摘要：介绍了行业监管单位、建设单位、施工单位及使用单位对BIM技术的需求，Autodesk Revit和Project创建4D BIM息化进度模型，论述了智慧工地建设的内涵、架构及组成系统，指出了智慧工地建设途径。通过BIM和物联网技术搭建建筑工地智慧平台，通过大数据和信息化手段监控和监管建筑工地行为，实现建筑工地安全预警化和智能化，有着极其重要的现实意义。
关键词：BIM；智慧工地；物联网；施工
中图分类号：TU 443 文献标识码：A
1 引言
建筑业是国民经济的支柱产业，“十二五”时期，建筑业总产值年均增长13.48%，要实现住建部“十三五”规划目标，年产值增长达到7%[1]。2016年8月，住房和建设部印发了《2016－2020年建筑业信息化发展纲要》，通过BIM、大数据、移动通信、智能化、云计算、物联网等信息技术集成应用能力，实现建筑业数字化、网络化、智能化的突破，全面提高建筑业的信息化水平[2]。
目前建筑行业监管手段科技水平较低，监管范围和深度不够。如何通过BIM技术和物联网技术搭建建筑工地智慧平台，通过大数据和信息化手段监控和监管建筑工地行为，实现建筑工地安全预警化和智能化，有着极其重要的现实意义。
2 BIM3D建模技术
2.1 项目参建单位BIM技术需求
建筑信息化模型技术（Building Information Modeling，简称“BIM”）是指运用计算机技术与B数字化技术的结合，三维立体方式展示项目规划、设计、施工及运维的技术，构建了全生命周期各个阶段协作、管理平台，参见各方能够协同管理和交流，在节约成本、保证工程进度、提高产业效率和质量安全管理能力以及建筑的运营维护等方面均具有重要的应用价值。
业主单位是运用BIM技术早期模拟、对比、分析不同的建设方案，确定最佳的建设方案。
施工单位采用BIM技术在施工前进行模拟施工，确定最佳的施工工序，依据精细深化设计方案降低现实施工与设计之间的偏差，提高建筑的质量。
使用单位运用BIM技术集成的信息数据库，便于运营维护管理，能够为保修服务的快速响应、降低运营维护成本提供数据支撑。
2.2 智慧工地BIM构建
BIM构架智慧工地的基础是施工场地3D模型，是智慧工地和智能管理的先决条件。只有精细的模型才能精准实现施工场地的智慧化管理。智慧工地三维模型多为BIM施工场地模型，表现为建筑不同专业构件的专业信息，也可直接服务于建筑施工。项目参建单位在通用BIM平台协作建设，共同参数施工进度、工期、质量及安全管理，进而实现项目全过程的进度目标。
BIM建模可用Autodesk Revit创建3D BIM三维信息化模型，可用Project等软件编制进度计划，将3D模型的构件和进度计划集成到Navisworks软件中挂接。
3 智慧工地的架构
3.1 智慧工地管理的内涵
智慧工地建设通过BIM技术对对施工场地进行功能区划，包括施工场地、施工便道、材料场地、塔吊作业范围、设备及人员定位和视屏监控等，实现三区分离、人车分流。智慧工地建设基于BIM三维模型和互联网结合形成智慧工地管理云平台，集成了参建单位、材料、设备人员及进度、质量、安全等所有工程信息。
3.2 工地安全质量管理系统
项目建设单位、施工单位、监理单位、及行业主管单位共同管理工地安全质量管理系统。统一建立以物联网技术基础构建综合性应急管理机构，实现统一处置施工场地中的各类应急事件。
系统可通过视频、感应装置、监控系统将工地各个环节数据传递到平台和不同终端。可按照参建单位设置不同的权限设置和分级管理，自动实时上传生产安全信息，自动推送给不同终端，实现移动办公，即时管理的效果。
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3.3人员装备智能系统
人员装备智能系统可加强工地人员和设备智能管理，准确掌握设备使用情况和位置、出席人员考勤、特殊工种上岗情况，实现施工设备和现场人员实时智能动态管理和监督，为设备安全使用和现场人员管理提供基础数据，降低工地设备和人员的使用风险。
3.4 工地远程视频监控系统
系统可以通过视频摄像和无人机航飞摄像管理施工现场的施工进度、物资储备、场地设备和作业人员工作情况，能帮助工程技术和管理人员应对复杂的施工环境，方便工地自我监管，实时掌控工地运转状态，可通过远程语音、人员定位及声光信号直接进行工作指挥调度，提高办事效率，减少管理成本。
3.5 工地结构质量与环境监控系统
系统通过结构、岩土及环境传感器的架设，利用太阳能板供电建立结构质量与环境监控系统，能够自动采集工地环境气象信息、空气质量、地基承载、钢结构应力、桥梁结构承载及基坑支护等数据的监测数据并通过无线传感网络技术实时传送到控制平台，智能分析决策。
3.6 危大工程监管系统
建筑工地中不可避免出现一些“危大工程”和关键性设备，“危大工程”例如深基坑、高模板、脚手架等，关键性设备盾构机、塔式起重机式等。危大工程”和关键性设备是施工工地较大的风险源和安全监管的重点，也是工地安全事故发生的主要源头。在“危大工程”和关键设备进行安全监管，自动运行记录和声光报警，实施掌控“危大工程”状态和关键设备使用情况，对违规、超限及时预警，防控安全事故发生。
3.7绿色环保监控系统
绿色环保已经成为智慧工地建设的前提和基础，越来越受到环保部门的监控，特别是建筑工地的建筑垃圾排放、施工扬尘、施工噪音对地下水、周边环境的影响等方面。绿色环保监控系统通过监控数据分析，实现工地环保动态实时展示和推送，建立施工环境监控预警机制，及时处理，避免污染带来的不良后果。
4 智慧工地建设途径
4.1 智慧工地建设的原则
智慧工地是一个系统工程，使用单位由政府、建设单位、勘察、设计、施工、监理及使用单位。系统包含若干子系统平台，各系统的开发、使用及运维都需要熟练的专业技术人员，智慧工地的系统开发原则要结合工程特点和工地的具体情况，本着实用、时效、经济的原则进行开发和建设，坚持由小到大，由局部到整体，由重点到一般路径逐步推进的细化开发过程。
4.2践行“产学研结合”，校企共同创新。
目前我国建设工地的技术力量不是充裕，施工建设任务繁重。施工企业可以将BIM建模、施工过程模型开发及运维工作与高校和科研单位合作，践行“产学研结合”，借助高校和科研的科研和技术优势，拟补施工单位的力量不足，实现强强联合，优势互补，达到1+1 ＞ 2 的效果，校企合作发展共同创新。
4.3建立智慧工地项目推进机制
建设智慧工地，不仅仅是施工单位一家的事情，而是涉及到城市建设系统，有政府监管部门、建设单位、设计、施工企业、建立单位、高校、科研企业等多个环节单位。由于利益牵涉广，前期投入经费较大，特别是施工企业因安全、环保等环节严格监管而比较排斥智慧工地的应用和推广。因此，建议政府部门建立智慧工地建设机制和体制规范施工企业智慧工地建设标准，将智慧工地的建设纳入到相关单位考核环节之中，通过制度保证智慧工地建设的有效运行。
5 结束语
基于BIM的智慧工地是我国建筑工程行业的标志，是建筑行业与物联网、信息时代、大数据融合的必然产物。基于BIM的智慧工地实行项目建设现代化、科技化、可视化和集约化的最为有效的方式。现阶段智慧工地建设需要政府规划标准，施工企业提升核心内涵，高校和科研单位深度融合工地，研发高效低耗产品，实现我国建筑行业健康、有序、绿色可持续发展。
参考文献：
[1] 住建部.建筑业发展“ 十三五” 规划.2017年4月.
[2] 住建部.2016-2020年建筑业信息化发展纲要.2016年8月.
论文作者:李霞
论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期
论文发表时间:2019/8/30
标签：工地论文; 智慧论文; 单位论文; 技术论文; 设备论文; 人员论文; 模型论文; 《基层建设》2019年第16期论文;