可視化協同管理在工程建設管理領域的應用

文｜廈門市臻園房地產有限公司 林小鵬

人們在獲取數據信息時，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據體現出來，使人們能更直觀地感知事物的整體定義和發展變化的過程，促進簡單的視覺感知逐漸向深層的思維認知發展。將可視化融入到工程建設管理中以后，使得工程現場的實體可視化得以全面的實現，以工程建筑模型的虛擬可視化為基礎，創建以過程數據為依托的數據可視化，推動工程建設管理取得最佳的效果。

1.可視化協同管理的重要意義

在工程建設管理領域的不同發展階段，從信息化登記和行政審批，到利用物聯網等技術對建筑工程施工現場進行高效管理，再到利用建筑信息化BIM 模型模擬工程建設項目，發現工程建設管理的重要組成內容分別為數據信息監管、建筑模型和建筑實體等[1]。在對工程建設領域的各項工作內容進行管理時，通過上述的三個方面使整個管理過程得以真實的呈現在人們的眼前。在數據分析、視頻監控和建筑信息模型實現可視化發展以后，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工程建設領域的管理水平。將建筑信息模型引入以后，再與電子地圖技術完美的結合起來，實現了在數據檔案中精準掌控審批業務管理的范圍，使跨部門的全過程業務監管體系得以積極的構建。在建筑工程建設管理誠信體系和監督體系中將責任人監管、各個參建單位管理工作納入其中，使工程建設領域中的主體監管工作得以全面的實現。

2.在工程建設領域中可視化管理的現狀

2.1 實體可視化

使用成像設備來拍攝工程建筑的實景，實現了工程建設領域中的可視化管理，當安防設備達到成熟水平以后，施工現場實體可視化管理的核心模式為視頻監控。建筑工地早期使用的主要方式為光纖直連，受施工場地、工地監控點位置的影響十分明顯，在4G 技術全面實施以后，建筑工程施工現場開始選擇使用無線傳輸監控設備，并以可移動監控和手機分發為輔助設備開展管理工作。在三維掃描技術和無人機普遍使用以后，使得監控的模式也隨之發生了巨大的改變。使用實體可視化管理模式以后，發現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、人工智能技術取得階段性的進展以后，工程建設領域中的監管模式也會逐漸的實現智能化管理[2]。

2.2 虛擬可視化

分析虛擬可視化發展歷程后，發現其是從建筑動畫模型逐漸發展演變而來，目前，建筑信息模型BIM 管理已經實現。從立項開始，利用虛擬可視化技術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情況，顯著的提升了施工效率和施工質量。

2.3 數據可視化

對于數據可視化來說，借助對信息數據的可視化管理，使得工程建設領域的管理效率發生了明顯的改變。第一，趨勢可視化。在開展成本控制的過程中，綜合分析、統計項目施工需要使用到的機械設備、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，是否存在出現超預算的情況。第二，狀態可視化。例如在監測項目深基坑信息時，使用物聯網技術結合傳感器完成監測工作，綜合位移指標的相關信息，當數據信息達到危險范圍值以內時，則會馬上發出報警信息。

2.4 分析可視化管理內容

工程建設領域管理推行可視化，借鑒了其他行業先進的經驗和先進的研究成果，基于項目建設過程中模擬和收集的數據信息，積極開展虛擬模型的建設，利用數據的相關性分析，實現對建設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據、虛擬模型和建筑實體完美的結合起來，促使建筑工程全生命周期中的所有信息要素實現高效的融合，為建筑工程項目的順序施工做好充分的準備工作。

3.探索可視化協同管理應用

3.1 前期準備階段

在工程建設項目前期準備階段里，需要從城市總體建設規劃的層面著手，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，全面分析地質評估、環境評價和項目選址等相關信息內容，同時做好項目投資金額的準確評估工作。在項目施工時，建筑工程整體設計方案的科學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。在設計方案時，要對施工現場的交通、地形、地質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，定位系統與BIM 技術高效的融合在一起，真實的模擬整個施工現場情況，為后續的設計工作開展奠定了堅實的基礎。

3.2 勘測階段

勘察測量是項目施工之前必須執行的一項工作內容，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行中形成的各類管理數據。勘察人員前往工程現場通過規范化測量獲得各種數據，并將其統一輸送至數據庫內。針對項目測量所得的數據結果，有特殊授權的高層管理人員可以對數據庫內儲有的測量數據進行增減、刪除等操作，依照名稱、級別、坐標、高程、觀測精準度等差異，隨時查閱觀測數據。在項目現場施工時，實體工程的很多數據處于不斷變化狀態，比如，構造物的沉降量、水平及傾斜坐標移動、局部裂縫等，把以上屬性的變化數據整合至數據庫內，結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據分析工作。在工程施工結束后，測量已完工處的平面、高程位置等信息，通過數據庫系統存儲數據實現對項目施工圖形及屬性的雙向查詢。

3.3 設計階段

在工程建設項目設計時，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計方案的科學性和實用性。從工程項目的實際情況出發，積極開展項目的采光和節能分析工作，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合，不斷提升項目造價預算工作的實效性和科學性。

3D GIS 能夠通過三維立體化形式呈現出工程地質勘測狀況與設計方提供的設計方案，在分析設計方案時可以進行演示與對照，并且和各設計方案的成本及工期信息相關聯，進而更能客觀地評估方案，做出最優選擇。針對項目設計方案內設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方，便于其盡早進行科學的統籌安排。GIS 能立體化呈現出各分部、分項工程施工方案的執行過程，有益于提升相關人員決策的合理性、有效性。GIS 能結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，并應用三維模型將其直觀地呈現出來。針對重要線路上的主要工作內容、前后自由時差偏小的項目，理論上均要運用穩定系數較高、風險低的施工方案。

3.4 施工階段

（1）施工管理。在深化項目設計信息時，積極創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同取得最佳的效果。

（2）質量安全管理。建筑工程項目的施工質量與人們生命財產安全息息相關，高效利用物聯網信息技術，跟蹤監測機械設備、建筑結構配件和建筑材料的品質，為工程建筑質量安全提供可靠的支撐。使用監控系統對整個施工過程進行高效的監管，確保整個工程項目能夠按照施工方案保質保量的完成施工建設任務，如使用REID 電子標簽來監管施工材料，與檢測機構通力配合，及時獲取試樣的檢測數據信息，從而使整個工程項目的施工質量得到保證。

（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，及時發現設計中存在的不足，并及時采取措施進行處理，顯著提升施工方案的科學性與合理性，保證整個工程項目在合同規定的時間之內完工。建筑工程項目管理部門在采集關鍵施工環節和工程主體建設信息時，使用的主要方法為視頻監控實景和三維掃描設備拍攝等[5]。

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

3.5 運營使用階段

在建筑工程項目施工建設結束以后，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，它與房地產測繪部門緊密合作，實現房屋公共區域和生產區域的合理劃分，在房屋銷售和預售過程中創建一個立體的房地產表。建設項目在后續實施智能化設備管理和安防設備管理，提供了可靠的三維模型整合根據。

4.工程建設應用可視化協同管理的成果

4.1 施工現場整體展示

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

4.2 智能安全監控

通過網絡云平臺、手機App 與工程中需要監控的設備、器具進行無線連接，隨時可以查看它們的安全狀態,提高安全可視性。已經有學者在對安全帽的識別及追蹤上進行了相關研究，通過相關技術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，設備運行參數不能及時獲取，設備發生故障問題無法及時發現等問題，可以在大型施工機械上安裝智能監控器，開發配套App 系統，通過手機即可對該設備進行遠程數據監控。如起重機智能安全監控系統，這極大地提高了設備的可靠性。

4.3 提升檔案完備性

可視化系統建立后，可將系統記錄的視頻、圖像可以作為電子檔案存儲，從而讓監理文檔更加完備。可視化電子文檔也可以作為監理員履職的日常性文件憑證，當出現質量問題或安全問題時,也可以通過這些記錄還原現場，更好地了解出現問題的原因，分析責任主體，降低監理責任風險。

5.結語

對于工程建設項目來說，使用虛擬可視化和實體可視化來監管工程施工過程、參建單位執行情況和項目審批手續辦理情況等信息，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，實現了對整個城市工程建設領域的高效管控，加快了智慧城市建設的速度。