基于BIM技术的智慧工地施工管理研究

叶昌润，刘志松，方文

（中国建筑第二工程局有限公司）

1 引言

随着我国建筑行业的迅速发展，建筑工程规模愈加庞大，其建筑结构类型也越来越多，日益趋向复杂化，建筑施工现场管理质量进而影响到施工成本、进度和安全。在我国信息化技术的不断发展中，建筑中对先进的BIM技术加以利用，通过优化施工设计流程、交换方案、整合资源等手段，进一步提高建筑企业经济效益，为建筑施工质量提供保障。但是，随着建筑工程中引入信息技术，使得施工技术愈加复杂，信息化管理水平不断提高，对建筑工程施工管理提出了更高要求。针对目前我国建筑企业所面临的问题，传统的建筑施工管理已经不能适应现代建筑工程的发展，因而提出基于BIM技术的智慧工地管理模式，为建筑施工管理提出了新的思路[1]。文章以智慧工地和BIM技术概念为基础，对BIM技术在智慧工地管理中的应用进行研究，为相关人员提供参考。

2 智慧工地及BIM技术

2.1 智慧工地概述

建筑智慧工地是指以先进的信息技术为基础，利用三维设计平台对项目进行施工模拟，以施工过程管理为基础，建立智能生产、科学管理的信息管理手段，并且在虚拟和网络信息的条件下，对收集的数据进行分析，提供趋势预测和专家预案，进一步实现施工的可视化管理，提高智慧工地的信息管理水平，进而逐步实现绿色、生态建造。建筑智慧工地系统主要包括几种模块：

①实名制系统，此系统主要是对本项目所有相关人员进出工地进行统计，规范管理现场相关人员；

②远程监控系统，通过监控将施工现场实时图像传输至企业的管理部门，提高施工管理效率；

③设备管理系统，帮助相关部门实时掌控施工设备的工作状态，起到预防故障的作用；

④环境监测系统，此系统是对施工现场的周围环境进行实时检测，如若出现环境污染超标的现象，会及时进行报警，且会提示污染源的位置，进而启动污染控制系统；

⑤渣土车辆监控系统，对施工现场渣土车辆的进出进行控制，进一步帮助管理人员管控渣土车。

2.2 BIM技术概述

建筑智慧工地包括终端层、平台层和应用层三种，终端层主要以传感器、监控设备等信息采集硬件，对施工现场进行实时监控，并记录所需的数据，进一步提高施工现场的管理效果；平台层通过大数据平台对所收集的数据进行计算分析、储存的服务；应用层则主要以施工现场的管理为主，为相关人员提供相关管理措施。BIM技术在智慧工地管理中的应用主要包括两个方面：①BIM技术属于一个规模巨大的施工信息载体，通过建立BIM三维模型，对施工现场所收集的数据与之相对应，是以BIM技术为信息载体的工地管理数据库；②工程项目的相关人员专业水平各不相同，技术能力存在较大差异，因而对相关技术指令的理解存在较大差异，借此通过BIM技术以三维的方式，促进人员协同工作，提高工作效率。

2.3 基于BIM技术的可视化应用

在传统的地下工程设计过程中，其设计方案通常都是以二维图纸呈现的，这样对相关人员的三维想象能力具有较高要求，并且建筑项目中具有较多微小且复杂的构件，相关人员难以对图纸直接掌握，在相互协同工作时常会造成影响。但是，通过利用BIM技术可以最大程度的降低相关人员对想象能力的要求，将二维图纸通过三维模型形象地展现出来，充分利用BIM技术的可视化特点。

2.4 基于BIM技术的碰撞检测及优化

在建筑工程的设计过程中，传统的设计受二维图纸的影响较大，各种管线碰撞和多余设计难以及时发现，但是通过利用BIM技术，相关人员只需将建筑、管道、结构等各种三维模型导入BIM软件中，将其进行管线碰撞检测，可将复杂的管线清晰展现在三维模型上，如图1所示，从而进行合理优化[2]。

图1 管线碰撞模拟

2.5 基于BIM技术的四维模拟施工

在建筑施工中利用BIM技术时，将时间进度信息导入BIM软件中，将三维模型实体与时间相关联，建立四维模型，对整个项目的施工进度、施工工艺进行模拟，提前对设计中可能存在的问题进行演示，减少实际开工时的设计变更。此外，也对施工进度进行掌控，尽可能避免出现传统施工管理中管理混乱、沟通困难的问题。

3 工程概况

本工程为某市区办公楼项目，总建筑面积为665254m2，其地下结构建筑面积为32354m2，施工难度较复杂。项目地点位于闹市区，其污染控制极其严格，且工程专业施工类型较多，包括土建、装饰、消防、人防、智能化、幕墙等多个专业，交叉作业的可能性较大，施工环境险峻，施工组织管理复杂，并对现场施工管理的要求较为严格，为了有效解决工程建设复杂化的问题，提高施工场地智慧化的管理水平，本项目将在施工现场的管理中利用先进的信息技术、BIM技术、智能化设备等手段，提高现场施工的管理效率，同时，将构建以项目部、施工部门、政府三个部门信息共享的智慧工地施工管理模式，进而实现精细化、实时化、高效化的管理目的，保证建筑工地施工实时、安全的管理目标。

4 基于BIM技术的智慧工地施工管理应用

4.1 施工工程量管理

在建筑施工前期准备阶段，对施工现场进行合理布置，进行绿色施工管理，进一步节约施工成本，降低施工安全隐患，为项目经济效益的提高起到重要作用。本项目的施工场地较为狭窄，施工工期较短，导致施工难度较大，因而施工前对施工资源的合理规划较为重要。基于BIM技术的智慧工地施工管理模式，系统进行施工规划，最精准、最优化的解决现场施工布置的问题，解决二维图纸计划中不可避免的问题[3]。本工程施工量较大，单个构件体较多，施工工期非常紧，若想在有限时间内完成施工任务，必须保证现场道路、大门、加工棚等区域布置的合理性。此外，相关人员需要从各个角度对施工现场布置管理进行综合考虑，对各个阶段具有针对性的场地布置管理，首先利用BIM软件建立三维模型，并对其进行现场施工模拟，将冲突的位置进行优化，进而最大程度的减少二次运输，保证建筑施工进度。

4.2 智能环境监测系统管理

在建筑施工现场安装智能环境监测装置，可以对湿度、温度、噪声等相关指标进行监测，该系统全天全自动不间断持续工作，实现对施工现场的实时监测，并且若出现超标现象将会自动启动报警装置，所收集的数据信息将会传至共享平台上。监测系统与喷雾等系统互相协同工作，在扬尘超过额定标准时，喷雾系统将会自动启动。此外，手机、电脑等设备可以远程控制，自动设定其参数。

4.3 远程监控系统管理

在建筑工程的现场施工中，通过利用智慧工地中远程监控系统，实现对施工现场的远程控制。远程监控系统可以实时监测施工现场，在建筑工地的特种施工、配电室、出入口、围墙等安装远程监控装置，可以详细掌握施工现场各个区域的状况，提前发生安全隐患并制定相应的处理措施，避免施工现场发生安全事故。此外，系统将施工现场的实际情况上传至平台上，可以为相关部门的访问提供资源。

4.4 BIM模型标准化管理

BIM三维模拟主要以数据信息为核心，以实现数据管理为重点，在保证模型空间位置精准性的同时，所建立模型的参数、命名、编码等也是BIM技术的重要内容，为BIM技术的智慧工地施工管理提供基础。

4.5 人员实名制管理

在建筑工程的施工现场，对相关人员进出工地采用智慧工地的实名制管理系统，将各部门的管理制度、各人员的管理职责、各个应急预案计划等上传至此平台，制定安全生产责任制制度。对施工现场、生活区的人员进行严格管理，若出现违反制度的行为，及时利用智慧工地平台向相关人员发出通知，要求其立即进行整改。此外，利用BIM技术生成快速码，通过后台及时添加施工技术交底工作、生产责任制度等内容，施工人员可以及时通过手机查收。

4.6 重大危险源管理

在建筑工程的施工中，通过建立智慧工地的管理系统，构建重大危险源的管理体系，组件信息安全管理系统。在识别出危险源的基础上，进一步对是否为重大危险源进行辨识，同时制定相应的施工安全方案和施工计划，并通过智慧工地软件对施工现场进行安全管理检查，聘请第三方机构对其进行专业勘察，将识别出来的重大危险源上传至智慧平台。通过BIM技术的三维模拟仿真技术，可以预知危险源等因素，并制定相应的解决对策，对基坑、支撑系统、脚手架等危险工程进行相应检测，同时，能事先进行模拟，为智慧工程的施工管理提供了适用的、可靠的、专业的指导和参考。

5 结语

综上所述，基于BIM技术的智慧工地施工管理研究符合现代建筑行业的发展趋势，且其发挥的重要性也逐渐增加。本文主要研究了基于BIM技术的智慧工地施工管理，并得到了以下结论：①利用BIM技术建立三维模型，提高相关人员相互协同的工作效率，促进项目的决策；②基于BIM技术的智慧工地施工管理方式，打破传统的管理方式，实时、全面地向相关部门传递现场信息，提高项目的管理效率；③利用BIM技术对智慧工地的施工管理进行四维施工模拟，为建筑施工现场提供参考，同时，将成本信息等从所建立的模型中导出，保证智慧工地施工管理的合理性。