基于BIM的智慧工地管理研究

湯易之

摘要：當前環境下，“智慧工地”系統是目前最科學的工程管理技術手段，是目前建筑行業的熱點方向。本文以某地下綜合管廊項目為工程背景，分析BIM技術在“智慧工地”中的價值，并具體介紹智慧管理平臺中進度管理與成本管理兩個模塊展示了智慧工地與BIM技術在其中的應用。

Abstract： With the current technical support， the "smart site" system is the most scientific engineering management technology and is the hot spot of the construction industry. This paper takes the Underground Integrated Pipe Gallery Project as the engineering background， analyzes the value of BIM technology in the "smart site"， and introduces the two modules of progress management and cost management in the smart management platform to show the application of smart site and BIM technology.

關 鍵詞：智慧工地;BIM技術;進度管理;成本管理

Key words： smart site;BIM technology;progress management;cost management

中圖分類號：TU71;TU17 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2020）01-0102-03

0 ?引言

近年來，在我國大力推動現代化建設的背景下，順應“互聯網+”指導意見，工程領域的信息化技術快速發展，在工程管理智能化、信息化、精細化的趨勢下，“智慧工地”的概念應運而生[1-5]。

“智慧工地”是一種全新的工程全生命周期管理的理念，將大數據的概念及各種高新技術應用到工程管理。“智慧工地”通過互聯網來搭建一個信息管理平臺，基于BIM技術對工程項目進行信息化、三維化、可視化，結合物聯網技術、GIS技術、大數據技術、云計算技術、移動互聯網和人工智能等技術，參建各方共享信息數據，達到對施工場地全天候、全方位的監控，實現工程信息化管理，提升管理水平的同時降低管理成本，并提高施工場地的工作效率，從而逐步實現綠色建造和生態建造[6-8]。

1 ?“智慧工地”中的BIM

BIM技術是關于建設項目所有信息的數字化表達，以三維信息模型為載體，集成項目建造過程中的全部信息文件和材料屬性，附著在模型上集中管理，為參建各方提供一個信息交流與共享的平臺，有利于整個工程全生命周期的建設，也是建設“智慧工地”的基礎。

作為工程項目一種信息化的數字表達，BIM模型可以為建筑模型提供一種客觀、動態的虛擬視角，而且可以賦予模型所有的物理屬性、參數，包括材料、幾何關系等。模型建立完成后，用戶可以通過BIM模型得到所需要的信息，用于設計、施工、成本預估及設施管理等建造流程。而BIM技術在智慧工地中的價值主要體現在以下方面：

1.1 基于BIM的三維可視化設計

在以往的城市地下工程設計中，設計方案都是通過二維的圖紙來模擬呈現的，需要設計人員通過自我的想象來構建整個模型，但很多時候建筑微觀細節構件復雜，系統繁多，設計人員難以直觀地想象、理解設計圖紙，在合作設計時造成影響。而BIM技術就完美解決了這個問題，擺脫傳統二維圖紙，可以將設計模型進行三維、動態的展示，同時這也是BIM技術最基礎的一項功能。

1.2 基于BIM的碰撞檢測及設計優化

傳統的建筑設計方式受限于2D圖紙，許多潛藏的管線沖突、碰撞與多余設計難以發現，而應用BIM技術只需將設計各方設計的建筑、管道、結構、機電等不同BIM模型導入專業的碰撞檢測軟件中，進行管線碰撞檢測，即可將原本復雜的管線設計清晰展示，從而進行合理的設計與布置。

1.3 基于BIM的4D施工模擬

通過BIM技術專門的施工模擬軟件還可以在模型中添加時間進度信息，將模型實體與時間軸相關聯，建立4D模型，對整個建造過程中的施工進度及工藝進行模擬，可以提前發現設計中可能存在的問題及缺陷，減少開工后的設計變更及工程返工。同時也可以對工程中的施工進度進一步掌控，更好的管理施工設施，改變了以往傳統項目施工管理的管理混亂、計劃銜接不當、溝通困難等問題。

1.4 基于BIM的5D成本管理

進一步再將成本信息添加至BIM模型中，形成3D模型+1D進度+1D成本的5D建筑信息模型，可以對項目成本進行預估。5D成本管理直接在模型中統計工程量，通過平臺生成報表，相比傳統人工計算成本更精確，可以讓施工方更有效的進行成本管理，并采取更合理的施工工藝技術，來控制成本。

2 ?工程管理中的“智慧工地”

2.1 工程概況

某綜合管廊全長約3.6公里，如圖1所示。入廊管線包括供水、燃氣、電力、通信、廣播電視等5類管線，并配備完善的消防、排水、照明、通風、供配電、標識及監控中心等設施。

2.2 “智慧工地”管理平臺

地下綜合管廊信息管理系統建設的關鍵在于滿足管廊建設的各階段涉及的各個主體對管理和協作的不同訴求。以BIM技術為信息的基礎載體，構建一個圍繞管廊的全生命周期展開各項活動的綜合管理平臺。旨在打通各協作部門之間溝通的隔閡，消除協作過程中各方信息不對稱、傳遞不及時的問題，由此減少規劃、設計、施工、運營中不必要的失誤和返工，全面提高管理、協作的效率，降低風險、壓縮成本。

2.2.1 進度管理

進度管理在本平臺上被分為了設計進度管理以及施工進度管理兩部分，分屬于設計管理系統與施工管理系統。

設計管理系統是對管廊設計進度、設計資料等進行集中管理。通過協同系統，對管廊的設計進度、設計資料等進行集中管理。通過對各個階段設計成果的管理與審核，可以及時獲知項目進展，并通過提資聯系提升各方協同工作與溝通的效率，平臺的設計管理界面見圖2。

施工管理系統是對施工過程中的人員、材料、機械、施工質量、施工安全、施工進度、工程變更等進行統籌管理。

通過這兩個系統，可以實時查看工程進度，并根據工程進度調整計劃安排，提升施工管理的效率與水平。

2.2.2 成本管理

平臺設有成本管理系統，成本管理系統是對管廊全生命周期過程中所產生的成本進行管理，通過系統自身對管廊全生命周期中各類成本進行精細分析，找出管廊各階段資金使用不合理之處，優化管廊資金使用，將管廊的規劃、設計、施工、運行、維護成本降至最低。模型物料信息統計界面見圖3，系統業務流程圖見圖4。

3 ?總結

BIM技術與“智慧工地”的推廣符合現在建筑行業發展的趨勢，其在工程項目中所發揮的價值也日漸增顯。本文分析研究了基于BIM技術的“智慧工地”在工程項目中的作用，主要結論如下：

①利用BIM技術建立三維可視化模型，提高參建各方間交流效率，促進項目決策。

②基于BIM技術的“智慧工地”管理平臺突破傳統工程管理方式，實時反饋反饋現場信息，提高工程管理效率。

③通過基于BIM技術的“智慧工地”5D模型，進行施工模擬，為施工現場提供參考，同時可以直接從模型導出物料信息，采購計算更加精細，成本管理更加合理。

參考文獻：

[1]馬凱，王子豪.基于“BIM+信息集成”的智慧工地平臺探索[J].建設科技，2018（22）：26-30，41.

[2]鄒杰平.淺談“智慧工地”在電網工程中的應用[J].科技與創新，2019（16）：158-159.

[3]Kristyna Pruskova，Jiri Kaiser. Implementation of BIM Technology into the Design Process Using the Scheme of BIM Execution Plan[J]. IOP Conference Series： Materials Science and Engineering，2019，471（2）.

[4]曾凝霜，劉琰，徐波.基于BIM的智慧工地管理體系框架研究[J].施工技術，2015，44（10）：96-100.

[5]鄭小云.BIM技術在設計優化及智慧工地建設的應用研究[D].浙江大學，2018.

[6]李倩文.基于BIM5D的工程智能建造管理應用研究[J].城市道橋與防洪，2019（08）：25，197-199，233.

[7]建筑施工行業智慧工地應用現狀調查與分析——《中國建筑施工行業信息化發展報告（2017）——智慧工地應用與發展》摘編[J].建筑，2017（16）：31-34.

[8]楊曉毅，李立洪，陸建新，羅世聞，唐新原.基于BIM技術的特大型多方協作智慧管理[J].土木建筑工程信息技術，2018，10（05）：16-24.