基于BIM技術的智慧工地施工管理研究

葉昌潤，劉志松，方文

（中國建筑第二工程局有限公司）

1 引言

隨著我國建筑行業的迅速發展，建筑工程規模愈加龐大，其建筑結構類型也越來越多，日益趨向復雜化，建筑施工現場管理質量進而影響到施工成本、進度和安全。在我國信息化技術的不斷發展中，建筑中對先進的BIM技術加以利用，通過優化施工設計流程、交換方案、整合資源等手段，進一步提高建筑企業經濟效益，為建筑施工質量提供保障。但是，隨著建筑工程中引入信息技術，使得施工技術愈加復雜，信息化管理水平不斷提高，對建筑工程施工管理提出了更高要求。針對目前我國建筑企業所面臨的問題，傳統的建筑施工管理已經不能適應現代建筑工程的發展，因而提出基于BIM技術的智慧工地管理模式，為建筑施工管理提出了新的思路[1]。文章以智慧工地和BIM技術概念為基礎，對BIM技術在智慧工地管理中的應用進行研究，為相關人員提供參考。

2 智慧工地及BIM技術

2.1 智慧工地概述

建筑智慧工地是指以先進的信息技術為基礎，利用三維設計平臺對項目進行施工模擬，以施工過程管理為基礎，建立智能生產、科學管理的信息管理手段，并且在虛擬和網絡信息的條件下，對收集的數據進行分析，提供趨勢預測和專家預案，進一步實現施工的可視化管理，提高智慧工地的信息管理水平，進而逐步實現綠色、生態建造。建筑智慧工地系統主要包括幾種模塊：

①實名制系統，此系統主要是對本項目所有相關人員進出工地進行統計，規范管理現場相關人員；

②遠程監控系統，通過監控將施工現場實時圖像傳輸至企業的管理部門，提高施工管理效率；

③設備管理系統，幫助相關部門實時掌控施工設備的工作狀態，起到預防故障的作用；

④環境監測系統，此系統是對施工現場的周圍環境進行實時檢測，如若出現環境污染超標的現象，會及時進行報警，且會提示污染源的位置，進而啟動污染控制系統；

⑤渣土車輛監控系統，對施工現場渣土車輛的進出進行控制，進一步幫助管理人員管控渣土車。

2.2 BIM技術概述

建筑智慧工地包括終端層、平臺層和應用層三種，終端層主要以傳感器、監控設備等信息采集硬件，對施工現場進行實時監控，并記錄所需的數據，進一步提高施工現場的管理效果；平臺層通過大數據平臺對所收集的數據進行計算分析、儲存的服務；應用層則主要以施工現場的管理為主，為相關人員提供相關管理措施。BIM技術在智慧工地管理中的應用主要包括兩個方面：①BIM技術屬于一個規模巨大的施工信息載體，通過建立BIM三維模型，對施工現場所收集的數據與之相對應，是以BIM技術為信息載體的工地管理數據庫；②工程項目的相關人員專業水平各不相同，技術能力存在較大差異，因而對相關技術指令的理解存在較大差異，借此通過BIM技術以三維的方式，促進人員協同工作，提高工作效率。

2.3 基于BIM技術的可視化應用

在傳統的地下工程設計過程中，其設計方案通常都是以二維圖紙呈現的，這樣對相關人員的三維想象能力具有較高要求，并且建筑項目中具有較多微小且復雜的構件，相關人員難以對圖紙直接掌握，在相互協同工作時常會造成影響。但是，通過利用BIM技術可以最大程度的降低相關人員對想象能力的要求，將二維圖紙通過三維模型形象地展現出來，充分利用BIM技術的可視化特點。

2.4 基于BIM技術的碰撞檢測及優化

在建筑工程的設計過程中，傳統的設計受二維圖紙的影響較大，各種管線碰撞和多余設計難以及時發現，但是通過利用BIM技術，相關人員只需將建筑、管道、結構等各種三維模型導入BIM軟件中，將其進行管線碰撞檢測，可將復雜的管線清晰展現在三維模型上，如圖1所示，從而進行合理優化[2]。

圖1 管線碰撞模擬

2.5 基于BIM技術的四維模擬施工

在建筑施工中利用BIM技術時，將時間進度信息導入BIM軟件中，將三維模型實體與時間相關聯，建立四維模型，對整個項目的施工進度、施工工藝進行模擬，提前對設計中可能存在的問題進行演示，減少實際開工時的設計變更。此外，也對施工進度進行掌控，盡可能避免出現傳統施工管理中管理混亂、溝通困難的問題。

3 工程概況

本工程為某市區辦公樓項目，總建筑面積為665254m2，其地下結構建筑面積為32354m2，施工難度較復雜。項目地點位于鬧市區，其污染控制極其嚴格，且工程專業施工類型較多，包括土建、裝飾、消防、人防、智能化、幕墻等多個專業，交叉作業的可能性較大，施工環境險峻，施工組織管理復雜，并對現場施工管理的要求較為嚴格，為了有效解決工程建設復雜化的問題，提高施工場地智慧化的管理水平，本項目將在施工現場的管理中利用先進的信息技術、BIM技術、智能化設備等手段，提高現場施工的管理效率，同時，將構建以項目部、施工部門、政府三個部門信息共享的智慧工地施工管理模式，進而實現精細化、實時化、高效化的管理目的，保證建筑工地施工實時、安全的管理目標。

4 基于BIM技術的智慧工地施工管理應用

4.1 施工工程量管理

在建筑施工前期準備階段，對施工現場進行合理布置，進行綠色施工管理，進一步節約施工成本，降低施工安全隱患，為項目經濟效益的提高起到重要作用。本項目的施工場地較為狹窄，施工工期較短，導致施工難度較大，因而施工前對施工資源的合理規劃較為重要?；贐IM技術的智慧工地施工管理模式，系統進行施工規劃，最精準、最優化的解決現場施工布置的問題，解決二維圖紙計劃中不可避免的問題[3]。本工程施工量較大，單個構件體較多，施工工期非常緊，若想在有限時間內完成施工任務，必須保證現場道路、大門、加工棚等區域布置的合理性。此外，相關人員需要從各個角度對施工現場布置管理進行綜合考慮，對各個階段具有針對性的場地布置管理，首先利用BIM軟件建立三維模型，并對其進行現場施工模擬，將沖突的位置進行優化，進而最大程度的減少二次運輸，保證建筑施工進度。

4.2 智能環境監測系統管理

在建筑施工現場安裝智能環境監測裝置，可以對濕度、溫度、噪聲等相關指標進行監測，該系統全天全自動不間斷持續工作，實現對施工現場的實時監測，并且若出現超標現象將會自動啟動報警裝置，所收集的數據信息將會傳至共享平臺上。監測系統與噴霧等系統互相協同工作，在揚塵超過額定標準時，噴霧系統將會自動啟動。此外，手機、電腦等設備可以遠程控制，自動設定其參數。

4.3 遠程監控系統管理

在建筑工程的現場施工中，通過利用智慧工地中遠程監控系統，實現對施工現場的遠程控制。遠程監控系統可以實時監測施工現場，在建筑工地的特種施工、配電室、出入口、圍墻等安裝遠程監控裝置，可以詳細掌握施工現場各個區域的狀況，提前發生安全隱患并制定相應的處理措施，避免施工現場發生安全事故。此外，系統將施工現場的實際情況上傳至平臺上，可以為相關部門的訪問提供資源。

4.4 BIM模型標準化管理

BIM三維模擬主要以數據信息為核心，以實現數據管理為重點，在保證模型空間位置精準性的同時，所建立模型的參數、命名、編碼等也是BIM技術的重要內容，為BIM技術的智慧工地施工管理提供基礎。

4.5 人員實名制管理

在建筑工程的施工現場，對相關人員進出工地采用智慧工地的實名制管理系統，將各部門的管理制度、各人員的管理職責、各個應急預案計劃等上傳至此平臺，制定安全生產責任制制度。對施工現場、生活區的人員進行嚴格管理，若出現違反制度的行為，及時利用智慧工地平臺向相關人員發出通知，要求其立即進行整改。此外，利用BIM技術生成快速碼，通過后臺及時添加施工技術交底工作、生產責任制度等內容，施工人員可以及時通過手機查收。

4.6 重大危險源管理

在建筑工程的施工中，通過建立智慧工地的管理系統，構建重大危險源的管理體系，組件信息安全管理系統。在識別出危險源的基礎上，進一步對是否為重大危險源進行辨識，同時制定相應的施工安全方案和施工計劃，并通過智慧工地軟件對施工現場進行安全管理檢查，聘請第三方機構對其進行專業勘察，將識別出來的重大危險源上傳至智慧平臺。通過BIM技術的三維模擬仿真技術，可以預知危險源等因素，并制定相應的解決對策，對基坑、支撐系統、腳手架等危險工程進行相應檢測，同時，能事先進行模擬，為智慧工程的施工管理提供了適用的、可靠的、專業的指導和參考。

5 結語

綜上所述，基于BIM技術的智慧工地施工管理研究符合現代建筑行業的發展趨勢，且其發揮的重要性也逐漸增加。本文主要研究了基于BIM技術的智慧工地施工管理，并得到了以下結論：①利用BIM技術建立三維模型，提高相關人員相互協同的工作效率，促進項目的決策；②基于BIM技術的智慧工地施工管理方式，打破傳統的管理方式，實時、全面地向相關部門傳遞現場信息，提高項目的管理效率；③利用BIM技術對智慧工地的施工管理進行四維施工模擬，為建筑施工現場提供參考，同時，將成本信息等從所建立的模型中導出，保證智慧工地施工管理的合理性。