BIM+GIS在公路工程智慧工地建設(shè)中的應(yīng)用研究

孫運(yùn)慧，孫明剛

(龍建路橋股份有限公司，黑龍江 哈爾濱 150090)

1 公路工程施工管理特點(diǎn)

公路工程作為建筑行業(yè)中諸多工程的一種，除了具備產(chǎn)品固定性、多樣性、價值高、生產(chǎn)周期長等特點(diǎn)，公路還具有占地面積大、線路長等自然特性，因此公路施工中，面臨的自然環(huán)境條件更加復(fù)雜。

此外，公路工程建設(shè)過程中，由于線路長這個主要因素，導(dǎo)致施工工區(qū)數(shù)量多，人員數(shù)量大，機(jī)械種類多，材料用量大等且都不能集中封閉管理，使工程進(jìn)度、工程質(zhì)量、安全問題等很難統(tǒng)一協(xié)調(diào)把握，尤其是在施工不同階段，面對復(fù)雜艱難的地理環(huán)境條件，對工程管理的協(xié)調(diào)性要求會更高。

2 公路工程智慧工地建設(shè)

目前，智慧工地是將更多傳感技術(shù)、人工智能、VR(虛擬現(xiàn)實(shí))等高科技技術(shù)應(yīng)用到建筑、機(jī)械、人員穿戴設(shè)施、場地進(jìn)出關(guān)口等各類物體中，并被互聯(lián)，形成“物聯(lián)網(wǎng)”，再與“互聯(lián)網(wǎng)”整合在一起，實(shí)現(xiàn)工程管理干系人與工程施工現(xiàn)場的整合。在房建工程中，由于施工環(huán)境的封閉性，全面覆蓋的可視化施工監(jiān)管，較公路工程“線性”的施工環(huán)境，更易到達(dá)，因此，公路工程智慧工地的建設(shè)，考慮到地域特征、環(huán)境管理、物料管理、施工機(jī)械和人員管理等多方面情況，對軟件監(jiān)管云平臺系統(tǒng)和現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集所需的硬件選型安裝提出了更高的要求。

通過軟件監(jiān)管云平臺系統(tǒng)可以將施工過程中存在的“信息孤島”進(jìn)行整合，使信息資源有效利用，避免因信息傳達(dá)不及時導(dǎo)致的問題，減少生產(chǎn)資源的浪費(fèi)，節(jié)約時間成本。

3 BIM技術(shù)在智慧工地建設(shè)中的應(yīng)用

3.1 BIM技術(shù)特點(diǎn)

目前，BIM技術(shù)廣泛應(yīng)用于建筑單體項(xiàng)目，主要對建筑施工過程進(jìn)行模擬，結(jié)合VR(虛擬現(xiàn)實(shí))技術(shù)，具有可視化、數(shù)字化、信息化等諸多優(yōu)點(diǎn)。通過精確地三維建模，可以優(yōu)化設(shè)計方案，查漏補(bǔ)缺，從設(shè)計根源上避免一些潛在的問題；此外，能夠有效地進(jìn)行施工過程中重難點(diǎn)方案的優(yōu)化比選，形象直觀。

通過BIM技術(shù)，搭建BIM管理平臺，還可以對工程項(xiàng)目進(jìn)行包括質(zhì)量、進(jìn)度、安全等的綜合管理，能夠有效解決工程施工中進(jìn)度管理困難、效率低、現(xiàn)場安全隱患多等問題。

3.2 BIM技術(shù)在智慧工地建設(shè)中進(jìn)度管理的重點(diǎn)應(yīng)用

工程施工過程中，在保證質(zhì)量和安全的前提下，進(jìn)度管理尤為重要，保證進(jìn)度就是保證工期，保證成本，提高效率。在公路工程智慧工地建設(shè)過程中，通過將計劃進(jìn)度和實(shí)際進(jìn)度對比，來保證進(jìn)度的有效管理。通常采用的技術(shù)有兩種，一是通過控制成本來展現(xiàn)進(jìn)度，即通過計劃成本和實(shí)際成本來表示進(jìn)度；二是通過直接的進(jìn)度管理，將施工組織設(shè)計中的進(jìn)度管理和實(shí)際進(jìn)度進(jìn)行對比。為了更加直接有效的進(jìn)行進(jìn)度管理，通常采用第二種方法。在智慧工地建設(shè)中，實(shí)際進(jìn)度可以通過無人機(jī)采集數(shù)據(jù)、視頻監(jiān)控、施工日志APP端錄入等多種方式采集，保證實(shí)際進(jìn)度數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和有效性；而計劃進(jìn)度，則通過BIM技術(shù)，建立精細(xì)化三維數(shù)字模型，對模型合理劃分并編碼，來形象直觀地模擬計劃工程進(jìn)度。兩者的比較在智慧工地監(jiān)管軟件系統(tǒng)中形象直接的表現(xiàn)出來，使影響進(jìn)度的因素一目了然，更有助于管理者的分析與決策。

4 GIS技術(shù)特點(diǎn)及應(yīng)用

GIS(地理信息系統(tǒng))技術(shù)，是空間信息系統(tǒng)，在計算機(jī)硬、軟件系統(tǒng)支持下，對地球表層空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、管理、分析等的技術(shù)系統(tǒng)。目前，GIS技術(shù)應(yīng)用較廣泛，主要在軍事、能源、城市規(guī)劃建設(shè)、資源開發(fā)、環(huán)境保護(hù)、土地管理、地圖測繪、園林綠化、交通、通訊、林業(yè)、房地產(chǎn)開發(fā)、自然災(zāi)害的監(jiān)測與評估、公共安全等各個方面。在科技發(fā)展與政策導(dǎo)向的雙重驅(qū)動下，GIS技術(shù)被應(yīng)用于工程建設(shè)施工。施工管理人員借助地理信息資源，能夠有效組織現(xiàn)場資源供應(yīng)，合理安排組織施工，及時發(fā)現(xiàn)施工中可能存在的風(fēng)險，保證工程有效開展。

在公路工程智慧工地建設(shè)中，通過采用GIS技術(shù)，可以宏觀地了解公路工程的施工環(huán)境，對工程質(zhì)量安全進(jìn)行全方位監(jiān)管。鑒于公路工程“線路長、環(huán)境復(fù)雜”的施工特性，在智慧工地建設(shè)中，采用GIS技術(shù)，對現(xiàn)場的人員、材料、機(jī)械設(shè)備等進(jìn)行實(shí)時定位跟蹤管理尤為重要。通過建立智慧工地人員數(shù)據(jù)庫，結(jié)合電子圍欄和實(shí)時定位系統(tǒng)，可以精確地管理現(xiàn)場工作人員，能夠有效預(yù)防偷工減料、缺勤、頂替等不良施工現(xiàn)象，并有效落實(shí)國家近年來提倡的農(nóng)民工實(shí)名制制度，將農(nóng)民工工資直接匯入其個人賬戶，方便管理。同樣，通過實(shí)施定位系統(tǒng)，可以對施工運(yùn)輸車輛進(jìn)行實(shí)時跟蹤管理，預(yù)防超運(yùn)距運(yùn)輸、偷油等不良現(xiàn)象，節(jié)約成本。

5 總 結(jié)

本文介紹了針對公路工程“線路長”等的自然特性，在其智慧工地的建設(shè)中，采用BIM技術(shù)和GIS技術(shù)，可以有效對工程進(jìn)行監(jiān)管，重點(diǎn)得到以下兩個結(jié)論。

(1)采用BIM技術(shù)，可以形象直觀地對工程進(jìn)度進(jìn)行有效管理，有助于管理者的分析和決策；

(2)采用GIS技術(shù)，可以從宏觀到微觀的對整個工程進(jìn)行管理，尤其是采用其定位功能，可以做到人員和機(jī)械設(shè)備的精細(xì)化管理，有助于節(jié)約成本。