基于 BIM的項目數(shù)字化管理在天府機場 GTC的應(yīng)用實踐

盧喜成 呂皓 李曉亮 吳東陽

【摘要】依托成都天府國際機場項目 GTC項目，借助 BIM技術(shù)和智慧建造等信息化技術(shù)，打造數(shù)字賦能全生命周期管控的智慧建造管理平臺系統(tǒng)，對項目的進度、質(zhì)量、安全等各方面高效精細管理。

【關(guān)鍵詞】數(shù)字化; BIM技術(shù);項目管理;智慧建造

【中圖分類號】 TU741.3【文獻標志碼】 A

當前，我國正加快部署推進新基建，培育壯大數(shù)字經(jīng)濟新動能，伴隨數(shù)字技術(shù)蓬勃發(fā)展及國家產(chǎn)業(yè)政策的引導(dǎo)，在國內(nèi)建筑業(yè)迎來戰(zhàn)略發(fā)展機遇期，信息技術(shù)和數(shù)字化浪潮的沖擊引起了社會生產(chǎn)各方面的變化，并也將滲透在建筑項目管理的各個環(huán)節(jié)。另一方面，隨著工程建設(shè)體量和復(fù)雜程度的不斷變化，施工項目管理的廣度、深度、精度要求也日益提高。傳統(tǒng)工程項目管理模式也越來越難以適應(yīng)現(xiàn)代工程項目的精益管理要求。

1工程概況

成都天府國際機場是國家"十三五"規(guī)劃中要建設(shè)的我國最大的民用運輸樞紐機場項目，其多種交通方式集約的設(shè)置在綜合交通換乘中心（GTC）內(nèi)。該標段包括多項單體（單位）工程，主要有換乘中心 GTC南區(qū)、GTC北區(qū)、T1停車樓、 T2停車樓，新建鐵路成都至自貢線天府機場段天府機場站土建預(yù)留工程（簡稱大鐵）、地鐵18、13號線天府機場段及穿場隧道（簡稱地鐵及隧道）、綜合管廊、行李管廊、航站區(qū) APM區(qū)間段、PRT智能小車橋梁等近10個子項工程，總建筑面積50萬m。

2項目管理重點與難點分析

（1）項目占地面積大，工程規(guī)模大、單體多，項目管理幅度大，要保持科學、高效的施工組織，對項目管理模式、管理工具、溝通渠道等提出了新的挑戰(zhàn)。

（2）項目為四川省重點工程，建設(shè)工期緊，如何確保工程工期至關(guān)重要，項目施工工期管理難度大。

（3）項目建設(shè)標準高，質(zhì)量目標為"魯班獎（國家優(yōu)質(zhì)工程）"，技術(shù)復(fù)雜采用新技術(shù)、新工藝多。

（4）安全管理點多面廣，大型機械設(shè)備多，危大分項工程多，如何做好危險源控制、綠色安全文明施工及安防保衛(wèi)是安全管理的重難點。

（5）涉及專業(yè)分包多，勞動力用量大，工種多，如何合理調(diào)配勞動力，規(guī)范專業(yè)分包及勞動力管理，是項目管理的又一重點。

3基于BlM的項目數(shù)字化管理的構(gòu)建

結(jié)合本工程項目的管理難點、特點，通過 BIM技術(shù)、云技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動技術(shù)、人工智能等信息技術(shù)與智能設(shè)備相結(jié)合，開發(fā)并應(yīng)用基于 BIM的數(shù)字化智慧建造管理平臺，可通過手機端、WEB端、PC端實現(xiàn)對工程質(zhì)量、安全、進度、BIM、人、機、料等集成管理，進而使施工項目管理高效化、精細化、智能化。

為推進基于 BIM的項目數(shù)字化管理落地應(yīng)用，工程開工伊始項目便搭建了專業(yè) BIM團隊，為實現(xiàn)數(shù)字化、可視化作為基礎(chǔ)支撐;與科研單位協(xié)作，結(jié)合本工程特點開發(fā)了基于 BIM的數(shù)字化智慧建造管理平臺，提升項目管理。積極引入并采用基于 BIM的創(chuàng)新設(shè)備及技術(shù)，保障本工程實現(xiàn)高水平的數(shù)字化施工和智能建造。同時明確項目各部門、各管理崗位數(shù)字化管理的職責分工，強化管理層全員的相關(guān)技術(shù)培訓。

4基于BlM的項目數(shù)字化管理應(yīng)用

4.1基于 BIM的項目數(shù)字化技術(shù)管理

數(shù)字化技術(shù)管理體現(xiàn)在充分利用 BIM技術(shù)，開展項目施工全專業(yè)協(xié)同深化設(shè)計管理、施工方案及其工序的施工模擬等方面。

基于 BIM的深化設(shè)計涉及土建結(jié)構(gòu)、裝飾裝修、機電安裝等各分項全專業(yè)，在深化設(shè)計過程中，綜合考慮各專業(yè)碰撞、專業(yè)間避讓規(guī)則、工藝要求、設(shè)計標準和現(xiàn)場可實施性，使得現(xiàn)場施工過程中的拆改、資源浪費、工序不清等問題出現(xiàn)概率大大降低。以機電管線綜合為例，利用 VR技術(shù)進行漫游提前發(fā)現(xiàn)存在的碰撞問題，減少了返工，通過管綜 BIM 模型直接導(dǎo)出施工圖紙，指導(dǎo)現(xiàn)場施工。施工過程中對施工圖模型進行信息補充、更新和完善，施工人員可以隨時查看施工模型和施工工藝，實現(xiàn)施工現(xiàn)場信息高效傳遞和實時共享;另一方面，通過 BIM技術(shù)對重點區(qū)域吊頂凈高優(yōu)化，提高了20%空間利用率。

在本工程復(fù)雜深基坑施工、GTC北區(qū)屋面鋼結(jié)構(gòu)安裝、大鐵五連拱結(jié)構(gòu)模架施工等方案選型、優(yōu)化過程中，充分利用了基于 BIM的精細化模型數(shù)據(jù)，取得了較好的應(yīng)用效果。

4.2基于 BIM的項目數(shù)字化質(zhì)量安全管理

本工程應(yīng)用自主開發(fā)智慧建造管理平臺對現(xiàn)場質(zhì)量安全問題進行管控，分析質(zhì)量安全問題發(fā)生的高頻工作及不同建設(shè)周期對應(yīng)的質(zhì)量安全隱患風險點，在輕量化 BIM模型中對質(zhì)安風險點進行評估呈現(xiàn)，并出具質(zhì)量安全風險評估報告，輔助項目管理人員規(guī)避質(zhì)量安全隱患。

質(zhì)量管理模塊中，BIM模型與施工圖紙、施工方案、技術(shù)交底、質(zhì)量驗收信息及質(zhì)量問題處理信息關(guān)聯(lián)，現(xiàn)場質(zhì)量管理人員輔以手機等末端采集設(shè)備，采集現(xiàn)場實際質(zhì)量數(shù)據(jù)并與模型相應(yīng)構(gòu)件進行協(xié)同配對，對質(zhì)量驗收、問題處理進行分類、識別、分析、整改以及整改追蹤。同理，安全管理模塊中，安全管理方案、風險源、事故信息等一系列安全信息與模型相關(guān)聯(lián)，現(xiàn)場安全管理人員輔以手機等末端采集設(shè)備，采集現(xiàn)場實際安全風險數(shù)據(jù)并與模型相應(yīng)位置進行協(xié)同配對，同時平臺進行相應(yīng)報警采取措施，對安全隱患和事故進行分類、識別、整改單發(fā)放以及整改追蹤等，實現(xiàn)質(zhì)量、安全風險智能管控。

4.3基于 BIM的項目數(shù)字化進度管理

以輕量化 BIM模型為載體，附加或關(guān)聯(lián)計劃進度、實際進度、人力資源、材料、機械等信息，對進度進行數(shù)字化智慧管理。通過桌面 web 端、AP移動端，點選某一具體構(gòu)件即可顯示該構(gòu)件的名稱、編號、施工進度情況等一系列基礎(chǔ)信息，用不同顏色實時顯示實現(xiàn)對計劃進度與實際進度的對比分析及自動預(yù)警。

本工程構(gòu)建了一套 BIM模型與智慧建造管理平臺雙向同步數(shù)據(jù)，將進度數(shù)據(jù)與 BIM模型進行深度掛接，進度計劃與 BIM模型配對、現(xiàn)場實際數(shù)據(jù)采集和計劃與實際雙維數(shù)據(jù)對比管控，可以實時而直觀掌握工程中的現(xiàn)場情況。通過大數(shù)據(jù)、云計算等技術(shù)在平臺上對計劃進度與實際進度進行比對分析、生成報表，并有進度預(yù)警措施，為管理人員對進度計劃和資源配置的調(diào)整提供數(shù)據(jù)支持。

4.4基于 BIM項目數(shù)字化物料管理

針對本工程 GTC北區(qū)屋蓋、PRT鋼結(jié)構(gòu)等部位，研究基于 BIM模型與物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合的鋼結(jié)構(gòu)預(yù)制裝配技術(shù)，將 BIM 模型、二維碼、物聯(lián)網(wǎng)傳感器等融合，通過智能終端、電子標簽等實現(xiàn)利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行分類、統(tǒng)計、分析、處理，達到工程物料管理的智能化。

4.5基于 BIM的智能監(jiān)測管理

本工程通過物聯(lián)網(wǎng)采集施工現(xiàn)場信息，輔以 BIM技術(shù)，實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)傳輸智慧建造管理平臺，進行了相關(guān)智能監(jiān)測管理。主要應(yīng)用有：采用人臉識別、車輛識別系統(tǒng)對現(xiàn)場人員及車輛進行智能管理;對現(xiàn)場31臺塔吊安裝監(jiān)測設(shè)備，與項目管理平臺關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)大型機械設(shè)備的安全監(jiān)測管理;在線實時監(jiān)測揚塵、PM值、風速、風力、噪聲，對施工現(xiàn)場進行環(huán)保智能監(jiān)測管理;對深基坑變形監(jiān)測、高大模架變形監(jiān)測等與項目管理平臺關(guān)聯(lián)。

4.6基于 BIM的工程資料數(shù)字化管理

智慧建造管理平臺支持對 BIM文件、CAD圖紙、會議紀要、技術(shù)洽商、竣工驗收資料等各類技術(shù)文件的數(shù)據(jù)化、結(jié)構(gòu)化歸檔，對需要電子檔案進行數(shù)字化管理。

4.7基于 BIM的創(chuàng)新設(shè)備與新技術(shù)輔助數(shù)字化管理

（1）無人機輔助現(xiàn)場管理：在施工階段利用無人機采集現(xiàn)場施工進度數(shù)據(jù)，根據(jù) BIM模型提交形象進度報告，通過對施工現(xiàn)場進行對比，更好地把控現(xiàn)場實際進度，分析滯后原因，合理協(xié)調(diào)后續(xù)工作開展，確保工期進度。同時采用無人機對現(xiàn)場進度、安全文明施工情況進行監(jiān)測。

（2）基于 BIM的測量機器人[1]：項目采用基于網(wǎng)絡(luò) RTK 技術(shù)的 C0Rs 系統(tǒng)等精密測量控制技術(shù)，應(yīng)用了三維掃描機器人和自動放樣機器人等數(shù)字化測量設(shè)備。利用徘卡測量機器人與 BIM技術(shù)的數(shù)據(jù)交互，瀏覽三維數(shù)據(jù)，可視化地理解設(shè)計，連接 BIM設(shè)計和施工，進行場地軸網(wǎng)建立，基礎(chǔ)樁位快速放樣，規(guī)劃驗線復(fù)核，開挖邊線快速放樣，施工現(xiàn)場的 BIM施工放樣、精準定位和實現(xiàn) BIM竣工測量。采用三維激光掃描儀進行數(shù)據(jù)采集并逆向建模，通過逆向建模與原有模型進行對比、尋找誤差，實時調(diào)整模型確保模型與現(xiàn)場一致。比如，本工程土方開挖量巨大，采用傳統(tǒng)測量方式費時費力且誤差偏大，利用三維激光掃描儀的非接觸、掃描速度快、獲取信息量大、實用性強以及自動化程度高的特點對土方區(qū)域數(shù)據(jù)的提取、掃描，最終獲取準確的土方數(shù)據(jù)。

（3）基于 BIM的傾斜攝影技術(shù)應(yīng)用：利用傾斜攝影對場區(qū)內(nèi)的地形進行三維掃描，形成點云模型，生成實際地形。實際地形與 BIM進行模型結(jié)合實現(xiàn)虛實合一，很大程度上預(yù)控了實際場地對施工的影響，避免了以往因場地布置不完善導(dǎo)致的施工阻礙。

（4）720。全景技術(shù)在基于 BIM 的數(shù)字化平臺中應(yīng)用：利用無人機720。全景攝像收集現(xiàn)場信息實時輸人技術(shù) BIM的數(shù)字化平臺，完成虛擬和現(xiàn)實的融合;解決了單獨的 BIM技術(shù)在二維屏上展示時，易造成 BIM信息與實際施工部位信息的分離，致使信息傳遞容易誤差，不利于精細化管理的問題[2]。

（5）基于 BIM的 AR增強現(xiàn)實交底：基于 BIM+AR增強現(xiàn)實交底，可以多人同時體驗方案、樣板交底。對樣板及復(fù)雜工序提前感知，質(zhì)量管理更為立體有效;通過建立這種虛擬樣板使項目大大節(jié)約了做實體樣板的時間、費用，節(jié)約了項目成本。利用 BIM模型+VR虛擬漫游，身臨其境感知復(fù)雜結(jié)構(gòu)節(jié)點及機電管綜，提高了方案與技術(shù)交底的效果，確保工程質(zhì)量。

（6）利用 BIM模型結(jié)合Fuzor燈光模擬系統(tǒng)對本工程進行施工現(xiàn)場夜間施工照明模擬，在保證安全、經(jīng)濟等基本要求的前提下，通過科學布置燈光，最大限度地節(jié)約資源、減少對環(huán)境的負面影響。

5項目實施效果

基于 BIM的數(shù)字化管理在成都天府機場應(yīng)用范圍廣，從深化設(shè)計、方案優(yōu)化，到質(zhì)量、安全、綠色施工、物料管理多維度，充分利用先進的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、BIM技術(shù)構(gòu)建成了智能化信息管理系統(tǒng)，并取得軟件著作權(quán)1項，將項目管理流程和先進技術(shù)融合，實現(xiàn)了數(shù)字化信息化深度融合應(yīng)用，大大提高了項目精益化管理水平。

6結(jié)束語

隨著 BIM技術(shù)、智慧建造技術(shù)等新型數(shù)字化信息技術(shù)的發(fā)展，工程項目管理得到較大助力，也由此朝著智能化、信息化方向轉(zhuǎn)變。在此背景下，基于 BIM的數(shù)字化管理研究與應(yīng)用，以數(shù)字賦能全生命周期管控的項目管理將有廣闊的應(yīng)用前景。

參考文獻

[1]練志蘭，鄒勝，張濱.徘卡測量機器人與 BIM數(shù)據(jù)的融合及在施工中的運用[J].中國建材科技，2020，29（3）：152-153，140

[2]張曉波，薛晨.基于 BIM+MR技術(shù)的裝配式建筑全景施工關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用研究[J].中國標準化，2019（24）：24-25.