BIM+智慧工地在青島港自動化碼頭三期工程中的創新應用

楊錦

（山東港灣建設集團有限公司）

1 研究背景

“智慧工地”是運用信息化手段，圍繞項目的全生命周期建立支撐現場管理、互聯協調、智能決策、知識共享的一整套項目現場管理的信息化系統。

目前“智慧工地”在建筑、市政等項目上運用比較成熟，水運工程項目智慧工地的建設還正處于空白期，國內沒有針對水運工程項目智慧工地的現成標準體系，因此無法借鑒，打造全國首批、山東省首個智慧工地建設項目，創新意義重大。

2 項目的特點及關鍵點分析

根據現場勘察的情況，結合施工設計圖紙、設計總說明等資料，本工程具有明顯的特點和難點。

①本工程的特點是預埋件數量多品種雜，特別是端頭區域軌道梁，對測量定位及工程質量的要求較高。軌道梁及周邊附屬設施必須與工藝部分進行聯測，精確定位。

②軌道梁工程量大工期短，本工程工期跨越冬季及春節期間，考慮冬季施工影響及春節假期影響工期緊張。軌道梁施工進度是制約整個工程施工進度的關鍵。

③質量控制的關鍵點：a 軌道梁順直度及平整度；b預埋件安裝位置及道釘安裝精度控制；c混凝土質量控制。

④除質量外，水運工程由于點多面廣，監管難度大，安全風險因素識別、風險隱患排查也很有特點。

綜上所述，解決方案的重要性不言而喻，創新管理方式是解決這些問題的關鍵。探索智慧化工地管理平臺在水運工程上的應用，其重要意義在于為類似水運工程建設管理提供借鑒和參考[1-3]。

3 技術保障措施

經過比較論證，項目采用了杭州品茗安控信息技術股份有限公司的智慧工地平臺系統。硬件配置主要有：工地大腦（項目級）、車牌識別系統、實測實量系統、Wi-Fi 教育系統等。軟件系統主要配置有：移動巡更子系統、揚塵檢測、VR安全體驗、品茗BIM策劃等。

（3）同一試驗點同一作物同一試驗類別播種壟數應一致。個別試驗點壟距，壟長不一致，壟不直，還有出現楔子壟的現象。有的試驗點步道是斜的，小區是平行四邊形，可以用勾股定理來確定直角。

4 主要創新技術內容

4.1 建立可視化的監控大屏和控制室

信息化管理和可視化管理的水平上了一個新的臺階（見圖1）。

圖1 可視化監控室

4.2 實名制通道與進場自動識別

通過身份證閱讀器自動讀取身份證信息，建立個人的身份檔案。入場時通過人臉錄入設備識別人員的身份信息。后臺考勤預警、統計進場人數、出勤數據等，與智慧工地平臺實時對接，幫助管理者掌握更準確的人員信息，確保安全上工。平臺實時顯示每天現場的施工總人員、各施工單位及勞務單位人數和各施工工種。相較傳統門衛管理模式，提高了通勤效率。經測算可提高效率1～2倍，節約總工時2000h，可提高效益約4萬元。

4.3 視頻監控、AI識別與移動監測

場地布置21 臺各類型監控設備。可通過遠程平臺、智能手機APP 和大屏幕做到對施工現場全過程、多方位的有效掌控。對施工現場實時監控，可實時了解施工的進度、質量，動態強化了監管力度，提高了辦公效率。AI 攝像7 臺，算法17 路，包括反光衣、吸煙、安全帽抓拍。對于難以監控的大場景，創新性地采用移動監測技術加太陽能技術。

4.4 安全巡檢

現場設置安全巡更點，安全管理員和監理工程師通過掃描二維碼實時上傳安全違章和安全隱患作業，實現人工和智能對現場安全文明施工的人工和智能雙管理。優化流程，創新地提出了巡檢與檢查合并模式，提高檢查時效性和效率，日常檢查效率提升20%，節約工時3000h。

4.5 環境監測

實時監測顯示pm2.5、pm10、溫度濕度、風速風向、噪音數據，數據上傳至智慧工地管理平臺。超過警戒值聯動自動噴淋。

4.6 質量管理

4.6.1 質量巡更

巡更系統可以讓項目負責人組織項目成員落實，項目成員反映進展情況，檢查人判斷是否合乎要求，通過消息推送、進展條目定位等功能，及時作出判斷糾正偏差。

加強關鍵部位二維碼標記的三位一體質控系統，實現了碼頭工程質量的實時掌控和全程可追溯。提升了檢查效率。

4.6.2 實測實量

指標信息由企業級創建，項目級無法更改刪除。一個指標可配置多個測量分項，每個測量分項對應一個測量內容，即一種數據。分項中還規定了測區的數量、點位的數量、測量方法、測量規范以及綁定的儀器，綁定儀器后，測量時將自動切換測量分項。

由于平臺未提供水工類的檢查內容和標準，為滿足工程實測實量的要求，增加設置測量內容，主要包括海側交換區、路側交換區、軌道梁及軌道等工程，增加檢查指標32 項，在水運工地首層使用數字回彈儀、靠尺、激光測距儀等智能化測量儀器，對現場質量進行管控，通過連接云端服務，實時記錄檢測數據并上傳，并可導出Excel 格式，保證了數據的真實性，節省了技術人員的時間。[4-5]

4.7 BIM應用

利用谷歌地圖，將BIM 模型與GIS 模型融合到統一坐標系，在模型中進行標記、測量、查看坐標等任務。為方案選取、施工過程監管、信息收集提供支持。采用BIM 輕量化設計，創新BIM+智慧工地新模式。

首次在水工項目上用BIM三維技術進行技術交底，包括自動化碼頭堆場結構三維技術交底、工藝模擬交底、進度模擬，學習相關的技術將更直觀方便。

4.8 獨創管理模式，創新水運工地管理模式

通過現場布設、施工工藝、管理行為標準化施工，達到以數據為核心的人員安全監管智能化、環境監測自動化、質量管理實時化、進度管理動態化的智慧化管理模式，開啟水運工地數字管理的新里程。

5 創新應用效果

與傳統工地相比，智慧工地能夠按標準流程作業，及時發現問題，減少不良率。

通過查看青島港自動化碼頭二期工程《交工質量核驗報告》等方面的資料，在軌道梁寬度、平整度控制方面，其檢查結果依據《水運工程質量檢測標準》（JTS257-2008），軌道梁實測允許偏差值為±15，總測點為64 個，合格率為100%，滿足設計和規范要求。軌道梁頂面平整度實測允許偏差值為10，總測點為64 個，合格點59 個，合格率為92.2%，最大偏差為14mm，小于允許偏差的1.5倍，合格率及極限偏差滿足設計和規范要求。

青島港自動化三期項目，包括20 條軌道梁，每條17段，每段約25m，17段總長8644m。通過運用智能化的測量工具，依據《水運工程質量檢測標準》JTS257-2008并與平臺數據及時比對，智慧平臺后臺數據和導出的Excell格式數據結果見表1。

表1 實測實量記錄評分表

通過多數據比對，在寬度方面二期和三期工程合格率控制在100%；軌道梁平整度方面，二期和三期合格率分別為92.2%和100%；在預制管樁優質率方面比二期提高了6%。

6 結語

堆場樁基和箱角梁的施工質量高于國家規范標準。其中碼頭軌間大板更是首次達到機場平整度標準3mm，為自動化碼頭持續刷新裝卸效率紀錄提供了有力的基礎保障。

總之，通過運用BIM+智慧工地建設，青島港自動化碼頭三期工程在質量、工期、效益、管理等綜合方面有了明顯的提高，也獲得了較好的社會效益。