文｜廈門市臻園房地產(chǎn)有限公司 林小鵬

人們在獲取數(shù)據(jù)信息時，最為核心的渠道就是視覺，使用可視化管理模式以后，使用二維或者是三維的方式將事物數(shù)據(jù)體現(xiàn)出來，使人們能更直觀地感知事物的整體定義和發(fā)展變化的過程，促進簡單的視覺感知逐漸向深層的思維認知發(fā)展。將可視化融入到工程建設(shè)管理中以后，使得工程現(xiàn)場的實體可視化得以全面的實現(xiàn)，以工程建筑模型的虛擬可視化為基礎(chǔ)，創(chuàng)建以過程數(shù)據(jù)為依托的數(shù)據(jù)可視化，推動工程建設(shè)管理取得最佳的效果。

1.可視化協(xié)同管理的重要意義

在工程建設(shè)管理領(lǐng)域的不同發(fā)展階段，從信息化登記和行政審批，到利用物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)對建筑工程施工現(xiàn)場進行高效管理，再到利用建筑信息化BIM 模型模擬工程建設(shè)項目，發(fā)現(xiàn)工程建設(shè)管理的重要組成內(nèi)容分別為數(shù)據(jù)信息監(jiān)管、建筑模型和建筑實體等[1]。在對工程建設(shè)領(lǐng)域的各項工作內(nèi)容進行管理時，通過上述的三個方面使整個管理過程得以真實的呈現(xiàn)在人們的眼前。在數(shù)據(jù)分析、視頻監(jiān)控和建筑信息模型實現(xiàn)可視化發(fā)展以后，會給建筑工程的整個實施過程起到積極的促進作用，提高了城市范圍之內(nèi)工程建設(shè)領(lǐng)域的管理水平。將建筑信息模型引入以后，再與電子地圖技術(shù)完美的結(jié)合起來，實現(xiàn)了在數(shù)據(jù)檔案中精準掌控審批業(yè)務(wù)管理的范圍，使跨部門的全過程業(yè)務(wù)監(jiān)管體系得以積極的構(gòu)建。在建筑工程建設(shè)管理誠信體系和監(jiān)督體系中將責(zé)任人監(jiān)管、各個參建單位管理工作納入其中，使工程建設(shè)領(lǐng)域中的主體監(jiān)管工作得以全面的實現(xiàn)。

2.在工程建設(shè)領(lǐng)域中可視化管理的現(xiàn)狀

2.1 實體可視化

使用成像設(shè)備來拍攝工程建筑的實景，實現(xiàn)了工程建設(shè)領(lǐng)域中的可視化管理，當(dāng)安防設(shè)備達到成熟水平以后，施工現(xiàn)場實體可視化管理的核心模式為視頻監(jiān)控。建筑工地早期使用的主要方式為光纖直連，受施工場地、工地監(jiān)控點位置的影響十分明顯，在4G 技術(shù)全面實施以后，建筑工程施工現(xiàn)場開始選擇使用無線傳輸監(jiān)控設(shè)備，并以可移動監(jiān)控和手機分發(fā)為輔助設(shè)備開展管理工作。在三維掃描技術(shù)和無人機普遍使用以后，使得監(jiān)控的模式也隨之發(fā)生了巨大的改變。使用實體可視化管理模式以后，發(fā)現(xiàn)問題就可以立即處理，對整個施工過程和施工人員安全防護措施的落實情況進行了高效的管理。今后在圖像識別技術(shù)、人工智能技術(shù)取得階段性的進展以后，工程建設(shè)領(lǐng)域中的監(jiān)管模式也會逐漸的實現(xiàn)智能化管理[2]。

2.2 虛擬可視化

分析虛擬可視化發(fā)展歷程后，發(fā)現(xiàn)其是從建筑動畫模型逐漸發(fā)展演變而來，目前，建筑信息模型BIM 管理已經(jīng)實現(xiàn)。從立項開始，利用虛擬可視化技術(shù)對施工項目本身和整個施工過程進行有效的管理。工程項目各個參與方通過模型直觀的感受工程項目的建設(shè)情況，顯著的提升了施工效率和施工質(zhì)量。

2.3 數(shù)據(jù)可視化

對于數(shù)據(jù)可視化來說，借助對信息數(shù)據(jù)的可視化管理，使得工程建設(shè)領(lǐng)域的管理效率發(fā)生了明顯的改變。第一，趨勢可視化。在開展成本控制的過程中，綜合分析、統(tǒng)計項目施工需要使用到的機械設(shè)備、原材料以及施工人員等信息，對項目成本投入進行客觀的評價，是否存在出現(xiàn)超預(yù)算的情況。第二，狀態(tài)可視化。例如在監(jiān)測項目深基坑信息時，使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合傳感器完成監(jiān)測工作，綜合位移指標的相關(guān)信息，當(dāng)數(shù)據(jù)信息達到危險范圍值以內(nèi)時，則會馬上發(fā)出報警信息。

2.4 分析可視化管理內(nèi)容

工程建設(shè)領(lǐng)域管理推行可視化，借鑒了其他行業(yè)先進的經(jīng)驗和先進的研究成果，基于項目建設(shè)過程中模擬和收集的數(shù)據(jù)信息，積極開展虛擬模型的建設(shè)，利用數(shù)據(jù)的相關(guān)性分析，實現(xiàn)對建設(shè)項目實施過程的高效控制[3]。推行可視化管理的核心目標為將信息數(shù)據(jù)、虛擬模型和建筑實體完美的結(jié)合起來，促使建筑工程全生命周期中的所有信息要素實現(xiàn)高效的融合，為建筑工程項目的順序施工做好充分的準備工作。

3.探索可視化協(xié)同管理應(yīng)用

3.1 前期準備階段

在工程建設(shè)項目前期準備階段里，需要從城市總體建設(shè)規(guī)劃的層面著手，積極開展整個項目可行性研究工作，高效利用可視化建筑信息模型，全面分析地質(zhì)評估、環(huán)境評價和項目選址等相關(guān)信息內(nèi)容，同時做好項目投資金額的準確評估工作。在項目施工時，建筑工程整體設(shè)計方案的科學(xué)性和合理性受施工場地信息的影響十分明顯，如果不積極開展分析和整理工作，就會給施工過程造成嚴重的不良影響。在設(shè)計方案時，要對施工現(xiàn)場的交通、地形、地質(zhì)和地貌等信息進行綜合的考慮。過去在分析施工場地時，會遇到各種各樣的問題，將定性分析放在了核心位置上，而對定量分析沒有給予足夠的重視。使用可視化建筑信息模型BIM 模型以后，定位系統(tǒng)與BIM 技術(shù)高效的融合在一起，真實的模擬整個施工現(xiàn)場情況，為后續(xù)的設(shè)計工作開展奠定了堅實的基礎(chǔ)。

3.2 勘測階段

勘察測量是項目施工之前必須執(zhí)行的一項工作內(nèi)容，工程施工及運營管理過程中之所以開展測量工作，是因為控制工程正常執(zhí)行中形成的各類管理數(shù)據(jù)。勘察人員前往工程現(xiàn)場通過規(guī)范化測量獲得各種數(shù)據(jù)，并將其統(tǒng)一輸送至數(shù)據(jù)庫內(nèi)。針對項目測量所得的數(shù)據(jù)結(jié)果，有特殊授權(quán)的高層管理人員可以對數(shù)據(jù)庫內(nèi)儲有的測量數(shù)據(jù)進行增減、刪除等操作，依照名稱、級別、坐標、高程、觀測精準度等差異，隨時查閱觀測數(shù)據(jù)。在項目現(xiàn)場施工時，實體工程的很多數(shù)據(jù)處于不斷變化狀態(tài)，比如，構(gòu)造物的沉降量、水平及傾斜坐標移動、局部裂縫等，把以上屬性的變化數(shù)據(jù)整合至數(shù)據(jù)庫內(nèi)，結(jié)合項目施工需求實時更新、修改，并即時生成模型變化過程圖、觀測值對照圖及變形分布圖等，進而幫助管理人員更加直觀地開展數(shù)據(jù)分析工作。在工程施工結(jié)束后，測量已完工處的平面、高程位置等信息，通過數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)存儲數(shù)據(jù)實現(xiàn)對項目施工圖形及屬性的雙向查詢。

3.3 設(shè)計階段

在工程建設(shè)項目設(shè)計時，使用可視化建筑信息模型BIM 以后，能夠更加直觀的分析和論證設(shè)計方案的科學(xué)性和實用性。從工程項目的實際情況出發(fā)，積極開展項目的采光和節(jié)能分析工作，以工程造價分析為輔[4]。例如工程項目七成以上的預(yù)算費用用于采購工程原材料，使用三維建筑信息模型以后，準確的獲取工程量信息，與建筑材料價格分析相結(jié)合，不斷提升項目造價預(yù)算工作的實效性和科學(xué)性。

3D GIS 能夠通過三維立體化形式呈現(xiàn)出工程地質(zhì)勘測狀況與設(shè)計方提供的設(shè)計方案，在分析設(shè)計方案時可以進行演示與對照，并且和各設(shè)計方案的成本及工期信息相關(guān)聯(lián)，進而更能客觀地評估方案，做出最優(yōu)選擇。針對項目設(shè)計方案內(nèi)設(shè)定的分項施工次序與具體操作方法，及時將其呈交給項目建設(shè)方，便于其盡早進行科學(xué)的統(tǒng)籌安排。GIS 能立體化呈現(xiàn)出各分部、分項工程施工方案的執(zhí)行過程，有益于提升相關(guān)人員決策的合理性、有效性。GIS 能結(jié)合工程施工進度計劃的部署情況，快捷分析出各分項工程的最早及最晚開工時間、自由時差與總時差，并應(yīng)用三維模型將其直觀地呈現(xiàn)出來。針對重要線路上的主要工作內(nèi)容、前后自由時差偏小的項目，理論上均要運用穩(wěn)定系數(shù)較高、風(fēng)險低的施工方案。

3.4 施工階段

（1）施工管理。在深化項目設(shè)計信息時，積極創(chuàng)建各個參與單位為核心的建筑信息模型，使整個工程項目的多主體協(xié)同取得最佳的效果。

（2）質(zhì)量安全管理。建筑工程項目的施工質(zhì)量與人們生命財產(chǎn)安全息息相關(guān)，高效利用物聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)，跟蹤監(jiān)測機械設(shè)備、建筑結(jié)構(gòu)配件和建筑材料的品質(zhì)，為工程建筑質(zhì)量安全提供可靠的支撐。使用監(jiān)控系統(tǒng)對整個施工過程進行高效的監(jiān)管，確保整個工程項目能夠按照施工方案保質(zhì)保量的完成施工建設(shè)任務(wù)，如使用REID 電子標簽來監(jiān)管施工材料，與檢測機構(gòu)通力配合，及時獲取試樣的檢測數(shù)據(jù)信息，從而使整個工程項目的施工質(zhì)量得到保證。

（3）進度管理。在控制建筑工程項目的施工進度時，利用施工信息模型完成施工任務(wù)，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計中存在的不足，并及時采取措施進行處理，顯著提升施工方案的科學(xué)性與合理性，保證整個工程項目在合同規(guī)定的時間之內(nèi)完工。建筑工程項目管理部門在采集關(guān)鍵施工環(huán)節(jié)和工程主體建設(shè)信息時，使用的主要方法為視頻監(jiān)控實景和三維掃描設(shè)備拍攝等[5]。

（4）資產(chǎn)管理。建設(shè)項目建設(shè)完成后，形成了數(shù)據(jù)資產(chǎn)、實物資產(chǎn)等資產(chǎn)形式，建筑工程項目竣工驗收后的實體建筑工程為實體資產(chǎn)，工程施工過程中產(chǎn)生資料信息和檔案也屬于實體資產(chǎn)。

3.5 運營使用階段

在建筑工程項目施工建設(shè)結(jié)束以后，建筑信息模型的使用為房屋租賃和交易提供了可靠的信息支持。例如，它與房地產(chǎn)測繪部門緊密合作，實現(xiàn)房屋公共區(qū)域和生產(chǎn)區(qū)域的合理劃分，在房屋銷售和預(yù)售過程中創(chuàng)建一個立體的房地產(chǎn)表。建設(shè)項目在后續(xù)實施智能化設(shè)備管理和安防設(shè)備管理，提供了可靠的三維模型整合根據(jù)。

4.工程建設(shè)應(yīng)用可視化協(xié)同管理的成果

4.1 施工現(xiàn)場整體展示

大型工程施工區(qū)域多，且多個場區(qū)同時開工，步調(diào)不一致，人員、機械、材料等分配不均，工作交叉影響，因此會造成窩工現(xiàn)象。建設(shè)方施工現(xiàn)場管理人員將資源調(diào)配信息、工作視頻傳入管控系統(tǒng),用先進的航拍技術(shù)對整個工程項目動態(tài)進行掌握，多角度分析，找出影響進度的原因，宏觀調(diào)控，可使項目順利進行。

4.2 智能安全監(jiān)控

通過網(wǎng)絡(luò)云平臺、手機App 與工程中需要監(jiān)控的設(shè)備、器具進行無線連接，隨時可以查看它們的安全狀態(tài),提高安全可視性。已經(jīng)有學(xué)者在對安全帽的識別及追蹤上進行了相關(guān)研究，通過相關(guān)技術(shù)大大提高了安全帽的佩戴率。再有針對施工機械的位置分散，設(shè)備運行參數(shù)不能及時獲取，設(shè)備發(fā)生故障問題無法及時發(fā)現(xiàn)等問題，可以在大型施工機械上安裝智能監(jiān)控器，開發(fā)配套App 系統(tǒng)，通過手機即可對該設(shè)備進行遠程數(shù)據(jù)監(jiān)控。如起重機智能安全監(jiān)控系統(tǒng)，這極大地提高了設(shè)備的可靠性。

4.3 提升檔案完備性

可視化系統(tǒng)建立后，可將系統(tǒng)記錄的視頻、圖像可以作為電子檔案存儲，從而讓監(jiān)理文檔更加完備。可視化電子文檔也可以作為監(jiān)理員履職的日常性文件憑證，當(dāng)出現(xiàn)質(zhì)量問題或安全問題時,也可以通過這些記錄還原現(xiàn)場，更好地了解出現(xiàn)問題的原因，分析責(zé)任主體，降低監(jiān)理責(zé)任風(fēng)險。

5.結(jié)語

對于工程建設(shè)項目來說，使用虛擬可視化和實體可視化來監(jiān)管工程施工過程、參建單位執(zhí)行情況和項目審批手續(xù)辦理情況等信息，管理部門使用多角度可視化來對收集到的信息進行分析和匯總，與電子地圖進行有機的融合，實現(xiàn)了對整個城市工程建設(shè)領(lǐng)域的高效管控，加快了智慧城市建設(shè)的速度。