基于BIM 技术的智慧工地系统在项目建设管理中的应用

王 飞 张 勇 姚海建

（南通五建控股集团有限公司，江苏 南通226499）

1 智慧工地及BIM 技术概述

智慧工地是指运用信息化手段，通过BIM技术对工程项目进行精确设计和施工模拟，围绕施工过程管理，建立互联协同、智能生产、科学管理的施工项目信息化生态圈，并将此数据在虚拟现实环境下与物联网采集到的工程信息进行数据挖掘分析，提供过程趋势预测及专家预案[1]，实现工程施工可视化智能管理，以提高工程管理信息化水平，从而逐步实现绿色建造和生态建造。

2 工程概况

工程为紫琅湖2 号地块办公楼项目，总建筑面积为12 万m2，地下结构部分为4.6 万m2，体量及施工难度较大。项目地点位于南通新区中央创新区，临近紫琅湖公园，环境污染控制及其严格，工程设计的专业门类众多，包括土建、通风、装饰、安装、消防、钢结构、人防、智能化、幕墙、室外配套等多个专业工程，交叉作业多，场地狭小，施工组织复杂。项目拟申报江苏省标化工地，对工地现场的施工管理有较高要求。

为应对复杂的工程建设问题，提高工地现场智慧化管理水平，项目将信息管理平台、智能技术、BIM技术、智能设备应用到建筑施工现场，提升工程管理效率，在此基础上构建“工程项目部、企业总公司、政府主管部门”三级联动信息共享的智慧管理模式，从而提高三级联动的精细化管理、实时化协作、高效化监管，实现建筑工地实时、安全、现代化的管理目标。

3 智慧工地系统在项目建设管理中的应用

3.1 施工初期工程量快速统计

在施工前期中，合理布置施工现场，对绿色施工管理，节约成本，减少安全隐患，提高项目效益有着重要作用。本项目施工场地比较宽裕，工期较紧，施工难度大，施工前对现场机械等施工资源进行合理的布置比较重要。利用基于BIM技术的智慧工地系统进行立体施工规划，轻松、准确的进行施工布置策划，解决二维施工场地布置中难以避免的问题。现场道路，材料堆场、塔吊、临边防护、大门、加工棚等，检验施工场地布置的合理性，根据施工现场情况优化场地布置，并得出措施项目清单。

本工程体量大，单体多，工期非常紧，要想在有限时间内保质保量完成施工任务，必须从施工全过程角度出发考虑施工场地布置方案，根据施工进度推进，针对不同施工阶段进行场地布置，减少二次搬运，保障工程进度。首先建立带有场地布置的BIM模型，将模型进行施工模拟，找到产生冲突的关键位置。根据进度，演示场地内的永久、临时建筑、材料堆场、施工机械运行等过程中的冲突，选出布置找出解决的最佳方案，出具施工场地平面布置图。合理进行施工平面布置和施工交通组织，避免现场混乱。

图1 临时设施布置及工程量统计

3.2 智能环境监测系统

智能环境监测系统可同时监测湿度、PM10、风速、温度、风向、噪声、PM2.5 七项指标，系统全天候全自动24 小时365 天持续不间断工作。具有故障提示报警功能，配备LED 显示屏，实时显示现场数据，一目了然。

系统收集现场监测数据后可实时无线传输至云平台，当超过额定标准值时，系统会实时预警。可与喷雾系统联动，当超过额定标准值时，喷雾系统自动启动。多客户端（PC、微信、APP）远程控制，可自行设置LED 屏幕显示内容，设置联动参数。

3.3 远程视频监控“智慧应用”

远程视频监控“智慧应用”是运用智能视频安全监控系统，实现对施工现场异地监控、远程控制。该系统可查看工地实时、历史视频。在建筑工地塔吊、配电室、通道、办公区、生活区、出入口、材料堆场、围墙等配置高清视频监控系统，可以直观的了解建筑工地现场各区域的详细状况，可以提前发现安全隐患并及时处理，从而最大限度的确保工人的安全，避免发生生产安全事故。系统可将视频数据上传到云平台，可供政府主管部门随时访问查看现场实时状况。

图2 扬尘噪音监测系统

图3 现场安装位置

表1 噪音监测系统管理

表2 水污染监测系统管理

3.4 智能设备监测系统

（1）塔吊监测系统对塔吊司机的操作行为进行实时记录，能够完成对塔机重量、力矩、幅度、高度、回转角度、风速、异常、倾角等数据的监测、记录、报警、存储。司机通过人脸识别方式专属身份识别，识别通过后方可启动塔吊。

系统可实现对塔机运行状态异地监控、远程控制，通过GPRS 进行远程数据传输，并与BIM模型数据作对比，若运行时发生异常情况，异常数据将及时发送到云平台。塔机监控系统力矩或重量传感器一旦被短接或出现故障，系统将进行记录，且发出报警信号。系统在当群塔作业时，能够提供防碰撞检测功能。

（2）施工电梯运行监测系统集成了超重报警、超人数报警、超速报警（防坠）、高度限位报警、门锁开关异常报警、倾斜报警、黑匣子数据记录、远程监控等功能，真正实现了升降机的全方位安全监管。

采取司机身份识别系统，司机通过人脸识别方式专属身份识别，识别通过后方可启动电梯。系统可实现对电梯运行状态异地监控、远程控制，若运行时发生异常情况，异常数据将及时发送到云平台。

3.5 危大工程管理“智慧应用”

在施工现场部分危险区域如高层临边、预留洞口、电梯井等区域设置管制报警器，当现场人员靠近时报警器自动开启灯光并发出报警声音，提醒现场人员，报警信息通过内置的无线网络即时上传至云平台，提醒管理人员及时处理，大大降低此类安全事故的发生风险。

图4 管制区域报警器

3.6 装配式构件运输、安装方案的信息化控制

通过构件的预埋芯片，实现基于构件的设计信息、生产信息、运输信息、装配信息的信息共享，通过安装方案的制定，明确相对应构件的生产、装车、运输计划。依据现场构件吊装的需求和运输情况分析，通过构件安装计划与装车、运输计划的协同，明确装车、运输构件类型及数量，协同配送装车、协同配送运输，保证满足构件现场及时准确的安装需求。

4 结论

随着智慧工地系统在项目建设管理中应用的逐渐广泛，伴随BIM 技术、智能系统的不断发展，未来智慧工地系统的技术将更加先进、功能更实用、管理更智能。通过智慧工地云平台的应用，项目安全管理、质量管理、进度管理的相关信息化数据可准确全面的展示施工现场的管理效率，经大数据综合分析，生成环境、质量、进度、安全等管理指数，实现工程管理的科学性和可靠性。