基于BIM 技术搭建智慧工地平台之浅析*

张敏 王昌运

海口经济学院雅和人居工程学院 海南 海口 571127

1 智慧工地内涵理解

自2017年开始，关于“智慧工地”的概念和政策宣传逐渐映入人们的眼帘。在此之前，“智慧工地”仅在建筑施工企业中自身个体应用和涉及的比较多，主要是为了促进企业自身创新发展和运用。就目前而言，关于“智慧工地”的内涵和概念性的讲解并不是十分明确，而且关于这方面的解释和说明也自圆其说。

结合很多文献查阅和多方面的文件参考，对“智慧工地”有了一定的深入研究和概念性的认识，可以从涉及的范围上认识到，主要就是围绕建筑工程整个的醒目周期为主干，为其做好相关的信息支撑和服务工作，从而实现信息技术能够与实际建筑工程的现场管理相融合，并且辅助促进建筑工程高效完成工作。“智慧工地”也可以理解为建筑工程项目的“最强大脑”，贯穿在项目始终的方方面面，准确有效地实现项目工程的信息化管理。

1.1 实现信息采集，打破“信息孤岛”

建筑工程项目管理工作的进行不是孤军奋战，而是需要很多协同部门共同进行监管和支持，其中包括以政府部门、监理单位、供货商等为主体的各个监管部门。尤其是项目施工现场，更需要对成本预算、总价核实等方面的经济计算进行更为精准、全面的监管和把控。

项目工程施工管理过程中存在一些比较凸显的问题及弊端，比如像是信息出现多报、重复、漏报、滞后等信息方面的漏洞。这些漏洞大大增加了施工现场没有必要的工作量，也由于信息干扰对施工进展造成了一定的经济损失。而“智慧工地”概念的出现，不光能解决这些问题，弥补这些信息传递过程中存在的漏洞，还能充分利用现代信息技术和网站信息传输等手段，从而更加高效、准确、及时、完整的保证信息在施工现场管理过程中的有效传递，为施工现场实现信息采集，打破“信息孤岛”的现况，提供强有力的保障。

1.2 系统集成：汇集多元力量

“智慧工地”不光能够解决施工现场的信息采集问题，打破“信息孤岛”的窘况，还能在此基础上，进一步充分利用软件和硬件以及现代信息技术，将信息进行全方位的汇总，从而实现人力、物力的统筹性的管理。

“智慧工地”可以依据现代信息化技术手段的优势，从根源上解决目前施工现场存在的信息管理不成系统的现状。通过完善各管理系统的散点，将类似项目管理、劳务方面、物料方面的管理集中化处理，进行系统集成，将多元化的分块管理，整合在同一平台，进行整体化的系统管理。

目前，在市场层面对建筑项目的施工现场暴露的问题也开始逐渐注重起来，面对信息系统不完善，信息传播烦琐复杂的现象，提出“智慧工地”的创新思想和运用，对以上问题的解决具有建设性的作用和效果，包括一些地方例如重庆市、江苏省都分别提出了“智慧工地”建设工作方案和指导意见。

这样不光能够解决施工现场散点式沟通协调不畅通的现状，还有助于解决目前针对施工现场存在的软硬件系统集成比较难等一系列的问题隐患[1]。

1.3 数据应用：升级项目管理

“智慧工地”系统无论是实现信息的采集，打破“信息孤岛”；还是实现系统集成，汇集多元力量，都是为了提高项目施工现场管理工作开展的高效性，实现最大程度的利用数据智能化的优势促进和提升施工现场的信息化管理。作为项目管理的“最强大脑”——“智慧工地”，它的存在主要是实现数据的云端集中管理，实现数据管理的智能化操作，挖掘信息管理和数据应用的最大价值和潜能，实现对施工现场的正确定位和指导。

对于项目管理的每个环节“智慧工地”的意义都十分重要，“智慧工地”能全方位的利用现代化的信息网站和传播手段。对于项目管理中的“智慧工地”不管是对于学习先进的管理制度，还是专业的业务知识，又或者是现场问题的实施解决，疑难杂症的现场应对都有较为超前的建设性的指导，对于项目管理创新工作的开展、成本预算的节约都具有重要的价值和意义。

2 BIM技术内涵理解

BIM技术简而言之，其实就是指建筑信息模型的建造技术，主要需要借助于建筑工程项目的各类信息为基础，来完成项目三维建筑模型的建立。

关于BIM技术的开发和应用，不是简单的基于建筑工程项目管理中的某一个环节，而是基于其整个工作周期的全寿命周期。BIM技术具备其独特的优势和特点，既能避免传统意义中的施工管理存在的一些弊端和漏洞，又能促进和实现朝较为先进集约型的项目施工管理模式的转变。BIM技术在项目施工现场操控和可视化模拟操作方面都具有一定的突破和创新，实现了4D效果的监管和模拟设计等功能。BIM技术大大地促进了建筑行业的信息收集、集成、管控的精细、高效化管理，是相继CAD技术后的工程行业又一项重大的突破和改革。

BIM技术最早出现在上世纪末，是在美国诞生，随着信息技术的传播和改良，近几年，在欧美等发达国家不断的推广和运用。有数据调查显示：在欧美等西方发达国家，尤其是这些发达国家的百强企业中，接近八成以上的工程企业都在运用该项技术进行项目管理工作，而且各个国家和企业也有相关的规章制度约束和保障BIM技术实施的合理合法性。

BIM技术的运用和发展主要是依赖于现代化计算机基础，通过利用计算机技术完成三维建筑模型的建立，完成三维虚拟技术数据库的建立，从而实现项目管理全寿命周期中的数据监管以及信息传递的精准性和高效性，对于信息的严格把控和准确传递起到很好的后台同步传输。

3 BIM技术与智慧工地的联合应用

施工协同管理主要是通过标准化项目的管理流程，然后结合移动信息化手段，实现工程信息在各职能角色间高效传递和实时共享，为决策层提供及时的审批及控制方式，提高项目规范化的管理水平和管理质量。项目建设信息以系统化、结构化方式进行存储，提高数据的安全性及数据资源的有效复用性。通过BIM技术协同管理平台可以将项目各参与方进行有机的联合，可在云平台上进行三维可视化问题的发起、沟通以及解决；也可以进行项目流程管理、资料管理、合同管理、安全管理、进度管理、质量管理、成本管理等工作。基于BIM技术平台，项目各参建方在同一协作平台工作分配不同的权限，实现图档管理、任务流程、BIM协作、手机移动端实时动态管理的各自工作并高效解决问题。本项目将广联达协筑产品、智慧工地产品及BIM5D产品的综合使用作为BIM技术应用协作管理平台，由广联达公司提供平台技术服务[2]。

3.1 数据信息管理

①施工人员管理：在项目施工工地门口可以安装“RFID感应器”。另外，在施工人员佩戴的安全帽内应该安装“RFID芯片”，主要目的是预载人员基本身份信息，考勤登记现场工作人员进退场信息和资质认证，自动将人数和工种上传到平台中。精准化管理各楼层内的人数和工作时间，为施工管理提供资料支持。②巡更管理：在各个巡检点中增加二维码。安排固定人员在规定时间内扫码签到，最后通过语音或者文字等形式汇报巡查情况，最后将整合的信息上报归档到平台。③车辆登记管理：项目施工现场应该在工地现场出入口安装高清摄像头，对进出现场的车辆实行拍照登记，记录的信息主要包括车型、进出的时间，并将记录数据及时上传到平台。④质量安全管理：安全管理是企业开展各项工作的前提，良好的安全管理有利于工程项目的实施。传统施工模式，存在很多可能导致安全生产事故发生的安全隐患。而且，传统施工方法已经不能适应目前的机械化施工。质量安全管理是对视频监控和区域管制集成到同一平台中实施统一化管理，最后利用手机客户端完成上报汇总，便于项目管理者查看实时信息。管制区域事先区域人口中安装感应装置器，并保证感应器是移动式，当有工作人员进入到监测范围内，设备将会自动报警，报警信息将会上传到云平台中。视频监控主要是在预定位置的“三维模型”中进行标记，借助模型可直接打开监控信息，完成视频查看工作。⑤生产管理：智慧工地管理平台中的生产管理模块主要通过周计划任务的跟踪，从而实现总、月、周计划三级联动的进度管理控制；现场工作人员明确各自的施工任务，通过手机端实时详细记录每日人员、材料、机械的变动情况，及时反馈现场进度信息给项目管理层，为项目管理层的生产进度管控提供有效的依据，从而及时的协调资源配备保证生产；通过实行数字化生产周会，借助统计数据进行现场管理的沟通，从而确保生产进度清晰、问题责任明确。⑥成本管理：通过信息化管理平台将GBQ、进度计划、实体模型进行挂接，自动匹配资源到对应的科目，并通过智慧工地平台统一进行变更洽商等信息的记录，根据平台内置的工程量统计、成本预算、成本分析等功能形成项目施工经营成本信息模型，实现成本偏差自动预警、工程量数据自动联动等目标[3]。⑦应用视频监控记录+AI智能识别技术实现人脸识别与人员不安全行为智能化监管，通过现场摄像机智能识别，实现对工地现场吸烟、未佩戴安全帽等违章行为的实时报警提示，系统自动存储分析违规数据。该项系统的应用能使安全管理更全面、高效，提高工人安全意识，避免工人不安全行为，降低安全事故发生概率。⑧物料管理及验收模块：物料现场验收管控系统是通过软硬件结合，借助互联网技术实现物料验收环节全方位监控，排查验收管理漏洞，对大宗物资的进出场称重进行全方位管控，监察供应商供货偏差情况，实现原材料核算，从而达到节约成本、提升效益的目的。⑨塔式起重机防碰撞系统：该项目投入设置塔式起重机防碰撞系统，检测塔机间隐藏碰撞风险并自动预警提醒，避免碰撞，保证运行安全，同时设定限位、超重、风速、倾斜、障碍物、传感器故障等多指标预警功能，形成预警记录，便于对相关责任人进行管理，提高安全意识，消除安全隐患。⑩协助协同工作平台：本项目建立协助协同工作平台，可在云端存储和管理整个项目生命周期中的文档、图纸、模型等所有的项目数据，支持按组织、项目生命周期等不同维度创建文档目录，灵活进行分类管理，支持全功能检索，快速搜索所需文档，并实现各类流程快速发起及追踪落实，根据项目需求，可进行文件签审、图纸会审、变更处理、现场质量安全问题等工作流的创建与管理，并使用短信、移动端消息推送、邮件等多渠道的即时提醒，保障每条任务快速推进。

图1 塔吊监测系统

3.2 BIM+智慧工地平台联合应用

（1）建模：为了保证工程项目协调发展，通过BIM技术对设计图纸绘制各专业模型，主要是通过三维建模软件rivet进行建模，可以通过建模对设计图纸进行复核和审查，从而完善优化图纸的缺陷，降低了后期返工的概率，从而达到提升施工效率，节约经济成本的目的[4]。

（2）深化设计：在BIM技术深化设计中，随着各专业管线的大幅度增加，需要配合协调的专业部门也越来越多，而建筑中可以预留给管线的空间则变得越来越少，可以通过BIM技术深化设计有效地解决这个问题，BIM深化模型作为更加直观的三维模型，能够为施工方提供更加直观的施工指导，同时也能够更加方便准确的制定出项目的成本预算，从而为业主节约成本，完善施工图纸，提高整体工程效率。深化设计模拟施工项目主要是根据整体项目特征，以满足主体结构和机电设备施工要求和施工安全为基础，建立标准的构件库，机电设备组库，主要包括建筑结构、钢结构、设备基础、机械设备、各种介质管道、电缆桥架等模型的建立，通过4D施工模拟建造可以发现各专业之间的相互冲突，在施工前解决其冲突问题，提出合理的优化解决方案。

图2 revit建模图片

（3）实景建模：可以通过“无人机倾斜摄影”完成建模工作，可视化规划施工场所，并利用无人机进行巡查，提高巡查项目的效率。为有效对结构进行准确定位，保证结构的深化设计，可以使用“放样机器人”和“激光扫描仪”。通过激光快速扫描，采集数据信息，用于空间定位和实测实量。利用“智能全站仪”精准放样定位数据，从而实现对施工现场的精准化放样和定位[5]。

图3 实景建模图片

4 结束语

建立以云平台为基础、以数据为核心并应用BIM技术+互联网智能终端工具的智慧工地建设体系，经过本项目实践表明，在实现工程施工智能管理建造，提高工程管理信息化水平，保障施工项目质量、安全、工期与成本要求方面，具有良好的推广价值和借鉴意义。智慧管理平台数据汇总分析能力建设与提高及平台大数据分析后的决策能力，将成为建筑行业信息化发展的重点。