摘要：新形势下，我国建筑工程行业发展迅猛，如何创新管理观念和模式，向节能、环保、降耗的目标转变，成为施工企业的关注重点。本文首先指出BIM技术在智慧工地中的应用优势，然后总结了BIM打造智慧工地的实施要点，最后结合工程案例进行分析，以供参考。
关键词：BIM技术；智慧工地；系统；应用优势；实施要点
智慧工地，就是基于信息技术、人工智能下，采用智慧化的设计、施工、运行、维护等手段，通过精细化管理，简化工作流程，提高资源利用率，实现项目管理的信息化、标准化、精细化。BIM技术指的是建筑信息模型，可将二维图纸转化为三维模型，具有资源共享、可视化模拟、专业碰撞检查等功能。以下结合实践，探讨了BIM技术在智慧工地中的应用。
1．BIM技术在智慧工地中的应用优势
1.1 优化资源配置
利用BIM技术，通过三维建模，可对项目功能分区进行优化配置，精细化布置各类施工构件。本质上来看，三维模型就是由虚拟的构件拼装而成，调节构件参数，可以改变项目整体形态，以满足设计要求。以碰撞检查为例，利用数据库中的信息，开展统计分析工作，可以明确构件的安全作业半径，避免出现返工。
1.2 人物精准结合
智慧工地利用地理信息系统，将信息技术、测控技术相结合，有利于图像、数字、视频的处理，对人力、物力进行精准管理。利用进度计划软件，和三维模型相关联，就可以模拟出施工进度，为施工组织设计提供科学依据，将总进度计划分解为多个分进度计划。此外，门禁、安全帽定位、视频监控等系统的应用，可以实现人员动态管理，提高管理效率。
1.3 节点可视控制
智慧工地系统中，业主、设计、施工等各个参与方要协同管理，其中难度大、危险性高的节点，应该进行重点监控。以VR、AR等技术的应用为例，可对施工节点进行可视化处理，落实技术交底和安全交底，以便施工人员严格按照规范作业，保证项目施工顺利进行。
2．BIM打造智慧工地的实施要点
2.1 创新管理观念
相比于传统管理模式，BIM技术从二维、分散信息、人工协作，转变为三维、集成信息、计算机辅助，实现了管理的全面化和精细化。新的管理模式和方法，对传统的管理观念提出新要求，管理人员必须创新管理观念。以图纸设计为例，一直以来采用二维出图法，由于技术局限，施工中存在一些弊端。相比之下，利用BIM技术生成三维模型，会提供更多的信息，只有创新管理观念，才能从模型中获取到更多信息，为后续施工提供依据。
2.2 强调多方协作
不论是智慧工地，还是BIM技术，均要求多个参与方协作。设计单位生成施工图纸后，将建筑模型及时提交给施工方；施工期间如果发生设计变更，就要对建筑模型进行更新，以此指导实际施工顺利进行。利用BIM模型，不仅可以为项目决策提供依据，也能引导运营维修等工作，提高各方利益。
2.3 提供精准信息
BIM技术的应用，前提是保证数据信息采集的及时性和精准性。工程项目的信息数据量大，而且专业性强，不同信息之间的关联复杂，以往数据采集采用现场测量法，会产生较大的人为误差。BIM技术的应用，信息采集分析在前，现场施工管理在后，能切实发挥出施工管理作用。
2.4 全生命周期管理
在智慧工地建设中，BIM技术不能单纯应用在施工阶段，而是应用在全生命周期。在设计环节，BIM技术用在模拟分析、细节规划上，通过优化设计方案，避免专业冲突或碰撞，提高设计图纸的质量。在施工环节，BIM技术可以模拟出整个施工过程，及时发现施工中的影响因素，并制定有效的防范措施。在运维环节，将物联网技术、BIM技术相结合，构建完善的管理平台，可以提高管理效率，减少人力、物力资源的投入。
3．工程案例分析
3.1 工程概况和背景
以国内某工程项目为例，属于产业园标准厂房，位于陕西省咸阳市，占地面积共计56579m2，建筑总面积为72556m2。本工程中包括13栋单位工程，其中A型厂房5栋、B型厂房3栋、C型厂房3栋、办公楼1栋、消防站1栋。
新形势下，数字经济发展迅猛，习总书记提倡应用大数据，服务于城市的规划、建设、治理等工作，实现智慧城市建设目标。当前建筑行业的管理中，存在问题主要是环境和人员复杂、施工地点分散、调查取证困难、安全文明施工监管难等。对此，云计算、大数据、物联网、移动互联、智慧城市相结合，针对人员、机械、材料、环境、方法等要素，进行全面实时监控管理，实现各个业务之间的互联互通。其中，智慧工地是施工行业走向信息化的有效途径，主要用于门禁闸机、摄像监控、塔吊作业、安全监管等方面，能保障工程质量、进度、安全、成本的管理目标。
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3.2 打造智慧工地的必要性
打造智慧工地的必要性，一是符合国家需要，能推动建筑行业升级转型；二是利用智慧工地管理平台，有利于企业打造自身品牌；三是可自动采集现场数据，智能监控项目管理工作，为决策提供科学依据；四是项目管理具有集成化、协同性、全面性；五是提高创新意识，能实现人才培养目标。具体操作中，由于没有成功经验可以借鉴，因此一边摸索、一边总结，对于不足之处查找原因、及时改进，对于有用经验则向公司汇报。结果显示，智慧工地管理系统的应用，促使项目进度提前2%-5%，成本降低2%-5%，满足精益建设、智能管理目标。
3.3 系统架构
智慧工地管理系统，以云平台为基础，通过整合各种信息，能为领导层提供决策，了解项目执行情况，通过对比施工计划和实际情况，确保项目成功完成。该管理系统的运行，由管理专员负责维护，依据项目部权限，设置管理平台的打开界面。如下图1，是该管理系统的覆盖内容。
图1：智慧工地管理系统的架构
3.4 系统功能应用
3.4.1 劳务实名制管理
一是劳务IC卡。在工地大门处，设置员工通道，安装道闸，要求工人每日进出必须经过道闸并刷卡。如此，一方面能统计人员数量，显示在LED屏上；另一方面传输给平台前端，以便管理层了解劳务信息。在系统后台，管理人员可以明确劳务人员的基本信息、劳务合同、安全教育、考勤记录、工资发放、违章记录等信息，方便随时查询调取。
二是安全帽扫描。劳务人员进场后，均要佩戴黄色安全帽，并在背面粘贴二维码标签，通过手机扫描，可以获得人员信息，了解进场时间、工资支付、有无违章、安全教育等情况。具体到安全教育中，利用手持设备扫描身份证，并扫描证书、拍照留存，实现人员、证件、图像、安全帽的统一性。
3.4.2 视频监控管理
视频监控系统的应用，可对工地内的关键部位、重点区域进行24小时监控，对于进出人员，可对进入时间、离开时间、活动情况进行清晰显示。一旦出现异常，值班人员能及时采取应对措施，避免造成严重损害损失。显示监控画面时，可以在显示器上单画面显示、切换显示，也可以在电视墙上轮巡显示，还可以在云台变焦控制。分析监控系统的特色功能如下：①监控工地门口的人员和车辆；②监控工程进度和质量；③监控建筑材料和设备安全；④监控施工现场，保障人员安全；⑤远程播放视频，避免人员奔波；⑥数据存储回访，方便事后取证；⑦可开展视频会议。
3.4.3 环境监测管理
第一，环境监测仪。可以采集气象数据，指导现场施工活动，其中监测目标包括颗粒物、温度、风速、风向、PM10、PM2.5、噪音大小等，对异常数据进行记录。分析其特色功能如下：①在线监测污染源，形成完整的数据信息；②可对数据进行采集、传输、存储、展示；③对于施工管理情况，进行图像、视频监控，以便取证留存；④获取数据后，后台能及时分析处理，并对污染源报警，将相关数据信息报送给管理人员。
第二，降尘联动系统。该系统包括4个部分组成：一是喷淋系统，二是雾炮系统，三是传输系统，四是控制系统，通过监测环境实时数据，传递给管理平台，发现异常及时报警。以喷淋系统为例，特色功能如下：①地面喷淋，可将水转化为超细雾状态，增加空气湿度，实现净化空气的目标；②雾炮喷淋，具有范围广、效率高、雾粒小的特点，可以快速降尘，有效射程在30-100m；③高空喷淋，和塔吊相结合，用来吸附空中杂质和颗粒，控制现场扬尘。
3.4.4 塔吊运行管理
本工程中，使用5台塔吊进行吊装作业，考虑到不同塔吊的回转半径有重叠，因此存在碰撞风险。对此，利用塔吊运行管理系统，可以查看各个塔吊的运行情况，明确塔吊位置，针对风险及时监测预警。该系统的核心，是无线通讯、大数据、云储存、物联传感等技术，只要在网络覆盖范围内，就能确定起吊重量、塔吊大臂摆动角度、小车位置、人员信息，从人、物的不安全行为进行提前控防。
3.4.5 安全管理
安全管理系统，和劳务实名制管理、物资管理、质量管理、视频监控系统相结合，形成完善的安全管理数据库，开展现场安全检查、整改、复查等活动。系统采用B/S架构，分为PC端、APP端，前者可以维护数据库，打印业务表单，开展数据分析；后者用于安全检查、整改等活动。此外，该系统还能识别危大工程，对危险源进行识别、告知、排查，避免发生安全生产事故。
3.4.6 质量管理
质量管理系统可以在线检查、整改、复查，并将数据同步在Web端，进行数据分析。一方面，开展质量巡检，利用手机拍照，填写质量问题信息，并传输到整改人手中。另一方面，通过实测实量，可以利用手机记录测量信息，方便后台汇总分析，提高一线施工效率。
3.4.7 进度管理
进度管理系统利用斑马进度软件，可以动态更新施工进度，帮助管理人员做出决策，功能包括：①开累进度分析，②计划完成产值分析，③项目网络计划，④现场形象进度分析。
3.4.8 技术管理
技术管理系统，是将施工相关的技术信息传输到系统平台上，常见如施工方案、技术交底、安全交底、规范图集、设计图纸等。相比于纸质文件，电子文件有利于施工管理人员翻阅，只需扫描二维码，即可获得相关信息，既能实现资源共享，又能降低损耗。
3.4.9 钢筋管理
该管理系统利用翻样计算、料单审核、报量提量、加工管理等功能，可对钢筋材料进行精细化管理，减少加工损耗。此外，可将钢筋用量信息传输至系统平台，方便物资部、采购部做出决策。
4、结语
建筑行业的快速发展，推动BIM技术的应用更加广泛，将其应用在智慧工地中，能优化资源配置、人物精准结合、节点可视控制。文中结合工程案例，介绍了BIM技术在智慧工地中的具体应用，要求企业创新管理观念、强调多方协作、提供精准信息、全生命周期管理。如此，才能充分发挥出智慧工地管理系统的优势，促进施工顺利进行。
参考文献：
[1]刘怡.智慧工地现状与发展趋势研究[J].福建质量管理，2018，（18）：88.
[2]吴杰，陈强.BIM打造智慧工地的实施要点[J].施工企业管理，2017，（4）：45.
论文作者:马永刚,赵成永
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第14期
论文发表时间:2019/1/24
标签：工地论文; 智慧论文; 技术论文; 管理系统论文; 塔吊论文; 信息论文; 系统论文; 《建筑细部》2018年第14期论文;