智慧项目部信息系统开发应用研究

何兰生，沈心培

（1.中铁四局集团管理研究院，安徽 合肥 230023；2.合肥市第一中学，安徽 合肥 230601）

1 智慧项目部信息系统应用研究内容

智慧项目部信息系统的研究充分利用现代化技术手段，结合先进项目管理理念[1]，在施工管理中实现视频监控、工艺监测、安全预警、数据实时互通互享、隐蔽工程数据自动采集等信息化、智能化技术的集成应用[2]，达到工程建设过程中各类信息的准确采集、快速传递、高效集成、自动分析、智能响应等功能，提高工程施工生产的资源调配效率、信息应用、质量管控、安全预控预判等管控水平，形成工程施工项目组织、资源配置、安全生产、质量管理、进度管理、成本计算分析的科学体系。

目前智慧项目部信息系统应用研究内容包括：研究建设信息管理平台[3]；开展已有信息化系统集成应用研究；研发新的信息化软件；BIM技术应用；信息化监控、监测技术应用；试点、总结、研究、编制企业《智慧项目部建设和技术应用指南》。

1.1 研究建设信息管理平台

充分借鉴在建工程项目管理信息系统建设与应用的经验，建立以网络技术、计算机技术与现代信息技术为支撑的信息管理平台，实现工程管理的“信息化”。建立“1个统一平台+N个应用系统”的信息化应用架构：1个统一平台就是智能项目部统一管理平台；N个应用系统包括安全隐患排查、成本管理2.0系统、在线监控和监测系统、铁路工程综合管理等应用系统，围绕施工全过程，实现信息汇聚、信息共享和可视化呈现，建立互联协同、智能生产、科学管理的施工生产信息化统一门户。积极运用信息化的管理手段，实现信息的及时传递和对作业现场的实时监控。根据工程管理相关标准，结合各个具体项目实际特点，利用丰富的光纤、移动互联网等资源，基于企业“云网端”信息化建设理念[4]，建设业主、公司、项目部联动的智慧项目部多位一体的信息管理平台。

1.2 开展已有信息化系统集成应用研究

已有信息化系统包括BIM技术应用、施工监管信息化系统、安全监测与预警信息化系统、质量管理信息化系统、技术管理信息化系统等，具体如下：

（1） BIM技术应用：包括标段BIM模型的建立、梁场生产管理系统、3D作业指导书、VR技术在安全培训中的应用。

（2）施工监管信息化系统：包括隧道信号全覆盖、远程视频监控、人员及机械定位、隧道门禁系统、隧道掌子面视频监控、二维码应用、平安工程综合应用系统、移动考勤、车辆GPS定位系统与油料监控。

（3）安全监测与预警信息化系统：包括深基坑监测、隧道围岩变形自动监测、安全隐患排查系统、塔吊安全监测、架桥机安全监测。

（4）质量管理信息化系统：包括路基连续压实信息系统、沉降观测信息系统、预应力智能张拉、智能压浆系统、自动静载试验、无砟轨道CRTSⅢ型板监测。

（5）技术管理信息化系统：包括电子施工日志、电子检验批、试验室及拌合站信息化系统。

1.3 研发新的信息化系统

研发新的信息化系统包括项目级智慧管理平台，为展示界面，集成智慧项目应用的软件，采用通用模块或个性化订制，满足项目实际需要；智慧项目部生产调度智慧系统实现生产调度指令的提示、预警、执行情况分析、指令执行追溯；智慧项目部智慧食堂管理系统实现项目部人文化管理，满足现场作业人员的就餐需要。具体如下：

（1）项目级智慧管理平台：集成应用上述系统，建立统一的项目级智慧管理平台，实现项目上各应用系统的单点登录以及部分系统的数据互通及共享。研究相关系统应用数据的智能调用和自动采集的技术路线并部分解决，实现部分系统之间的数据联动。研究产值、进度、工期、成本等项目主要数据的自动化分析、形象化展示技术，服务项目管理决策。

（2）智慧项目部生产调度智慧系统：通过无线视频技术采集、传输现场施工视频，并通过网络通信技术与后方的信息联动，实现移动旁站。

（3）智慧项目部智慧食堂管理系统：开发食堂管理系统[5]，能够面向项目部职工收集、汇总菜谱需求；食堂管理人员能通过系统充分了解加班、外出人员的数量及具体就餐时间，满足这部分人员的定时就餐需求；通过系统能充分了解当日就餐人员情况，减少伙食浪费。

1.4 《智慧项目部建设和技术应用指南》

研究应用系统与现场调度指挥体系间的联动技术，完善相关软硬件，形成数据准确、传递畅通、响应及时的智能指挥体系。通过试点，总结、研究、编制《智慧项目部建设和技术应用指南》，指导不同专业类别的项目在不同施工阶段的信息化技术应用。

（1）项目级智慧化生产指挥中心建设研究：从硬件配置、中心风格与布局、软件应用、人员配置、生产组织与日常管理行为规范等方面，建立统一的建设与运行标准。

（2）智慧项目部驻地建设研究：研究智能技术支持下的项目驻地规划、管理技术，打造智能、人文项目部。包括：①项目驻地日常生活、办公区域中节能、节水、安全管理、环境监测等方面的智能技术应用研究；②基于信息化、智能技术的车辆、食堂人文化管理技术研究；③基于上述技术应用的项目部平面规划及临建设计、建造技术研究。

2 应用技术

智慧项目部[6]技术采用BIM技术、数据智能采集技术、数字化监测及自动预警技术、自动化应急响应技术、智能节电技术、智能节水技术、无人机机载激光雷达点云扫描测量、无人机倾斜摄影实景建模、VR虚拟现实系统、语音文字转换技术、生产管理技术、安全质量管理应用技术等，涉及项目部管理的多个方面，具体如下：

（1）BIM技术方面[7]：采用BIM建模分析软件、无人机机载激光雷达点云扫描测量、无人机倾斜摄影实景建模、VR虚拟现实系统、3D作业指导书系统等相关技术，开展项目部驻地建设分析和规划，模拟项目部建设，提高项目部建设质量。包括实景建模在施工调查、临建布置、场地规划、征地拆迁、进度管理、土方计算等方面的应用研究；VR技术在安全培训、应急演练中的应用研究；积累BIM技术在项目上的应用点，研究面向分部分项工程、基于工法的成套BIM应用技术。

（2）施工监管方面[8]：开展设备及人员定位管理、架桥机等大型设备数字化监测及自动预警技术的应用研究；探索研究现有远程视频监控、隧道门禁系统与信息指挥中心智能联动、智能响应的技术路线。

（3）安全监测与预警方面：针对深基坑[9]、承重支架、隧道开挖、高空作业[10]、密闭空间作业等高风险施工，积极引入智能化监测预警技术的应用，并积极探索有关自动化应急响应技术手段及实施路线。

（4）质量管理方面：广泛开展市场及技术调研，在工序检查验收、材料检验检测等工作中引入更多数据智能采集技术。

（5）绿色建造方面：探索施工环境（粉尘、噪声、空气质量等）的自动监测、预警及智能响应系统的应用研究以及智能节电技术、智能节水技术，空气能空调。

（6）项目管理方面：施工生产调度中引入语音文字转换技术、集成应用电子施工日志及电子检验批系统、生产技术管理平台、基于构件的梁场信息化管理系统、质量管理系统、进度管理系统和算量管理等系统和平台。

3 保障条件

智慧项目部研究需要组织实施机制、研发进度管理措施、研发经费等保障条件。其中：

（1）智慧项目部研究工作需要组织实施机制，有研发工作需要的各类人才和成熟的科研团队。科研团队可完成繁杂的组织协调工作，明确科研承担单位的责权利，签订任务书和合作协议；组织项目的实施和监督检查，协调并处理项目执行过程中出现的有关问题。

（2）智慧项目部研究的研发进度需要制定研发进度计划，科研团队按照研究的总体规划和项目实施计划，落实研发项目各项任务，采用必要的集中办公和技术攻关解决关键控制技术。接受有关部门的管理和监督，按要求汇总、报告科研项目执行情况，及时报告项目执行中出现的重大问题。

（3）智慧项目部研究的研发经费。按照研究任务的需要，设定智慧项目部研究经费计划，列入研发管理单位的科研预算，并按照智慧项目部研究实施进度，满足研发经费的需要。

4 应用成果

近年来，智慧项目部在江苏太湖隧道、合肥地铁5号线、连盐高铁等项目部开展了研究和实践，取得了一定经验，逐步形成一系列应用成果，包括智慧项目部研究应用的信息管理平台、既有信息化系统集成、个性化的应用软件模块开发、BIM技术应用、信息化监控和监测技术应用。智慧项目部建设经验总结成果如下。

4.1 信息管理平台

系统运行环境：

（1）浏览器端：IE11.0、Chrome等支持H5和WEBGL技术标准的浏览器；

（2）服务器端：Tomcat 8、Java SDK 7、MySQL 5.0；

（3）MyBIM客户端（用于图形数据编辑工具）：Windows Vsita及以上版本。

系统为项目部一线管理团队提供项目进度形象可视化管理、产值填报、数据分析报表的便捷工具，为项目经理的班前会议、月度或季度进度汇总，以及公司高层管理提供实时的数据分析报告。智慧项目部信息管理平台自动化分析、形象化展示工程项目管理决策的主要数据，功能模块包括：产值管理、人员管理、劳务管理、设备管理、安全管理、技术管理、工作督办等。智慧项目管理系统界面见图1，平台架构功能组成见图2。

平台基于项目管理的基础数据录入，并自动统计分析分部分项工程的总量、开累量、剩余数量、完成率等指标；在进度计划阶段时，通过项目分解树与BIM实体清单关联，形象化展示各项目的进度信息和产值分析；项目分解的各分项的总量、开累量、分日周月完成量等图表分析展示。智慧项目管理系统产值组成界面见图3。

4.2 既有信息化系统集成

信息化系统集成是将企业生产部门在前期项目标准化、信息化建设过程中陆续开发的功能应用软件集成，在同一界面展示和管理，实现单点登录。智慧项目管理系统既有软件模块集成界面见图4。

图1 智慧项目管理系统项目管理界面

图2 智慧项目管理系统平台架构功能组成

图3 智慧项目管理系统产值组成界面

4.3 研发新的信息化系统

4.3.1 智慧项目部生产调度系统

图4 智慧项目管理系统既有软件集成界面

（1）清晰掌握上级下发指令，执行节点、要求，接收指令，完成上级交代事务；（2）指令发出追踪指令执行情况，督促指令执行；（3）便于项目部进行工作事务部署、追踪，落实事务执行，提高执行效率；（4）增强项目部内部通信，方便、快捷定位联系人；（5）中心实时监控指令执行情况、执行状态，监督、督促指令执行；（6）系统提供丰富的预警功能，警示执行接收、超时提醒。智慧项目部生产调度系统界面见图5。

4.3.2 智慧项目部智慧食堂管理系统

面向项目部职工收集菜谱、就餐需求，及时了解职工就餐份数和菜品需要，同时通过系统能充分了解就餐人员情况，减少伙食浪费。（1）摒弃传统餐饮管理弊端，打造互联网订餐；（2）实现精准备餐、杜绝浪费；（3）提高食堂管理能力：菜单管理、报表统计、食堂核算。智慧食堂管理系统组成架构见图6，登录系统界面见图7。

4.4 BIM技术应用

主要应用点有深化设计、碰撞校核、工程量计算、数字化加工、虚拟建造、安全监控等方面。基于BIM建模和传感设备实现安全监控见图8。

4.5 信息化监控和监测技术应用

（1）通过集成人员定位系统，实时定位人员位置，获取特定区域作业人员的数量以及详细的姓名、部门、工种等信息，可以实现在三维地理信息系统中查看人员位置和活动轨迹。人员定位系统界面见图9。

图5 智慧项目部生产调度系统界面

图6 智慧食堂管理系统组成架构

图7 智慧食堂管理系统登录界面

图8 基于BIM建模和传感设备实现安全监控

图9 人员定位系统界面

（2）通过与深基坑监测系统的集成，实时获取到土体深层水平位移、周边地表沉降、管线沉降、混凝土支撑应力等检测指标。对于变化速率或累计变化量超出阈值的部位及时预警。深基坑监测统计分析见图10。

图10 深基坑监测统计分析

4.6 《智慧项目部建设和技术应用指南》

研究应用系统与现场调度指挥体系间的联动技术，完善相关软硬件，形成数据准确、传递畅通、响应及时的智能指挥体系。通过试点，总结、研究、编制企业《智慧项目部建设和技术应用指南》，指导不同专业类别的项目在不同施工阶段的信息化技术应用。

5 结束语

近年来，施工企业紧密围绕项目经理部和公司的需求，吸收先进的管理理念，应用BIM技术、自动监测技术、互联网技术、物联网和计算机等技术，研究出符合项目经理部信息化建设的方法和措施，开发出实现信息化、智能化管理的应用软件，应用于多个工程项目，并通过实践完善和优化了智慧项目部信息系统[11]。智慧项目部信息系统的开发应用研究，增加了企业的技术积累和管理方式，提高了企业的管理能力，为企业在信息化、智能化管理方面的升级改造提供了理论参考，结合多个项目的实践验证，值得在施工企业推广应用。