BIM+智慧工地在青島港自動(dòng)化碼頭三期工程中的創(chuàng)新應(yīng)用

楊錦

（山東港灣建設(shè)集團(tuán)有限公司）

1 研究背景

“智慧工地”是運(yùn)用信息化手段，圍繞項(xiàng)目的全生命周期建立支撐現(xiàn)場(chǎng)管理、互聯(lián)協(xié)調(diào)、智能決策、知識(shí)共享的一整套項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)管理的信息化系統(tǒng)。

目前“智慧工地”在建筑、市政等項(xiàng)目上運(yùn)用比較成熟，水運(yùn)工程項(xiàng)目智慧工地的建設(shè)還正處于空白期，國(guó)內(nèi)沒(méi)有針對(duì)水運(yùn)工程項(xiàng)目智慧工地的現(xiàn)成標(biāo)準(zhǔn)體系，因此無(wú)法借鑒，打造全國(guó)首批、山東省首個(gè)智慧工地建設(shè)項(xiàng)目，創(chuàng)新意義重大。

2 項(xiàng)目的特點(diǎn)及關(guān)鍵點(diǎn)分析

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘察的情況，結(jié)合施工設(shè)計(jì)圖紙、設(shè)計(jì)總說(shuō)明等資料，本工程具有明顯的特點(diǎn)和難點(diǎn)。

①本工程的特點(diǎn)是預(yù)埋件數(shù)量多品種雜，特別是端頭區(qū)域軌道梁，對(duì)測(cè)量定位及工程質(zhì)量的要求較高。軌道梁及周邊附屬設(shè)施必須與工藝部分進(jìn)行聯(lián)測(cè)，精確定位。

②軌道梁工程量大工期短，本工程工期跨越冬季及春節(jié)期間，考慮冬季施工影響及春節(jié)假期影響工期緊張。軌道梁施工進(jìn)度是制約整個(gè)工程施工進(jìn)度的關(guān)鍵。

③質(zhì)量控制的關(guān)鍵點(diǎn)：a 軌道梁順直度及平整度；b預(yù)埋件安裝位置及道釘安裝精度控制；c混凝土質(zhì)量控制。

④除質(zhì)量外，水運(yùn)工程由于點(diǎn)多面廣，監(jiān)管難度大，安全風(fēng)險(xiǎn)因素識(shí)別、風(fēng)險(xiǎn)隱患排查也很有特點(diǎn)。

綜上所述，解決方案的重要性不言而喻，創(chuàng)新管理方式是解決這些問(wèn)題的關(guān)鍵。探索智慧化工地管理平臺(tái)在水運(yùn)工程上的應(yīng)用，其重要意義在于為類似水運(yùn)工程建設(shè)管理提供借鑒和參考[1-3]。

3 技術(shù)保障措施

經(jīng)過(guò)比較論證，項(xiàng)目采用了杭州品茗安控信息技術(shù)股份有限公司的智慧工地平臺(tái)系統(tǒng)。硬件配置主要有：工地大腦（項(xiàng)目級(jí)）、車牌識(shí)別系統(tǒng)、實(shí)測(cè)實(shí)量系統(tǒng)、Wi-Fi 教育系統(tǒng)等。軟件系統(tǒng)主要配置有：移動(dòng)巡更子系統(tǒng)、揚(yáng)塵檢測(cè)、VR安全體驗(yàn)、品茗BIM策劃等。

（3）同一試驗(yàn)點(diǎn)同一作物同一試驗(yàn)類別播種壟數(shù)應(yīng)一致。個(gè)別試驗(yàn)點(diǎn)壟距，壟長(zhǎng)不一致，壟不直，還有出現(xiàn)楔子壟的現(xiàn)象。有的試驗(yàn)點(diǎn)步道是斜的，小區(qū)是平行四邊形，可以用勾股定理來(lái)確定直角。

4 主要?jiǎng)?chuàng)新技術(shù)內(nèi)容

4.1 建立可視化的監(jiān)控大屏和控制室

信息化管理和可視化管理的水平上了一個(gè)新的臺(tái)階（見圖1）。

圖1 可視化監(jiān)控室

4.2 實(shí)名制通道與進(jìn)場(chǎng)自動(dòng)識(shí)別

通過(guò)身份證閱讀器自動(dòng)讀取身份證信息，建立個(gè)人的身份檔案。入場(chǎng)時(shí)通過(guò)人臉錄入設(shè)備識(shí)別人員的身份信息。后臺(tái)考勤預(yù)警、統(tǒng)計(jì)進(jìn)場(chǎng)人數(shù)、出勤數(shù)據(jù)等，與智慧工地平臺(tái)實(shí)時(shí)對(duì)接，幫助管理者掌握更準(zhǔn)確的人員信息，確保安全上工。平臺(tái)實(shí)時(shí)顯示每天現(xiàn)場(chǎng)的施工總?cè)藛T、各施工單位及勞務(wù)單位人數(shù)和各施工工種。相較傳統(tǒng)門衛(wèi)管理模式，提高了通勤效率。經(jīng)測(cè)算可提高效率1～2倍，節(jié)約總工時(shí)2000h，可提高效益約4萬(wàn)元。

4.3 視頻監(jiān)控、AI識(shí)別與移動(dòng)監(jiān)測(cè)

場(chǎng)地布置21 臺(tái)各類型監(jiān)控設(shè)備。可通過(guò)遠(yuǎn)程平臺(tái)、智能手機(jī)APP 和大屏幕做到對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)全過(guò)程、多方位的有效掌控。對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控，可實(shí)時(shí)了解施工的進(jìn)度、質(zhì)量，動(dòng)態(tài)強(qiáng)化了監(jiān)管力度，提高了辦公效率。AI 攝像7 臺(tái)，算法17 路，包括反光衣、吸煙、安全帽抓拍。對(duì)于難以監(jiān)控的大場(chǎng)景，創(chuàng)新性地采用移動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)加太陽(yáng)能技術(shù)。

4.4 安全巡檢

現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置安全巡更點(diǎn)，安全管理員和監(jiān)理工程師通過(guò)掃描二維碼實(shí)時(shí)上傳安全違章和安全隱患作業(yè)，實(shí)現(xiàn)人工和智能對(duì)現(xiàn)場(chǎng)安全文明施工的人工和智能雙管理。優(yōu)化流程，創(chuàng)新地提出了巡檢與檢查合并模式，提高檢查時(shí)效性和效率，日常檢查效率提升20%，節(jié)約工時(shí)3000h。

4.5 環(huán)境監(jiān)測(cè)

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)顯示pm2.5、pm10、溫度濕度、風(fēng)速風(fēng)向、噪音數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)上傳至智慧工地管理平臺(tái)。超過(guò)警戒值聯(lián)動(dòng)自動(dòng)噴淋。

4.6 質(zhì)量管理

4.6.1 質(zhì)量巡更

巡更系統(tǒng)可以讓項(xiàng)目負(fù)責(zé)人組織項(xiàng)目成員落實(shí)，項(xiàng)目成員反映進(jìn)展情況，檢查人判斷是否合乎要求，通過(guò)消息推送、進(jìn)展條目定位等功能，及時(shí)作出判斷糾正偏差。

加強(qiáng)關(guān)鍵部位二維碼標(biāo)記的三位一體質(zhì)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了碼頭工程質(zhì)量的實(shí)時(shí)掌控和全程可追溯。提升了檢查效率。

4.6.2 實(shí)測(cè)實(shí)量

指標(biāo)信息由企業(yè)級(jí)創(chuàng)建，項(xiàng)目級(jí)無(wú)法更改刪除。一個(gè)指標(biāo)可配置多個(gè)測(cè)量分項(xiàng)，每個(gè)測(cè)量分項(xiàng)對(duì)應(yīng)一個(gè)測(cè)量?jī)?nèi)容，即一種數(shù)據(jù)。分項(xiàng)中還規(guī)定了測(cè)區(qū)的數(shù)量、點(diǎn)位的數(shù)量、測(cè)量方法、測(cè)量規(guī)范以及綁定的儀器，綁定儀器后，測(cè)量時(shí)將自動(dòng)切換測(cè)量分項(xiàng)。

由于平臺(tái)未提供水工類的檢查內(nèi)容和標(biāo)準(zhǔn)，為滿足工程實(shí)測(cè)實(shí)量的要求，增加設(shè)置測(cè)量?jī)?nèi)容，主要包括海側(cè)交換區(qū)、路側(cè)交換區(qū)、軌道梁及軌道等工程，增加檢查指標(biāo)32 項(xiàng)，在水運(yùn)工地首層使用數(shù)字回彈儀、靠尺、激光測(cè)距儀等智能化測(cè)量?jī)x器，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量進(jìn)行管控，通過(guò)連接云端服務(wù)，實(shí)時(shí)記錄檢測(cè)數(shù)據(jù)并上傳，并可導(dǎo)出Excel 格式，保證了數(shù)據(jù)的真實(shí)性，節(jié)省了技術(shù)人員的時(shí)間。[4-5]

4.7 BIM應(yīng)用

利用谷歌地圖，將BIM 模型與GIS 模型融合到統(tǒng)一坐標(biāo)系，在模型中進(jìn)行標(biāo)記、測(cè)量、查看坐標(biāo)等任務(wù)。為方案選取、施工過(guò)程監(jiān)管、信息收集提供支持。采用BIM 輕量化設(shè)計(jì)，創(chuàng)新BIM+智慧工地新模式。

首次在水工項(xiàng)目上用BIM三維技術(shù)進(jìn)行技術(shù)交底，包括自動(dòng)化碼頭堆場(chǎng)結(jié)構(gòu)三維技術(shù)交底、工藝模擬交底、進(jìn)度模擬，學(xué)習(xí)相關(guān)的技術(shù)將更直觀方便。

4.8 獨(dú)創(chuàng)管理模式，創(chuàng)新水運(yùn)工地管理模式

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)布設(shè)、施工工藝、管理行為標(biāo)準(zhǔn)化施工，達(dá)到以數(shù)據(jù)為核心的人員安全監(jiān)管智能化、環(huán)境監(jiān)測(cè)自動(dòng)化、質(zhì)量管理實(shí)時(shí)化、進(jìn)度管理動(dòng)態(tài)化的智慧化管理模式，開啟水運(yùn)工地?cái)?shù)字管理的新里程。

5 創(chuàng)新應(yīng)用效果

與傳統(tǒng)工地相比，智慧工地能夠按標(biāo)準(zhǔn)流程作業(yè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，減少不良率。

通過(guò)查看青島港自動(dòng)化碼頭二期工程《交工質(zhì)量核驗(yàn)報(bào)告》等方面的資料，在軌道梁寬度、平整度控制方面，其檢查結(jié)果依據(jù)《水運(yùn)工程質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)》（JTS257-2008），軌道梁實(shí)測(cè)允許偏差值為±15，總測(cè)點(diǎn)為64 個(gè)，合格率為100%，滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。軌道梁頂面平整度實(shí)測(cè)允許偏差值為10，總測(cè)點(diǎn)為64 個(gè)，合格點(diǎn)59 個(gè)，合格率為92.2%，最大偏差為14mm，小于允許偏差的1.5倍，合格率及極限偏差滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。

青島港自動(dòng)化三期項(xiàng)目，包括20 條軌道梁，每條17段，每段約25m，17段總長(zhǎng)8644m。通過(guò)運(yùn)用智能化的測(cè)量工具，依據(jù)《水運(yùn)工程質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)》JTS257-2008并與平臺(tái)數(shù)據(jù)及時(shí)比對(duì)，智慧平臺(tái)后臺(tái)數(shù)據(jù)和導(dǎo)出的Excell格式數(shù)據(jù)結(jié)果見表1。

表1 實(shí)測(cè)實(shí)量記錄評(píng)分表

通過(guò)多數(shù)據(jù)比對(duì)，在寬度方面二期和三期工程合格率控制在100%；軌道梁平整度方面，二期和三期合格率分別為92.2%和100%；在預(yù)制管樁優(yōu)質(zhì)率方面比二期提高了6%。

6 結(jié)語(yǔ)

堆場(chǎng)樁基和箱角梁的施工質(zhì)量高于國(guó)家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。其中碼頭軌間大板更是首次達(dá)到機(jī)場(chǎng)平整度標(biāo)準(zhǔn)3mm，為自動(dòng)化碼頭持續(xù)刷新裝卸效率紀(jì)錄提供了有力的基礎(chǔ)保障。

總之，通過(guò)運(yùn)用BIM+智慧工地建設(shè)，青島港自動(dòng)化碼頭三期工程在質(zhì)量、工期、效益、管理等綜合方面有了明顯的提高，也獲得了較好的社會(huì)效益。