基于BIM的鐵路用小型預(yù)制構(gòu)件跟蹤管理

劉 燊， 秦志遠， 王長茂

(中國建筑土木建設(shè)有限公司，北京 100071)

0 引 言

鐵路用小型預(yù)制構(gòu)件的應(yīng)用使鐵路建設(shè)施工工期縮短、生產(chǎn)效率提高，滿足社會可持續(xù)發(fā)展的要求和理念。但由于構(gòu)件種類繁多，并且工序十分復(fù)雜，因此對其進行管理的難度較大。在實際施工過程中，構(gòu)件管理信息的傳遞難度也較大，嚴重影響整體施工進度。基于此，本文結(jié)合BIM技術(shù)，對鐵路用小型預(yù)制構(gòu)件跟蹤管理方法進行設(shè)計研究。

1 小型預(yù)制構(gòu)件跟蹤管理方法設(shè)計

1.1 基于BIM的預(yù)制構(gòu)件信息匯總

利用BIM技術(shù)，將鐵路用小型預(yù)制構(gòu)件的相關(guān)參數(shù)引入，并自動得到預(yù)制構(gòu)件運輸BIM模型。雖然通過BIM能夠?qū)崿F(xiàn)對模型以及相關(guān)信息的查找，但對于其各個環(huán)節(jié)的信息很難實現(xiàn)實時跟蹤定位[1]。因此，本文針對這一問題進行優(yōu)化，在傳統(tǒng)預(yù)制構(gòu)件運輸模型的基礎(chǔ)上，引入“云+端”的模式，將模型當中的數(shù)據(jù)以及預(yù)制構(gòu)件現(xiàn)場采集的各類數(shù)據(jù)通過協(xié)同方式存儲在云端數(shù)據(jù)庫當中，再利用平臺完成對所需數(shù)據(jù)的查詢和調(diào)用。利用BIM技術(shù)對預(yù)制構(gòu)件信息進行實時采集、存儲和管理，并將其與預(yù)制構(gòu)件在生產(chǎn)、運輸和安裝過程中得出的相關(guān)信息匯總，以此實現(xiàn)從生產(chǎn)到安裝整個過程的信息管理[2]。其主要流程是在信息采集的過程中，通過直接或間接的方式獲取預(yù)制構(gòu)件狀態(tài)信息、時間信息、位置信息等，再將其輸入到BIM的數(shù)據(jù)庫當中進行統(tǒng)一管理，再由BIM自動對數(shù)據(jù)進行分析和處理，由相關(guān)參與方利用BIM對數(shù)據(jù)進行調(diào)整，并針對異常數(shù)據(jù)問題進行溝通交流，以此為后續(xù)生產(chǎn)安裝協(xié)同提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

1.2 預(yù)制構(gòu)件信息二維碼標簽生成

為實現(xiàn)對鐵路用小型預(yù)制構(gòu)件各類信息的實時跟蹤管理，本文引入BIM技術(shù)，借助其實現(xiàn)對信息的快速采集與上傳，提高管理方法的信息化水平。二維碼技術(shù)是BIM技術(shù)當中最常見的一種應(yīng)用技術(shù)，將二維碼與預(yù)制構(gòu)件一一對應(yīng)，以此實現(xiàn)現(xiàn)實與BIM模型之間的連接。利用移動終端設(shè)備對二維碼進行掃描以此獲取到預(yù)制構(gòu)件的相關(guān)信息，見表1。

表1 二維碼標簽中預(yù)制構(gòu)件信息表

按照表1中的信息內(nèi)容，對預(yù)制構(gòu)件信息二維碼標簽生成，并得到如圖1所示的二維碼標簽樣式。

圖1 預(yù)制構(gòu)件信息二維碼標簽樣式

在二維碼生成軟件當中，新建模板，并將預(yù)制構(gòu)件名稱、設(shè)備ID、分包、樓層等信息輸入到程序當中，由程序自動根據(jù)設(shè)置的參數(shù)對屬性值變化內(nèi)容進行調(diào)整。由于小型預(yù)制構(gòu)件在外形上的差別較小，因此單純采用二維碼技術(shù)對各個預(yù)制構(gòu)件進行逐個掃描管理效率會受到影響[3]。因此，針對這一問題，本文將二維碼技術(shù)與RFID技術(shù)相結(jié)合，通過打印機打印的方式將上述生成的二維碼信息打印到RFID標簽紙上，將其隨著預(yù)制構(gòu)件一同進行運輸，并在傳輸?shù)礁鱾€位置時由專人利用RFID手持機對RFID標簽紙進行掃描，獲取相關(guān)信息。同時，在運輸?shù)倪^程中也可以通過移動數(shù)據(jù)終端對二維碼信息進行掃描獲取預(yù)制構(gòu)件的信息。

1.3 預(yù)制構(gòu)件運輸過程實時定位跟蹤

在預(yù)制構(gòu)件從生產(chǎn)廠到鐵路建設(shè)過程中，結(jié)合二維碼技術(shù)可實現(xiàn)對預(yù)制構(gòu)件運輸狀態(tài)等相關(guān)信息的實時定位跟蹤。整個定位跟蹤流程需要涉及的設(shè)備見表2。

表2 預(yù)制構(gòu)件運輸過程實時定位跟蹤設(shè)備信息表

結(jié)合表2中所有設(shè)備，得出預(yù)制構(gòu)件運輸過程實時定位跟蹤流程,如圖2所示。

圖2 預(yù)制構(gòu)件運輸過程實時定位跟蹤流程

預(yù)制構(gòu)件在完成生產(chǎn)后，其生產(chǎn)廠商應(yīng)當將與預(yù)制構(gòu)件有關(guān)的信息錄入，并協(xié)商配送時間。當預(yù)制構(gòu)件出廠后，由運輸人員通過PDA掃碼器對二維碼進行核對，并將預(yù)制構(gòu)件的運輸狀態(tài)一并發(fā)送到，通過GPS定位對位置信息進行實時上傳，并完成對預(yù)制構(gòu)件運輸狀態(tài)的更新。相關(guān)管理人員可以根據(jù)GPS終端界面顯示的實時數(shù)據(jù)對預(yù)制構(gòu)件的運輸狀態(tài)及進度進行實時監(jiān)測，方便對未來施工工期的調(diào)整，避免由于預(yù)制構(gòu)件在運輸?shù)倪^程中出現(xiàn)問題，未能及時送達而造成最終施工進度的增加。

2 對比實驗

本文通過上述論述，實現(xiàn)了對基于BIM的鐵路用小型預(yù)制構(gòu)件跟蹤管理方法的理論設(shè)計，為進一步探究該方法在實際應(yīng)用中的效果，開展如下對比實驗。本文選擇以某地區(qū)正在施工的鐵路建設(shè)項目為例，將其相關(guān)數(shù)據(jù)作為實驗依據(jù)。在該項目當中需要使用的預(yù)制構(gòu)件共包含5種不同類型，分別利用本文提出的管理方法和傳統(tǒng)管理方法對2種不同類型預(yù)制構(gòu)件進行管理，對比兩種管理方法下，5種預(yù)制構(gòu)件從生產(chǎn)到完成安裝的時間。為了更直觀地對兩種方法管理結(jié)果進行比較，將實驗結(jié)果繪制成表，見表3。

表3 兩種管理方法實驗結(jié)果對比表

從表3可以看出，在兩種不同管理方法下，從預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)到完成安裝的時間存在較大差異，明顯本文管理方法耗時更短。同時，在對類型Ⅴ預(yù)制構(gòu)件進行管理時，傳統(tǒng)管理方法在應(yīng)用中出現(xiàn)了構(gòu)件丟失的問題，因此無法完成安裝，需要重新選購預(yù)制構(gòu)件。通過對比實驗證明，本文提出的基于BIM的鐵路用小型預(yù)制構(gòu)件跟蹤管理方法具有更高的管理效率和管理精度，在實際應(yīng)用中能夠促進整個施工的快速完工，確保構(gòu)件在運輸過程中的實時跟蹤，并實現(xiàn)多方協(xié)同。

3 結(jié)束語

當前裝配式施工得到了快速地發(fā)展，在鐵路建設(shè)領(lǐng)域當中，小型預(yù)制構(gòu)件的應(yīng)用大大提高了鐵路建設(shè)項目的效率。通過本文研究得出，在對鐵路用小型預(yù)制構(gòu)件進行跟蹤管理時，引入BIM技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)更高效率地管理。但由于當前BIM技術(shù)在裝配式建設(shè)領(lǐng)域當中的應(yīng)用實例較少，并且沒有配備較為完善的應(yīng)用機制，因此本文管理方法在實際實施仍然存在一定問題。但未來BIM技術(shù)的應(yīng)用會逐漸成熟，傳統(tǒng)管理方法會被代替，會進一步推動本文跟蹤管理方法的應(yīng)用。因此，為實現(xiàn)該管理方法在鐵路建設(shè)當中的廣泛應(yīng)用，本文還將不斷引入新的技術(shù)，實現(xiàn)對管理方法的優(yōu)化。