大數(shù)據(jù)智能化平臺(tái)在建筑施工管理中的應(yīng)用

李 少 旭

(石家莊職業(yè)技術(shù)學(xué)院 建筑工程系，河北 石家莊 050081)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)建筑業(yè)正在向高端化、智能化、綠色化轉(zhuǎn)型升級(jí)，以網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、工業(yè)化為基礎(chǔ)的智能化建筑應(yīng)時(shí)而生.從現(xiàn)階段的科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平來看，工程施工管理智能化技術(shù)具有廣泛的發(fā)展前景，且對(duì)于提高工程施工管理品質(zhì)具有重大意義[1].但我國(guó)的建筑智能化施工管理系統(tǒng)的功能并不全面，系統(tǒng)智能化運(yùn)轉(zhuǎn)效率也不高，導(dǎo)致建筑工程施工延期問題頻繁出現(xiàn)[2].在建筑工程施工時(shí)，由于參與主體多元化，涉及到的信息類型也多種多樣，一旦信息傳遞受阻，使得各方信息獲取量不對(duì)等，就會(huì)造成誤工、返工，使工程效率低下，影響建筑項(xiàng)目的施工進(jìn)度.如果能實(shí)現(xiàn)信息的隨時(shí)互通，則可在一定程度上減少此類問題的發(fā)生.可見，建立信息資源共享的大數(shù)據(jù)智能化平臺(tái)對(duì)于建筑施工管理工作非常重要.本文嘗試建立了大數(shù)據(jù)智能化平臺(tái)，并將其應(yīng)用于皓順壹號(hào)院項(xiàng)目的建筑施工管理工作中，取得了較好的效果.

1 大數(shù)據(jù)智能化平臺(tái)構(gòu)建

皓順壹號(hào)院項(xiàng)目位于河北省邢臺(tái)市開發(fā)區(qū)，總建筑面積約42 000 m2，地下建筑面積約22 000 m2，地上建筑面積約20 000 m2，涉及到建筑、結(jié)構(gòu)、暖通、給排水、電氣等多方面，各專業(yè)人員在布置路徑及標(biāo)高時(shí)，往往難以綜合考慮其他專業(yè)所需，給項(xiàng)目施工和綜合管理造成了一些難以解決的問題.

石家莊職業(yè)技術(shù)學(xué)院與皓順壹號(hào)院項(xiàng)目的參建方河北拓?fù)浣ㄖO(shè)計(jì)有限公司為長(zhǎng)期校企合作單位，雙方在此項(xiàng)目上進(jìn)行了合作.在合作中，以品茗官方服務(wù)平臺(tái)(BIMVIP)為載體，將工程項(xiàng)目與智能技術(shù)相結(jié)合[3]，構(gòu)建了大數(shù)據(jù)智能化平臺(tái).在平臺(tái)中，綜合了各專業(yè)模型的數(shù)據(jù)，將所有二維信息轉(zhuǎn)化為三維信息，并針對(duì)項(xiàng)目施工特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了項(xiàng)目預(yù)施工、項(xiàng)目施工、項(xiàng)目造價(jià)3個(gè)模塊.

在項(xiàng)目預(yù)施工模塊，各專業(yè)的交叉問題一目了然.在項(xiàng)目未施工時(shí)，將項(xiàng)目施工各專業(yè)問題提前告知設(shè)計(jì)方與施工方，通過溝通，在平臺(tái)中共同調(diào)整某一專業(yè)的圖紙，使成本更低，施工更便利.在項(xiàng)目施工模塊，能直觀地對(duì)比施工計(jì)劃與實(shí)際工作的進(jìn)展情況，方便施工方、監(jiān)理方、業(yè)主等了解工程項(xiàng)目的進(jìn)展.同時(shí)，各方意見及變更均保存在平臺(tái)中，形成電子檔案，使工程管理工作更加有據(jù)可依.在項(xiàng)目造價(jià)模塊，將清單與模型關(guān)聯(lián)，進(jìn)行資金曲線進(jìn)度模擬，實(shí)時(shí)展示項(xiàng)目資金信息.各方均可查看清單工程量信息，并導(dǎo)出清單量報(bào)表.

在建筑施工管理中，管理人員是建筑智能化工程管理的主體, 也是提升建筑工程管理水平的主體[4].在大數(shù)據(jù)智能化平臺(tái)中，設(shè)立了云項(xiàng)目部、數(shù)據(jù)中心負(fù)責(zé)人、項(xiàng)目施工管理者，讓企業(yè)各方參建人員共同為項(xiàng)目負(fù)責(zé).

數(shù)據(jù)中心負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)各方，管控建筑生命周期全過程，確定階段性目標(biāo)并對(duì)項(xiàng)目進(jìn)度、技術(shù)、質(zhì)量、成果等進(jìn)行管理.數(shù)據(jù)中心負(fù)責(zé)人下設(shè)施工階段負(fù)責(zé)人、設(shè)計(jì)階段負(fù)責(zé)人，施工階段負(fù)責(zé)人利用數(shù)據(jù)模型指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工，并對(duì)施工階段的質(zhì)量、成本、進(jìn)度、安全等進(jìn)行綜合管理；設(shè)計(jì)階段負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)審核模型，對(duì)接數(shù)據(jù)變更及進(jìn)行模型優(yōu)化，并于開工前進(jìn)行數(shù)據(jù)模型技術(shù)交底.項(xiàng)目施工管理者在大數(shù)據(jù)智能化平臺(tái)可實(shí)時(shí)查看施工日志、動(dòng)態(tài)問題，并與建設(shè)單位、施工單位、監(jiān)理單位、設(shè)計(jì)單位溝通，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行全方位管控.在項(xiàng)目施工時(shí)，施工管理者可將技術(shù)交底部分通過平臺(tái)進(jìn)行可視化三維展示和安全技術(shù)交底，并形成二維碼.工人通過掃描二維碼，可打開一個(gè)圖文并茂的文檔，看到交底范圍、工藝流程、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等內(nèi)容.這樣不僅能減少施工中的安全質(zhì)量問題，而且能增強(qiáng)施工人員的安全技術(shù)素養(yǎng).

2 大數(shù)據(jù)智能化平臺(tái)應(yīng)用

在皓順壹號(hào)院項(xiàng)目中，大數(shù)據(jù)智能化平臺(tái)主要應(yīng)用于4個(gè)方面.

2.1 生成建筑信息化模型

依據(jù)《民用建筑設(shè)計(jì)通則》《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》《住宅建筑規(guī)范》《住宅建筑模數(shù)協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)》等，創(chuàng)建柱、帽、墻、墻裙、板、柱、門、防火卷簾、車位及坡道等的建筑模型，并設(shè)置與其他專業(yè)易交叉的數(shù)據(jù)，如，地面的混凝土墊層鋪設(shè)在均勻密實(shí)的基土上；衛(wèi)生間、廚房等設(shè)有給排水設(shè)施的房間地面均低于同層樓地面20 mm，向地漏或排水溝方向做0.5%的找坡等.依據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》等創(chuàng)建剪力墻、框架柱、梁、樓板、空調(diào)板、樓梯等的結(jié)構(gòu)模型.水、暖、電專業(yè)依據(jù)《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》等，創(chuàng)建給水管、熱給水管、排水管(有壓和無(wú)壓)、消防管、采暖管(供水和回水)、空調(diào)冷凝管、雨水管、廢水管、橋架等的模型.與其他專業(yè)易交叉數(shù)據(jù)，如照明回路在各層頂板現(xiàn)澆層或墻內(nèi)暗敷，低位插座回路在各層地板現(xiàn)澆層或墻內(nèi)暗敷，安裝高度在1.5 m以上的高位插座回路在各層頂板現(xiàn)澆層或墻內(nèi)暗敷，地下室、水箱間、管井、公共走廊、樓梯間等非采暖房間明露的消防、給水管道均采取30 mm的橡塑保溫措施等.各方信息化模型創(chuàng)建完成后，在智能化平臺(tái)中合成綜合模型，見圖1.

圖1 合成后的建筑、結(jié)構(gòu)、水、暖、電綜合模型

2.2 協(xié)調(diào)項(xiàng)目預(yù)施工

運(yùn)用各方模型數(shù)據(jù)在智能化平臺(tái)中進(jìn)行預(yù)施工，通過虛擬仿真直觀反映施工各方存在的問題，這樣數(shù)據(jù)中心負(fù)責(zé)人就能及時(shí)與設(shè)計(jì)單位、施工單位協(xié)商，確定調(diào)整方案，如，電氣管線應(yīng)避熱、避水，在熱水管線、蒸汽管線上方及水管的垂直下方不宜布置電氣線路；較難處理的問題應(yīng)設(shè)置優(yōu)先避讓級(jí)，將有壓管、無(wú)壓管、低壓管、高壓管、常溫管、低溫管、可彎管線、不可彎管線、分支管線、主干管線分門別類，并根據(jù)優(yōu)先級(jí)調(diào)整，得出預(yù)施工模型，見圖2.

圖2 各系統(tǒng)管道分類并調(diào)整后的預(yù)施工模型

通過大數(shù)據(jù)預(yù)施工模型可解決架空地面系統(tǒng)空腔敷設(shè)管線和地腳螺絲調(diào)平的問題；完成快裝地板的拼接，使集成采暖系統(tǒng)布管靈活；通過空間分割，給輕質(zhì)隔墻系統(tǒng)的布置提供可視化依據(jù)；檢驗(yàn)快裝墻面系統(tǒng)的拼裝和集成吊頂系統(tǒng)的調(diào)平搭接質(zhì)量，并預(yù)覽飾面效果；解決排水系統(tǒng)膠圈承插的裝配問題；檢驗(yàn)集成門窗、集成衛(wèi)浴、集成廚房等的布置位置及面積的合理性，保證有效的建筑使用面積.大數(shù)據(jù)智能化平臺(tái)為施工管理提供了可視化的條件.

由此可見，各專業(yè)通過預(yù)施工，可在工程施工前對(duì)交叉問題提出解決對(duì)策.借助模型，施工人員能更直觀地對(duì)照二維圖紙準(zhǔn)確施工，減少因設(shè)計(jì)、施工溝通不暢導(dǎo)致的返工現(xiàn)象[5].

2.3 云管理項(xiàng)目施工進(jìn)度

建筑工程施工過程越來越復(fù)雜，管理工作也越來越多，而且施工的周期較長(zhǎng)，可能會(huì)遇到各種不可測(cè)的因素，從而影響施工的進(jìn)度和質(zhì)量，導(dǎo)致管理工作效率較低.而采用智能化技術(shù)，實(shí)施智能化的管理，就能更好地應(yīng)對(duì)施工中出現(xiàn)的各種問題[6].常規(guī)的工程項(xiàng)目進(jìn)度管理無(wú)法直觀展示，難以進(jìn)行實(shí)際工作與計(jì)劃工作的校核，通過大數(shù)據(jù)智能化平臺(tái)可以直觀地對(duì)比實(shí)際工作與計(jì)劃工作，有效地解決了工程項(xiàng)目進(jìn)度控制的難點(diǎn)問題.

在大數(shù)據(jù)智能化平臺(tái)中，根據(jù)進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行流水段劃分，建立流水段關(guān)聯(lián)模型；輸入進(jìn)度計(jì)劃文件，將進(jìn)度計(jì)劃關(guān)聯(lián)相應(yīng)流水段，即可進(jìn)行施工進(jìn)度模擬，模型見圖3.在施工模擬模塊的進(jìn)度計(jì)劃中輸入實(shí)際開始時(shí)間、實(shí)際完成時(shí)間，可通過在窗口中顯示的不同顏色進(jìn)行進(jìn)度校核對(duì)比，找到實(shí)際工作和計(jì)劃工作的差距.當(dāng)實(shí)際工作和計(jì)劃工作不符時(shí)，可以對(duì)計(jì)劃總工期、里程碑等目標(biāo)時(shí)間進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警，各方可隨時(shí)登錄手機(jī)客戶端查看相關(guān)問題并提出解決方案；相應(yīng)的一系列材料均形成電子檔案，方便管理和后期追溯.

圖3 項(xiàng)目施工進(jìn)度模擬模型

2.4 項(xiàng)目造價(jià)多算對(duì)比

將建筑信息模型導(dǎo)入大數(shù)據(jù)智能化平臺(tái)中，可實(shí)現(xiàn)清單區(qū)配(將清單與模型時(shí)時(shí)關(guān)聯(lián))；清單區(qū)配后，可進(jìn)行物資統(tǒng)計(jì)，實(shí)現(xiàn)多維度物資查詢.平臺(tái)會(huì)將項(xiàng)目資金及相關(guān)資源信息按人、材等進(jìn)行分類，進(jìn)行進(jìn)度模擬，實(shí)時(shí)展示項(xiàng)目管理信息.在清單與模型關(guān)聯(lián)的基礎(chǔ)上，智能設(shè)置進(jìn)度計(jì)劃時(shí)間，在展示窗口展示項(xiàng)目資金曲線、資源曲線等.各參建方選擇任意流水段，可查看清單和工程量信息，導(dǎo)出工程量、清單量.針對(duì)不同專業(yè)，可分類進(jìn)行物資統(tǒng)計(jì)并導(dǎo)出物資量.通過平臺(tái)處理材料明細(xì)表的變更情況，分析實(shí)際施工的消耗量、分項(xiàng)單價(jià)、分項(xiàng)合價(jià)等數(shù)據(jù)，進(jìn)行多算對(duì)比，有利于相關(guān)單位了解項(xiàng)目造價(jià)有無(wú)超標(biāo)，并對(duì)項(xiàng)目成本進(jìn)行有效管控.

3 結(jié)語(yǔ)

通過大數(shù)據(jù)智能化平臺(tái)在生成建筑信息化模型、項(xiàng)目預(yù)施工、項(xiàng)目施工、項(xiàng)目造價(jià)核算中的應(yīng)用，使項(xiàng)目施工管理實(shí)現(xiàn)了可視化，增強(qiáng)了可操作性，有利于實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)建筑業(yè)向高端化、智能化、綠色化轉(zhuǎn)型升級(jí)，也為建筑施工管理中大數(shù)據(jù)智能化平臺(tái)的推廣提供經(jīng)驗(yàn).在皓順壹號(hào)院項(xiàng)目中，通過應(yīng)用大數(shù)據(jù)智能化平臺(tái)，避免了給排水管道、通風(fēng)管道、噴淋設(shè)備等碰撞問題造成的返工工期約22 d，節(jié)約鍍鋅鋼管15 t，節(jié)省混凝土700 m3，受到了各方的一致好評(píng).