大数据智能化平台在建筑施工管理中的应用

李 少 旭

(石家庄职业技术学院 建筑工程系，河北 石家庄 050081)

随着科学技术的发展，传统建筑业正在向高端化、智能化、绿色化转型升级，以网络化、数字化、工业化为基础的智能化建筑应时而生.从现阶段的科学技术发展水平来看，工程施工管理智能化技术具有广泛的发展前景，且对于提高工程施工管理品质具有重大意义[1].但我国的建筑智能化施工管理系统的功能并不全面，系统智能化运转效率也不高，导致建筑工程施工延期问题频繁出现[2].在建筑工程施工时，由于参与主体多元化，涉及到的信息类型也多种多样，一旦信息传递受阻，使得各方信息获取量不对等，就会造成误工、返工，使工程效率低下，影响建筑项目的施工进度.如果能实现信息的随时互通，则可在一定程度上减少此类问题的发生.可见，建立信息资源共享的大数据智能化平台对于建筑施工管理工作非常重要.本文尝试建立了大数据智能化平台，并将其应用于皓顺壹号院项目的建筑施工管理工作中，取得了较好的效果.

1 大数据智能化平台构建

皓顺壹号院项目位于河北省邢台市开发区，总建筑面积约42 000 m2，地下建筑面积约22 000 m2，地上建筑面积约20 000 m2，涉及到建筑、结构、暖通、给排水、电气等多方面，各专业人员在布置路径及标高时，往往难以综合考虑其他专业所需，给项目施工和综合管理造成了一些难以解决的问题.

石家庄职业技术学院与皓顺壹号院项目的参建方河北拓扑建筑设计有限公司为长期校企合作单位，双方在此项目上进行了合作.在合作中，以品茗官方服务平台(BIMVIP)为载体，将工程项目与智能技术相结合[3]，构建了大数据智能化平台.在平台中，综合了各专业模型的数据，将所有二维信息转化为三维信息，并针对项目施工特点，设计了项目预施工、项目施工、项目造价3个模块.

在项目预施工模块，各专业的交叉问题一目了然.在项目未施工时，将项目施工各专业问题提前告知设计方与施工方，通过沟通，在平台中共同调整某一专业的图纸，使成本更低，施工更便利.在项目施工模块，能直观地对比施工计划与实际工作的进展情况，方便施工方、监理方、业主等了解工程项目的进展.同时，各方意见及变更均保存在平台中，形成电子档案，使工程管理工作更加有据可依.在项目造价模块，将清单与模型关联，进行资金曲线进度模拟，实时展示项目资金信息.各方均可查看清单工程量信息，并导出清单量报表.

在建筑施工管理中，管理人员是建筑智能化工程管理的主体, 也是提升建筑工程管理水平的主体[4].在大数据智能化平台中，设立了云项目部、数据中心负责人、项目施工管理者，让企业各方参建人员共同为项目负责.

数据中心负责人负责协调各方，管控建筑生命周期全过程，确定阶段性目标并对项目进度、技术、质量、成果等进行管理.数据中心负责人下设施工阶段负责人、设计阶段负责人，施工阶段负责人利用数据模型指导现场施工，并对施工阶段的质量、成本、进度、安全等进行综合管理；设计阶段负责人负责审核模型，对接数据变更及进行模型优化，并于开工前进行数据模型技术交底.项目施工管理者在大数据智能化平台可实时查看施工日志、动态问题，并与建设单位、施工单位、监理单位、设计单位沟通，对项目进行全方位管控.在项目施工时，施工管理者可将技术交底部分通过平台进行可视化三维展示和安全技术交底，并形成二维码.工人通过扫描二维码，可打开一个图文并茂的文档，看到交底范围、工艺流程、质量标准等内容.这样不仅能减少施工中的安全质量问题，而且能增强施工人员的安全技术素养.

2 大数据智能化平台应用

在皓顺壹号院项目中，大数据智能化平台主要应用于4个方面.

2.1 生成建筑信息化模型

依据《民用建筑设计通则》《建筑设计防火规范》《住宅建筑规范》《住宅建筑模数协调标准》等，创建柱、帽、墙、墙裙、板、柱、门、防火卷帘、车位及坡道等的建筑模型，并设置与其他专业易交叉的数据，如，地面的混凝土垫层铺设在均匀密实的基土上；卫生间、厨房等设有给排水设施的房间地面均低于同层楼地面20 mm，向地漏或排水沟方向做0.5%的找坡等.依据《建筑结构可靠性设计统一标准》《建筑工程抗震设防分类标准》《高层建筑混凝土结构技术规程》等创建剪力墙、框架柱、梁、楼板、空调板、楼梯等的结构模型.水、暖、电专业依据《建筑给水排水设计规范》《民用建筑电气设计规范》等，创建给水管、热给水管、排水管(有压和无压)、消防管、采暖管(供水和回水)、空调冷凝管、雨水管、废水管、桥架等的模型.与其他专业易交叉数据，如照明回路在各层顶板现浇层或墙内暗敷，低位插座回路在各层地板现浇层或墙内暗敷，安装高度在1.5 m以上的高位插座回路在各层顶板现浇层或墙内暗敷，地下室、水箱间、管井、公共走廊、楼梯间等非采暖房间明露的消防、给水管道均采取30 mm的橡塑保温措施等.各方信息化模型创建完成后，在智能化平台中合成综合模型，见图1.

图1 合成后的建筑、结构、水、暖、电综合模型

2.2 协调项目预施工

运用各方模型数据在智能化平台中进行预施工，通过虚拟仿真直观反映施工各方存在的问题，这样数据中心负责人就能及时与设计单位、施工单位协商，确定调整方案，如，电气管线应避热、避水，在热水管线、蒸汽管线上方及水管的垂直下方不宜布置电气线路；较难处理的问题应设置优先避让级，将有压管、无压管、低压管、高压管、常温管、低温管、可弯管线、不可弯管线、分支管线、主干管线分门别类，并根据优先级调整，得出预施工模型，见图2.

图2 各系统管道分类并调整后的预施工模型

通过大数据预施工模型可解决架空地面系统空腔敷设管线和地脚螺丝调平的问题；完成快装地板的拼接，使集成采暖系统布管灵活；通过空间分割，给轻质隔墙系统的布置提供可视化依据；检验快装墙面系统的拼装和集成吊顶系统的调平搭接质量，并预览饰面效果；解决排水系统胶圈承插的装配问题；检验集成门窗、集成卫浴、集成厨房等的布置位置及面积的合理性，保证有效的建筑使用面积.大数据智能化平台为施工管理提供了可视化的条件.

由此可见，各专业通过预施工，可在工程施工前对交叉问题提出解决对策.借助模型，施工人员能更直观地对照二维图纸准确施工，减少因设计、施工沟通不畅导致的返工现象[5].

2.3 云管理项目施工进度

建筑工程施工过程越来越复杂，管理工作也越来越多，而且施工的周期较长，可能会遇到各种不可测的因素，从而影响施工的进度和质量，导致管理工作效率较低.而采用智能化技术，实施智能化的管理，就能更好地应对施工中出现的各种问题[6].常规的工程项目进度管理无法直观展示，难以进行实际工作与计划工作的校核，通过大数据智能化平台可以直观地对比实际工作与计划工作，有效地解决了工程项目进度控制的难点问题.

在大数据智能化平台中，根据进度计划进行流水段划分，建立流水段关联模型；输入进度计划文件，将进度计划关联相应流水段，即可进行施工进度模拟，模型见图3.在施工模拟模块的进度计划中输入实际开始时间、实际完成时间，可通过在窗口中显示的不同颜色进行进度校核对比，找到实际工作和计划工作的差距.当实际工作和计划工作不符时，可以对计划总工期、里程碑等目标时间进行风险预警，各方可随时登录手机客户端查看相关问题并提出解决方案；相应的一系列材料均形成电子档案，方便管理和后期追溯.

图3 项目施工进度模拟模型

2.4 项目造价多算对比

将建筑信息模型导入大数据智能化平台中，可实现清单区配(将清单与模型时时关联)；清单区配后，可进行物资统计，实现多维度物资查询.平台会将项目资金及相关资源信息按人、材等进行分类，进行进度模拟，实时展示项目管理信息.在清单与模型关联的基础上，智能设置进度计划时间，在展示窗口展示项目资金曲线、资源曲线等.各参建方选择任意流水段，可查看清单和工程量信息，导出工程量、清单量.针对不同专业，可分类进行物资统计并导出物资量.通过平台处理材料明细表的变更情况，分析实际施工的消耗量、分项单价、分项合价等数据，进行多算对比，有利于相关单位了解项目造价有无超标，并对项目成本进行有效管控.

3 结语

通过大数据智能化平台在生成建筑信息化模型、项目预施工、项目施工、项目造价核算中的应用，使项目施工管理实现了可视化，增强了可操作性，有利于实现传统建筑业向高端化、智能化、绿色化转型升级，也为建筑施工管理中大数据智能化平台的推广提供经验.在皓顺壹号院项目中，通过应用大数据智能化平台，避免了给排水管道、通风管道、喷淋设备等碰撞问题造成的返工工期约22 d，节约镀锌钢管15 t，节省混凝土700 m3，受到了各方的一致好评.