BIM+智慧工地决策系统在某机场项目中的应用

王业力，汤亮，张乐乐，李建华，高全龙（中国建筑第二工程局有限公司华南分公司）

1 工程概况

珠海机场改扩建T2 航站楼工程位于广东省珠海市金湾区，位于现有T1航站楼与珠海航展中心之间，项目投资近14亿元，占地面积10.3万㎡，总建筑面积19.3万㎡，地上2层~5层，地下2层，基坑深度约6.00m~19.10m，项目参建单位多、涉及专业工程多、施工界面接口多、各工序衔接紧密。为了保证高品质高质量快速施工，给总包管理提出更高要求，故本项目采用基于BIM+智慧工地决策系统建立施工一体化智慧管理平台，助推项目实现创优目标。

2 施工难点

2.1 施工组织

在施工组织方面，参建单位多，施工人员多，施工面积广，大型机械设备多，土建、钢结构、幕墙、机电交叉作业多，临边洞口防护多，大跨度、高空作业，交叉作业管理难度大，质量、安全管理难度大。

2.2 施工管理

在不停航施工管理方面，施工期间如何保证机场正常、安全运行是本工程施工控制的难点和重点。本工程紧邻现有珠海机场，且西指廊需与既有T1航站楼的在建国际楼相接施工，为了满足不停航要求，此区域限高20m~45m，灯光强度不得大于30LUX，施工现场噪声不得大于40dB（LwEcP≤40dB），这给工程施工增加了很大难度。

2.3 施工工序

在关键施工工序方面，高大支模工程范围广、基坑深度大、钢结构施工节点复杂。金属屋面整体造型复杂，呈波浪形，最大高差达到4m，对施工精度提出较高要求。

3 BIM+智慧工地数字决策系统在项目的应用

3.1 进度计划动态可视化管理

进度管理作为项目管理的核心，加强机场施工进度计划管理是保证施工安全、质量及成本等目标的基石，因此，本工程引进BIM+智慧工地决策系统参与施工进度管理，可实现项目进度实时跟踪，动态分配人、材、机等施工资源，对比实际施工进度进行动态调整，及时分析施工进度偏差原因与是否影响总工期，调整施工资源，保证施工进度目标[1]。

通过BIM 模型与施工进度计划关联，现场工程师根据实际施工进度，在系统中录入当期完成的工程量情况，由进度计划管理部实时调整进度计划前锋线，配合BIM工程师调整进度模型，对建设工程项目进行工作分解，将工作步骤及施工接口留置进行三维模拟与显示，使进度信息清晰地体现在模型上，实现模拟的真实性与实用性，可使项目管理人员直观了解进度情况，紧抓关键工作，保证项目按时竣工[2]。

3.2 项目资源管理

①针对参建单位众多、涉及专业广、施工人员数量多以及交叉作业管理难度大等项目资源管理难题，劳务管理系统模块自动捕捉闸机（翼闸）处的影像资料，利用摄像头人脸识别等技术进行现场劳务情况进出统计，并集成门禁系统进行现场劳务管理，系统对各专业工种人数及材料与机械使用量进行记录与统计。

②针对物料进场量庞大、数量统计繁琐等问题，采用物料监控系统，该系统是由汽车自动称重系统、车牌自动识别系统、RFID 车辆识别系统、微电子集成线路控制系统等自动获取进场材料基本信息的，并通过触摸屏输入单元、自动打印系统对进场材料进行信息存储，同时根据大屏幕指挥系统、语音系统、视频监控系统、异常状况手机短信通知系统、红绿灯提示系统等对进场材料的情况进行分析、判别和预警，最后通过远程查询系统实现数据的传输和共享，物料监控系统主要对混凝土、钢筋等大宗材料进场物料验收进行记录统计。

③采用劳务管理系统、物料监控系统将人工、材料投入记录导入系统进度计划管理模块，并在进度计划的资源配置中体现，与原施工进度计划资源配置计划分析论证，优化后续施工资源配置，使施工管理精细化，也能为施工企业相似机场改扩建项目提供经验[3]。

3.3 安全、质量管理

项目管理人员使用数字项目管理平台移动端APP 进行协同，质量、安全工程师对危大工程验收、工序验收及安全管理工作进行管理，将验收过程中的问题整改描述、整改照片或现场安全隐患照片录入智慧工地平台，并通过BIM集成链接入BIM模型中定位，将验收情况及整改内容推送至相关负责人，提前解决施工质量问题，及时消除施工现场风险，现场责任工程师监督分包，劳务相关负责人需将问题整改回复上传后闭合流程，系统形成整改回复记录并在BIM 模型中定位标记，警示相关管理人员后续施工要加强监管，提高施工效率。基于智慧工地系统安全、质量管理流程如图1所示。

图1 基于智慧工地系统安全、质量管理流程

3.4 环境监测

环境监测系统主要布置于南指廊与机场周界处及1#大门，环境监测系统安装高度为2m，主要展现现场PM2.5、PM10、噪音、温度、湿度、污水PH值、能耗等数据。在施工现场对机场不停航施工影响程度进行分析，将智慧工地环境监测系统与施工现场自动喷淋系统结合，当施工现场扬尘、PM2.5等指标超过预警值时，自动喷淋系统自动洒水降尘并向智慧工地系统警报，可降低施工对机场运行及周围环境的影响，实现绿色施工精细化管理。

3.5 全景监控系统

本项目采用的全景监控系统。全景监控设备主要分为球机监控、半球机监控和枪机监控三种类型。整体布置图按照施工组织安排，球机监控布置10台，主要分布在10 台塔吊上；半球机布置4 台，主要分布在现场1#、2#大门，工人生活区大门，现场办公区等位置；枪机根据现场物理围界进行合理化布置，间距40m~100m布置，暂时布置10台，主要分布在物理围界拐点及材料堆场及钢筋、木工加工厂围挡附近。根据实际工作需要，可随时随地查看现场情况，了解现场施工进度。

3.6 BIM集成管理

①本工程复杂节点零件组成多、结构复杂、精度要求高、焊接顺序要求非常明确，在智慧工地数字决策系统——BIM 集成管理模块中，通过BIM 模型将复杂节点可视化，极大地提高了现场施工人员对结构构件和节点的理解及领悟力，降低了因图纸理解错误导致的经济损失；结合手机等移动端App共享，现场施工人员可迅速查询所需构件、零件信息，极大提高了工作效率和准确率。复杂节点和复杂管线的BIM模型如图2（a)(b)所示。图中的管线和节点布置非常复杂，在建筑施工识图中对建筑施工人员的专业技术要求非常高。而有了BIM 可视化模型，则大大降低了建筑识图难度，提高了建筑识图的准确性。

图2 管线和复杂节点的BIM模型

②通过Revit、Fuzor 及BIM 智慧安全帽管理系统协同BIM 集成管理系统，项目部分区域施工在飞行区内。为保证机场正常运营需严格控制施工人员的作业范围，按民航局要求，每五名工人施工需配一名经过培训的管理人员。通过智能安全帽可以提前划定施工区域，实现前端现场作业和后端数据管理的实施互动，对临近和超出施工边界区域的人员做出事实预警，这样可减少管理人员的投入，提高安防的精准度和效率。

③本工程临边洞口多，多种专业工程同时作业，立面交叉作业面极多，对安全施工来说是重大考验，通过IGH智能安全帽系统可精准定位管理人员及作业人员位置，各单位安全管理人员可通过系统反馈作业人员定位进行实时监测，对相关人员进入交叉作业提前预警，提高安防的精准度和效率，实现精细化施工管理。

④IGH 智能安全帽包含传感器与语音报警系统，对施工现场作业人员脱下安全帽、不戴帽带的行为警告并记录，推送至相关负责人进行处罚，且对警告次数、处理时效等数据统计与记录，大大提高了安全管理效率。

4 结语

基于BIM+智慧工地决策系统建立施工一体化智慧管理平台，通过应用于进度计划动态可视化管理、项目资源配置管理、安全质量管理、环境监测管理、全景监测管理、BIM集成管理，将信息技术、人工智能技术与工程施工技术深度融合与集成，让进度、安全、质量、成本实现透明化管理，并将项目管理全过程数据化、信息化，具有可追溯性，这对施工技术难度大的大型公共建筑项目意义重大。通过在机场项目中应用该项施工技术，完善企业在大型场馆类项目建设中的核心技术体系，有利于在后续类似项目的开拓和承接中保持优势。