中共一大紀(jì)念館BIM深化設(shè)計(jì)及管理應(yīng)用

郭子陽(yáng) 曹 強(qiáng) 趙 泳 劉 崢 陳 凱

(上海建工四建集團(tuán)有限公司，上海 200240)

引言

21世紀(jì)是信息化技術(shù)逐步同各行各業(yè)發(fā)生劇烈融合的時(shí)代，BIM、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、IoT以及人工智能等前沿信息化技術(shù)得到了蓬勃發(fā)展。建筑產(chǎn)業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱性產(chǎn)業(yè)，仍然需為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的健康可持續(xù)發(fā)展提供強(qiáng)力支撐。

國(guó)家部委、地方政府及行業(yè)協(xié)會(huì)已出臺(tái)了多項(xiàng)政策或指導(dǎo)意見，規(guī)范和引導(dǎo)BIM、智慧工地在工程項(xiàng)目中的落地，助力工程項(xiàng)目盡快實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、精細(xì)化、智慧化管理。

在當(dāng)今建筑業(yè)發(fā)展中，舒適度、環(huán)保性、經(jīng)濟(jì)性等已經(jīng)成為建筑工程施工所需考慮的重要因素[2]。BIM技術(shù)作為住建領(lǐng)域“十四五”規(guī)劃發(fā)展的新方向，相關(guān)技術(shù)手段已不斷完善。BIM技術(shù)可在項(xiàng)目策劃、建筑設(shè)計(jì)、施工深化及運(yùn)行維護(hù)等多個(gè)階段發(fā)揮作用，既可以改變傳統(tǒng)的“邊做邊改”的施工模式，在模擬建造的環(huán)境下提前解決問(wèn)題，還可以有效減少建筑材料損耗，避免過(guò)多返工，助力施工企業(yè)降本增效，高精度BIM模型也是運(yùn)營(yíng)維護(hù)的基石。

1 項(xiàng)目介紹

中國(guó)共產(chǎn)黨第一次全國(guó)代表大會(huì)紀(jì)念館，是講述建黨故事、彰顯建黨初心、弘揚(yáng)建黨精神的紅色殿堂，其功能定位包括：建黨歷史資源高地、建黨精神研究中心、建黨故事傳播窗口[1]。對(duì)于維系中國(guó)共產(chǎn)黨人歷史、現(xiàn)在和未來(lái)的精神血脈，教育引導(dǎo)全國(guó)廣大黨員在新的歷史起點(diǎn)上凝心聚力有著重大的現(xiàn)實(shí)意義和歷史深遠(yuǎn)意義。中共一大紀(jì)念館建成效果圖如圖1～圖3所示。

圖1 一大紀(jì)念館北側(cè)

圖2 南側(cè)入口門廳 圖3 北側(cè)太平湖

中共一大紀(jì)念館總建筑面積9 690 m2，地下一層(局部夾層)，主要功能為展廳、陳列廳、文獻(xiàn)庫(kù)房、主要設(shè)備機(jī)房(建筑面積6 780 m2)。本項(xiàng)目基坑范圍內(nèi)需要保護(hù)的建筑物與地下管線眾多，在施工過(guò)程中要確保歷史建筑的安全，嚴(yán)密檢測(cè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)和土體變形情況。

本項(xiàng)目性質(zhì)特殊，立項(xiàng)時(shí)間短，又遇疫情影響，施工工期十分緊張，因此對(duì)施工材料加工工期如門、天窗、磚塊等定制加工的材料供應(yīng)商和砌筑清水墻的施工班組的施工工人的選擇上要求很高。BIM技術(shù)的應(yīng)用能夠減少建筑材料損耗，助力施工企業(yè)降本增效。

2 BIM技術(shù)應(yīng)用框架

2.1 BIM應(yīng)用框架

本項(xiàng)目BIM技術(shù)應(yīng)用框架如圖4所示，主要包括如下五大板塊，助力工程施工順利推進(jìn)：

(1)多專業(yè)模型深化；

(2)施工工藝模擬；

(3)智慧工地應(yīng)用；

(4)研發(fā)的工程管理平臺(tái)精細(xì)化管理；

(5)虛擬、混合現(xiàn)實(shí)應(yīng)用。

圖4 一大紀(jì)念館BIM應(yīng)用框架

2.2 本工程BIM軟硬件配置

(1)BIM交付標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)國(guó)家制定及頒布有關(guān)BIM交付標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)合同要求確定本工程BIM的交付標(biāo)準(zhǔn)為至少達(dá)到LOD-500標(biāo)準(zhǔn)，施工階段模型精度需至少滿足LOD-400標(biāo)準(zhǔn)。本項(xiàng)目建模軟件統(tǒng)一使用Revit 2018系列軟件，但考慮到各專業(yè)施工單位的各自特點(diǎn)，向業(yè)主方和總包方報(bào)備并得到認(rèn)可后，可以選用Tekla Structure、Solidworks等軟件，要求符合本項(xiàng)目軟件平臺(tái)整合數(shù)據(jù)傳遞要求并能完全整合進(jìn)Navisworks2018，其中精度、原點(diǎn)等的控制應(yīng)嚴(yán)格滿足模型整合要求。

(2)主要軟件配置

項(xiàng)目使用的主要數(shù)字化應(yīng)用軟件如表1所示。

表1 項(xiàng)目主要數(shù)字化應(yīng)用軟件

3 多專業(yè)深化設(shè)計(jì)

3.1 模型搭設(shè)深度

建筑模型的搭設(shè)主要是作為施工管理的工程信息的載體及施工過(guò)程中的技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)。模型的精細(xì)程度應(yīng)完全根據(jù)項(xiàng)目立項(xiàng)初期對(duì)精細(xì)化管理的實(shí)質(zhì)性需求以及工程實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值，從技術(shù)價(jià)值、經(jīng)濟(jì)價(jià)值和政治意義等多個(gè)方面進(jìn)行對(duì)比，圖5為中共一大項(xiàng)目各專業(yè)模型匯總。

圖5 中共一大項(xiàng)目模型匯總

項(xiàng)目因后期存在孿生交付及運(yùn)維管理等需求，故對(duì)模型搭設(shè)提出如下要求：

(1)結(jié)構(gòu)及建筑模型

需與設(shè)計(jì)圖紙及現(xiàn)場(chǎng)施工情況三者之間保持完全一致； 每一個(gè)構(gòu)件均需進(jìn)行信息編碼操作(信息編碼已由人工編碼變?yōu)椴寮S機(jī)生成)，以滿足進(jìn)度管理模塊需求。

(2)機(jī)電安裝模型

因支吊架、風(fēng)管等均須在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)實(shí)量后進(jìn)行制作加工，存在一定程度上的人為偏差，故不要求現(xiàn)場(chǎng)機(jī)電安裝情況與模型完全一致，但需保證偏差不影響到管線的排布順序及管線走向，檢修處及機(jī)房區(qū)域不存在偏差影響。在建筑物完成交付時(shí)，機(jī)電模型需對(duì)此類區(qū)域根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行模型維護(hù)，并最終達(dá)到交付目的。

(3)室內(nèi)裝飾模型

室內(nèi)精裝飾模型主要應(yīng)用于凈高分析、設(shè)計(jì)視覺效果展示及機(jī)電管線末端定位等，故對(duì)精準(zhǔn)度及視覺質(zhì)量要求高，需確保模型三維視覺效果與設(shè)計(jì)要求一致，材質(zhì)不應(yīng)存在色差。

3.2 多專業(yè)模型深化

深化設(shè)計(jì)階段采用多軟件、多系統(tǒng)集成，具體包括Autodesk Revit 2018、Autodesk Navisworks 2018、品茗HiBIM3.1.1、Twinmotion等。

(1)結(jié)構(gòu)深化

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)構(gòu)留洞、梁加腋及樓梯間等部位需重點(diǎn)排查，如圖6所示。

圖6 多專業(yè)模型問(wèn)題排查并出具碰撞報(bào)告

在本工程BIM工作開展過(guò)程中，結(jié)構(gòu)專業(yè)自身出現(xiàn)的問(wèn)題處在不同的標(biāo)高處，如斜梁、梁加腋、樓梯間，應(yīng)重點(diǎn)進(jìn)行排查。

針對(duì)特殊節(jié)點(diǎn)如防水節(jié)點(diǎn)模型，二維圖紙很難將效果向班組展示清楚，可針對(duì)部分構(gòu)件做透明處理，如圖7所示，為班組提供更直觀的技術(shù)指導(dǎo)。

圖7 特殊防水節(jié)點(diǎn)三維模擬

(2)建筑深化

二次結(jié)構(gòu)深化部分，在完成了初版建筑模型基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)比市面上現(xiàn)成的插件測(cè)試評(píng)估，選擇適合本項(xiàng)目的插件，評(píng)估結(jié)果如表2所示。

表2 二次結(jié)構(gòu)插件比選

控制相關(guān)構(gòu)件參數(shù)規(guī)則來(lái)實(shí)現(xiàn)模型一鍵生成，并導(dǎo)出CAD底圖，進(jìn)一步為施工圖深化奠定基礎(chǔ)。

改變以往的模型處理順序，優(yōu)先考慮建筑深化構(gòu)件避讓機(jī)電管線，若無(wú)法避讓，再由機(jī)電單位進(jìn)行管線改道，這種辦法不但可以增加空間凈高，而且能夠節(jié)約少量管線材料，如圖8所示。

圖8 二次結(jié)構(gòu)深化布置圖

(3)機(jī)電深化

紀(jì)念館針對(duì)復(fù)雜機(jī)房，為避免在實(shí)際施工過(guò)程中出現(xiàn)：支架支腿密集的情況，影響后期調(diào)試維護(hù)，技術(shù)部門多次組織現(xiàn)場(chǎng)復(fù)核，確保支吊架布置的合理，如圖9所示。

圖9 復(fù)雜機(jī)房管線優(yōu)化出圖

地下一夾層管線密集，項(xiàng)目部在機(jī)電走廊綜合完成后，進(jìn)行剖面出圖，確認(rèn)共用支架間距尺寸，保證走道空間凈高，并可節(jié)省一些建筑材料，如圖10所示。

圖10 走道支吊架優(yōu)化出圖

(4)室內(nèi)裝飾深化

本項(xiàng)目展陳功能復(fù)雜，機(jī)電管線繁多，對(duì)于空間占用很大，故機(jī)電管線綜合深化的情況對(duì)于裝飾吊頂?shù)讟?biāo)高的控制起到至關(guān)重要的作用。

在對(duì)地下室標(biāo)高進(jìn)行分析時(shí)，共發(fā)現(xiàn)2處標(biāo)高未達(dá)到設(shè)計(jì)要求的情況，而裝飾封板至少要有100 mm的空間，在確認(rèn)了管線調(diào)整已無(wú)法影響凈高的前提下，將此處的凈高下調(diào)150 mm，如圖11所示。

(5)外立面深化

對(duì)于門頭等復(fù)雜部位的排磚都需細(xì)致地進(jìn)行模擬深化，并制作成施工模擬動(dòng)畫，為現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行工藝指導(dǎo)，如圖12所示。

圖12 地下室凈高分析

對(duì)于部分施工工藝復(fù)雜的門頭工序，項(xiàng)目組為了確保工人不出錯(cuò)漏，對(duì)于此部分工藝及相關(guān)的圖紙、文件集成在一個(gè)或多個(gè)二維碼上，如圖13所示，并在現(xiàn)場(chǎng)的施工大門入口及相應(yīng)的施工部位進(jìn)行張貼，不但方便工人隨時(shí)查看，也方便其他參觀人員深入理解現(xiàn)場(chǎng)工藝。期間，上海市委常委及政府部門領(lǐng)導(dǎo)多次組織會(huì)議，對(duì)門頭造型、外立面樣式等提出了多種修改意見。

圖13 復(fù)雜工藝資料集成二維碼

3.3 算量成果應(yīng)用分析

(1)應(yīng)用流程概述

在已建立的BIM模型中完善模型信息錄入，運(yùn)用比目云插件，自動(dòng)計(jì)算構(gòu)件、混凝土用量、支模模板等，無(wú)需建立模型的實(shí)物工程量，并導(dǎo)出對(duì)應(yīng)清單計(jì)價(jià)表，如圖14所示。

圖14 算量應(yīng)用流程

基于BIM模型出量能夠根據(jù)算量規(guī)則實(shí)現(xiàn)智能化設(shè)置與調(diào)整，能夠應(yīng)用不同地方規(guī)范，進(jìn)行符合特定條件的工程量計(jì)算。

利用算量插件自帶的清單定額庫(kù)對(duì)構(gòu)件的實(shí)物工程量自動(dòng)賦予清單編碼，實(shí)現(xiàn)匹配本企業(yè)開發(fā)的智慧平臺(tái)中的定額庫(kù)[3]。

(2)算量成果分析

本項(xiàng)目施工結(jié)束后，項(xiàng)目組利用本項(xiàng)目和某性質(zhì)類似且體量相近的項(xiàng)目進(jìn)行算量成果比對(duì)，如表3～表4所示。

表3 某項(xiàng)目砌體結(jié)構(gòu)算量情況匯總分析

表4 一大紀(jì)念館項(xiàng)目砌體結(jié)構(gòu)算量情況匯總分析

由于本項(xiàng)目相較遷移項(xiàng)目深化水準(zhǔn)更高更精細(xì)，洞口更小更加貼合實(shí)際需求，故產(chǎn)生了比前項(xiàng)目多出2倍的洞口數(shù)。深化成功率雖未明顯增加，但如能夠在現(xiàn)場(chǎng)順利落實(shí)，將會(huì)節(jié)約封堵洞口縫隙所花時(shí)間，即過(guò)大的洞口需要砌塊加防火泥封堵，而精細(xì)的洞口僅需要防火泥封堵即可，兩種現(xiàn)場(chǎng)洞口封堵情況的對(duì)比如圖15所示。

圖15 現(xiàn)場(chǎng)洞口封堵情況對(duì)比

對(duì)現(xiàn)場(chǎng)洞口漏開率明顯提高，項(xiàng)目組翻閱管理過(guò)程資料，并進(jìn)行分析對(duì)比，如表5所示，研究討論后認(rèn)為是責(zé)任劃分問(wèn)題。當(dāng)二次結(jié)構(gòu)勞務(wù)單位完全不對(duì)安裝開洞過(guò)程承擔(dān)責(zé)任時(shí)，安裝分包雖有足夠的動(dòng)力去跟進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)留洞，但依舊不能夠全面掌握二次結(jié)構(gòu)砌筑施工隊(duì)伍的全部工作面信息。

對(duì)于兩個(gè)項(xiàng)目最終BIM算量結(jié)果的對(duì)比得出：本項(xiàng)目的深化水準(zhǔn)較為出色，且算量的精準(zhǔn)程度都符合預(yù)期；但與此同時(shí)也暴露出了責(zé)任劃分問(wèn)題的重要性，要讓二次結(jié)構(gòu)單位和安裝單位共同承擔(dān)相關(guān)責(zé)任，這需要在簽合同時(shí)就提前約定好。

3.4 三維掃描技術(shù)應(yīng)用

施工現(xiàn)場(chǎng)往往存在著或多或少的偏差，人為復(fù)合將耗費(fèi)大量的時(shí)間，且操作難度極大，故選擇使用三維掃描儀對(duì)已完成結(jié)構(gòu)進(jìn)行質(zhì)量復(fù)核工作，如圖16所示，當(dāng)發(fā)現(xiàn)較為明顯的結(jié)構(gòu)偏差時(shí)，可以及時(shí)組織技術(shù)會(huì)議解決問(wèn)題。

4 混合現(xiàn)實(shí)

4.1 BIM 4D施工流程模擬

建立BIM 4D施工流程模擬，可找出施工中的沖突點(diǎn)進(jìn)行討論。通過(guò)模擬制定相應(yīng)的解決方案，尤其是工序、工法及施工下料等關(guān)乎成本的系數(shù)，都可以通過(guò)模式過(guò)程進(jìn)行一一確定，最終制定最佳施工方案，圖17為4D施工方案模擬動(dòng)畫截圖。

圖17 4D施工方案模擬

4.2 虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用

在施工現(xiàn)場(chǎng)中經(jīng)常出現(xiàn)：現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)足的不懂新技術(shù)，懂新技術(shù)的不了解現(xiàn)場(chǎng)工藝。針對(duì)這一問(wèn)題，項(xiàng)目組發(fā)現(xiàn)了一種VR導(dǎo)出文件的格式BIMmotion，無(wú)需安裝軟件，只要有源文件，就可直接對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行漫游，這讓管理人員之間的交互協(xié)作變得更加便利。利用BIMmotion直接進(jìn)行機(jī)電管線VR漫游模擬，發(fā)現(xiàn)了多處問(wèn)題，如樓梯間墻體偏移、消防通道，這一應(yīng)用被現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)員普遍接受。

導(dǎo)入FBX模型前，需在Revit 2018中對(duì)原始模型進(jìn)行“模型組”分類，針對(duì)同一材質(zhì)的構(gòu)件導(dǎo)出一個(gè)FBX模型文件(其余構(gòu)件選擇隱藏，并將隱藏應(yīng)用于導(dǎo)出模型)，再導(dǎo)入到Twinmotion中，選擇“合并全部”，則軟件會(huì)識(shí)別模型組并對(duì)材質(zhì)進(jìn)行整體修改，如圖18所示。

圖18 Twinmotion模型導(dǎo)入分類

4.3 混合現(xiàn)實(shí)應(yīng)用

本工程為項(xiàng)目組配備頭戴式MR眼鏡，基于MR眼鏡對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行施工質(zhì)量交底、放線測(cè)量和施工質(zhì)量驗(yàn)收，如圖19所示。

光學(xué):全息透視鏡(波導(dǎo))分辨率:2K 3:2 光引擎頭頂追蹤:4個(gè)光源攝像頭眼部追蹤:2 個(gè)紅外攝像頭深度:1-MP飛行時(shí)間深度傳感器相機(jī):800萬(wàn)靜止圖像麥克風(fēng):5通道存儲(chǔ):64GB UFS2.1包括WiFi、Bluetooth:5.0模塊圖19 MR眼鏡及相關(guān)參數(shù)

通過(guò)預(yù)先在MR設(shè)備中上傳BIM模型，到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，根據(jù)當(dāng)前所處實(shí)際位置，在模型中找到相同的虛擬位置，并將二者加以對(duì)正重合，使虛擬模型與實(shí)際場(chǎng)景進(jìn)行疊合，最后在MR眼鏡中進(jìn)行對(duì)比，查看實(shí)際的差異?？梢酝ㄟ^(guò)手勢(shì)交互，測(cè)量實(shí)際物體與實(shí)際物體、實(shí)際物體與虛擬物體、虛擬物體與虛擬物體之間的間距，將發(fā)現(xiàn)到的所有差異性情況作為質(zhì)量問(wèn)題，進(jìn)行記錄備案。

利用MR技術(shù)(如圖20所示)對(duì)機(jī)電安裝情況進(jìn)行校驗(yàn)，能夠有效驗(yàn)證深化工作在進(jìn)行流程調(diào)整、職責(zé)轉(zhuǎn)移后的管理精細(xì)化程度是否得到了明顯提高。

圖20 MR技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

5 工程管理平臺(tái)

智慧建造平臺(tái)旨在通過(guò)BIM、WebGL、數(shù)據(jù)庫(kù)等技術(shù)進(jìn)行信息存儲(chǔ)和可視化展現(xiàn)，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)和智能移動(dòng)設(shè)備等技術(shù)實(shí)現(xiàn)建筑全過(guò)程信息收集，應(yīng)用云計(jì)算技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)部署和數(shù)據(jù)維護(hù)，并針對(duì)不同用戶情況提供 Web端、微信端等多形式的管理入口，為建造過(guò)程檢測(cè)、分析和管理提供集成化信息平臺(tái)，促進(jìn)精益化建造管理的實(shí)施?；贐IM模型確定管理對(duì)象，包括管理對(duì)象的最小層級(jí)、細(xì)度及類別，在進(jìn)度、質(zhì)量及安全等管理過(guò)程中，通過(guò)定期錄入施工進(jìn)度信息、質(zhì)量問(wèn)題照片、質(zhì)量檢驗(yàn)表單等質(zhì)量信息以及安全問(wèn)題照片、安全問(wèn)題處理情況等安全信息，并將之關(guān)聯(lián)到對(duì)應(yīng)的管理對(duì)象上，從而實(shí)現(xiàn)全過(guò)程BIM信息集成和智慧建造。

5.1 進(jìn)度管理

公告管理主要分為人為發(fā)起公告和自動(dòng)提醒公告，如圖21所示。人為發(fā)起公告主要用于發(fā)起人在平臺(tái)端進(jìn)行安全會(huì)議、驗(yàn)收工作、技術(shù)交底等通知，發(fā)起人可對(duì)需通知人員進(jìn)行篩選，若是周期性工作，也可進(jìn)行周期性設(shè)定，方便工作的實(shí)施。附件可添加過(guò)程照片，保留珍貴的圖像資料； 自動(dòng)提醒公告主要對(duì)接氣象部門發(fā)布的預(yù)警通知，若遇到極端天氣，可提醒項(xiàng)目經(jīng)理提前進(jìn)行工作部署。

圖21 多終端公告管理發(fā)布

通過(guò)將總承包每周的匯報(bào)內(nèi)容放置于平臺(tái)中，智慧建造平臺(tái)在每周例會(huì)前會(huì)自動(dòng)采集該周的運(yùn)行數(shù)據(jù)，如圖22所示，包括進(jìn)度、質(zhì)量、安全等方面，減少了人員重復(fù)錄入的時(shí)間，提高了周報(bào)報(bào)表的生成效率，支持總承包管理人員修改并自定義內(nèi)容版塊。通過(guò)該措施，可使總承包匯報(bào)的工作更加形象化、直觀化、具體化。平臺(tái)會(huì)自動(dòng)整理往期周報(bào)，并進(jìn)行歸檔。

圖22 工程周報(bào)應(yīng)用實(shí)例

5.2 質(zhì)量安全管理

質(zhì)量安全整改單雖屬于不同的管理模塊，但其后臺(tái)流程和操作辦法基本上保持一致，能夠使用終端、移動(dòng)端多端問(wèn)題發(fā)布，如圖23所示。目前流程為：發(fā)起質(zhì)安整改單——分包處理質(zhì)量整改單——總包審核整改情況——關(guān)閉質(zhì)安整改單。審核不通過(guò)的，可回退至處理人處要求重新整改，其他人可根據(jù)需求設(shè)置問(wèn)題提醒。

圖23 質(zhì)全整改單應(yīng)用實(shí)例

后臺(tái)將實(shí)時(shí)收集管理數(shù)據(jù)，并整理歸類成相應(yīng)圖表，顯示內(nèi)容包括：各專業(yè)問(wèn)題發(fā)生頻次、各施工階段發(fā)生頻次、各專業(yè)單位質(zhì)安問(wèn)題發(fā)生率、問(wèn)題等級(jí)劃分等。大數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)能夠基于管理者優(yōu)化管理模式，有效地提高管理水平。

5.3 資料管理

在建設(shè)工程中，工程資料是建設(shè)施工中的一項(xiàng)重要組成部分，是工程建設(shè)及竣工驗(yàn)收的必備條件，也是對(duì)工程進(jìn)行檢查、維護(hù)、管理、使用、改建和擴(kuò)建的原始依據(jù)[9]。在資料管理板塊，管理者可以對(duì)工程過(guò)程中各種記錄文件進(jìn)行歸納管理。資料管理提供文檔標(biāo)簽功能，可對(duì)所有文檔貼上特定的標(biāo)簽，以便進(jìn)一步做分類管理，也可將同一圖紙的所有設(shè)計(jì)變更關(guān)聯(lián)，資料更新可查看歷史版本，為后期的索賠提供非常便利的服務(wù)，如圖24所示。

圖24 資料更新應(yīng)用

協(xié)同平臺(tái)后臺(tái)還可獲取用戶行為統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，如圖25所示，分析后可得到以下結(jié)論：

圖25 用戶使用行為統(tǒng)計(jì)

(1)用戶使用頻率隨時(shí)間波動(dòng)不大，反應(yīng)出平臺(tái)應(yīng)用融入了日常管理使用中； 反之，則使用未形成習(xí)慣，需要重點(diǎn)監(jiān)督；

(2)用戶使用模塊與其所屬部門較為吻合，公共模塊如資料管理，使用頻率較高；

(3)關(guān)注各部門、各條線用戶使用頻率統(tǒng)計(jì)，對(duì)低頻使用用戶分析原因，若是平臺(tái)自身問(wèn)題，則著重優(yōu)化平臺(tái)； 若是操作人員問(wèn)題，則加強(qiáng)使用方面的監(jiān)督； 本工程迄今為止已產(chǎn)生資料文件近300 GB。

5.4 協(xié)調(diào)管理

本工程由于項(xiàng)目施工時(shí)間短，模型深化時(shí)間緊張，項(xiàng)目組對(duì)模型工作進(jìn)行了分工處理。由于交接版本繁多，且均是過(guò)程版，用傳統(tǒng)手段很容易出現(xiàn)誤用舊版、降低效率的情況，故項(xiàng)目組根據(jù)此需求設(shè)定了新的處理流程：發(fā)起模型交接——模型交接——結(jié)束模型交接。其中“發(fā)起模型交接”和“模型交接”兩步均可相互流轉(zhuǎn)，并且在這兩個(gè)環(huán)節(jié)中的任一執(zhí)行人均可發(fā)起“結(jié)束模型交接”，應(yīng)用效果達(dá)到了預(yù)期，協(xié)同平臺(tái)上的模型文件流轉(zhuǎn)記錄如圖26所示。

圖26 模型文件流轉(zhuǎn)應(yīng)用

6 智慧工地應(yīng)用

中共一大項(xiàng)目在建設(shè)過(guò)程中裝設(shè)了多種智能設(shè)備系統(tǒng)，并將各系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息整合到同一平臺(tái)上，項(xiàng)目智慧工地平臺(tái)的應(yīng)用界面如圖27所示。

圖27 一大紀(jì)念館智慧工地應(yīng)用界面

6.1 智慧門禁系統(tǒng)

(1)設(shè)備布置

智慧門禁系統(tǒng)通過(guò)有線網(wǎng)絡(luò)與工地服務(wù)器相連接，由安全管理人員負(fù)責(zé)系統(tǒng)內(nèi)的信息錄入、人臉識(shí)別、出勤統(tǒng)計(jì)、工資管理。針對(duì)疫情問(wèn)題，該系統(tǒng)還接入了自動(dòng)測(cè)溫功能，能夠?qū)?shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫似脚_(tái)，進(jìn)行未戴口罩識(shí)別和體溫異常識(shí)別，有效地支持疫情防控，如圖28所示。

圖28 智能門禁閘機(jī)

(2)人員基本信息庫(kù)管理

新入場(chǎng)人員均需進(jìn)行人員信息錄入，使用身份證原件，系統(tǒng)可自動(dòng)獲取身份證信息。采集信息包括人臉圖片、單位、工種和手機(jī)號(hào)等，已經(jīng)逐步形成以集團(tuán)為單位的人員信息庫(kù)，如圖29所示。

圖29 后臺(tái)檢測(cè)進(jìn)出人員信息

(3)人員出勤統(tǒng)計(jì)

該系統(tǒng)可實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)人員進(jìn)出記錄，并對(duì)不同班組、不同工種工人的出勤情況分類統(tǒng)計(jì)，確保實(shí)際出勤與記錄一致，如圖30所示。若發(fā)現(xiàn)到崗情況不理想，可盡快協(xié)調(diào)相關(guān)分包解決問(wèn)題。

圖30 分包人員出勤匯總表

6.2 自動(dòng)化智能稱重系統(tǒng)

(1)設(shè)備布置

對(duì)工地現(xiàn)場(chǎng)的地磅進(jìn)行升級(jí)改造，加裝車輛識(shí)別探頭、紅外儀等設(shè)備。一般要求地磅采用數(shù)字信號(hào)輸入，以便于加以改造，可將稱重的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸至云端。

(2)查詢運(yùn)輸信息

對(duì)接材料公司數(shù)據(jù)，可直接在小程序上查看當(dāng)前所有在運(yùn)泵車的實(shí)時(shí)詳情，包括泵車當(dāng)前所在位置、司機(jī)信息、混凝土級(jí)配、方量及施工部位等，如圖31所示。

圖31 移動(dòng)端系統(tǒng)界面

(3)無(wú)人值守稱重

當(dāng)混凝土泵車進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)并駛?cè)胲嚢踔?，通過(guò)紅外儀可判斷車輛是否完全上磅，若正確上磅將自動(dòng)觸發(fā)稱重指令，可自動(dòng)記錄當(dāng)前車輛的稱重情況，并識(shí)別該車輛的車牌信息以做好匹配； 當(dāng)車輛完成混凝土卸載，可再次進(jìn)行空載稱重； 通過(guò)兩次的重量差值，自動(dòng)轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)方量信息，對(duì)混凝土材料運(yùn)輸情況進(jìn)行核驗(yàn)，防止虧方等情況的發(fā)生。

6.3 智慧車輛識(shí)別與管理系統(tǒng)

(1)設(shè)備布置

將車輛識(shí)別裝置部署在工地大門進(jìn)出口，需根據(jù)大門寬度情況靈活選擇部署的數(shù)量，保證進(jìn)出車輛識(shí)別率。

(2)車輛自動(dòng)放行

建立車輛白名單，對(duì)于白名單內(nèi)的車輛，系統(tǒng)識(shí)別后自動(dòng)放行，針對(duì)保存記錄，可以檢索到任意時(shí)間段進(jìn)出記錄，配合視頻監(jiān)控系統(tǒng)，查詢到該車輛的歷史行進(jìn)路線，還可以設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)停車數(shù)量閾值，達(dá)到上限后，不再放行。

6.4 現(xiàn)場(chǎng)安全監(jiān)控與危險(xiǎn)源智能識(shí)別系統(tǒng)

(1)設(shè)備布置

針對(duì)不同施工部位，分別選用固定式槍型攝像機(jī)、球型攝像機(jī)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)控。球型攝像機(jī)可以進(jìn)行360°環(huán)繞查看和數(shù)倍變焦，部署于塔吊頂部，可滿足管理人員對(duì)大范圍區(qū)域的動(dòng)態(tài)查看，也可彌補(bǔ)槍型攝像頭無(wú)法映射的區(qū)域。

固定式槍型攝像機(jī)為固定視角，主要部署于工地四周、辦公區(qū)周邊、生活區(qū)周邊、鋼筋棚及其他材料堆放區(qū)等位置，對(duì)工程進(jìn)度、材料安全等進(jìn)行記錄和監(jiān)控。

(2)視頻監(jiān)控點(diǎn)位查看

在網(wǎng)頁(yè)端可以查看選中工地所有視頻監(jiān)控畫面，并定時(shí)輪播，方便了解工地視頻監(jiān)控總體情況?；贐IM模型查看現(xiàn)場(chǎng)視頻監(jiān)控點(diǎn)位布置，方便后續(xù)危險(xiǎn)源分析。

(3)基于AI的實(shí)時(shí)監(jiān)控功能

基于AI的夜間防盜、安全帽、反光背心識(shí)別及抽煙行為識(shí)別，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程初期階段，項(xiàng)目組也遇到了各種各樣的問(wèn)題，如AI在布置初期識(shí)別率僅為50%左右，在花費(fèi)數(shù)月的AI學(xué)習(xí)之后才最終實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)，達(dá)到識(shí)別率95%以上。

6.5 能耗監(jiān)控與智能化節(jié)能控制系統(tǒng)

(1)設(shè)備布置

為辦公區(qū)、生活區(qū)的空調(diào)設(shè)備配備獨(dú)立的插座，插座可接入平臺(tái)，實(shí)時(shí)掌握空調(diào)用電情況，支持云端通過(guò)Wi-Fi遠(yuǎn)程控制插座的開關(guān)，如圖32所示。

圖32 能耗監(jiān)控插頭分解圖

(2)空調(diào)能耗分析

對(duì)各個(gè)房間的空調(diào)用能數(shù)據(jù)進(jìn)行多維度對(duì)比分析，針對(duì)能耗較高的房間分析其原因，若非正常，則可采用強(qiáng)制關(guān)閉等方式控制能耗。

(3)空調(diào)遠(yuǎn)程智能控制

在會(huì)議室內(nèi)接入紅外控制系統(tǒng)，根據(jù)人體溫度判定各個(gè)宿舍或辦公室是否存在使用人員，自動(dòng)開啟或關(guān)閉對(duì)應(yīng)空調(diào)，并通過(guò)移動(dòng)端通知相關(guān)使用人員[10]。

6.6 塔吊智能化安全監(jiān)控系統(tǒng)

(1)設(shè)備布置

針對(duì)需要監(jiān)測(cè)的塔吊，在其司機(jī)操作室內(nèi)安裝黑匣子和顯示屏。將風(fēng)速、幅度等傳感器安裝在動(dòng)臂相應(yīng)區(qū)域，并對(duì)塔吊的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)； 鋼絲繩監(jiān)測(cè)設(shè)備部署于鋼絲繩周圍，并對(duì)運(yùn)行中的鋼絲繩的健康情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，如圖33所示。

圖33 塔吊硬件安裝實(shí)景圖

(2)塔吊狀態(tài)監(jiān)測(cè)

對(duì)塔吊的載重、力矩、回轉(zhuǎn)半徑等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并將數(shù)據(jù)傳遞給系統(tǒng)后臺(tái)，并通過(guò)平臺(tái)端進(jìn)行展示。若出現(xiàn)超載情況，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警提醒，可有效保證塔機(jī)的操作安全。

(3)鋼絲繩監(jiān)測(cè)

當(dāng)塔機(jī)運(yùn)行時(shí)，對(duì)鋼絲繩進(jìn)行實(shí)時(shí)的磁信號(hào)監(jiān)測(cè)，并經(jīng)由主板進(jìn)行信號(hào)分析，如圖34所示。通過(guò)精確的算法識(shí)別鋼絲繩的損傷情況，并進(jìn)行損傷等級(jí)判斷，將鋼絲繩的損傷等級(jí)分為中度及重度損傷，大大提高了鋼絲繩的安全性，有效降低了因鋼絲繩損傷而造成的吊物墜落砸人事件發(fā)生的概率，并規(guī)避人員親自上塔吊進(jìn)行檢測(cè)的風(fēng)險(xiǎn)。

圖34 鋼絲繩安全檢測(cè)分析圖

7 BIM技術(shù)的應(yīng)用推廣與思考

(1)應(yīng)用點(diǎn)價(jià)值評(píng)估

BIM技術(shù)近幾年雖然在建筑行業(yè)得到了很大力的推廣，但事實(shí)上，細(xì)分的下級(jí)應(yīng)用點(diǎn)還在一步步拓展，應(yīng)用的范圍以及深度都沒有一個(gè)指導(dǎo)性的規(guī)范，故企業(yè)對(duì)于BIM應(yīng)用過(guò)程中的成果評(píng)估是十分重要的。根據(jù)過(guò)往BIM施工經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)組織相關(guān)人員對(duì)過(guò)往工程中的各項(xiàng)應(yīng)用點(diǎn)進(jìn)行量化評(píng)估，比如哪些產(chǎn)生了經(jīng)濟(jì)價(jià)值，又有哪些能夠?qū)ΜF(xiàn)期施工產(chǎn)生積極影響等，這能讓BIM應(yīng)用向更加務(wù)實(shí)的方向發(fā)展，也能獲得其他部門的支持。

(2)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)制定

目前，BIM技術(shù)在大力推廣下已經(jīng)得到了很好的發(fā)展，下一步的發(fā)展方向應(yīng)該是集合模型及相關(guān)資料的數(shù)字孿生城市對(duì)于信息化建筑的整合，故BIM技術(shù)相關(guān)數(shù)據(jù)的集合體，是未來(lái)數(shù)字孿生城市目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的先頭兵。對(duì)BIM技術(shù)應(yīng)有一個(gè)較為統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，目前《建筑工程信息模型應(yīng)用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》《建筑信息模型施工應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)》是主要的規(guī)范性指導(dǎo)文件，但其更多停留在理論層級(jí)和指導(dǎo)管理層級(jí)，并沒有完善到具體的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)建立企業(yè)性實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行培訓(xùn)且強(qiáng)制統(tǒng)一。

(3)資料線上整合

BIM不僅僅是建模工作，而是信息化集成的載體，是總包BIM管理模式的基礎(chǔ)。目前，資料管理還處在一個(gè)較為被動(dòng)的情況，各方只是將資料進(jìn)行整合后上傳平臺(tái)，解決了資料版本混亂，人員之間互相傳遞文件降低辦公效率的問(wèn)題。但線上無(wú)法形成資料管理體系，則反而由增加工作量的可能。

(4)工作提前量要求

BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)集中在：

1)施工前進(jìn)行模型搭建，可提前發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并解決問(wèn)題，減少返工及材料浪費(fèi)；

2)將多方工程信息，集成在以模型為載體的建造平臺(tái)上，并形成一個(gè)穩(wěn)定的線上管理體系。

因此，BIM技術(shù)應(yīng)用的越早，規(guī)則制定的越完備，價(jià)值就越高。如果項(xiàng)目已經(jīng)施工，BIM技術(shù)的應(yīng)用將錯(cuò)過(guò)工程的最佳時(shí)機(jī)。介入晚一些的話，不但價(jià)值體現(xiàn)不明顯，嚴(yán)重的還會(huì)導(dǎo)致項(xiàng)目其他成員容易對(duì)BIM技術(shù)產(chǎn)生疑問(wèn)，影響B(tài)IM技術(shù)在公司的推行。