新基建對監(jiān)理企業(yè)的影響及應對分析

陳繼東

（武漢宏宇建設工程咨詢有限公司，湖北 武漢430077）

0 引 言

“新基建”概念的首次被提及是在2018年12月的中央經(jīng)濟工作會議上。會議明確了“加快5G 商用步伐，加強人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等新型基礎設施建設”的定位。2020年3月4日召開的中央政治局常委會會議明確強調(diào)，要加快新型基礎設施建設的進度。新基建不僅包括5G 通信、大數(shù)據(jù)中心、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)的建設，還包括以“節(jié)能減排和綠色環(huán)?！睘樽谥贾Τ鞘修D(zhuǎn)型升級的特高壓、城際高速鐵路、城市軌道交通和新能源汽車充電樁等基礎設施的建設。加快新型基礎設施建設以提升智慧城市的運營管理能力，將成為我國數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展的核心推動力。為此，筆者通過對新基建中各項技術(shù)應用的介紹，探討監(jiān)理企業(yè)在新基建持續(xù)推進下如何應對新挑戰(zhàn)和尋找技術(shù)儲備路徑。

1 新基建中各項技術(shù)是實現(xiàn)智慧建造和智慧城市的技術(shù)路徑

1.1 新基建的基礎技術(shù)能實現(xiàn)從設計到施工的智慧建造

在設計和建造階段，可以以 BIM（建筑信息模型）技術(shù)為基礎平臺，以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和5G 通信和大數(shù)據(jù)中心等新技術(shù)為依托，實現(xiàn)建筑產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的智慧建造。

以雄安新區(qū)的智慧建造為例，從設計階段開始，以《河北雄安新區(qū)規(guī)劃綱要》為藍本，提出了堅持數(shù)字城市與現(xiàn)實城市同步規(guī)劃和同步建設的發(fā)展理念，適度超前布局智能基礎設施，推動全域智能化應用服務實時可控的實現(xiàn)，建立健全大數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理體系，打造具有深度學習能力和全球領(lǐng)先的智慧城市總體規(guī)劃目標。

雄安新區(qū)智慧建造的實現(xiàn)基礎，是數(shù)字化管理平臺的搭建。在規(guī)劃之初就建立了“一個平臺”“一套標準”?！耙粋€平臺”，是指雄安新區(qū)規(guī)劃建設 BIM 管理平臺（一期），包括數(shù)據(jù)層、應用支撐層和應用層，覆蓋了現(xiàn)狀空間、總體規(guī)劃、詳細規(guī)劃、設計方案、工程施工和工程竣工六大環(huán)節(jié)的展示，提供查詢、交互、審批和決策等服務，實現(xiàn)對雄安新區(qū)生長全過程的記錄、管控和管理?！耙惶讟藴省保侵笖?shù)據(jù)管理標準體系，旨在深入挖掘地理信息系統(tǒng)和建筑信息模型的應用潛力，充分發(fā)揮雄安新區(qū)規(guī)劃建設 BIM 管理平臺（一期）的效用；監(jiān)理方協(xié)同相關(guān)單位共同研究編制覆蓋規(guī)劃、建筑、市政和地質(zhì)等四個專業(yè)的《數(shù)字雄安規(guī)劃建設管理數(shù)據(jù)標準》，結(jié)合 XDB [雄安新區(qū)規(guī)劃建設 BIM 管理平臺（一期）數(shù)字化交付數(shù)據(jù)標準]數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換標準，實現(xiàn)新區(qū)規(guī)劃建設管理六個 BIM 階段數(shù)據(jù)的全流程打通，為數(shù)字空間現(xiàn)實化和現(xiàn)實空間數(shù)字化制定準繩。

建立“一個平臺”“一套標準”的基礎，除了上述BIM 技術(shù)以外，還有與之配套建設的大數(shù)據(jù)中心，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的及時處理、運算和儲存，而5G 網(wǎng)絡的應用又將助力提高平臺的運行效率和數(shù)據(jù)的傳輸速率。因此，統(tǒng)一的數(shù)字平臺不僅能讓城市在施工過程中實現(xiàn)智慧建造，還能成為移交后智慧城市管理平臺的一個重要組成部分。

雄安新區(qū)的數(shù)字化平臺能兼容施工現(xiàn)場的智慧工地，其中包含施工現(xiàn)場實名制門禁系統(tǒng)、施工機械智能化監(jiān)控系統(tǒng)、揚塵噪聲 PM2.5監(jiān)控系統(tǒng)、塔吊施工升降機智能監(jiān)控系統(tǒng)和高支模深基坑監(jiān)控系統(tǒng)等。通過對這些系統(tǒng)的綜合運用，同時結(jié)合 AI人工智能系統(tǒng)，工地的智慧建造過程有了數(shù)字化的“眼睛”和“耳朵”，不僅減少了施工環(huán)節(jié)的風險，而且降低了管理成本。

智慧建造還體現(xiàn)在建筑構(gòu)件的數(shù)字化和智能化。將二維碼印在建筑構(gòu)件表面或者將智能芯片預埋入建筑構(gòu)件里，工作人員只需使用手機掃描即可查詢構(gòu)件信息，如生產(chǎn)廠家、生產(chǎn)時間、進貨時間和質(zhì)量報告等，以及構(gòu)件在BIM 模型中的定位信息和驗收質(zhì)量狀態(tài)等。

這些制造工藝都體現(xiàn)了工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在建筑領(lǐng)域的逐步落地，而 BIM 技術(shù)一旦與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)緊密結(jié)合，建造產(chǎn)品的工業(yè)化和智慧化將很快地在新基建中得到實現(xiàn)。

1.2 智慧建造和數(shù)字孿生打造從建設到運營全壽命周期的智慧城市

智慧城市這一概念的提出已有十多年，但推進的速度依然遲緩。這表明單憑 BIM 是遠遠不夠的，還需要集成各種 BIM 信息，并且充分運用地理信息系統(tǒng)（GIS）、物聯(lián)網(wǎng)、城市大數(shù)據(jù)中心和5G 等技術(shù)，構(gòu)建一個相互聯(lián)系的城市智慧模型（CIM）網(wǎng)絡系統(tǒng)。

GIS 系統(tǒng)主要應用在既有建筑和地形的物理信息采集上，而 BIM 模型主要應用于擬建建筑的信息采集，兩者同屬于建筑信息的三維化載體。前期的智慧建造是后期智慧城市布局的不可或缺的一個組成部分，而 BIM 技術(shù)的應用深度直接決定了智慧城市能否成功落地。

智慧建造與智慧城市之間有一個相互連通的通道——數(shù)字孿生。所謂數(shù)字孿生，就是分利用物理模型、傳感器更新、運行歷史等數(shù)據(jù)，集成多學科、多物理量、多尺度、多概率的仿真過程，在虛擬空間中完成映射，從而反映相對應的實體裝備的全生命周期過程。將數(shù)字孿生技術(shù)應用于城市建造過程中，對建設前期規(guī)劃的空間布局、材料選型和功能分區(qū)等進行 BIM 建模；對建造過程中的所有材料和設備進行信息編碼，錄入型號和功能等信息，同時在實體構(gòu)件內(nèi)預埋芯片或在表面布設二維碼。

當完成數(shù)字化功能建造之后，以上信息都會同步映射到計算機（數(shù)字空間）中，而整個單體 BIM 模型又集成了這個單體的所有信息。集成若干個單體 BIM 模型之后，融合 GIS 系統(tǒng)地理信息，再嵌入物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)和人工智能 AI等，就可以充分發(fā)揮 CIM 城市智慧模型平臺的功能；若再結(jié)合城市智能監(jiān)控系統(tǒng)和無人機航拍系統(tǒng)等，則可形成立體的智慧城市管理平臺。智慧城市落地后，無論城市哪個地方出現(xiàn)故障，城市管理職能部門都能及時到位并加以處置。若管道滲漏，可直接從數(shù)字模型中看到管線的走向、閥門的位置及更換所需的品牌、管道的材料等信息，有的放矢地進行檢查和維修；若發(fā)生火災，也能及時定位，發(fā)布人員疏散指令，對建筑物進行分析找出最佳滅火點。

目前，隨著智慧建造與 BIM 技術(shù)的深度融合，將物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)和人工智能等多方技術(shù)集成應用已成趨勢。BIM 技術(shù)以數(shù)字化方式創(chuàng)建物理實體的虛擬模型，借助數(shù)據(jù)模擬物理實體在現(xiàn)實環(huán)境中的行為，把實體建造過程中的各種數(shù)據(jù)映射到信息空間里，通過虛實交互反饋、數(shù)據(jù)融合分析和決策迭代優(yōu)化等手段，實現(xiàn)和支撐建造過程的各種優(yōu)化。

2 新基建中監(jiān)理企業(yè)重視對技術(shù)管理能力的儲備

2.1 重視 BIM 技術(shù)在智慧建造過程的應用

BIM 技術(shù)是實現(xiàn)智慧建造的基礎。目前任何建筑信息的數(shù)字化，只有在 BIM 模型中才能得以實現(xiàn)。為此，監(jiān)理企業(yè)的公司層級，應具備對一定規(guī)模的建筑進行 BIM 建模的能力，從而可以全流程地掌握 BIM 技術(shù)在各階段的應用和對每個應用點融會貫通，為項目的實施提供 BIM 技術(shù)支持和保障；應具備對 BIM 項目造價綜合管理的能力，從而可以運用管理平臺綜合控制項目的總體造價。監(jiān)理企業(yè)的項目層級，應具備對 BIM 模型進行局部修改和編輯的能力，以及具備輸入構(gòu)件信息的能力；應具備在 BIM 模型中對質(zhì)量與安全問題進行關(guān)聯(lián)的能力；應具備在信息模型中對局部工程量進行統(tǒng)計的能力；應具備將進度計劃與 BIM模型進行關(guān)聯(lián)的能力，具備在 BIM 模型中對進度計劃進行審核的能力，具備在項目實施過程中對比實際進度與模擬進度、找出提前或延后工作內(nèi)容并提出相應監(jiān)理意見和建議的能力；應具備審核各參建方深化設計后的 BIM 模型和竣工后 BIM 模型及其相關(guān)信息錄入的完備性和規(guī)范性的能力，具備為業(yè)主后期運維階段 BIM 模型接入 CIM 模型提供標準、規(guī)范和技術(shù)基礎的能力；應具備對從 BIM 模型到CIM 模型的理解能力，以便在監(jiān)理過程中督促各參建方完成相應的數(shù)據(jù)對接。

BIM 技術(shù)和數(shù)字孿生技術(shù)是 CIM 模型的實現(xiàn)路徑，CIM 模型是智慧城市的大腦，BIM 技術(shù)是監(jiān)理企業(yè)在新基建中轉(zhuǎn)型升級必須掌握的技術(shù)能力。因此，傳統(tǒng)監(jiān)理企業(yè)向高智力型咨詢服務轉(zhuǎn)型發(fā)展，更應重視 BIM 技術(shù)在智慧建造過程中的應用。

2.2 重視智能建筑專業(yè)人才的引進和培養(yǎng)

智能建筑是房屋建筑工程的重要組成部分。隨著新型基礎設施的建設，智能建筑的重要性日趨提升，其涵蓋范圍已從單體建筑向智慧工地和智慧城市延伸，并且與新基建中的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、5G 通信和大數(shù)據(jù)中心等技術(shù)的結(jié)合更加緊密。

2.2.1 提升監(jiān)理對智慧建造的管控能力

隨著新基建的不斷推進，智慧建造的概念在建筑領(lǐng)域迅速落地，智慧工地中的智能建筑子分部從臨時設施建造就已經(jīng)開始實施。但是目前建筑領(lǐng)域?qū)χ腔酃さ氐闹悄茉O備布置都缺乏一套成熟的管理標準。例如對現(xiàn)場各種監(jiān)控傳感器、門禁系統(tǒng)、控制器、執(zhí)行器、中央管理工作站等系統(tǒng)的設置標準、安裝標準、驗收標準都缺乏依據(jù)，給項目監(jiān)理機構(gòu)進行組織檢查和驗收帶來了一定的阻礙，也導致了一個同一個地區(qū)智慧工地的配置差距很大。

我們可以借鑒雄安新區(qū)的建設管理經(jīng)驗，在同一個標準的基礎上，統(tǒng)一設置智慧工地的各種設施設備的最低配置標準。項目監(jiān)理機構(gòu)也應重視智慧工地的設備、設施的檢查和驗收工作。其硬件設施是實現(xiàn)智慧建造管理的重要端口、各參建方數(shù)據(jù)管理的首端，監(jiān)理工程師應具備相應的管控能力。

2.2.2 數(shù)字孿生技術(shù)在智能建筑專業(yè)方面的新應用

CIM 模型是智慧城市的大腦，在建造過程中會將數(shù)字孿生技術(shù)和 BIM 技術(shù)緊密結(jié)合。在建筑物的建造過程中，伴隨著工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和5G 技術(shù)的應用，傳感器等感應設備廣泛使用于建筑構(gòu)件中，將是一種趨勢。

建造物中的各種智能“芯片”預埋也將成為趨勢，它們將會成為智慧城市的眼睛、耳朵，將感知傳導至 CIM 模型的終端。智能建筑專業(yè)監(jiān)理工程師將在這個過程中起到重要的作用，不僅要參與各種智慧“芯片”的預埋驗收工作，還要控制各種智能傳感系統(tǒng)的產(chǎn)品驗收，以及對 BIM模型的信息進行錄入。

智能系統(tǒng)的操作模塊化將是趨勢，除了產(chǎn)品初期的選擇驗收外，對于相應系統(tǒng)的使用穩(wěn)定性，模塊化系統(tǒng)的后期產(chǎn)品評價等，也是咨詢類企業(yè)應該做的事情。

綜上所述，如今智能建筑中的很多子分部工程不僅僅應用于實體建筑中，還緊密地與智慧建造的過程相結(jié)合。如果沿用原來的監(jiān)理企業(yè)通常配備的建筑給排水、建筑電氣方面的人才，管理智能建筑方面的難度將會很大。所以說，智能建筑方面的人才，將是決定監(jiān)理企業(yè)能否充分分享新基建盛宴的關(guān)鍵。監(jiān)理公司應重視智能建筑方面的人才培養(yǎng)和引進。

2.3 具備與智慧建造網(wǎng)絡對接和應用的能力

目前在各地區(qū)的智慧工地上，智慧建造的管理系統(tǒng)、使用平臺及模式不盡相同：有業(yè)主主導的，有總承包單位主導的，還有個別由咨詢單位進行綜合主導的。新基建的概念被提出后，智慧建造的工地應用會迅速推進，如：雄安模式“一個標準”“一個平臺”的模式。

在“一個標準”“一個平臺”的前提下，應開放各類建筑企業(yè)與此類標準平臺對接的端口，讓子系統(tǒng)間形成生態(tài)多樣化的適度良性競爭，讓各參建方在大平臺基礎上形成自己的小平臺，形成自己企業(yè)的數(shù)據(jù)積累。

2.3.1 主動研究智慧建造系統(tǒng)平臺系統(tǒng)，尋找監(jiān)理企業(yè)實施管理的切入點

當前，智慧建造還是以總承包單位為主導，監(jiān)理或咨詢公司的系統(tǒng)如何進行對接，是下一步廣大監(jiān)理企業(yè)應該思考的問題。

筆者認為，從系統(tǒng)的角度可以將智慧建造系統(tǒng)分為硬件和軟件。硬件主要包含了布置到施工現(xiàn)場的監(jiān)控系統(tǒng)，各種門禁采集系統(tǒng)等。軟件包含了各種管理軟件和集成平臺。在硬件方面可以由總承包單位進行總體的布局（現(xiàn)在部分城市已經(jīng)將智慧工地納入安全文明措施費中）。在軟件方面監(jiān)理單位則應有自己的系統(tǒng)與硬件進行對接。

隨著5G 技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)的傳輸不再是問題，每個硬件設備和軟件的連接將更加方便和迅速。監(jiān)理企業(yè)可依靠自己的軟件系統(tǒng)對工地實施管控，收集相關(guān)數(shù)據(jù)，例如目前的實名制管理系統(tǒng)中，工程現(xiàn)場專業(yè)勞動力的配備情況，項目監(jiān)理部可實時查詢，并根據(jù)工程情況在監(jiān)理周報月報中，對勞動力配備情況是否滿足工程進度、質(zhì)量需要提出專業(yè)的評估意見。這就成為了監(jiān)理企業(yè)長期可持續(xù)發(fā)展的軟實力。

2.3.2 重視對5G 應用點和云直播的研究和運用，降低監(jiān)理從業(yè)人員的勞動強度

疫情期間，武漢市對火神山醫(yī)院和雷神山醫(yī)院的建造過程進行了直播。全國數(shù)億人充當云監(jiān)工，全程參與和監(jiān)督了兩座醫(yī)院的建造過程。

在5G 技術(shù)和大數(shù)據(jù)中心等新基建逐步落地之后，各種信息數(shù)據(jù)的傳輸將更快捷、傳輸量將更大，監(jiān)理工程師可以隨時隨地通過手機或電腦登錄相應管理軟件，實時查看施工現(xiàn)場的各種施工情況。例如：樁機施工機械的監(jiān)控狀態(tài)、塔吊運行的監(jiān)控狀態(tài)、施工升降機的監(jiān)控狀態(tài)等，通過管理平臺下達管理指令，必要情況下到現(xiàn)場處理問題。這樣的模式將擴大每一位監(jiān)理工程師的管理半徑，降低監(jiān)理工作的勞動強度，同時也是提高監(jiān)理單位人均產(chǎn)值和工作效率的一個有效技術(shù)路徑。

2.3.3 重視 AI人工智能在監(jiān)理管理工作中的應用，智能識別人和物的不安全狀態(tài)

AI人工智能的持續(xù)進步和發(fā)展在社會各個領(lǐng)域都取得了很大的突破，在工程建設領(lǐng)域的智慧建造中也有體現(xiàn)。初步實現(xiàn)了通過智能監(jiān)控系統(tǒng)識別一些人的不安全行為，如工人未佩戴安全帽，高空作業(yè)未系安全帶、未佩戴口罩，人體體溫過高等情況；識別一些物的不安全狀態(tài)，如塔吊等大型機械設備的運行狀況、腳手架外安全網(wǎng)破損、臨邊防護缺失、物料提升機的洞口防護措施等都可以經(jīng)過高分辨率的攝像頭抓取，再通過大數(shù)據(jù)下的 AI 系統(tǒng)進行分辨和識別并進行報警。

監(jiān)理企業(yè)應重視 AI人工智能的應用實踐，目前如不具備研發(fā)能力，也可以與相關(guān)的具備實力的軟件開發(fā)企業(yè)進行定向研發(fā)購買。AI人工智能的應用將減少監(jiān)理工程師單調(diào)重復的簡單勞動，一定程度上降低監(jiān)理工程師的履職風險，提高監(jiān)理行業(yè)的技術(shù)含量，是新基建推進帶給監(jiān)理咨詢企業(yè)的技術(shù)紅利。

3 結(jié) 語

隨著新基建的持續(xù)推進，以及相關(guān)技術(shù)的日益成熟，智慧建造、智慧城市的概念距離我們越來越近。在不久的將來，智慧建造和智慧城市的理念會成為中國繼高鐵之后向全世界推廣的第二張名片。

眾多監(jiān)理企業(yè)在爭奪全過程工程咨詢等行業(yè)高端領(lǐng)域的同時，也應與企業(yè)自身實力儲備和國家的發(fā)展戰(zhàn)略要求保持一致，實現(xiàn)在智慧建造全過程監(jiān)理管控的實踐路徑，在智慧建造和智慧城市的過程中體現(xiàn)監(jiān)理工作價值。