基于互聯(lián)網(wǎng)+CIM的工程管理一體化平臺(tái)

文｜喬澤源 李海鵬 孫雙磊 王岳松 彭沉彬

一、建設(shè)背景

為進(jìn)一步加快推進(jìn)我國(guó)建筑信息模型（BIM）技術(shù)應(yīng)用發(fā)展，根據(jù)《國(guó)務(wù)院辦公廳轉(zhuǎn)發(fā)住房城鄉(xiāng)建設(shè)部關(guān)于完善質(zhì)量保障體系提升建筑工程品質(zhì)指導(dǎo)意見(jiàn)的通知》 （國(guó)辦函【2019】92號(hào)），《住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部辦公廳關(guān)于深入開(kāi)展建筑施工安全專項(xiàng)治理行動(dòng)的通知》（建辦質(zhì)【2019】18號(hào)）、《住房城鄉(xiāng)建設(shè)部關(guān)于開(kāi)展運(yùn)用BIM系統(tǒng)進(jìn)行工程建設(shè)項(xiàng)目報(bào)建并與“多規(guī)合一”管理平臺(tái)銜接試點(diǎn)工作的函》（建規(guī)函【2018】32號(hào)）等文件要求，打造基于CIM的建設(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)管系統(tǒng)，以強(qiáng)化對(duì)工程質(zhì)量安全的監(jiān)督管理，以此推動(dòng)城市的高質(zhì)量發(fā)展。

結(jié)合公路全生命周期建設(shè)管理服務(wù)要求，以在工程建設(shè)過(guò)程管理、竣工驗(yàn)收管理為切入口進(jìn)行公路建設(shè)管理，并實(shí)現(xiàn)公路竣工后，基于竣工BIM模型及關(guān)聯(lián)資料，為公路后期運(yùn)維提供基礎(chǔ)運(yùn)維數(shù)據(jù)支撐，本次以東六環(huán)項(xiàng)目為切入點(diǎn)，以互聯(lián)網(wǎng)+監(jiān)管模式和CIM（城市信息模型）平臺(tái)相結(jié)合，推進(jìn)工程建設(shè)高質(zhì)量發(fā)展中的質(zhì)安管理、監(jiān)管創(chuàng)新應(yīng)用。

北京市首發(fā)高速公路建設(shè)管理有限責(zé)任公司負(fù)責(zé)的東六環(huán)（京哈高速-潞苑北大街）改造工程，該工程項(xiàng)目建設(shè)地點(diǎn)位于北京市通州區(qū)，南起京哈高速施園橋，北至潞苑北大街疃里橋，由北至南貫穿城市副中心，可以促進(jìn)沿線區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展，形成功能匯聚、集約高效的創(chuàng)新發(fā)展軸。東六環(huán)改建工程是全國(guó)采用盾構(gòu)法施工的最長(zhǎng)高速公路隧道，也是目前國(guó)內(nèi)最大直徑盾構(gòu)隧道，隧道下穿道路、軌道、河道、重要管線，控制因素眾多，施工難度大。需利用BIM等技術(shù)在可視化溝通、數(shù)據(jù)共享和協(xié)同管理方面的優(yōu)勢(shì)，解決技術(shù)難點(diǎn)、創(chuàng)新管理手段。

依照北京試點(diǎn)的具體需求，結(jié)合理正對(duì)行業(yè)多年的研究與創(chuàng)新，基于互聯(lián)網(wǎng)+CIM的工程管理一體化平臺(tái)已在北京試點(diǎn)首發(fā)東六環(huán)改建工程項(xiàng)目中的應(yīng)用取得了建設(shè)成果，目前已上線運(yùn)行。

二、建設(shè)內(nèi)容

基于互聯(lián)網(wǎng)+CIM的工程管理一體化平臺(tái)，是由北京理正軟件股份有限公司負(fù)責(zé)開(kāi)發(fā)，綜合運(yùn)用BIM、GIS、IOT接入等技術(shù)，搭建供業(yè)主方、設(shè)計(jì)方、監(jiān)理方、施工方等多個(gè)參建單位協(xié)同管理的工作平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了基于互聯(lián)網(wǎng)+CIM的新型管理模式。

平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)目管理，適用于大型工程建設(shè)集團(tuán)、建設(shè)單位、政府投資成立的代建企業(yè)，已在北京首都公路發(fā)展集團(tuán)有限公司公路建設(shè)東六環(huán)（京哈高速-潞苑北大街）改造工程項(xiàng)目中進(jìn)行了良好的應(yīng)用。主要建設(shè)內(nèi)容如下：

（一）項(xiàng)目看板功能

在項(xiàng)目總圖看板上可以直觀地看到企業(yè)管理的項(xiàng)目簡(jiǎn)介、宣傳動(dòng)畫、現(xiàn)場(chǎng)管理、視頻監(jiān)控、工程進(jìn)度、天氣預(yù)警等信息，展示內(nèi)容可根據(jù)實(shí)際管理需求，由用戶自行調(diào)整，充分滿足工程施工全過(guò)程的監(jiān)控、檢查、預(yù)警、調(diào)度、指揮等職能。

（二）BIM模型管理

項(xiàng)目標(biāo)段看板頁(yè)面，通過(guò)平臺(tái)提供的BIM模型看板功能，可通過(guò)選擇模型選項(xiàng)將BIM模型與環(huán)境模型、傾斜攝影、場(chǎng)布模型進(jìn)行圖層疊加，實(shí)現(xiàn)標(biāo)段項(xiàng)目的可視化全景展示。

（三）監(jiān)理管理

可以滿足施工建設(shè)過(guò)程中旁站、巡視、驗(yàn)收的管理要求。為質(zhì)量監(jiān)督管理人員提供巡視、旁站、驗(yàn)收、現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題檢查等功能，按照項(xiàng)目標(biāo)段劃分，以列表展示的形式對(duì)工程建設(shè)質(zhì)量檢查內(nèi)容進(jìn)行管理。

1.項(xiàng)目基本情況

可查看標(biāo)段工程當(dāng)日上工人數(shù)，以及該標(biāo)段主要管理人員的聯(lián)系方式。

2.巡視功能

管理人員可在線查看監(jiān)理人員、質(zhì)量安全巡查人員的空間巡視信息。可快速定位到監(jiān)理人員巡視位置，查看巡視記錄、巡視次數(shù)及巡視軌跡等信息，解決了道路工程施工期間，建設(shè)單位、監(jiān)理單位、項(xiàng)目管理部由于交通不便、路線過(guò)長(zhǎng)，而巡檢困難的問(wèn)題。

3.現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題分布情況

管理人員可在看板中查看工程當(dāng)前現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題在BIM模型上的分布情況。平臺(tái)以列表方式展示問(wèn)題記錄，可精準(zhǔn)地在BIM模型上定位到問(wèn)題部位，查看待整改和已關(guān)閉的問(wèn)題記錄詳情。

4.隱蔽工程、關(guān)鍵部位的施工信息查詢

可定位到旁站位置，查看旁站記錄單、旁站實(shí)拍照片、旁站執(zhí)行人等管理數(shù)據(jù)。選擇驗(yàn)收標(biāo)識(shí)，可快速定位到驗(yàn)收位置，查看已驗(yàn)收部位信息。

5.監(jiān)控視頻信息

危險(xiǎn)源作為工程項(xiàng)目安全管理的要點(diǎn)之一。可定位到危險(xiǎn)源位置，查看危險(xiǎn)源詳情。點(diǎn)擊攝像頭，可以快速在BIM模型上定位工地現(xiàn)場(chǎng)攝像頭監(jiān)控點(diǎn)位，實(shí)時(shí)查看監(jiān)控視頻信息。基坑作為危大工程是項(xiàng)目安全管控的另一個(gè)要點(diǎn)，平臺(tái)可展示各基坑位置及工作狀態(tài)。

（四）質(zhì)量安全管理

可查看工程當(dāng)前問(wèn)題在BIM模型上的分布信息，監(jiān)理人員、質(zhì)量安全巡查人員的空間巡視信息，隱蔽工程、關(guān)鍵部位的施工信息，已驗(yàn)收部位信息，危險(xiǎn)源信息等。為質(zhì)安監(jiān)督人員提供相關(guān)質(zhì)安文檔及問(wèn)題的匯總管理功能。

（五）進(jìn)度管理

通過(guò)模型部位顏色的變化區(qū)分工程進(jìn)度的完成情況。在實(shí)際進(jìn)度中，工程部位分為未開(kāi)工、進(jìn)行中、已完成三個(gè)狀態(tài)，每個(gè)狀態(tài)都有對(duì)應(yīng)的顏色展示，不同的完成度以顏色漸變進(jìn)行區(qū)分；通過(guò)顏色的差異，管理人員可以及時(shí)掌握工程進(jìn)度超前、正常、滯后等不同狀態(tài)，必要時(shí)可采取相應(yīng)的干預(yù)措施。平臺(tái)提供進(jìn)度推演功能，可按照時(shí)間軸遞進(jìn)方式計(jì)算當(dāng)前標(biāo)段BIM模型完成進(jìn)度。

（六）工程資料管理

為工程創(chuàng)優(yōu)、科研課題等業(yè)務(wù)制定了臺(tái)賬式管理模式，將整個(gè)工程項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中產(chǎn)生的信息化資料以自定義目錄樹(shù)的形式進(jìn)行分類、規(guī)范管理，對(duì)已上傳的文檔可進(jìn)行分享、文檔協(xié)作、下載、歷史版本查看等操作，幫助項(xiàng)目管理人員在海量的工程項(xiàng)目資料中快速查找定位文件，同時(shí)運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)+技術(shù)，支持跨企業(yè)、跨專業(yè)、多人線上協(xié)同審查、批閱同一個(gè)模型或文檔，有效地提高了協(xié)作管理效率，大幅降低了時(shí)間空間上的管理成本。

三、建設(shè)成效

本項(xiàng)目運(yùn)用高分遙感影像、互聯(lián)網(wǎng)+、CIM、BIM、GIS、IOT等技術(shù)手段，在公路工程建設(shè)管理、在工程管理方式及業(yè)務(wù)管理創(chuàng)新均取得了一定的成效，主要成效如下：

（一）實(shí)現(xiàn)基于CIM的項(xiàng)目總控一張圖展示

為總承包企業(yè)、建設(shè)單位提供項(xiàng)目總控監(jiān)管的能力，將建設(shè)工程的GIS信息、BIM信息、遙感影像信息、物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)等信息關(guān)聯(lián)在一張總控圖上進(jìn)行宏觀展示。

（二）提供CIM看板功能，實(shí)現(xiàn)可視化巡檢和模型展示

實(shí)現(xiàn)了基于高分遙感影像的公路項(xiàng)目可視化全局瀏覽，將項(xiàng)目BIM模型與GIS地圖、傾斜攝影進(jìn)行圖層疊加，使得總承包企業(yè)的管理者能夠更直觀的了解該工程項(xiàng)目的空間信息分布，同時(shí)掌握基于總控展示項(xiàng)目的建設(shè)狀態(tài)（如在建工程、未開(kāi)工工程、竣工工程等）。

（三）實(shí)現(xiàn)基于CIM平臺(tái)的物聯(lián)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集成

接入公路工程在建過(guò)程物聯(lián)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，在CIM平臺(tái)上集成氣象信息預(yù)警、基坑數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、防疫防汛信息、施工現(xiàn)場(chǎng)視頻監(jiān)控、盾構(gòu)機(jī)狀態(tài)數(shù)據(jù)等物聯(lián)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，在CIM平臺(tái)上可清晰的查看各項(xiàng)目的實(shí)時(shí)進(jìn)度和詳細(xì)信息，進(jìn)行高效的交互，了解實(shí)時(shí)的作業(yè)情況及信息數(shù)據(jù)，輔助對(duì)工地進(jìn)行精準(zhǔn)監(jiān)管。

（四）實(shí)現(xiàn)基于BIM的竣工資料數(shù)字化交付

實(shí)現(xiàn)公路建設(shè)項(xiàng)目基于GIS+BIM的三維數(shù)字化空間定位數(shù)據(jù)交付。竣工公路工程全部信息實(shí)現(xiàn)基于GIS+BIM一體化的空間定位落圖，為公路運(yùn)營(yíng)階段提供數(shù)據(jù)支撐，為公路全生命周期管理提供數(shù)據(jù)服務(wù)。

四、主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)

主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)為：

1.基于互聯(lián)網(wǎng)+CIM的管理模式創(chuàng)新

通過(guò)搭建統(tǒng)一工作平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位、監(jiān)理單位、施工單位等各參建單位的有效協(xié)作，革新了原有的管理流程和管理手段。

2.基于CIM平臺(tái)在建工程監(jiān)管可視化

利用無(wú)人機(jī)傾斜攝影、視頻融合等前沿技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)在建工程三維實(shí)景可視化；通過(guò)數(shù)據(jù)匯聚技術(shù)，將工程監(jiān)管信息匯聚、關(guān)聯(lián)、展示，實(shí)現(xiàn)在建工程基于CIM平臺(tái)的監(jiān)管可視化，達(dá)到工程監(jiān)管“所見(jiàn)即所得”。

3.基于CIM的可視化巡檢

總承包企業(yè)、建設(shè)單位、監(jiān)理單位、項(xiàng)目部等均可通過(guò)可視化巡檢功能，以漫游模擬的形式，對(duì)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行定線巡查，平臺(tái)提供空中、地面兩種巡檢方式，從不同的視角和空間維度為管理者提供最佳的可視化巡檢體驗(yàn)，解決了道路工程施工期間，建設(shè)單位、監(jiān)理單位、項(xiàng)目管理部由于交通不便、路線過(guò)長(zhǎng)，而巡檢困難的問(wèn)題。

4.實(shí)現(xiàn)基于CIM的質(zhì)量安全監(jiān)控

實(shí)現(xiàn)基于CIM的質(zhì)量安全監(jiān)控，包括視頻巡檢影像信息、定點(diǎn)定線巡檢信息、無(wú)人機(jī)航拍信息、工程關(guān)鍵位置點(diǎn)巡檢信息、旁站信息等公路質(zhì)量安全檢查信息。

5.實(shí)現(xiàn)了基于BIM模型的跨階段、跨專業(yè)協(xié)同應(yīng)用

提供基于BIM模型的圖紙會(huì)審、上傳與下發(fā)的功能，實(shí)現(xiàn)了工程可行性研究階段、初步設(shè)計(jì)階段、施工圖階段、施工階段及竣工階段的BIM模型優(yōu)化與協(xié)商，報(bào)審及下發(fā)功能。各參建方可發(fā)起在線協(xié)商會(huì)議，也可直接在模型構(gòu)件上標(biāo)注設(shè)計(jì)缺陷或修改意見(jiàn)。正式施工圖模型、施工模型、竣工模型等成果文件能夠通過(guò)上傳和下發(fā)功能在建設(shè)方、施工方等單位之間傳遞使用，為設(shè)計(jì)方案優(yōu)化建立了完善的溝通協(xié)作機(jī)制。

五、推進(jìn)計(jì)劃

北京理正公司下一步將繼續(xù)深化平臺(tái)應(yīng)用，建立BIM技術(shù)應(yīng)用管理和人才培養(yǎng)體系，形成一套符合高質(zhì)量建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的模型管理機(jī)制和操作規(guī)程，打造領(lǐng)先于同行業(yè)的核心應(yīng)用成果，為國(guó)內(nèi)工程建設(shè)領(lǐng)域信息化建設(shè)發(fā)展積蓄動(dòng)力。

（一）推廣應(yīng)用

基于互聯(lián)網(wǎng)+CIM的工程管理一體化平臺(tái)可以在城市級(jí)包括公路在內(nèi)的各類工程項(xiàng)目建設(shè)的立項(xiàng)、施工、竣工到后期運(yùn)維全生命周期管理服務(wù)應(yīng)用，通過(guò)在東六環(huán)改造項(xiàng)目中的研究應(yīng)用證實(shí)本項(xiàng)目具有很好的應(yīng)用前景，可在全國(guó)范圍內(nèi)推廣應(yīng)用。北京理正公司將逐步在其他試點(diǎn)開(kāi)展實(shí)踐應(yīng)用，致力于推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)+CIM技術(shù)在工程建設(shè)質(zhì)量安全監(jiān)管方面發(fā)揮其重要作用，助力新型智慧城市建設(shè)，全面提升城市空間治理的精細(xì)化水平。

（二）開(kāi)展盾構(gòu)施工可視化研究

開(kāi)展盾構(gòu)施工可視化研究，盾構(gòu)施工為地下施工，盾構(gòu)機(jī)入地后，建立實(shí)際施工模型，通過(guò)管理平臺(tái)動(dòng)態(tài)展示進(jìn)度，直觀了解施工動(dòng)態(tài)。