BIM 與物聯(lián)網(wǎng)在智慧工地建設(shè)中的聯(lián)合應(yīng)用探討

王 帥

湖北工業(yè)大學(xué)，湖北 武漢 430068

智慧工地建設(shè)可以拓寬信息來源渠道、提升信息精準(zhǔn)度、加快施工進(jìn)度、控制施工成本、保障施工安全等，可以更為智能化的對(duì)工程施工進(jìn)行管理，確保施工質(zhì)量。近些年智慧工地建設(shè)大受追捧，但很多建筑工程企業(yè)并不知怎么將BIM 與物聯(lián)網(wǎng)在智慧工地建設(shè)中真正優(yōu)勢(shì)發(fā)揮出來，很大程度上限制了智慧工地的營造。

1 智慧工地的基本概述

智慧工地主要指一種工程施工管理體系，指在工程施工過程中運(yùn)用BIM 模型、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、VR 技術(shù)、定位技術(shù)等手段對(duì)工程進(jìn)行管理，準(zhǔn)確預(yù)測工程施工中出現(xiàn)的問題，并及時(shí)制定解決方案，促進(jìn)施工高質(zhì)量推進(jìn)的管理體系。從智慧工地概念不難分析，智慧工地可以優(yōu)化工程施工流程、確保工程施工安全、提升施工質(zhì)量、加快施工進(jìn)程、實(shí)現(xiàn)綠色建造等［1］。所以，將智慧工地模式引入建筑工程施工之中，對(duì)于提升施工單位或企業(yè)的工作效率與質(zhì)量意義深遠(yuǎn)。

2 BIM 技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)分析

2.1 BIM 技術(shù)優(yōu)勢(shì)

BIM 技術(shù)作為智慧工地建設(shè)中重要一環(huán)，對(duì)智慧工地建設(shè)質(zhì)量影響較大。另外，BIM 技術(shù)之所以會(huì)在建筑工程領(lǐng)域廣泛應(yīng)用與其自身具備強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)分不開。首先，利用BIM 技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)更為真實(shí)的虛擬化建設(shè)模擬。利用BIM 技術(shù)相關(guān)技術(shù)人員可以根據(jù)建筑物具體形態(tài)與建筑所需材料，更為真實(shí)化的模擬現(xiàn)實(shí)建設(shè)耗材情況與資金情況，為之后工程的建設(shè)流程優(yōu)化與成本控制提供可靠參考。其次，BIM 技術(shù)三維可視化功能為優(yōu)化設(shè)計(jì)提供幫助。相關(guān)技術(shù)人員可以利用BIM 技術(shù)三維可視化功能，模擬建筑物設(shè)計(jì)的具體情況，為建筑設(shè)計(jì)優(yōu)化提供一定幫助。BIM 技術(shù)還可以通過碰撞檢測，優(yōu)化管道線路設(shè)計(jì)，提升建筑物設(shè)計(jì)科學(xué)性。再次，BIM 技術(shù)利用4D 進(jìn)行施工模擬為后期真實(shí)施工提供幫助。相關(guān)技術(shù)人員可以利用BIM技術(shù)4D 功能對(duì)建筑工程施工進(jìn)行模擬，在模擬中發(fā)現(xiàn)施工中可能出現(xiàn)的問題，并根據(jù)問題制定相應(yīng)解決措施，為之后實(shí)地施工提供參考。

2.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)優(yōu)勢(shì)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以其自身優(yōu)勢(shì)，在智慧工地建設(shè)中的運(yùn)用也是舉足輕重的。首先，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的智能化收集，方便后期相關(guān)人員對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析；物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以進(jìn)一步劃分權(quán)責(zé)，提升工程施工效率；物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以對(duì)每一項(xiàng)工作具體流程進(jìn)行追蹤，一旦出現(xiàn)問題時(shí)也能第一時(shí)間通過物聯(lián)網(wǎng)找到問題所在，并追究到個(gè)人，提升人員工作質(zhì)量與工作效率，為工程質(zhì)量提升打下良好基礎(chǔ)；通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)加強(qiáng)施工溝通，提升施工監(jiān)督與施工指導(dǎo)質(zhì)量；通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，參與到建筑工程的各個(gè)部門可以通過物聯(lián)網(wǎng)，第一時(shí)間掌握工程施工具體情況，并根據(jù)自身情況，對(duì)工程建設(shè)提出相應(yīng)的建議，確保工程施工可以盡可能滿足多方需求。

3 BIM 與物聯(lián)網(wǎng)在智慧工地建設(shè)中的聯(lián)合應(yīng)用探討

3.1 智慧工地建設(shè)的工程概況

該工程為成都市某信息中心工程，項(xiàng)目建設(shè)總面積為13000.45m2，其中地下建筑面積為4500.01m2，其中地上4 層，地下1 層。項(xiàng)目從設(shè)計(jì)之初到完工，全程采用BIM 與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，真正實(shí)現(xiàn)了智慧工地的建設(shè)。

3.2 BIM 與物聯(lián)網(wǎng)的聯(lián)合應(yīng)用

3.2.1 物聯(lián)網(wǎng)與BIM 技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（1）注重物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相關(guān)工地系統(tǒng)設(shè)計(jì)科學(xué)性。相關(guān)人員可以根據(jù)工地施工情況與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)合理設(shè)計(jì)管理系統(tǒng)。根據(jù)上述工程具體情況，設(shè)計(jì)的物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)系統(tǒng)包括：遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)、工程項(xiàng)目管理系統(tǒng)、工作人員實(shí)名制管理系統(tǒng)、工程安全監(jiān)控系統(tǒng)四個(gè)物聯(lián)網(wǎng)工地管理系統(tǒng)。其中遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)主要是監(jiān)控系統(tǒng)，可以快速收集來自施工各方匯報(bào)回來的信息，并對(duì)施工全程進(jìn)行視頻監(jiān)控，可以在安全風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生之前對(duì)工程出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行控制，確保工程安全推進(jìn)。工程項(xiàng)目管理系統(tǒng)，則是指通過物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的資源調(diào)配，根據(jù)工程施工具體情況，統(tǒng)一進(jìn)行采購，提升施工速度同時(shí)，避免庫存過多。工作人員實(shí)名制管理系統(tǒng)是對(duì)工程相關(guān)人員管理的系統(tǒng)，通過設(shè)定的考勤系統(tǒng)、門禁管理等，確保進(jìn)入工地人員的素質(zhì)，為工程建設(shè)提供人員保障［1］。工程安全監(jiān)控系統(tǒng)主要利用塔機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)建完善的，該系統(tǒng)通過傳感器、通信設(shè)備、GPS 設(shè)備等，對(duì)塔機(jī)運(yùn)行、違章等情況進(jìn)行記錄、分析等，確保塔機(jī)可以正常運(yùn)行，避免超吊、盲吊現(xiàn)象出現(xiàn)，確保整個(gè)施工在相對(duì)安全的環(huán)境中進(jìn)行。

（2）注重BIM 技術(shù)相關(guān)系統(tǒng)構(gòu)建的科學(xué)性。在構(gòu)建BIM技術(shù)相關(guān)系統(tǒng)時(shí)相關(guān)技術(shù)人員可以參考之前設(shè)計(jì)情況，并結(jié)合工程概括適當(dāng)設(shè)計(jì)。依照述工程應(yīng)用情況，設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)了四個(gè)組成部分。這四個(gè)部分分別為工程施工模擬設(shè)計(jì)、工程施工質(zhì)量控制設(shè)計(jì)、建筑工程施工進(jìn)度控制設(shè)計(jì)、工程施工安全控制設(shè)計(jì)。其中工程施工模擬設(shè)計(jì)指利用BIM 技術(shù)優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)技術(shù)交底工作，各項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人通過BIM 將交底技術(shù)進(jìn)行仿真模擬。工程施工質(zhì)量控制設(shè)計(jì)與工程監(jiān)督控制設(shè)計(jì)，是指通過BIM 技術(shù)模擬優(yōu)勢(shì)，模擬出工程建設(shè)所需勞動(dòng)力及施工時(shí)長，并根據(jù)相應(yīng)合同等適當(dāng)調(diào)整施工進(jìn)度，全程確保施工質(zhì)量。工程施工安全控制設(shè)計(jì)則指利用BIM 技術(shù)優(yōu)勢(shì)，模擬建筑設(shè)計(jì)多項(xiàng)參數(shù)施工具體情況，比對(duì)參數(shù)盡可能提升建筑質(zhì)量［2］。

3.2.2 物聯(lián)網(wǎng)與BIM 技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用具體情況

（1）特殊施工位置設(shè)施管理工作。在建筑施工中很多施工部位比較特殊，往往會(huì)被隱蔽在施工表面之下，對(duì)施工質(zhì)量的影響是無形的同樣也是致命的，所以及時(shí)做好特殊施工位置施工設(shè)施管理工作很重要。在上述工程施工中，相關(guān)技術(shù)人員借助BIM 技術(shù)對(duì)工程中雨水管道、下水管道、電路線等隱蔽工程進(jìn)行管理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)管道鋪設(shè)中各個(gè)構(gòu)件之間距離過遠(yuǎn)問題，并及時(shí)進(jìn)行修正。在整個(gè)特殊施工位置設(shè)施管理中，將BIM 模型中出現(xiàn)各管道之間的距離與管道尺寸做了詳細(xì)記錄，并將更換位置及時(shí)做好標(biāo)記與記錄。待所有參數(shù)監(jiān)測完畢之后，相關(guān)技術(shù)人員將BIM 中記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行共享，方便參與進(jìn)來單位第一時(shí)間進(jìn)行探討，確保下一步工程施工可以更為貼合需求，提升工程質(zhì)量。

（2）設(shè)備維修、運(yùn)行管理中應(yīng)用。設(shè)備是支撐工程繼續(xù)施工的重要條件，設(shè)備的完好是施工的基本條件，通過物聯(lián)網(wǎng)與BIM 技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)對(duì)施工設(shè)備的動(dòng)態(tài)監(jiān)控，確保其正常運(yùn)行，為工程施工的有序推進(jìn)提供保障。相關(guān)技術(shù)人員可以先在BIM 模型中輸入相關(guān)設(shè)備具體參數(shù)與屬性，之后通過維修記錄等數(shù)據(jù)，比對(duì)之前BIM 模型中數(shù)據(jù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行中出現(xiàn)的不足，方便維修人員及時(shí)對(duì)設(shè)備進(jìn)行維修處理，確保設(shè)備的正常運(yùn)行，避免事故發(fā)生。且，通過BIM 模型可以隨時(shí)查看設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行出現(xiàn)的不足，之后與技術(shù)人員第一時(shí)間進(jìn)行溝通，及時(shí)解決設(shè)備問題，確保設(shè)備正常運(yùn)行。另外，通過BIM 模型觀測也為設(shè)備維修與養(yǎng)護(hù)提供依據(jù)。相關(guān)技術(shù)人員可以參考BIM 模型中相關(guān)設(shè)備相關(guān)參數(shù)變化情況，對(duì)其結(jié)構(gòu)、組織、位置出現(xiàn)的問題第一時(shí)間作出判斷，并及時(shí)做好維修工作，增強(qiáng)設(shè)備管理水平，促進(jìn)智慧工地建設(shè)。

（3）安全、應(yīng)急管理中物聯(lián)網(wǎng)與BIM 聯(lián)合應(yīng)用。通過BIM與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的聯(lián)合，可以對(duì)建筑工程施工情況進(jìn)行全面監(jiān)測，一旦出現(xiàn)臨時(shí)問題可以第一時(shí)間進(jìn)行預(yù)警處理，增強(qiáng)應(yīng)急能力，確保工程施工安全，提升工程質(zhì)量。與傳統(tǒng)的建筑施工相比，一旦遇到突發(fā)狀況，參與到工程之中的相關(guān)企業(yè)與單位不得不尋找到設(shè)計(jì)圖紙，之后比對(duì)圖紙尋找錯(cuò)誤點(diǎn)，待比對(duì)結(jié)束之后再進(jìn)行處理，這樣的方式往往比較慢。利用物聯(lián)網(wǎng)與BIM 聯(lián)合應(yīng)用無需尋找圖紙，直接進(jìn)行比對(duì)便可快速得出結(jié)果，相關(guān)人員還可以通過二維碼等形式，快速實(shí)現(xiàn)定位查詢處理，提升工程施工質(zhì)量。

4 總結(jié)

綜上所述，BIM 與物聯(lián)網(wǎng)在智慧工地建設(shè)中的聯(lián)合應(yīng)用比較廣泛，在應(yīng)用中相關(guān)人員可以從工程實(shí)際情況出發(fā)，適當(dāng)結(jié)合BIM 技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相關(guān)特點(diǎn)，科學(xué)構(gòu)建智慧工地，進(jìn)一步提升工程質(zhì)量，促進(jìn)社會(huì)進(jìn)步與發(fā)展。