文／李爭 棗莊市住房建設(shè)事業(yè)發(fā)展中心 山東棗莊 277800

引言：

在BIM技術(shù)的支持下，智慧工地建設(shè)工作高效完成，且在保證工程建設(shè)施工效率和質(zhì)量方面發(fā)揮重要的作用。結(jié)合實際工程建設(shè)情況，BIM技術(shù)的應用可幫助企業(yè)降低工程施工質(zhì)量問題發(fā)生率與成本管理的復雜程度，同時還可對施工管理模式進行有效優(yōu)化和完善。

1、BIM技術(shù)及智慧工地

資料模型主要指建筑資料模型。利用信息技術(shù)，將房屋工程信息作為模型進行表示，并構(gòu)建技術(shù)數(shù)據(jù)庫。BIM技術(shù)可幫助項目提供所需的信息。它還可以有效地執(zhí)行數(shù)據(jù)分析，提高構(gòu)建效率，并在整個流程管理和工作流程管理中扮演重要角色。在現(xiàn)代社會發(fā)展的背景下，作為現(xiàn)代建筑行業(yè)管理模式創(chuàng)新的智能工作區(qū)，在工程建設(shè)規(guī)劃和實際操作中發(fā)揮著重要作用。要實現(xiàn)智能工作區(qū)管理，您需要it、人工智能等。在實踐中，您可以不斷地優(yōu)化和調(diào)整作業(yè)管理，最終實現(xiàn)以下目標:協(xié)調(diào)所有作業(yè)的鏈接、將資源高效地集成到作業(yè)中，以及推動在作業(yè)中進行數(shù)據(jù)構(gòu)建。

2、智慧工地與BIM的關(guān)系

智慧工地管理系統(tǒng)由終端層、平臺層和應用層組成。通過物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集設(shè)備，實現(xiàn)對施工場地實時監(jiān)控、智能感知和數(shù)據(jù)采集；通過云平臺，對系統(tǒng)采集到的海量數(shù)據(jù)進行高效計算、存儲和服務(wù)提供；應用層按照項目管理需求，為現(xiàn)場管理者提供項目管理系統(tǒng)。BIM技術(shù)在智慧工地建設(shè)中起到關(guān)鍵的支撐作用：（1）作為大型現(xiàn)場施工信息載體的BIM技術(shù)，只有利用三維BIM模型，才能實現(xiàn)抽象數(shù)據(jù)與現(xiàn)場施工實體的關(guān)聯(lián)，并以BIM作為信息載體對數(shù)據(jù)庫進行高效管理；（2）施工現(xiàn)場人員的專業(yè)素質(zhì)參差不齊，對技術(shù)指標的理解存在偏差，借助二維與三維相結(jié)合的方法，可以快速、準確地對工程項目進行綜合評價，大大提高了工程項目管理的效率。

3、BIM技術(shù)的應用要點

3.1 可視化應用要點

在現(xiàn)階段工程建設(shè)中，通過對BIM技術(shù)的利用進行模擬施工，以此能夠有效提高細節(jié)可視化程度，輔助相關(guān)技術(shù)人員對建筑模型進行直觀分析。通過了解，在BIM技術(shù)下的智慧工地建模過程主要涉及兩個階段：一是工程施工方案設(shè)計階段；二是工程施工現(xiàn)場操作監(jiān)管階段。在進行建筑施工方案設(shè)計期間，作為設(shè)計人員可結(jié)合建筑項目內(nèi)部所統(tǒng)計的參數(shù)進行立體模型搭建，確保模型能夠清晰展現(xiàn)內(nèi)部的整個結(jié)構(gòu)布局，其中涉及的建模細節(jié)會隨著采樣數(shù)據(jù)發(fā)生的變化而進行相應的調(diào)整，以此確保管理人員做好工程施工各個環(huán)節(jié)的動態(tài)管理工作。在當前建筑模型技術(shù)中，通過對BIM技術(shù)的合理應用，實現(xiàn)建筑流程數(shù)字化表達目的。另外，將BIM技術(shù)與大數(shù)據(jù)技術(shù)進行有效結(jié)合，有助于企業(yè)更好地推動施工現(xiàn)場智能化管理，充分發(fā)揮智能化數(shù)字建模在應用中的作用。

3.2 協(xié)調(diào)應用

在智能工作區(qū)管理系統(tǒng)中實施信息模型技術(shù)有助于管理人員更好地協(xié)調(diào)各種采購方面的工作，從而減少工作中的一些沖突并確保良好的整體施工環(huán)境。在智能位置管理系統(tǒng)中，工程師和技術(shù)人員可以使用自動檢測功能和三維可視化功能來模擬設(shè)備的整個安裝過程，集成管路布局，然后檢測BIM技術(shù)對管道碰撞的影響，以避免管道碰撞您可以使用BIM技術(shù)來模擬實際的施工進度，然后將整個情況作為一個整體進行規(guī)劃，以幫助項目參與方管理和優(yōu)化可真正反映項目施工科學性質(zhì)的特定項目施工系統(tǒng)。

3.3 施工質(zhì)量和成本管理應用要點

眾所周知，建筑工程屬于大型項目，會涉及比較多的專業(yè)領(lǐng)域，且相應的質(zhì)量管理也具有一定的復雜性。通過了解，建筑質(zhì)量管理內(nèi)容主要集中在材料、設(shè)備等方面。在具體管理中，相關(guān)人員可利用BIM技術(shù)對各類信息進行整合，之后將其儲存于數(shù)據(jù)庫中。因BIM技術(shù)具有數(shù)據(jù)收集模擬系統(tǒng)功能，所以在應用中能夠?qū)こ探ㄔO(shè)施工現(xiàn)場中所涉及的相關(guān)信息進行有效整合，如工程設(shè)計施工圖、建筑原材料、工程造價信息等，通過該系統(tǒng)的有效應用，可有效完成造價信息實時變更，為管理人員提供準確的成本管控信息，進而幫助建筑企業(yè)不斷提高成本利用率。在進行工程建設(shè)前期使用BIM技術(shù)進行模型構(gòu)建，可對工程施工現(xiàn)場作業(yè)進行實時追蹤，以此對人員作業(yè)質(zhì)量進行有效考核和評估。另外，對BIM技術(shù)進行有效的質(zhì)量把控，能夠提高施工工藝流程的標準化。在具體應用中，BIM技術(shù)需要利用相應的軟件平臺建立具體且標準的施工技術(shù)流程模型。在此模型中，各個施工參與方必須要嚴格按照施工工序進行作業(yè)，這樣能夠?qū)ㄖこ淌┕がF(xiàn)場質(zhì)量管理工作起到一定的簡化作用。

4、BIM融合信息技術(shù)在智慧工地中的應用

4.1 視頻監(jiān)控

（1）AI圖像分析系統(tǒng)。采用智能AI攝像機對施工現(xiàn)場及重點防治區(qū)域的人的不安全行為進行監(jiān)控。采用AI圖像分析系統(tǒng)對所有進場作業(yè)人員的行為進行動態(tài)跟蹤管理，發(fā)現(xiàn)不戴安全帽、違規(guī)翻越護欄、打架斗毆等行為時，立即抓拍，經(jīng)人臉識別后判斷責任歸屬，向責任人發(fā)出整改通知。監(jiān)測到人員倒地、奔跑等異常行為時，直接報警提醒管理人員到現(xiàn)場處理。（2）智能塔吊系統(tǒng)。智能塔吊系統(tǒng)安裝在施工現(xiàn)場的所有塔吊上，負責監(jiān)測塔吊的不安全狀態(tài)。該系統(tǒng)的多種傳感器安裝在塔吊臂、塔身和傳動結(jié)構(gòu)上，黑匣子位于遠程服務(wù)器上，系統(tǒng)主要包括人臉識別考勤、無線通信模塊和可視系統(tǒng)。工程管理人員可通過該系統(tǒng)對塔吊運行狀態(tài)進行遠程實時監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)違規(guī)操作，切實減少施工現(xiàn)場的塔吊事故。（3）水電節(jié)能無線監(jiān)測控制系統(tǒng)。利用移動互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)，對辦公、生活、建筑等場所的水資源和電能利用情況進行監(jiān)測和控制，實現(xiàn)資源監(jiān)測和移動遠程控制。該系統(tǒng)將自動化控制技術(shù)、遠程無線傳輸技術(shù)、服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫開發(fā)技術(shù)整合在一起，主要包括前端設(shè)備、無線設(shè)備、終端智能設(shè)備。采用無線通信技術(shù)，將傳感器采集的用水、用電數(shù)據(jù)上傳到“智慧工地”管理系統(tǒng)，建立水電節(jié)能臺賬，利用大數(shù)據(jù)分析用水、用電、安全隱患監(jiān)測、故障報警、超負荷用電、線路狀態(tài)監(jiān)測、線路故障等數(shù)據(jù)報告，以及對臨時用水、消防用水等進行實時監(jiān)測，方便綠色施工監(jiān)管。

4.2 工程量統(tǒng)計

在BIM模型的創(chuàng)建工作完成后，可對其進行計算，主要就各個施工點的鋼筋、混凝土等材料的用量進行準確分析。比如建筑企業(yè)在進行某隧道工程施工中，利用Revit軟件建立模型，之后提取混凝土工程量的信息，而所獲取的信息應與工程實際使用的混凝土用量差控制在一定范圍內(nèi)。為此，施工人員在進行鋼結(jié)構(gòu)工程施工作業(yè)中，則可通過模型所分解出的信息，構(gòu)建具體的三維模型。

4.3 場地智能化規(guī)劃，模擬施工

根據(jù)工作流程，技術(shù)人員必須先測量實際的工作區(qū)域，然后在系統(tǒng)中輸入資料，并使用資訊模型技術(shù)完成智慧設(shè)計。同時，還可以特別模擬不同的工作流程，以確保建筑材料運輸路徑的合理性?；?D平臺，BIM技術(shù)用于構(gòu)建相應的模型，并在集成了有關(guān)建筑項目的各種信息后創(chuàng)建項目軟件。管理人員可以充分、科學、合理地組織工程施工進度計劃，創(chuàng)建三維模擬計算圖形，向特定施工項目的施工人員和管理人員展示相應的施工方法，確?，F(xiàn)場施工人員。

4.4 智慧工地造價階段的應用

報價階段:信息模型技術(shù)能夠很好地解決此問題，創(chuàng)建高質(zhì)量、準確的報價清單，并降低出錯的可能性。投資階段:資訊模型技術(shù)可在本身的大量資料中全面分析各種資料，建立適當?shù)?D數(shù)位建筑模型，并自動計算適當?shù)某杀炯敖ㄖ??？梢钥吹?，信息模型技術(shù)在建設(shè)項目投資過程中的每個階段都具有重要的成本效益。設(shè)計階段:信息模型技術(shù)可以直接分析和集成整個數(shù)據(jù)庫。構(gòu)建階段:信息模型技術(shù)可有效地控制整個項目。借助適當?shù)臄?shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)傳輸平臺，它可以加強對每個項目未解決問題的管理并與員工進行溝通，極大地減少錯誤，并有助于提高整個項目的成本。

4.5 智慧工地管理應用

(1)施工過程仿真。運用BIM3D虛擬可視化技術(shù)對施工過程進行模擬，建立基于4D信息模型的施工沖突分析與管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對施工人員、材料、機械等進場時間的實時控制，避免了返工、延誤進度。施工進度模擬直觀地表現(xiàn)了工程項目的進度計劃，并與工程實際完成情況進行了對比分析，明確了工程實際施工與進度計劃的偏差，為施工計劃進行合理的調(diào)整提供了可靠依據(jù)。（2）質(zhì)量管理。BIM具有數(shù)據(jù)集成、可視化、參數(shù)化設(shè)計等特點，可以有效減少重復工作，降低項目復雜度。通過BIM技術(shù)建立統(tǒng)一的工程數(shù)據(jù)源，有效保證了專業(yè)間的綜合協(xié)作，充分提高了信息的共享和重用，各個環(huán)節(jié)產(chǎn)生的信息可直接作為下一個環(huán)節(jié)的工作基礎(chǔ)，保證信息的準確性和一致性，為溝通與協(xié)作提供了底層支持，實現(xiàn)了項目各參與方之間的信息交流與共享。（3）安全管理。利用BIM技術(shù)可以對施工過程進行自動安全檢查，制定安全施工計劃，以及在施工前對建筑物進行消防安全疏散模擬。通過基于BIM技術(shù)的提前預判，減少工程安全隱患。

4.6 材料的實時管控

在過去所應用的工地管理模式中，部分施工企業(yè)都存在相同問題，即材料與工程設(shè)備管控力度不夠高。一般情況下，先是由技術(shù)部門根據(jù)工程建設(shè)需求制定相應的材料計劃，之后由采購部門負責購買，材料送達后采購部門還要做好接收工作。但是在此環(huán)節(jié)中，容易出現(xiàn)材料送達不及時或材料未達標等問題。針對此問題，企業(yè)可通過對BIM技術(shù)的引入，對施工材料進行全過程的跟蹤管理和監(jiān)控，整個期間，可利用條形碼形式進行電子識別，以此能夠保證對采購材料、工程設(shè)施等進行有效跟蹤。在該技術(shù)的幫助下，管理人員能夠更為全面的掌握各類材料物質(zhì)進入施工現(xiàn)場的情況。

4.7 現(xiàn)場漫游檢查

所謂現(xiàn)場漫游檢查，主要是指整個建設(shè)工程管道布置完成后，對管道進行一種模擬漫游檢查。主要目的是驗證管道的具體布置是否科學合理。同時，在分析了管道的各種數(shù)據(jù)信息后，有必要分析建筑物的各種裝飾數(shù)據(jù)，然后比較數(shù)據(jù)，以避免數(shù)據(jù)沖突、對后期施工的影響、施工時間延遲甚至返工等。因此，有必要加強施工質(zhì)量管理，及時發(fā)現(xiàn)和優(yōu)化存在的問題，確保整體施工安全進行，提高施工效率。

4.8 智慧工地運維階段的應用

促進BIM技術(shù)在智能施工現(xiàn)場運行維護階段的應用:(1)規(guī)劃單元應將建設(shè)項目后續(xù)運行維護管理思想納入建設(shè)項目規(guī)劃，全面分析存在的問題，使運行維護要求和技術(shù)經(jīng)濟性具有意義。規(guī)劃BIM解決方案時，需要充分考慮這些影響操作和維護的因素。(2)運行維護單位要求相關(guān)的運行維護人員具備BIM模型的實用維護能力及隨后的管理水平。BIM模型可以完成整個項目的正常運行和維護。BIM模型可幫助您快速識別錯誤原因及相關(guān)的隱藏危險。運營和維護人員還必須積極參與各種BIM模型的規(guī)范和參數(shù)維護，以便在以后的運營和維護管理服務(wù)中做好工作。

5、BIM融合信息技術(shù)的發(fā)展

(1)加強BIM融合信息技術(shù)的實踐，不斷進行探索與創(chuàng)新。大數(shù)據(jù)對施工生產(chǎn)方式、企業(yè)管理方式的轉(zhuǎn)變起著至關(guān)重要的作用，施工企業(yè)建立大數(shù)據(jù)體系并不斷升級優(yōu)化，融合人工智能算法及其他信息技術(shù)，可實現(xiàn)企業(yè)數(shù)據(jù)的挖掘分析及可視化，為領(lǐng)導者提供決策依據(jù)。企業(yè)應依據(jù)實際情況與研發(fā)單位合作，嘗試算法改進，解決局部收斂問題，加快收斂速度，實現(xiàn)工程資源的最優(yōu)調(diào)度等實際問題。企業(yè)要看清未來發(fā)展形勢，逐漸應用自動化及機器人技術(shù)，解決施工中可替代的勞動力問題，為企業(yè)轉(zhuǎn)型做探索。(2)統(tǒng)一數(shù)據(jù)及技術(shù)標準，采用穩(wěn)定高效的網(wǎng)絡(luò)通信方式。工程數(shù)據(jù)的采集存儲、不同格式數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換、技術(shù)標準的統(tǒng)一關(guān)系到數(shù)據(jù)挖掘與應用。采用先進傳感設(shè)備、計算機硬件設(shè)備及5G技術(shù)可保證數(shù)據(jù)采集與傳輸?shù)姆€(wěn)定及精確，同時，智慧工地數(shù)據(jù)存儲容量也可以逐漸采用5G支持的云存儲模式擴充容量，以支持后續(xù)的數(shù)據(jù)計算與分析，數(shù)據(jù)格式的匯入?yún)R出及技術(shù)標準的統(tǒng)一可以以IFC標準統(tǒng)一管理，在不斷的工程實踐中逐步建立相關(guān)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換插件與接口，建立BIM融合信息技術(shù)交互的數(shù)據(jù)標準，最大限度地實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

結(jié)束語：

綜上所述，在現(xiàn)階段工程建設(shè)中引入BIM技術(shù)，為企業(yè)保證工程建設(shè)穩(wěn)定性和提高管理能力方面發(fā)揮重要作用，而智慧工地也會逐漸成為未來我國工程建設(shè)領(lǐng)域發(fā)展的主要趨勢，由此可見，BIM技術(shù)在工程建設(shè)領(lǐng)域中的應用具有重要意義，不僅可以幫助施工企業(yè)更好地掌握工程項目施工進度和情況，還為管理者進行管理決策提供重要的數(shù)據(jù)支撐，促使工程建設(shè)行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。