基于BIM的派工单管理技术在广州地铁二十一号线机电工程中的应用

孙 强

中铁建工集团建筑安装有限公司

1 引言

广州市轨道交通21 号线是广州地铁建设中的路线之一，正线全线长约61.6km，共设车站21座，其中换乘站6座。本标段包括二站二区间，分别是镇龙站、镇龙南站以及镇龙与中新、镇龙与镇龙南区间。镇龙站位于九龙大道以东，G324国道（广汕公路）北侧。该站是一座地面-地下车站，共有两层，地面层为站厅，地下一层为14号线知识城支线、21号线的站台。

车站建筑面积为2.7万平方米，基坑长约367m，宽约45m，为岛式和侧试车站，主体为地下一层箱型结构、地上三层框架结构相结合。

图1 线路走向示意图

2 主要思路

通过采用BIM技术进行二次深化与建模、虚拟漫游、VR、数字化加工、装配式机房等技术的应用，并通过广州地铁项目研发的轨道交通模型信息管理系统开展基于派工单的施工过程管控。加强应用过程中应对施工现场的突变性问题的措施，借鉴传统的管控方式，在新模式下增加灵活性，补充配套管控措施。

3 应用点

3.1 二次深化与建模

二次深化与建模主要包括站房及区间通风空调、给排水、动力照明及通信、信号等专业的建模和深化设计工作，并基于BIM深化模型进行BIM出图，指导施工。

图2 镇龙站BIM模型

图3 镇龙站机电BIM模型

图4 镇龙站站厅层BIM模型

3.2 虚拟漫游及三维交底

通过三维虚拟漫游，可以直观地看出管线排布及设备安装的具体情况，便于各单位各专业进行沉浸式体验，提前发现问题，模拟多种方案进行比对，高效解决问题。

图5 三维虚拟漫游

对劳务班组进行三维交底，更加直观的了解现场情况，主要包括以下三种模式。

三维交底：通过3D 可视化的模型，并配以漫游动画直观的展示，使施工人员快速、准确地了解管线走向，尤其是复杂节点部分，有效地提高沟通效率。

手持终端现场交底：通过BIM 模型与手机、PAD 终端的连接，可以使用手持终端设备进行模型查看，便于现场交底、复核。

手持终端现场交底：通过BIM 模型与手机、PAD 终端的连接，可以使用手持终端设备进行模型查看，便于现场交底、复核。

图6 三维技术交底

3.3 VR技术

建立BIM 模型，导入VR 设备，应用VR 设备，能够让施工员和工人身临其境，切身感受感受到综合管线的排布，更加直观地排除碰撞问题，从实体感官中准确定位设备的安装位置以及运输通道，提高施工效率，减少施工过程中不必要的麻烦。

图7 VR技术

3.4 装配式机房技术

为保证施工工期，提高施工质量，本项目制冷机房将采用装配式施工模式，创建机房BIM 模型，进行二次深化，评选出最优方案。在工厂进行预制加工，运输到现场进行快速组装。

图8 镇龙站装配式机房BIM模型

3.5 基于BIM的派工单管理系统

派工单系统架构：基于BIM 的派工单管理系统的架构是网络结构CS+BS+MS 模式。结合项目的需求，系统的部分需求功能点要三部分架构共享，因此在服务器端单独设计公共功能Web服务模块。一个平台，三个系统，各司其职，各负其责。

该平台主要包括项目管理人员信息、施工人员信息和电子签名表。

首先根据业主要求进行模型创建及深化。然后，根据工程模型审核指引检查模型：当模型建立完毕后，可按照工程模型审核指引对模型进行审核，发现模型有错漏的地方及时修改。

在建模和检查模型的过程中，需要注意：提交专业模型文件的命名是否符合标准；模型是否经过各专业的碰撞检测并修改；各专业模型是否按实际长度进行打断；模型是否全部录入构件编码，构件编码有没有按标准录入。

WBS施工计划和设备材料到货计划编制：根据总计划、月计划模板编制WBS施工计划，使用Project 计划检测工具检测所编计划是否存在错误，排查是否存在轴网冲突、是否存在旁站监理工序等，编制设备材料到货计划。

门禁与网络搭建：门禁服务器与项目部VPN网络连接：项目部内的BIM-VPN网络由BIM平台服务商负责搭建；把工地现场门禁服务器与项目部中的VPN网连接的网线敷设由施工单位负责。将项目管理人员、施工人员全部录入并与门禁系统绑定；通过视频监控网络进行与门禁服务器的连接：在视频监控中心的VPN 网络中架设一台新的服务器，把现有BIM 中心机房服务器上的门禁数据交互的数据库放到这台服务器上；广州地铁BIM平台正常使用或门禁授权、解权等相关操作后，BIM中心机房服务器把相应的数据下发到新架设的服务器里的门禁数据库。

创建及实施：根据审批过的周计划由施工单位的施工员创建派工单，以工单的形式将施工任务创建出来，并包含进入车站作业的人员、机械设备、物资材料、工序指引及安全防范措施等信息。对于施工过程中的日常管理，以运行为派工单系统的核心，为建设方、监理方和施工方提供施工过程信息跟踪控制功能。

首先，通过派工单可将施工任务、人员、机械设备、物资材料等信息提交监理审核，通过后方可开始施工；其次，完成派工单后需要在系统内提交相应的交付物，并在模型中显示现场施工完成的情况，对未及时完成的施工任务进行预警；最后，从派工单中提取实际的施工进度数据，并与进度计划相比较，对工期延误的情况进行总结和分析，同时定量分析任务完成的质量和数量。此外，系统将根据派工单的每日内容自动生成施工日志等资料，并形成后期运维知识库。

图9 手持端派工单流程

由施工员创建派工单：派工单中已选用的设备材料会从系统材料库中扣除，并可查询剩余库存；派工单与门禁系统对接，在工单中选择的施工人员门禁卡会自动授权，可在门禁闸机通行，未选择人员，无权限进入现场。

监理工程师确认派工单：专业监理根据现场的时间情况，审核此派工单是否与现场进度一致，可实施则审核通过，不可实施则退回。

施工员填报完成情况：在派工单要求的施工内容完成后，由施工员据实填报完成情况，对工程进度实时把控，及时纠偏。

监理工程师审核完成情况：监理工程师在检查现场后，派工单的填写完成情况及审核意见，审核通过后，此派工单完成闭合。

在派工单创建完成后，派工单的相关信息可推送到M/S 智能手持终端，施工管理人员及施工人员可在手机上查看施工计划。

4 结束语

本项目模型创建包含的专业全、模型精度高，切实指导现场施工。应用基础模型，进行深化，出预制加工图，全程指导施工，采用场外加工，场内装配式施工，实现降本增效。制冷机房通过装配式施工将达到节能环保、高效、且保证了施工质量、缩短了工期的目的。风管数字化加工将大大提高了效率，节省人工。将实际的施工现场与虚拟BIM 系统进行无缝连接，由于进度计划的自动生成，避免了人为的干扰。通过该系统的自动检查功能，判定派工的前置条件，并保证派工的准确性。通过完成实际进度填报，在实现计划的闭环反馈的同时，关联门禁系统，实现对施工人员的准确管理。

基于BIM 技术的派工单管理有利于计划的严肃性，避免现场打乱战，在计划申请审批过程中，能对同时同地有冲突的作业进行判断和提示，再根据提示进行审核和调整即可，保证现场作业时间点有条不紊。

本项目作为地铁机电设备安装项目，实现了基于BIM 的全寿命周期管理。明确平台详细功能及各单位职责，从规划、设计、招投标阶段，施工阶段的安全、质量、进度、物资、成本等方面，到运维阶段设备管理、资产管理、运营管理、人员管理等方面进行管理，并结合派工单移动管理平台，形成BIM 模型-施工人员-施工计划-机械设备-物资材料-安全质量-工程资料各项数据的交互管理，将BIM 技术由BIM 建模与深化推向BIM 施工过程管理，提高模型利用率，促进现场管理效率，对推动BIM 技术在施工管理方面的应用具有重要意义。