張敏 王昌運(yùn)

海口經(jīng)濟(jì)學(xué)院雅和人居工程學(xué)院 海南 海口 571127

1 智慧工地內(nèi)涵理解

自2017年開始，關(guān)于“智慧工地”的概念和政策宣傳逐漸映入人們的眼簾。在此之前，“智慧工地”僅在建筑施工企業(yè)中自身個體應(yīng)用和涉及的比較多，主要是為了促進(jìn)企業(yè)自身創(chuàng)新發(fā)展和運(yùn)用。就目前而言，關(guān)于“智慧工地”的內(nèi)涵和概念性的講解并不是十分明確，而且關(guān)于這方面的解釋和說明也自圓其說。

結(jié)合很多文獻(xiàn)查閱和多方面的文件參考，對“智慧工地”有了一定的深入研究和概念性的認(rèn)識，可以從涉及的范圍上認(rèn)識到，主要就是圍繞建筑工程整個的醒目周期為主干，為其做好相關(guān)的信息支撐和服務(wù)工作，從而實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)能夠與實(shí)際建筑工程的現(xiàn)場管理相融合，并且輔助促進(jìn)建筑工程高效完成工作?！爸腔酃さ亍币部梢岳斫鉃榻ㄖこ添?xiàng)目的“最強(qiáng)大腦”，貫穿在項(xiàng)目始終的方方面面，準(zhǔn)確有效地實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目工程的信息化管理。

1.1 實(shí)現(xiàn)信息采集，打破“信息孤島”

建筑工程項(xiàng)目管理工作的進(jìn)行不是孤軍奮戰(zhàn)，而是需要很多協(xié)同部門共同進(jìn)行監(jiān)管和支持，其中包括以政府部門、監(jiān)理單位、供貨商等為主體的各個監(jiān)管部門。尤其是項(xiàng)目施工現(xiàn)場，更需要對成本預(yù)算、總價核實(shí)等方面的經(jīng)濟(jì)計算進(jìn)行更為精準(zhǔn)、全面的監(jiān)管和把控。

項(xiàng)目工程施工管理過程中存在一些比較凸顯的問題及弊端，比如像是信息出現(xiàn)多報、重復(fù)、漏報、滯后等信息方面的漏洞。這些漏洞大大增加了施工現(xiàn)場沒有必要的工作量，也由于信息干擾對施工進(jìn)展造成了一定的經(jīng)濟(jì)損失。而“智慧工地”概念的出現(xiàn)，不光能解決這些問題，彌補(bǔ)這些信息傳遞過程中存在的漏洞，還能充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)和網(wǎng)站信息傳輸?shù)仁侄?，從而更加高效、?zhǔn)確、及時、完整的保證信息在施工現(xiàn)場管理過程中的有效傳遞，為施工現(xiàn)場實(shí)現(xiàn)信息采集，打破“信息孤島”的現(xiàn)況，提供強(qiáng)有力的保障。

1.2 系統(tǒng)集成：匯集多元力量

“智慧工地”不光能夠解決施工現(xiàn)場的信息采集問題，打破“信息孤島”的窘?jīng)r，還能在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步充分利用軟件和硬件以及現(xiàn)代信息技術(shù)，將信息進(jìn)行全方位的匯總，從而實(shí)現(xiàn)人力、物力的統(tǒng)籌性的管理。

“智慧工地”可以依據(jù)現(xiàn)代信息化技術(shù)手段的優(yōu)勢，從根源上解決目前施工現(xiàn)場存在的信息管理不成系統(tǒng)的現(xiàn)狀。通過完善各管理系統(tǒng)的散點(diǎn)，將類似項(xiàng)目管理、勞務(wù)方面、物料方面的管理集中化處理，進(jìn)行系統(tǒng)集成，將多元化的分塊管理，整合在同一平臺，進(jìn)行整體化的系統(tǒng)管理。

目前，在市場層面對建筑項(xiàng)目的施工現(xiàn)場暴露的問題也開始逐漸注重起來，面對信息系統(tǒng)不完善，信息傳播煩瑣復(fù)雜的現(xiàn)象，提出“智慧工地”的創(chuàng)新思想和運(yùn)用，對以上問題的解決具有建設(shè)性的作用和效果，包括一些地方例如重慶市、江蘇省都分別提出了“智慧工地”建設(shè)工作方案和指導(dǎo)意見。

這樣不光能夠解決施工現(xiàn)場散點(diǎn)式溝通協(xié)調(diào)不暢通的現(xiàn)狀，還有助于解決目前針對施工現(xiàn)場存在的軟硬件系統(tǒng)集成比較難等一系列的問題隱患[1]。

1.3 數(shù)據(jù)應(yīng)用：升級項(xiàng)目管理

“智慧工地”系統(tǒng)無論是實(shí)現(xiàn)信息的采集，打破“信息孤島”；還是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成，匯集多元力量，都是為了提高項(xiàng)目施工現(xiàn)場管理工作開展的高效性，實(shí)現(xiàn)最大程度的利用數(shù)據(jù)智能化的優(yōu)勢促進(jìn)和提升施工現(xiàn)場的信息化管理。作為項(xiàng)目管理的“最強(qiáng)大腦”——“智慧工地”，它的存在主要是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的云端集中管理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)管理的智能化操作，挖掘信息管理和數(shù)據(jù)應(yīng)用的最大價值和潛能，實(shí)現(xiàn)對施工現(xiàn)場的正確定位和指導(dǎo)。

對于項(xiàng)目管理的每個環(huán)節(jié)“智慧工地”的意義都十分重要，“智慧工地”能全方位的利用現(xiàn)代化的信息網(wǎng)站和傳播手段。對于項(xiàng)目管理中的“智慧工地”不管是對于學(xué)習(xí)先進(jìn)的管理制度，還是專業(yè)的業(yè)務(wù)知識，又或者是現(xiàn)場問題的實(shí)施解決，疑難雜癥的現(xiàn)場應(yīng)對都有較為超前的建設(shè)性的指導(dǎo)，對于項(xiàng)目管理創(chuàng)新工作的開展、成本預(yù)算的節(jié)約都具有重要的價值和意義。

2 BIM技術(shù)內(nèi)涵理解

BIM技術(shù)簡而言之，其實(shí)就是指建筑信息模型的建造技術(shù)，主要需要借助于建筑工程項(xiàng)目的各類信息為基礎(chǔ)，來完成項(xiàng)目三維建筑模型的建立。

關(guān)于BIM技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用，不是簡單的基于建筑工程項(xiàng)目管理中的某一個環(huán)節(jié)，而是基于其整個工作周期的全壽命周期。BIM技術(shù)具備其獨(dú)特的優(yōu)勢和特點(diǎn)，既能避免傳統(tǒng)意義中的施工管理存在的一些弊端和漏洞，又能促進(jìn)和實(shí)現(xiàn)朝較為先進(jìn)集約型的項(xiàng)目施工管理模式的轉(zhuǎn)變。BIM技術(shù)在項(xiàng)目施工現(xiàn)場操控和可視化模擬操作方面都具有一定的突破和創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)了4D效果的監(jiān)管和模擬設(shè)計等功能。BIM技術(shù)大大地促進(jìn)了建筑行業(yè)的信息收集、集成、管控的精細(xì)、高效化管理，是相繼CAD技術(shù)后的工程行業(yè)又一項(xiàng)重大的突破和改革。

BIM技術(shù)最早出現(xiàn)在上世紀(jì)末，是在美國誕生，隨著信息技術(shù)的傳播和改良，近幾年，在歐美等發(fā)達(dá)國家不斷的推廣和運(yùn)用。有數(shù)據(jù)調(diào)查顯示：在歐美等西方發(fā)達(dá)國家，尤其是這些發(fā)達(dá)國家的百強(qiáng)企業(yè)中，接近八成以上的工程企業(yè)都在運(yùn)用該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行項(xiàng)目管理工作，而且各個國家和企業(yè)也有相關(guān)的規(guī)章制度約束和保障BIM技術(shù)實(shí)施的合理合法性。

BIM技術(shù)的運(yùn)用和發(fā)展主要是依賴于現(xiàn)代化計算機(jī)基礎(chǔ)，通過利用計算機(jī)技術(shù)完成三維建筑模型的建立，完成三維虛擬技術(shù)數(shù)據(jù)庫的建立，從而實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目管理全壽命周期中的數(shù)據(jù)監(jiān)管以及信息傳遞的精準(zhǔn)性和高效性，對于信息的嚴(yán)格把控和準(zhǔn)確傳遞起到很好的后臺同步傳輸。

3 BIM技術(shù)與智慧工地的聯(lián)合應(yīng)用

施工協(xié)同管理主要是通過標(biāo)準(zhǔn)化項(xiàng)目的管理流程，然后結(jié)合移動信息化手段，實(shí)現(xiàn)工程信息在各職能角色間高效傳遞和實(shí)時共享，為決策層提供及時的審批及控制方式，提高項(xiàng)目規(guī)范化的管理水平和管理質(zhì)量。項(xiàng)目建設(shè)信息以系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化方式進(jìn)行存儲，提高數(shù)據(jù)的安全性及數(shù)據(jù)資源的有效復(fù)用性。通過BIM技術(shù)協(xié)同管理平臺可以將項(xiàng)目各參與方進(jìn)行有機(jī)的聯(lián)合，可在云平臺上進(jìn)行三維可視化問題的發(fā)起、溝通以及解決；也可以進(jìn)行項(xiàng)目流程管理、資料管理、合同管理、安全管理、進(jìn)度管理、質(zhì)量管理、成本管理等工作。基于BIM技術(shù)平臺，項(xiàng)目各參建方在同一協(xié)作平臺工作分配不同的權(quán)限，實(shí)現(xiàn)圖檔管理、任務(wù)流程、BIM協(xié)作、手機(jī)移動端實(shí)時動態(tài)管理的各自工作并高效解決問題。本項(xiàng)目將廣聯(lián)達(dá)協(xié)筑產(chǎn)品、智慧工地產(chǎn)品及BIM5D產(chǎn)品的綜合使用作為BIM技術(shù)應(yīng)用協(xié)作管理平臺，由廣聯(lián)達(dá)公司提供平臺技術(shù)服務(wù)[2]。

3.1 數(shù)據(jù)信息管理

①施工人員管理：在項(xiàng)目施工工地門口可以安裝“RFID感應(yīng)器”。另外，在施工人員佩戴的安全帽內(nèi)應(yīng)該安裝“RFID芯片”，主要目的是預(yù)載人員基本身份信息，考勤登記現(xiàn)場工作人員進(jìn)退場信息和資質(zhì)認(rèn)證，自動將人數(shù)和工種上傳到平臺中。精準(zhǔn)化管理各樓層內(nèi)的人數(shù)和工作時間，為施工管理提供資料支持。②巡更管理：在各個巡檢點(diǎn)中增加二維碼。安排固定人員在規(guī)定時間內(nèi)掃碼簽到，最后通過語音或者文字等形式匯報巡查情況，最后將整合的信息上報歸檔到平臺。③車輛登記管理：項(xiàng)目施工現(xiàn)場應(yīng)該在工地現(xiàn)場出入口安裝高清攝像頭，對進(jìn)出現(xiàn)場的車輛實(shí)行拍照登記，記錄的信息主要包括車型、進(jìn)出的時間，并將記錄數(shù)據(jù)及時上傳到平臺。④質(zhì)量安全管理：安全管理是企業(yè)開展各項(xiàng)工作的前提，良好的安全管理有利于工程項(xiàng)目的實(shí)施。傳統(tǒng)施工模式，存在很多可能導(dǎo)致安全生產(chǎn)事故發(fā)生的安全隱患。而且，傳統(tǒng)施工方法已經(jīng)不能適應(yīng)目前的機(jī)械化施工。質(zhì)量安全管理是對視頻監(jiān)控和區(qū)域管制集成到同一平臺中實(shí)施統(tǒng)一化管理，最后利用手機(jī)客戶端完成上報匯總，便于項(xiàng)目管理者查看實(shí)時信息。管制區(qū)域事先區(qū)域人口中安裝感應(yīng)裝置器，并保證感應(yīng)器是移動式，當(dāng)有工作人員進(jìn)入到監(jiān)測范圍內(nèi)，設(shè)備將會自動報警，報警信息將會上傳到云平臺中。視頻監(jiān)控主要是在預(yù)定位置的“三維模型”中進(jìn)行標(biāo)記，借助模型可直接打開監(jiān)控信息，完成視頻查看工作。⑤生產(chǎn)管理：智慧工地管理平臺中的生產(chǎn)管理模塊主要通過周計劃任務(wù)的跟蹤，從而實(shí)現(xiàn)總、月、周計劃三級聯(lián)動的進(jìn)度管理控制；現(xiàn)場工作人員明確各自的施工任務(wù)，通過手機(jī)端實(shí)時詳細(xì)記錄每日人員、材料、機(jī)械的變動情況，及時反饋現(xiàn)場進(jìn)度信息給項(xiàng)目管理層，為項(xiàng)目管理層的生產(chǎn)進(jìn)度管控提供有效的依據(jù)，從而及時的協(xié)調(diào)資源配備保證生產(chǎn)；通過實(shí)行數(shù)字化生產(chǎn)周會，借助統(tǒng)計數(shù)據(jù)進(jìn)行現(xiàn)場管理的溝通，從而確保生產(chǎn)進(jìn)度清晰、問題責(zé)任明確。⑥成本管理：通過信息化管理平臺將GBQ、進(jìn)度計劃、實(shí)體模型進(jìn)行掛接，自動匹配資源到對應(yīng)的科目，并通過智慧工地平臺統(tǒng)一進(jìn)行變更洽商等信息的記錄，根據(jù)平臺內(nèi)置的工程量統(tǒng)計、成本預(yù)算、成本分析等功能形成項(xiàng)目施工經(jīng)營成本信息模型，實(shí)現(xiàn)成本偏差自動預(yù)警、工程量數(shù)據(jù)自動聯(lián)動等目標(biāo)[3]。⑦應(yīng)用視頻監(jiān)控記錄+AI智能識別技術(shù)實(shí)現(xiàn)人臉識別與人員不安全行為智能化監(jiān)管，通過現(xiàn)場攝像機(jī)智能識別，實(shí)現(xiàn)對工地現(xiàn)場吸煙、未佩戴安全帽等違章行為的實(shí)時報警提示，系統(tǒng)自動存儲分析違規(guī)數(shù)據(jù)。該項(xiàng)系統(tǒng)的應(yīng)用能使安全管理更全面、高效，提高工人安全意識，避免工人不安全行為，降低安全事故發(fā)生概率。⑧物料管理及驗(yàn)收模塊：物料現(xiàn)場驗(yàn)收管控系統(tǒng)是通過軟硬件結(jié)合，借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)物料驗(yàn)收環(huán)節(jié)全方位監(jiān)控，排查驗(yàn)收管理漏洞，對大宗物資的進(jìn)出場稱重進(jìn)行全方位管控，監(jiān)察供應(yīng)商供貨偏差情況，實(shí)現(xiàn)原材料核算，從而達(dá)到節(jié)約成本、提升效益的目的。⑨塔式起重機(jī)防碰撞系統(tǒng)：該項(xiàng)目投入設(shè)置塔式起重機(jī)防碰撞系統(tǒng)，檢測塔機(jī)間隱藏碰撞風(fēng)險并自動預(yù)警提醒，避免碰撞，保證運(yùn)行安全，同時設(shè)定限位、超重、風(fēng)速、傾斜、障礙物、傳感器故障等多指標(biāo)預(yù)警功能，形成預(yù)警記錄，便于對相關(guān)責(zé)任人進(jìn)行管理，提高安全意識，消除安全隱患。⑩協(xié)助協(xié)同工作平臺：本項(xiàng)目建立協(xié)助協(xié)同工作平臺，可在云端存儲和管理整個項(xiàng)目生命周期中的文檔、圖紙、模型等所有的項(xiàng)目數(shù)據(jù)，支持按組織、項(xiàng)目生命周期等不同維度創(chuàng)建文檔目錄，靈活進(jìn)行分類管理，支持全功能檢索，快速搜索所需文檔，并實(shí)現(xiàn)各類流程快速發(fā)起及追蹤落實(shí)，根據(jù)項(xiàng)目需求，可進(jìn)行文件簽審、圖紙會審、變更處理、現(xiàn)場質(zhì)量安全問題等工作流的創(chuàng)建與管理，并使用短信、移動端消息推送、郵件等多渠道的即時提醒，保障每條任務(wù)快速推進(jìn)。

圖1 塔吊監(jiān)測系統(tǒng)

3.2 BIM+智慧工地平臺聯(lián)合應(yīng)用

（1）建模：為了保證工程項(xiàng)目協(xié)調(diào)發(fā)展，通過BIM技術(shù)對設(shè)計圖紙繪制各專業(yè)模型，主要是通過三維建模軟件rivet進(jìn)行建模，可以通過建模對設(shè)計圖紙進(jìn)行復(fù)核和審查，從而完善優(yōu)化圖紙的缺陷，降低了后期返工的概率，從而達(dá)到提升施工效率，節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本的目的[4]。

（2）深化設(shè)計：在BIM技術(shù)深化設(shè)計中，隨著各專業(yè)管線的大幅度增加，需要配合協(xié)調(diào)的專業(yè)部門也越來越多，而建筑中可以預(yù)留給管線的空間則變得越來越少，可以通過BIM技術(shù)深化設(shè)計有效地解決這個問題，BIM深化模型作為更加直觀的三維模型，能夠?yàn)槭┕し教峁└又庇^的施工指導(dǎo)，同時也能夠更加方便準(zhǔn)確的制定出項(xiàng)目的成本預(yù)算，從而為業(yè)主節(jié)約成本，完善施工圖紙，提高整體工程效率。深化設(shè)計模擬施工項(xiàng)目主要是根據(jù)整體項(xiàng)目特征，以滿足主體結(jié)構(gòu)和機(jī)電設(shè)備施工要求和施工安全為基礎(chǔ)，建立標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)件庫，機(jī)電設(shè)備組庫，主要包括建筑結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、設(shè)備基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)備、各種介質(zhì)管道、電纜橋架等模型的建立，通過4D施工模擬建造可以發(fā)現(xiàn)各專業(yè)之間的相互沖突，在施工前解決其沖突問題，提出合理的優(yōu)化解決方案。

圖2 revit建模圖片

（3）實(shí)景建模：可以通過“無人機(jī)傾斜攝影”完成建模工作，可視化規(guī)劃施工場所，并利用無人機(jī)進(jìn)行巡查，提高巡查項(xiàng)目的效率。為有效對結(jié)構(gòu)進(jìn)行準(zhǔn)確定位，保證結(jié)構(gòu)的深化設(shè)計，可以使用“放樣機(jī)器人”和“激光掃描儀”。通過激光快速掃描，采集數(shù)據(jù)信息，用于空間定位和實(shí)測實(shí)量。利用“智能全站儀”精準(zhǔn)放樣定位數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)對施工現(xiàn)場的精準(zhǔn)化放樣和定位[5]。

圖3 實(shí)景建模圖片

4 結(jié)束語

建立以云平臺為基礎(chǔ)、以數(shù)據(jù)為核心并應(yīng)用BIM技術(shù)+互聯(lián)網(wǎng)智能終端工具的智慧工地建設(shè)體系，經(jīng)過本項(xiàng)目實(shí)踐表明，在實(shí)現(xiàn)工程施工智能管理建造，提高工程管理信息化水平，保障施工項(xiàng)目質(zhì)量、安全、工期與成本要求方面，具有良好的推廣價值和借鑒意義。智慧管理平臺數(shù)據(jù)匯總分析能力建設(shè)與提高及平臺大數(shù)據(jù)分析后的決策能力，將成為建筑行業(yè)信息化發(fā)展的重點(diǎn)。