基于BIM技術(shù)的建筑施工過程中實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

李昌錦 劉蔚

【摘 要】現(xiàn)階段，建筑行業(yè)越來越注重施工安全問題，BIM技術(shù)作為建筑施工實(shí)時(shí)監(jiān)控中至關(guān)重要的技術(shù)手段，有效集成施工各環(huán)節(jié)的信息。建筑施工過程涉及的人員眾多、環(huán)境復(fù)雜、任務(wù)量大，導(dǎo)致施工安全隱患增加，監(jiān)控難度增加。本文基于闡述BIM技術(shù)核心內(nèi)涵，針對施工安全隱患問題設(shè)計(jì)基于BIM技術(shù)的建筑施工實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，為進(jìn)一步完善建筑施工實(shí)時(shí)監(jiān)控體系提供參考意見。

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù)；建筑施工；實(shí)時(shí)監(jiān)控；系統(tǒng)設(shè)計(jì)

建筑施工過程中發(fā)生安全事故不僅延誤施工進(jìn)度，還會導(dǎo)致嚴(yán)重的財(cái)產(chǎn)損失以及生命危險(xiǎn)。因而，建筑施工過程中安全問題應(yīng)引起各方的高度關(guān)注。當(dāng)前，建筑施工領(lǐng)域研發(fā)出越來越多防范安全隱患的方法，應(yīng)用到一定的技術(shù)手段，但是主要還是依據(jù)施工人員的經(jīng)驗(yàn)來調(diào)整施工工作，避免意外發(fā)生。BIM技術(shù)具有可視化、信息共享等應(yīng)用優(yōu)勢，可以有效解決建筑施工過程中的絕大多數(shù)安全問題。本文研究BIM技術(shù)的建筑施工過程中實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，具體內(nèi)容如下。

一、BIM技術(shù)

BIM技術(shù)，即建筑信息模型，是一種應(yīng)用于建筑行業(yè)的新興技術(shù)，廣受行業(yè)關(guān)注與推崇。該技術(shù)是借助3D數(shù)字技術(shù)，實(shí)現(xiàn)建立參數(shù)化、可視化工程數(shù)據(jù)模型[1]，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目信息資源共享，能夠有效減少反復(fù)收集信息、格式化信息的任務(wù)量，同時(shí)提高信息傳遞的精確性與效率。在整個(gè)生命周期中，BIM技術(shù)的應(yīng)用可以明顯提高施工質(zhì)量、降低施工成本、縮短施工周期、突破信息屏障，保障建筑行業(yè)經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。

在建筑施工領(lǐng)域，BIM技術(shù)具有操作便捷、可合作工程、實(shí)現(xiàn)可視化、實(shí)現(xiàn)信息共享等優(yōu)勢。BIM技術(shù)能夠?qū)⒔ㄖS圖紙轉(zhuǎn)變?yōu)槿S動態(tài)模型，同時(shí)，可以深入研究該模型，及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全問題，進(jìn)而采取相應(yīng)措施解決問題。

二、基于BIM技術(shù)的建筑施工實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

（一）系統(tǒng)原理

在建筑施工過程中，BIM可視化功能可以檢測建筑結(jié)構(gòu)框架，降低意外事故發(fā)生率，保障施工人員的安全。應(yīng)用BIM 4D技術(shù)可以進(jìn)一步分析發(fā)生施工安全隱患問題的原因，以制定相應(yīng)安全防范措施。實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的原理主要是給監(jiān)控錄像中的對象貼上標(biāo)簽，利用相關(guān)軟件將數(shù)據(jù)傳回計(jì)算機(jī)，利用BIM 4D、3D技術(shù)制作相應(yīng)的三維模型，進(jìn)而動態(tài)呈現(xiàn)施工過程中的安全情況，協(xié)助相關(guān)工作人員合理進(jìn)行調(diào)度工作。

（二）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

基于BIM技術(shù)的建筑施工實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要包含以下三層：一，信息采集層，利用相應(yīng)的軟件收集建筑施工過程中的數(shù)據(jù)信息，以掌握施工進(jìn)度以及安全防范細(xì)節(jié)，信息采集包含標(biāo)簽設(shè)計(jì)、工具準(zhǔn)備、實(shí)施三個(gè)主要步驟[2]；二，信息處理層，主要是對信息采集層采集的信息進(jìn)行加工處理。掃描RFID標(biāo)簽，將數(shù)據(jù)傳回計(jì)算機(jī)構(gòu)建的BIM模型[3]中，相關(guān)工作人員及時(shí)掌握施工現(xiàn)場情況，及時(shí)排查安全隱患。對BIM模型反映的安全預(yù)警，及時(shí)實(shí)施處理，查找預(yù)警原因，制定解決措施；三，信息應(yīng)用層，該階段始于建筑施工項(xiàng)目實(shí)施之前，主要運(yùn)行的內(nèi)容有：相關(guān)工作人員全方位排查施工過程中的安全問題，防止發(fā)生重大安全事故，構(gòu)建BIM模型，模擬建筑施工過程，進(jìn)一步預(yù)測可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)。利用構(gòu)建的模型檢測建筑整體框架結(jié)構(gòu)，同時(shí)，建筑施工過程中關(guān)鍵的環(huán)節(jié)是實(shí)時(shí)監(jiān)控，為了實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，應(yīng)做好標(biāo)簽設(shè)計(jì)工作，充分發(fā)揮BIM 可視化作用，進(jìn)而形成科學(xué)、系統(tǒng)的建筑施工安全防范體系。

三、分析基于BIM技術(shù)的建筑施工實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的功能

（一）自動傳輸、存儲信息，可視化

RFID讀寫器可以存儲信息，傳輸資料，反復(fù)讀取信息[4]，它掃描預(yù)先設(shè)置的RFID標(biāo)簽，進(jìn)行定位追蹤，將建筑項(xiàng)目的參數(shù)設(shè)置、基本信息以及施工環(huán)境等信息經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)傳輸回BIM模型，通過BIM可視化功能，相關(guān)工作人員可以及時(shí)了解施工現(xiàn)場情況，規(guī)避安全風(fēng)險(xiǎn)。

（二）全方位動態(tài)監(jiān)控

BIM技術(shù)可以協(xié)助施單位與投資方進(jìn)行多層次的交流溝通，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)線面全方位的動態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控[5]，提高施工現(xiàn)場控制水平，保障落實(shí)準(zhǔn)備工作，盡可能降低施工現(xiàn)場安全事故發(fā)生幾率，不斷完善建筑施工過程安全防范體系。

（三）多主體參與，及時(shí)溝通，協(xié)同處理

建筑施工傳統(tǒng)的安全防范體系以施工人員為主體，由他們監(jiān)控施工安全，實(shí)施管理，監(jiān)管缺乏科學(xué)性，工作人員主要依靠工作經(jīng)驗(yàn)來解決問題，解決措施具有較強(qiáng)的主觀性，不夠全面，不利于發(fā)展建筑施工安全防護(hù)。應(yīng)用BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)建筑項(xiàng)目多主體信息共享，有利于各個(gè)利益相關(guān)者與施工單位進(jìn)行及時(shí)溝通，掌握具體施工進(jìn)度以及相關(guān)事務(wù)，協(xié)同各方處理施工突發(fā)事件，降低損失程度。

（四）動態(tài)更新信息

當(dāng)前，信息動態(tài)不斷更新發(fā)展，BIM技術(shù)的運(yùn)用也逐步得到擴(kuò)展，不斷自我更新升級，形成BIM數(shù)據(jù)信息庫。在建筑施工完成后，BIM安全信息數(shù)據(jù)庫存儲項(xiàng)目建設(shè)的相關(guān)數(shù)據(jù)，為后續(xù)工作提供可靠數(shù)據(jù)支持，也為企業(yè)開展其他項(xiàng)目提供借鑒與參考，進(jìn)而提升企業(yè)建筑施工水平，促進(jìn)企業(yè)持續(xù)健康發(fā)展，不斷完善我國建筑行業(yè)安全信息數(shù)據(jù)庫。

四、結(jié)語

綜上所述，在建筑施工過程中，運(yùn)用BIM技術(shù)可以完善施工安全防范體系，強(qiáng)化施工現(xiàn)場管理，克服傳統(tǒng)建筑項(xiàng)目施工中缺乏監(jiān)控體系、溝通不及時(shí)、單方參與等弊端，形成多方參與、溝通及時(shí)、科學(xué)管理的現(xiàn)代化施工過程，逐步實(shí)現(xiàn)高效、科學(xué)、系統(tǒng)的建筑施工實(shí)時(shí)監(jiān)控過程。本文通過分析BIM技術(shù)的建筑施工過程中實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，以期不斷提升我國建筑行業(yè)安全防護(hù)水平。

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