基于物聯(lián)網(wǎng)與BIM交互技術(shù)的大型預(yù)制梁場運維管理

彭鎮(zhèn)東，彭岸，易強，曹武

（中建五局土木工程有限公司，湖南 長沙 430000）

本文以武漢市四環(huán)線武湖至吳家山段第一合同段的預(yù)制梁場為例，工程位于武漢市黃陂區(qū)，工程主線全長6.91km，含特大橋五座，互通立交一座，服務(wù)區(qū)一座，全線預(yù)制小箱梁共計2416片，工程沿線設(shè)大型預(yù)制梁場一座，占地面積102.7畝，內(nèi)設(shè)制梁臺座75個，存梁臺座75個，鋼筋安裝臺座15個，龍門吊12臺，鋼筋加工廠一座。預(yù)制場內(nèi)配套安裝有養(yǎng)護系統(tǒng)，消防系統(tǒng)，供電系統(tǒng)，照明系統(tǒng)，視頻監(jiān)控系統(tǒng)，有害氣體及環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，排水系統(tǒng)，工人實名制管理系統(tǒng)等設(shè)施。

1 物聯(lián)網(wǎng)與BIM

1.1 物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)建筑業(yè)的集成應(yīng)用主要是通過在施工現(xiàn)場安裝RFID、紅外感應(yīng)器、GPS、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按照規(guī)定的協(xié)議，將任何與工程建設(shè)相關(guān)的人員或物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進行信息交換和通訊，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。該項技術(shù)有三項特點：一是全面感知性，利用傳感器、RFID和二維碼等采集技術(shù)，隨時獲取現(xiàn)場人員、材料和機械數(shù)據(jù)；二是可靠傳送性，利用互聯(lián)網(wǎng)和通訊網(wǎng)絡(luò)，實施獲取的數(shù)據(jù)可隨時交互共享；三是智能處理性，利用云計算、大數(shù)據(jù)等智能計算技術(shù)對海量數(shù)據(jù)進行分析處理，提取有用信息，實現(xiàn)智能決策與控制。

1.2 BIM

在工程建設(shè)領(lǐng)域，BIM（建筑信息模型）技術(shù)憑借其可視化，協(xié)調(diào)性，模擬性，優(yōu)化性和可出圖性的優(yōu)勢在現(xiàn)場施工管理中正在被廣泛運用。如施工策劃階段，對施工組織和技術(shù)方案進行分析模擬，預(yù)知將出現(xiàn)的問題，對方案進行優(yōu)化，制定應(yīng)對措施；在施工過程中將成本、進度與模型結(jié)合，形成5D施工模型，幫助工程管理人員實現(xiàn)對進度、成本、質(zhì)量的全面把控。

目前，BIM技術(shù)的應(yīng)用逐漸呈現(xiàn)出與物聯(lián)網(wǎng)、智能化設(shè)備集成應(yīng)用的趨勢，發(fā)揮著更大的作用。

2 物聯(lián)網(wǎng)與BIM交互技術(shù)在預(yù)制梁場運維管理中的應(yīng)用

預(yù)制梁場肩負著預(yù)制小箱梁加工生產(chǎn)的重要任務(wù)，而對梁場的日常運維管理的好壞直接影響著工程全線小箱梁生產(chǎn)工作的質(zhì)量、安全、進度、文明施工及環(huán)境保護等各方面要素是否處于受控狀態(tài)。通過綜合運用BIM、物聯(lián)網(wǎng)、移動智能終端等軟硬件信息化技術(shù)，與預(yù)制梁場的生產(chǎn)工作相結(jié)合，對預(yù)制梁場中的各項系統(tǒng)集成統(tǒng)一管理，提高預(yù)制梁場的生產(chǎn)效率、管理效率和決策能力等，從而實現(xiàn)預(yù)制梁場的數(shù)字化、信息化、智慧化管理。

2.1 構(gòu)件跟蹤

在預(yù)制小箱梁的生產(chǎn)加工過程中，對每一片小箱梁進行編碼命名，利用RFID(射頻辨識系統(tǒng))技術(shù)，在預(yù)制小箱梁中埋入RFID芯片，開始一道工序前掃碼錄入構(gòu)件名稱，開始施工時間，責(zé)任人；工序完成后再掃碼、確認完成時間、質(zhì)量驗收情況等信息錄入。在進行掃碼的同時，預(yù)制小箱梁的信息數(shù)據(jù)就同步到了BIM模型當中儲存，管理人員可以通過移動設(shè)備查閱預(yù)制小箱梁的生產(chǎn)進度情況。此外，通過小箱梁內(nèi)置的RFID，配合手持讀寫器，可精確定位小箱梁的安裝位置，實現(xiàn)對預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)、運輸、安裝的全過程跟蹤。

2.2 預(yù)制梁場集成化管理

武漢市四環(huán)線武湖至吳家山段第一合同段預(yù)制梁場中所運用的管理系統(tǒng)和生產(chǎn)設(shè)備較多，但相互之間缺少協(xié)同互動，呈現(xiàn)出碎片化、孤島化。這些技術(shù)應(yīng)用之間缺少一個紐帶，無法將其作用發(fā)揮到最大。

為了解決這一問題，可以建立以BIM可視化技術(shù)為基礎(chǔ)，以物聯(lián)網(wǎng)，大數(shù)據(jù)為支撐，整合預(yù)制梁場碎片化應(yīng)用系統(tǒng)，結(jié)合行業(yè)規(guī)范標準，項目管理制度的集成平臺，實現(xiàn)對預(yù)制梁場的信息化、標準化、智能化、精細化管理。預(yù)制梁場的集成化管理并非將已有的系統(tǒng)功能簡單拼湊，而是將各個系統(tǒng)模塊進行有效整合。將原本沒有關(guān)聯(lián)的模塊之間串聯(lián)起來，實現(xiàn)各系統(tǒng)之間的共享與協(xié)同，將集成化平臺價值發(fā)揮到最大。該集成化平臺的主要功能覆蓋到以下幾個方面：綠色施工管理（排水系統(tǒng)、供電、照明、環(huán)境監(jiān)測等系統(tǒng)，養(yǎng)護系統(tǒng)），安全管理（消防系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)），技術(shù)管理（BIM可視化交底），勞務(wù)實名制管理（勞務(wù)實名制系統(tǒng)）。

（1）綠色施工管理。預(yù)制梁場的綠色施工管理主要是針對場站揚塵噪音控制，污水排放，水循環(huán)利用和生產(chǎn)生活節(jié)電方面的管理。如通過在預(yù)制梁場內(nèi)布置噪聲、揚塵監(jiān)測儀器，儀器利用GPRS/4G網(wǎng)絡(luò)與集成化管理平臺進行數(shù)據(jù)交換，儀器獲取的數(shù)據(jù)實現(xiàn)對梁場周圍大氣環(huán)境的監(jiān)測，當粉塵、PM2.5超標時，施工人員及時對場地進行灑水降塵處理，并對每日梁場空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，形成專題圖表。再如預(yù)制梁場養(yǎng)護系統(tǒng)，接入到集成管理平臺中，平臺根據(jù)每日天氣情況，氣溫、濕度，對預(yù)制梁養(yǎng)護的間隔進行自動調(diào)整，減少水資源浪費。

（2）安全管理。預(yù)制梁場安全管理，主要針對預(yù)制梁場的施工安全、用電安全的管理，如在預(yù)制梁場廠區(qū)內(nèi)布置監(jiān)控系統(tǒng)和消防系統(tǒng)，將監(jiān)控系統(tǒng)和消防報警系統(tǒng)接入到集成管理平臺，通過監(jiān)控和消防報警系統(tǒng)對預(yù)制梁場施工進行實施監(jiān)控。

（3）技術(shù)管理。利用BIM技術(shù)進行建模，利用其可視化的特點進行模型漫游；預(yù)制小箱梁的架設(shè)方案模擬，輔助方案進行優(yōu)化；小箱梁施工，吊裝的安全技術(shù)交底，規(guī)范施工工藝流程，提高施工質(zhì)量，減少不安全的行為發(fā)生。

（4）勞務(wù)實名制管理。勞務(wù)實名制系統(tǒng)主要用于對預(yù)制梁場實現(xiàn)封閉式管理，對作業(yè)工人實行實名制管理。在梁場出入口安裝門禁閘機設(shè)備，所有作業(yè)工人打卡上下班，同時也能避免無關(guān)外來人員進入施工現(xiàn)場。每日考勤數(shù)據(jù)將傳回至管理平臺，并可生成考勤表格，對工人出勤率進行統(tǒng)計。

3 結(jié)語

通過利用以BIM與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為載體的集成化管理平臺，將許多輔助施工管理，提高施工效率，節(jié)能減排的松散化的應(yīng)用系統(tǒng)進行集中化、標準化管理，實現(xiàn)預(yù)制梁場各應(yīng)用系統(tǒng)的統(tǒng)一部署、統(tǒng)一運行、統(tǒng)一維護。通過平臺的應(yīng)用為預(yù)制梁場的生產(chǎn)過程中的安全、進度、質(zhì)量和節(jié)能減排等的管理構(gòu)成賦予智慧感知能力，真正實現(xiàn)工地智慧化。

[1]趙昕.中國建筑施工行業(yè)信息化發(fā)展報告（2017）智慧工地應(yīng)用與發(fā)展[M].北京：中國建材工業(yè)出版社，2017，327-351.

[2]裴卓非.BIM技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)在施工階段的應(yīng)用[J].建材技術(shù)與應(yīng)用，2013，（1）：60-62.

[3]楊曉東，周峰，戴俊，韋凌志，蒙江濤，陳必泉.基于物聯(lián)網(wǎng)和BIM技術(shù)在地下綜合管廊建設(shè)運維中的應(yīng)用[J].建設(shè)科技，2017，（10）：46-47.