基于BIM技術(shù)的智慧工地建設(shè)中的應(yīng)用研究

古毅勤 天津新天正信息技術(shù)有限責(zé)任公司

目前，建筑信息模型、人工智能、無線傳感、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)已融入和運(yùn)用到建筑施工管理中，為建筑業(yè)的轉(zhuǎn)型升級提供技術(shù)支持我國大數(shù)據(jù)智能建造已由集成技術(shù)縱深發(fā)展轉(zhuǎn)向新一代智能建造，智能制造業(yè)的發(fā)展是促進(jìn)國家或地區(qū)制造業(yè)進(jìn)步的內(nèi)在要求，同時，這些原則可以指導(dǎo)我國建筑業(yè)從傳統(tǒng)建筑向智能建筑的轉(zhuǎn)型升級，最終形成大數(shù)據(jù)智能建筑的新范式。智慧建造作為信息技術(shù)、數(shù)字技術(shù)和建筑工地深度整合的產(chǎn)物，智能建筑對于通過技術(shù)創(chuàng)新促進(jìn)傳統(tǒng)建筑方法的升級，改善項(xiàng)目管理和生產(chǎn)效率，促進(jìn)建筑業(yè)發(fā)展具有重要意義。

一、工程概況

工程總建筑面積為12 萬m2，地下結(jié)構(gòu)部分為4.6 萬m2，體量及施工難度較大。項(xiàng)目地點(diǎn)位于南通新區(qū)中央創(chuàng)新區(qū)，臨近紫瑯湖公園，環(huán)境污染控制極其嚴(yán)格，工程設(shè)計的專業(yè)門類眾多，包括土建、通風(fēng)、裝飾、安裝、消防、鋼結(jié)構(gòu)、人防、智能化、幕墻、室外配套等多個專業(yè)工程，交叉作業(yè)多，場地狹小，施工組織復(fù)雜。項(xiàng)目擬申報標(biāo)化工地，對工地現(xiàn)場的施工管理有較高要求。為應(yīng)對復(fù)雜的工程建設(shè)問題，提高工地現(xiàn)場智慧化管理水平，項(xiàng)目將信息管理平臺、智能技術(shù)、BIM 技術(shù)、智能設(shè)備應(yīng)用到建筑施工現(xiàn)場，提升工程管理效率，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建“工程項(xiàng)目部、企業(yè)總公司、政府主管部門”三級聯(lián)動信息共享的智慧管理模式，從而提高三級聯(lián)動的精細(xì)化管理、實(shí)時化協(xié)作、高效化監(jiān)管，實(shí)現(xiàn)建筑工地實(shí)時、安全、現(xiàn)代化的管理目標(biāo)。

二、智慧工地系統(tǒng)在項(xiàng)目建設(shè)管理中的應(yīng)用

（一）施工初期工程量快速統(tǒng)計

本項(xiàng)目施工場地比較寬裕，工期較緊，施工難度大，施工前對現(xiàn)場機(jī)械等施工資源進(jìn)行合理的布置比較重要。利用基于BIM技術(shù)的智慧工地系統(tǒng)進(jìn)行立體施工規(guī)劃，輕松、準(zhǔn)確的進(jìn)行施工布置策劃，解決二維施工場地布置中難以避免的問題。本工程體量大，單體多，工期非常緊，要想在有限時間內(nèi)保質(zhì)保量完成施工任務(wù)，必須從施工全過程角度出發(fā)考慮施工場地布置方案，根據(jù)施工進(jìn)度推進(jìn)，針對不同施工階段進(jìn)行場地布置，減少二次搬運(yùn)，保障工程進(jìn)度。首先，建立具有場地布局的BIM 模型，并對該模型進(jìn)行構(gòu)造仿真，以找出沖突的關(guān)鍵位置。根據(jù)進(jìn)度，演示場地內(nèi)的永久、臨時建筑、材料堆場、施工機(jī)械運(yùn)行等過程中的沖突，選出布置找出解決的最佳方案，出具施工場地平面布置圖。合理進(jìn)行施工平面布置和施工交通組織，避免現(xiàn)場混亂。

（二）智能環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)

智能環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)可同時監(jiān)測濕度、PM10、風(fēng)速、溫度、風(fēng)向、噪聲、PM2.5七項(xiàng)指標(biāo)，系統(tǒng)全天候全自動24 小時365天持續(xù)不間斷工作。具有故障提示報警功能，配備LED 顯示屏，實(shí)時顯示現(xiàn)場數(shù)據(jù)，一目了然。系統(tǒng)收集現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)后可實(shí)時無線傳輸至云平臺，當(dāng)超過額定標(biāo)準(zhǔn)值時，系統(tǒng)會實(shí)時預(yù)警?？膳c噴霧系統(tǒng)聯(lián)動，當(dāng)超過額定標(biāo)準(zhǔn)值時，噴霧系統(tǒng)自動啟動。多客戶端（PC、微信、APP）遠(yuǎn)程控制，可自行設(shè)置LED 屏幕顯示內(nèi)容，設(shè)置聯(lián)動參數(shù)。

（三）遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控“智慧應(yīng)用”

遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控“智慧應(yīng)用”是運(yùn)用智能視頻安全監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對施工現(xiàn)場異地監(jiān)控、遠(yuǎn)程控制。該系統(tǒng)可查看工地實(shí)時、歷史視頻。在建筑工地塔吊、配電室、通道、辦公區(qū)、生活區(qū)、出入口、材料堆場、圍墻等配置高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)，可以直觀的了解建筑工地現(xiàn)場各區(qū)域的詳細(xì)狀況，可以提前發(fā)現(xiàn)安全隱患并及時處理，從而最大限度的確保工人的安全，避免發(fā)生生產(chǎn)安全事故。系統(tǒng)可將視頻數(shù)據(jù)上傳到云平臺，可供政府主管部門隨時訪問查看現(xiàn)場實(shí)時狀況。

（四）智能設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)

（1）塔吊監(jiān)測系統(tǒng)對塔吊司機(jī)的操作行為進(jìn)行實(shí)時記錄，能夠完成對塔機(jī)重量、力矩、幅度、高度、回轉(zhuǎn)角度、風(fēng)速、異常、傾角等數(shù)據(jù)的監(jiān)測、記錄、報警、存儲。司機(jī)通過人臉識別方式專屬身份識別，識別通過后方可啟動塔吊。系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對塔機(jī)運(yùn)行狀態(tài)異地監(jiān)控、遠(yuǎn)程控制，通過GPRS 進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸，并與BIM 模型數(shù)據(jù)作對比，若運(yùn)行時發(fā)生異常情況，異常數(shù)據(jù)將及時發(fā)送到云平臺。塔機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)力矩或重量傳感器一旦被短接或出現(xiàn)故障，系統(tǒng)將進(jìn)行記錄，且發(fā)出報警信號。系統(tǒng)在當(dāng)群塔作業(yè)時，能夠提供防碰撞檢測功能。

（2）施工電梯運(yùn)行監(jiān)測系統(tǒng)集成了超重報警、超人數(shù)報警、超速報警（防墜）、高度限位報警、門鎖開關(guān)異常報警、傾斜報警、黑匣子數(shù)據(jù)記錄、遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能，真正實(shí)現(xiàn)了升降機(jī)的全方位安全監(jiān)管。采取司機(jī)身份識別系統(tǒng)，司機(jī)通過人臉識別方式專屬身份識別，識別通過后方可啟動電梯。系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對電梯運(yùn)行狀態(tài)異地監(jiān)控、遠(yuǎn)程控制，若運(yùn)行時發(fā)生異常情況，異常數(shù)據(jù)將及時發(fā)送到云平臺。

（五）危大工程管理“智慧應(yīng)用”

在施工現(xiàn)場部分危險區(qū)域如高層臨邊、預(yù)留洞口、電梯井等區(qū)域設(shè)置管制報警器，當(dāng)現(xiàn)場人員靠近時報警器自動開啟燈光并發(fā)出報警聲音，提醒現(xiàn)場人員，報警信息通過內(nèi)置的無線網(wǎng)絡(luò)及時上傳至云平臺，提醒管理人員及時處理，大大降低此類安全事故的發(fā)生風(fēng)險。

三、結(jié)束語

隨著智慧工地系統(tǒng)在項(xiàng)目建設(shè)管理中應(yīng)用的逐漸廣泛，伴隨BIM 技術(shù)、智能系統(tǒng)的不斷發(fā)展，未來智慧工地系統(tǒng)的技術(shù)將更加先進(jìn)、功能更實(shí)用、管理更智能。通過智慧工地云平臺的應(yīng)用，項(xiàng)目安全管理、質(zhì)量管理、進(jìn)度管理的相關(guān)信息化數(shù)據(jù)可準(zhǔn)確全面的展示施工現(xiàn)場的管理效率，經(jīng)大數(shù)據(jù)綜合分析，生成環(huán)境、質(zhì)量、進(jìn)度、安全等管理指數(shù)，實(shí)現(xiàn)工程管理的科學(xué)性和可靠性。