成都天府國(guó)際機(jī)場(chǎng)基于智慧工地平臺(tái)應(yīng)用淺析

余江川 李長(zhǎng)江 葉光榮

成都天府國(guó)際機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目，是國(guó)家“十三五”規(guī)劃中將要建設(shè)的我國(guó)最大的民用運(yùn)輸樞紐機(jī)場(chǎng)，定位為國(guó)家級(jí)國(guó)際航空樞紐、絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶中等級(jí)最高的航空港。為滿足機(jī)場(chǎng)的各項(xiàng)高標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)要求，在施工的過(guò)程中引進(jìn)智慧工地平臺(tái)，對(duì)機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目的物聯(lián)網(wǎng)、BIM技術(shù)、CIM技術(shù)、GIS技術(shù)、IOT技術(shù)等整合在一個(gè)系統(tǒng)中，方便項(xiàng)目各項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用與管理協(xié)同工作，促進(jìn)工地信息化管理水平的提高。

智慧工地平臺(tái); BIM; 飛機(jī)場(chǎng); 管理

TP274+.2 A

［定稿日期］2023-01-09

［作者簡(jiǎn)介］余江川（1991—），男，本科，助理工程師，主要從事BIM相關(guān)工作；李長(zhǎng)江（1994—），男，本科，主要從事BIM相關(guān)工作；葉光榮（1987—），男，本科，高級(jí)工程師，主要從事建筑施工管理工作。

住建部發(fā)布《“十四五”建筑業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，將加快智能建造與新型建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展作為主要任務(wù)中的首要任務(wù)。智慧工地平臺(tái)是以BIM（建筑信息模型）、GIS（地理信息系統(tǒng)）和IOT（物聯(lián)網(wǎng)）等技術(shù)為基礎(chǔ)，整合多類型信息模型數(shù)據(jù)和人工智能感知數(shù)據(jù)，構(gòu)建起三維數(shù)字空間的信息整體。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將相互獨(dú)立的軟件功能有序的整合在一起，本文將重點(diǎn)敘述智慧工地平臺(tái)在天府國(guó)際機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目的應(yīng)用。

1 智慧工地平臺(tái)應(yīng)用

1.1 什么是智慧工地平臺(tái)

智慧工地平臺(tái)是項(xiàng)目運(yùn)用先進(jìn)的云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、BIM、CIM、物聯(lián)網(wǎng)（IOT）等信息技術(shù)為基礎(chǔ)，通過(guò)不斷集成實(shí)用性軟件功能達(dá)到對(duì)施工的智能管理。施工項(xiàng)目中應(yīng)用智慧工地平臺(tái)是施工工作標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、智能化、信息化的必然選擇，可以提高項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中效率和效果，降低項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中成本和風(fēng)險(xiǎn)，促進(jìn)項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中模式升級(jí)和管理水平高。“智慧工地”也稱工地信息化，這樣簡(jiǎn)單給他定義過(guò)于狹隘 ，工地信息化只是“智慧工地”的一部分，信息化管理、智能化建造 、智慧型管理三者融合的工地 才能稱“智慧工地”［1］。要實(shí)現(xiàn)智慧工地平臺(tái)應(yīng)用于施工管理，就須要做到各項(xiàng)目全部成員之間、不同品牌軟件和不同功能軟件之間的信息數(shù)據(jù)交換，由于涉及信息交換的功能種類繁多、不同項(xiàng)目在不同施工階段的情況不一致、項(xiàng)目生命周期跨度大、涉及軟件種類數(shù)量眾多。智慧工地平臺(tái)的建設(shè)通常需要大量的資源投入，較長(zhǎng)的開(kāi)發(fā)周期，復(fù)雜多樣的管理功能，受政策影響較大，有明顯的的地域限制等特點(diǎn)（圖1）。

基于智慧工地平臺(tái)的BIM技術(shù)作為航站樓施工階段的核心應(yīng)用點(diǎn)之一，在既有智慧工地平臺(tái)優(yōu)勢(shì)的前提下又能規(guī)避BIM傳統(tǒng)應(yīng)用的缺陷，達(dá)到“1+1>2”的效果，讓傳統(tǒng)施工中被動(dòng)的“先施工，遇到問(wèn)題，解決問(wèn)題”到主動(dòng)的“發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題，再施工”的轉(zhuǎn)變。及時(shí)發(fā)現(xiàn)各專業(yè)在施工前存在的空間碰撞、凈高不足、美觀、工序交叉等重難點(diǎn)問(wèn)題。通過(guò)提前發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題、為解決問(wèn)題預(yù)留足夠的時(shí)間，確保施工項(xiàng)目的正常施工，避免窩工、返工等情況的出現(xiàn)，有力的保證項(xiàng)目按期完工（圖2）。

1.2 為什么提倡在施工過(guò)程中應(yīng)用智慧工地

為實(shí)現(xiàn)國(guó)家碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)，建筑施工業(yè)將推動(dòng)數(shù)字化改革，其中智慧工地在其中扮演著舉足輕重的作用。智慧工地將應(yīng)用新能源、各種可視化監(jiān)控、可視化交底、數(shù)字孿生模型和協(xié)同平臺(tái)等新技術(shù)讓施工工地更加環(huán)保、智能、高效，讓管理水平邁入新臺(tái)階。借助BIM技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)圖紙、施工材料等方面的分析，編制項(xiàng)目材料清單，嚴(yán)格實(shí)施成本數(shù)據(jù)計(jì)算，然后結(jié)合成本數(shù)據(jù)合理配置施工材料、機(jī)械設(shè)備以及技術(shù)人員，參考清單內(nèi)容進(jìn)行相關(guān)建設(shè)活動(dòng)，從而使建筑工程項(xiàng)目成本限制在清單數(shù)據(jù)允許范圍內(nèi)，利用BIM技術(shù)構(gòu)建虛擬模型，在模型中模擬相關(guān)資源的使用情況，然后結(jié)合模擬情況優(yōu)化資源管理方式，從而提升成本管理效果。

1.3 如何發(fā)揮智慧工地平臺(tái)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

1.3.1 現(xiàn)場(chǎng)施工信息與模型關(guān)聯(lián)

在BIM模型創(chuàng)建完成后，通過(guò)上傳智慧工地平臺(tái)輕量化模型，錄入現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工內(nèi)容，方便追根溯源，精準(zhǔn)匹配負(fù)責(zé)人。 對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)的重難點(diǎn)部位可以通過(guò)平臺(tái)查看輕量化模型，現(xiàn)場(chǎng)有疑問(wèn)或與模型不一致的由現(xiàn)場(chǎng)管理人員將實(shí)際信息，關(guān)聯(lián)相對(duì)應(yīng)的模型構(gòu)件，達(dá)到施工管理與內(nèi)業(yè)技術(shù)信息的自由反饋，提高問(wèn)題處理的效率，做到事事有跡可循、有理可依、緊密協(xié)作（圖3）。

1.3.2 施工模擬

通過(guò)平臺(tái)載入施工進(jìn)度計(jì)劃與BIM模型，將實(shí)際工程進(jìn)度、施工進(jìn)度計(jì)劃與模型相關(guān)聯(lián)，可以直觀評(píng)判工程進(jìn)度，在施工周期的動(dòng)態(tài)時(shí)間內(nèi)所有施工節(jié)點(diǎn)是否滯后，查找滯后的原因，把控不同施工階段的材料進(jìn)場(chǎng)計(jì)劃，輔助施工臨時(shí)機(jī)械拆裝時(shí)間節(jié)點(diǎn)，輔助施工人員計(jì)劃的落實(shí)，協(xié)調(diào)不同專業(yè)之間的施工順序，優(yōu)化關(guān)鍵路徑及普通工序，優(yōu)化資源配置把控關(guān)鍵施工節(jié)點(diǎn)工期，完善資源配置，確保工程按計(jì)劃完工（圖4）。

1.3.3 安全（質(zhì)量）巡檢

現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行日常安全（質(zhì)量）巡檢并聯(lián)動(dòng)模型，智慧工地平臺(tái)安全板塊，通過(guò)物料網(wǎng)設(shè)備可24 h收集施工場(chǎng)地各項(xiàng)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，通過(guò)分析后的數(shù)據(jù)便于管理人員做出判斷，達(dá)到精準(zhǔn)排除風(fēng)險(xiǎn)的效果。該板塊功能包括：無(wú)線測(cè)溫、實(shí)名制、體溫監(jiān)測(cè)、勞保用品識(shí)別、AI識(shí)別、視屏監(jiān)控、升降機(jī)安裝監(jiān)控、揚(yáng)塵監(jiān)測(cè)、運(yùn)渣車監(jiān)控、塔吊安全監(jiān)控、沉降監(jiān)測(cè)、監(jiān)測(cè)報(bào)告、無(wú)人機(jī)巡檢等眾多功能，可以通過(guò)系統(tǒng)參數(shù)閥值的設(shè)置達(dá)到提前預(yù)警效果，通過(guò)手機(jī)App與電腦程序向管理人員發(fā)送預(yù)警信息。巡檢系統(tǒng)的高效率與24 h預(yù)警機(jī)制，結(jié)合BIM模型使用，可以極大提高管理效率，確保信息的精準(zhǔn)性，優(yōu)化信息傳遞的方式，豐富信息傳遞渠道，使信息易于接受等優(yōu)勢(shì)（圖5、圖6）。

1.3.4 智慧工地GIS技術(shù)

無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)與BIM技術(shù)都是近年發(fā)展起來(lái)的高新技術(shù)。在智慧工地出現(xiàn)以前，GIS（地理信息系統(tǒng)）技術(shù)僅能測(cè)量室外地形，而無(wú)法獲取建筑內(nèi)部信息，BIM模型缺少與地形場(chǎng)地之間的協(xié)作。但通過(guò)智慧工地的運(yùn)用，讓GIS從宏觀走向微觀，BIM技術(shù)也讓傳統(tǒng)GIS從室外走入室內(nèi)，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外一體化管理。相比傳統(tǒng)土石方量測(cè)量方法（例如：方格網(wǎng)法、斷面法、等高線法等）受天氣環(huán)境、現(xiàn)場(chǎng)客觀條件限制、野外作業(yè)不安全、經(jīng)濟(jì)效益并不明顯等缺點(diǎn)，且如遇到大體量不規(guī)則異形堆土場(chǎng)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力所得數(shù)據(jù)誤差較大［2］。GIS地形模型與BIM模型之間可以做到相互導(dǎo)入，將2項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)項(xiàng)目疊加。使用無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)生成的三維模型去提取施工現(xiàn)場(chǎng)地形地貌，生成點(diǎn)云模型，通過(guò)一系列技術(shù)手段可做到自定義范圍、不限次數(shù)、多角度得到實(shí)際挖填方量的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，通過(guò)修改高程點(diǎn)信息手動(dòng)修正高程偏差，然后快速提取任意點(diǎn)位所需數(shù)據(jù)信息，高效便捷。尤其適用于建設(shè)大型基建工程如機(jī)場(chǎng)、地鐵、隧道、火車站和綜合體育場(chǎng)館等（圖7）。

2 應(yīng)用實(shí)例

天府國(guó)際機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目全過(guò)程應(yīng)用智慧工地平臺(tái)及BIM技術(shù)，有效地解決超大型綜合建筑施工全過(guò)程問(wèn)題。通過(guò)新技術(shù)的應(yīng)用使項(xiàng)目部管理人員數(shù)量巔峰控制在180人左右，有效緩解各崗位的工作強(qiáng)度；實(shí)現(xiàn)了從記憶經(jīng)驗(yàn)型施工管理，到制度智能型施工管理的轉(zhuǎn)變。隨著現(xiàn)代城鎮(zhèn)化的不斷推進(jìn)，大型城市群的配套公共設(shè)施的建筑規(guī)模也是空前巨大，對(duì)施工企業(yè)的綜合管理帶來(lái)了前所未有的挑戰(zhàn)（圖8）。

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著B(niǎo)IM技術(shù)的逐步普及，智慧工地系統(tǒng)也逐漸推廣開(kāi)來(lái)，堅(jiān)持以“科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”為核心，以創(chuàng)建綠色、節(jié)能、創(chuàng)新、環(huán)保為理念的新型建筑企業(yè)為目標(biāo)，精確的BIM模

型與高效的智慧工地平臺(tái)如同孿生的雙胞胎。這兩者一虛一實(shí)，一開(kāi)一合，便是施工企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的必經(jīng)之路。信息化后的智慧工地就如同一柄利劍，可以無(wú)死角地把控工程的每一個(gè)細(xì)節(jié)。公司需要從多個(gè)角度來(lái)提高工地管理的有效性，積極分析和研究智慧工地的應(yīng)用模式，在實(shí)際的施工現(xiàn)場(chǎng)管理工作中逐步普及“BIM+智慧工地”模式，保證工程行業(yè)順應(yīng)現(xiàn)代化發(fā)展的要求。

參考文獻(xiàn)

［1］ 朱賀，張軍，寧文忠，等.智慧工地應(yīng)用探索——智能化建造、智慧型管理［J］.中國(guó)建設(shè)信息化，2017（9）：76-78.

［2］ 江林. 基于BIM的無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)的施工應(yīng)用［J］. 福建質(zhì)量管理， 2020（2）.