针对“BIM+信息集成”的智慧工地平台分析

【摘要】随着建筑业的快速发展，传统的项目管理方式越来越不符合实际需求，人们对项目管理也提出了更高的要求。在科技快速发展的背景下，集成化的管理模式对比传统管理模式，可以更好的满足现代化管理的需求。同时，关于BIM技術在基建施工中的应用，也获得了较多的实践发展机会。

【关键词】BIM技术;信息集成;智慧工地平台;技术分析

“智慧工地”是一种全新的工程全生命周期管理的理念，将大数据的概念及各种高新技术应用到工程管理。“智慧工地”通过互联网来搭建一个信息管理平台，基于BIM技术对工程项目进行信息化、三维化、可视化，结合物联网技术、GIS技术、大数据技术、云计算技术、移动互联网和人工智能等技术，参建各方共享信息数据，达到对施工场地全天候、全方位的监控，实现工程信息化管理，提升管理水平的同时降低管理成本，并提高施工场地的工作效率，从而逐步实现绿色建造和生态建造。

1、BIM技术信息集成

目前，BIM技术的发展逐渐成熟.BIM技术主要通过对项目全寿命周期不同阶段的信息集成、管理、存储、交换、共享，支持各阶段不同参与方之间的信息交流和共享，从而实现项目设计、施工、运营、维护效率及质量的提升。BIM技术在建筑业中的应用并不是单独进行的，需要解决各方面软硬件的配套问题。

2、基于BIM技术“智慧工地”

2.1基于BIM的三维可视化设计

在以往的建筑工程设计中，设计方案都是通过二维的图纸来模拟呈现的，需要设计人员通过自我的想象来构建整个模型，但很多时候建筑微观细节构件复杂，系统繁多，设计人员难以直观地想象、理解设计图纸，在合作设计时造成影响。而BIM技术就完美解决了这个问题，摆脱传统二维图纸，可以将设计模型进行三维、动态的展示，同时这也是BIM技术最基础的一项功能。

2.2基于BIM的碰撞检测及设计优化

传统的建筑设计方式受限于2D图纸，许多潜藏的管线冲突、碰撞与多余设计难以发现，而应用BIM技术只需将设计各方设计的建筑、管道、结构、机电等不同BIM模型导入专业的碰撞检测软件中，进行管线碰撞检测，即可将原本复杂的管线设计清晰展示，从而进行合理的设计与布置。

2.3基于BIM的4D施工模拟

通过BIM技术专门的施工模拟软件还可以在模型中添加时间进度信息，将模型实体与时间轴相关联，建立4D模型，对整个建造过程中的施工进度及工艺进行模拟，可以提前发现设计中可能存在的问题及缺陷，减少开工后的设计变更及工程返工。同时也可以对工程中的施工进度进一步掌控，更好的管理施工设施，改变了以往传统项目施工管理的管理混乱、计划衔接不当、沟通困难等问题。

2.4基于BIM的5D成本管理

进一步再将成本信息添加至BIM模型中，形成3D模型+1D进度+1D成本的5D建筑信息模型，可以对项目成本进行预估。5D成本管理直接在模型中统计工程量，通过平台生成报表，相比传统人工计算成本更精确，可以让施工方更有效的进行成本管理，并采取更合理的施工工艺技术，来控制成本。

3、基于BIM+信息集成的智慧工地平台应用分析

3.1智慧工地管理平台的构建

在集成管理模式下，管理人员的核心任务为将已有资源进行一体化整合，并积极寻找各类资源间的动态平衡，在应对现场变化的同时达成管理目标。一般情况下应构建智慧工地信息管理平台。

（1）平台集成内容

智慧工地管理平台可将各类子系统统筹管理，并在平台之上构建统一的管理界面、数据库以及业务流程。智慧工地管理平台包含物联网技术平台以及BIM技术平台，并可以扩展集成传感器、硬件设备以及第三方软件。

（2）平台业务内容

在平台中系统管理员应对不同级别的用户设置不同的权限，以保证不同管理功能的实现。同时应运用平台实现信息共享，使得不同级别的用户之间可以高效沟通。此外，平台的界面设计还应该满足施工现场不同阶段的施工要求，应利用软件与硬件实时记录施工过程数据，再利用云平台予以分析和传输。

3.2劳务实名制管理系统构建

在工人进场之前应开展人员实名制信息收集，并将有关信息输入系统，其后向工人发放一卡通以及智能安全帽。实名制考勤及一卡通系统的硬件部分由智能头盔、智能手环、射频基站、发卡器、射频卡口、本地服务器等构成。其中头盔、手环与射频基站的通讯技术采用433MHz无线组网技术，无需手机基站和GPS的支持就可以完成数据传输和定位功能，非常适合在地下、野外等没有手机通讯和卫星的施工地点工作，除此之外433MHz穿透力强，受环境因素干扰小。

通过一卡通，工人可以在现场用餐、洗浴、购物等。同时，APP应用、Web网页以及现场LED显示大屏还可以实时统计现场内部工人数量、工人的进出场时间、各工种人数等。

3.3现场智能监控系统的构建

智慧工地系统从硬件设备中获取数据，进一步基于数据实施对施工现场人员、机具、物资、环境等要素的控制。

（1）视频监控系统借助布置于现场的摄像头将现场实时情况进行图像采集、储存并传输，确保管理人员可以全面透彻的认知现场。同时，还可以通过人工智能主动分析数据，将现场的安全隐患逐一识别，进一步启动报警接收以及发送功能，从而确保施工现场人员与机具的安全。

（2）环保监测系统在“四节一环保”的施工诉求下，为有效收集工地的温湿度、风力风向、噪音以及粉尘等环境要素情况，应将感应器与智慧工地管理平台集成，及时收集上述环境要素的信息，进一步将雾炮机、报警器、喷淋等设备与智慧工地管理平台联动，当现场噪音超标时，报警器自动报警;当PM2.5超标时，雾炮机及喷淋等设备自动开启并有效降尘。

3.4工程物料管理系统的构建

一般来说，工程物料管理系统需与视频监控系统集成，并在物联网技术的支撑下，实施对于物料的全面动态管控。

（1）物料采购管控

将工程物料管理系统与BIM平台联动，进一步将BIM平台中的模型导入工程物料管理系统，系统识别模型后快速生成准确的物料需求量清单，克服了人工统计方式存在的速度慢、数据准确性低等问题。相关工作人员可以依据物料需求量清单拟定物料采购计划，并依据计划在平台上完成线上下单，进一步在平台上实时了解物料的物流状态。

（2）物料验收管控

在物料验收环节，平台可以大幅度提高称重物料的过磅效率，实现车牌自动识别，并将原始单据、质量证明等关键材料拍照留证;也可以利用移动APP实施对非称重物料的收料，例如实施对非称重物料的采购、调入、直入直出等。此外，还可以利用移动APP快速盘点工地物质，克服了传统手动盘点效率低、耗时长、数据准确性差等不足。

（3）物料现场管控

将视频监控与工程物料管理系统联动，进而实施监控物料的存放情况。具体来说，应依据施工现场平面图存储物料，在物料存放区布设电子标识牌，并依据存取情况及时更新电子标识牌。同时，应基于平台反馈的物质存取数据将物料的数量以及成本进行统计核算。此外，当现场实施抽检或突发异常情况时，应调动实时监控系统，查看监控录像，进而实施对于物料的全面现场管控。

3.5工程目标管理系统的构建

（1）目标计划管理

通过构建BIM模型，将施工耗材、施工时间以及施工成本等信息集成于BIM模型当中。借助BIM软件模拟施工过程，进而确定建筑工程的安全、质量、成本、进度目标，同时合理布局施工平面并将施工资源优化配置，进一步拟定科学的施工计划并制定合理的施工方案。

（2）计划执行监控

借助视频监控全面把握施工现场的管理及作业情况，统筹把握四大目标，在确保安全的前提下，尽可能的提升质量、缩减成本、缩短工期。具体来说，①可以借助人工智能技术，由平台自主分析图像，将施工现场人的不安全状态以及物的不安全状态逐一识别并予以预警。例如临边洞口防护不足、工人高空作业安全措施不到位等不安全状态。②借助平台实时对比施工实际进度与计划进度，当实际进度与计划进度存在过大偏差时，应及时制定纠偏措施并予以落实。③有效控制施工过程中的具体操作，借助人工智能技术，由平台自主分析工人作业图像，及时识别工人的违规操作并予以反馈。④利用平台实时监控物料的存取情况和工人的作业情况，有效减少材料浪费的情况，并降低窝工现象发生的概率。

（3）目标统筹管理

工程目标管理系统在大数据、人工智能技术的支撑下，收集并分析历史数据与现有信息，考虑到建筑工程涉及的内容复杂、工种繁多，因此工程目标管理系统应注重管理工作的协调性，充分考虑施工现场安全、进度、质量、成本管理四大目标存在的对立统一关系，权衡其中的利弊。在目标管理过程中借助BIM模拟施工、大数据、人工智能等技术手段，分析各类施工影响要素、不断寻找四大目标之间的平衡点，本着统筹管理的原则落实对于四大目标的动态控制。

结语：

近年来随着物联网技术的快速发展，关于建筑工程施工中应用物联网技术结合BIM技术，实施的智慧工地管理平台，则引起施工单位及技术研究人员的重视。本文基于BIM+信息集成的智慧工地平台应用分析，其对于施工单位的实际收益保障，以及工程施工中成本，安全合理控制奠定良好的基礎。

参考文献：

[1]马凯，王子豪.基于“BIM+信息集成”的智慧工地平台探索[J].建设科技，2018（22）26-30+41.

[2]徐友全，贾美珊.物联网在智慧工地安全管控中的应用[J].建筑经济，2019（12）：101-106.

[3]鹿焕然.建筑工程智慧工地构建研究[D].北京：北京交通大学，2019（06）.

作者简介：

曹莹琛（1985.02-），女，汉族，黑龙江密山人，本科，主要从事建筑工程施工方面工作。