（中建八局第三建设有限公司，江苏 南京 210000）
摘要：智能化工地的建设依托于施工现场管理平台，而平台中信息的来源，主要是来自于工程BIM模型。本文阐述了BIM技术在智慧工地中的应用，包括工程量的统计，视频监控，可视化交底，管线碰撞检测等，通过BIM技术与各系统的交互、感知、决策、执行和反馈，实现工程项目施工的智能化。
关键词：BIM技术；智慧工地。
一、引言
随着信息技术的发展，在工程设计、施工与运行维护的各阶段，以及每阶段的各专业、各环节都在应用软件辅助专业工作。我们在享受信息技术“红利”的同时，也面临信息共享和交换不及时、不准确、协同工作难以开展等问题，不仅造成了大量的人力、物力浪费，而且容易产生风险。为解决信息共享等问题，BIM技术在建筑业得到了快速发展与应用。“十二五”、“十三五”期间，住建部重点推进BIM技术的普及应用[1]，在2015年6月发布的《关于推进建筑信息模型应用的指导意见》中提出了“到2020年末，建筑行业甲级勘察、设计单位以及特级、一级房屋建筑工程施工企业应掌握并实现BIM与企业管理系统和其他信息技术的一体化集成应用。以下新立项项目勘察设计、施工、运营维护中，集成应用BIM的项目比率达到90%：以国有资金投资为主的大中型建筑；申报绿色建筑的公共建筑和绿色生态示范小区”的发展目标。目前，全行业正在积极推进BIM技术应用，并取得了良好效果[2]。
二、BIM技术
BIM，建筑信息模型（Building Information Modeling）是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为基础，建立起三维的建筑模型，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。它具有信息完备性、信息关联性、信息一致性、 可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性八大特点。它不是简单的将数字信息进行集成，而是一种数字信息的应用，并可以用于设计、建造、管理的数字化方法。BIM技术应用的最大价值就是在于打通建筑的全生命周期。这种方法支持建筑工程的集成管理环境，可以使建筑工程在其整个进程中显著提高效率、大量减少风险。
三、BIM在智慧工地中的应用
智慧工地建设从前期施工场地布置开始就通过BIM建模手段，对施工场地内各功能区的划分，塔吊的定位、场区道路的布置进行建模，通过模型对塔吊的工作范围、吊重、塔吊的利用率，工作人员和车辆的入场、出场路线进行模拟，实现三区分离、人车分流，塔吊能满足施工的需求，在用人高峰期及车辆进出场高峰期施工场地能井然有序的运行[3]。
智慧工地的建设，依托于施工现场管理平台。而平台中信息的来源，主要是来自于工程BIM模型。大部分情况下，BIM模型的精确度决定了智慧工地的开展程度。智慧工地建设中，BIM模型的应用主要集中在以下几个方面：
(一) 工程量的统计
在BIM模型创建完成后，通过对模型的解读，能够分析出各施工流水段各材料的工程量，如混凝土的工程量、钢筋的工程量。以中建八局乔司至南苑连接线工程BIM建模为例，通过Revit模型可以直接提取混凝土工程量信息，与设计图纸工程量几乎一致，与现场施工混凝土用量之差可以控制在2%以内。在钢结构中，可以通过对模型的分解，直接根据三维模型加工钢构件。
(二) 可视化交底
通过BIM的可视化特点，对施工方案进行模拟，对施工人员进行3D动画交底，提高了交底的可行性，极大地提高了施工工艺的可视化程度。
(三) 节点分析
通过对设计图纸的解读 ，对复杂节点进行BIM建模，通过模型对复杂节点进行分析。比如复杂的钢筋节点，在模型建立后，对模型进行观察，找到钢筋的碰撞点，对钢筋的布置进行优化；也可以模拟模板支撑体系的受力状况，以确保模板支撑体系的施工安全。
(四) 综合管线碰撞检测
在施工过程中，往往会出现预留孔洞未预留、机电、设备管线安装时发生碰撞。面对这些情况，在传统的施工过程中所采取的措施就是在墙体、楼板上再次开凿，安装管线时相互交叉而减少楼层实际使用空间。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而“智慧工地”建设中，在设计图纸下发后，根据设计图纸，对建筑物进行综合建模，把预留孔洞在三维模型中显示，直观的显示出各个位置的预留孔洞，防止遗忘。在结构、建筑、机电、设备模型都创建完成后进行合模，分析出各碰撞点，与设计进行沟通，对设计图纸进行修改。在工程前期解决了管线打架问题，节约了工期，确保施工的顺利进行[4]。
(五) 物料的实时管控
“智慧工地”根据物联网、大数据和BIM技术，对进场物料跟踪管理。结合二维码等电子标签，对进场材料、机电设备、钢结构、取样试件等进行物料进度跟踪管理。对材料的进场情况进行实时监控，管理人员能随时了解主要材料的进场情况。如材料目前位于哪里、厂家备货是否充足、构件的加工情况、材料进场需要的运输时间。在了解这些信息后，管理人员能够根据工程的实际进展情况，对材料的进场进行有效的管控。
在机械、设备管理方面，可以根据施工进度计划模拟，合理安排机械、设备的进、出场时间。在机械设备进场时，管理人员可以通过二维码附加的信息了解进场机械、设备在建筑物中的位置和使用情况。在机械设备退场时，管理人员通过二维码附加的信息及时找到机械设备，以防丢失和损坏。
(六) 视频监控
“智慧工地”中的远程监控，不仅仅是对施工场地及周围装几个摄像头、然后在项目部成立一个监控室，对施工场地进行监控。而是通过互联网，使建设单位、施工单位、监理单位、建设主管部门通过手机APP和PC端，实时的了解施工现场的进展情况，做到透明施工。例如在中建八局乔司至南苑连接线工程项目，通过智慧工地云平台系统，可以查看模型中相应点位的视频监控，随时掌握现场施工进度，以及安全、质量、劳动力等信息。
(七) BIM5D模拟
BIM5D模拟可进行流程模拟、空间规划、成本分析、冲突检查、设施维护、数量估算、资源分配等工作，依工程需求目的的不同而执行不同的作业，需求不同时，模型与信息自然就不全然一样了，在确定目的与需求后，建筑师即可开始建立初步模型，待制定建筑与结构模型后，再交由电气与机械工程师进行MEP模型的建置，经会议确定分工及其程后，各专业工程师即可自行进行BIM模型建置工作，完成的各BIM模型整合后，依靠专业人员的判断与沟通协调，即可侦测模型彼此间发生重迭之处。
利用可视化的BIM5D模型，其能提供施工人员、设计者、监造者的信息程度较图纸所能显示的更为丰富，能提供团队对工程有更好的描述性、解释性、评估性与预测性，使团队间的沟通变得顺畅，帮助团队对于工程执行的决策更加完善，促使工程质量变得更良好[5]。
四、结语
BIM系统为项目的生产与管理提供了大量可供深加工和再利用的数据信息，通过以BIM、云计算、物联网、智能设备、大数据等为代表的当代先进技术的综合应用，为建筑施工行业实现“绿色、智能、精益和集约”的精细化管理提供了强有力的保证，安全、绿色、智能的智慧工地必将成为建筑施工行业发展的方向。
参考文献
[1] 曾凝霜,刘琰,徐波.基于BIM的智慧工地管理体系框架研究[J].施工技术,2015,44(10):96-100.
[2] 薛延峰.基于物联网技术的智慧工地构建[J].科技传播,2015,7(15):64+156.
[3] 施工领域BIM应用价值和实施思路[J]. 刘献伟,高洪刚,王续胜. 施工技术. 2012(22)
[4] 智慧建设理论与关键技术问题研究[J]. 王要武,吴宇迪. 科技进步与对策. 2012(18)
[5] BIM在工程施工中的应用[J]. 张建平,李丁,林佳瑞,颜钢文. 施工技术. 2012(16)
[6] 智慧建设及其支持体系研究[J]. 王要武,吴宇迪. 土木工程学报. 2012(S2)
[7] 基于物联网技术的电网工程智慧工地研究与实践[J]. 王晓波.电力信息与通信技术. 2017(08)
[8] A conceptual framework for integrating building information modeling with augmented reality[J] . Xiangyu Wang,Peter E.D. Love,Mi Jeong Kim,Chan-Sik Park,Chun-Pong Sing,Lei Hou.Automation in Construction . 2013
论文作者:刘波
论文发表刊物:《城镇建设》2019年第12期
论文发表时间:2019/8/27
标签：模型论文; 工地论文; 信息论文; 智慧论文; 工程量论文; 技术论文; 建筑论文; 《城镇建设》2019年第12期论文;