究[J].城市道桥与防洪，2019（08）：25，197-199，233.

[7]建筑施工行业智慧工地应用现状调查与分析——《中国建筑施工行业信息化发展报告（2017）——智慧工地应用与发展》摘编[J].建筑，2017（16）：31-34.

[8]杨晓毅，李立洪，陆建新，罗世闻，唐新原.基于BIM技术的特大型多方协作智慧管理[J].土木建筑工程信息技术，2018，10（05）：16-24.