可视化协同管理在工程建设管理领域的应用

文｜厦门市臻园房地产有限公司 林小鹏

人们在获取数据信息时，最为核心的渠道就是视觉，使用可视化管理模式以后，使用二维或者是三维的方式将事物数据体现出来，使人们能更直观地感知事物的整体定义和发展变化的过程，促进简单的视觉感知逐渐向深层的思维认知发展。将可视化融入到工程建设管理中以后，使得工程现场的实体可视化得以全面的实现，以工程建筑模型的虚拟可视化为基础，创建以过程数据为依托的数据可视化，推动工程建设管理取得最佳的效果。

1.可视化协同管理的重要意义

在工程建设管理领域的不同发展阶段，从信息化登记和行政审批，到利用物联网等技术对建筑工程施工现场进行高效管理，再到利用建筑信息化BIM 模型模拟工程建设项目，发现工程建设管理的重要组成内容分别为数据信息监管、建筑模型和建筑实体等[1]。在对工程建设领域的各项工作内容进行管理时，通过上述的三个方面使整个管理过程得以真实的呈现在人们的眼前。在数据分析、视频监控和建筑信息模型实现可视化发展以后，会给建筑工程的整个实施过程起到积极的促进作用，提高了城市范围之内工程建设领域的管理水平。将建筑信息模型引入以后，再与电子地图技术完美的结合起来，实现了在数据档案中精准掌控审批业务管理的范围，使跨部门的全过程业务监管体系得以积极的构建。在建筑工程建设管理诚信体系和监督体系中将责任人监管、各个参建单位管理工作纳入其中，使工程建设领域中的主体监管工作得以全面的实现。

2.在工程建设领域中可视化管理的现状

2.1 实体可视化

使用成像设备来拍摄工程建筑的实景，实现了工程建设领域中的可视化管理，当安防设备达到成熟水平以后，施工现场实体可视化管理的核心模式为视频监控。建筑工地早期使用的主要方式为光纤直连，受施工场地、工地监控点位置的影响十分明显，在4G 技术全面实施以后，建筑工程施工现场开始选择使用无线传输监控设备，并以可移动监控和手机分发为辅助设备开展管理工作。在三维扫描技术和无人机普遍使用以后，使得监控的模式也随之发生了巨大的改变。使用实体可视化管理模式以后，发现问题就可以立即处理，对整个施工过程和施工人员安全防护措施的落实情况进行了高效的管理。今后在图像识别技术、人工智能技术取得阶段性的进展以后，工程建设领域中的监管模式也会逐渐的实现智能化管理[2]。

2.2 虚拟可视化

分析虚拟可视化发展历程后，发现其是从建筑动画模型逐渐发展演变而来，目前，建筑信息模型BIM 管理已经实现。从立项开始，利用虚拟可视化技术对施工项目本身和整个施工过程进行有效的管理。工程项目各个参与方通过模型直观的感受工程项目的建设情况，显著的提升了施工效率和施工质量。

2.3 数据可视化

对于数据可视化来说，借助对信息数据的可视化管理，使得工程建设领域的管理效率发生了明显的改变。第一，趋势可视化。在开展成本控制的过程中，综合分析、统计项目施工需要使用到的机械设备、原材料以及施工人员等信息，对项目成本投入进行客观的评价，是否存在出现超预算的情况。第二，状态可视化。例如在监测项目深基坑信息时，使用物联网技术结合传感器完成监测工作，综合位移指标的相关信息，当数据信息达到危险范围值以内时，则会马上发出报警信息。

2.4 分析可视化管理内容

工程建设领域管理推行可视化，借鉴了其他行业先进的经验和先进的研究成果，基于项目建设过程中模拟和收集的数据信息，积极开展虚拟模型的建设，利用数据的相关性分析，实现对建设项目实施过程的高效控制[3]。推行可视化管理的核心目标为将信息数据、虚拟模型和建筑实体完美的结合起来，促使建筑工程全生命周期中的所有信息要素实现高效的融合，为建筑工程项目的顺序施工做好充分的准备工作。

3.探索可视化协同管理应用

3.1 前期准备阶段

在工程建设项目前期准备阶段里，需要从城市总体建设规划的层面着手，积极开展整个项目可行性研究工作，高效利用可视化建筑信息模型，全面分析地质评估、环境评价和项目选址等相关信息内容，同时做好项目投资金额的准确评估工作。在项目施工时，建筑工程整体设计方案的科学性和合理性受施工场地信息的影响十分明显，如果不积极开展分析和整理工作，就会给施工过程造成严重的不良影响。在设计方案时，要对施工现场的交通、地形、地质和地貌等信息进行综合的考虑。过去在分析施工场地时，会遇到各种各样的问题，将定性分析放在了核心位置上，而对定量分析没有给予足够的重视。使用可视化建筑信息模型BIM 模型以后，定位系统与BIM 技术高效的融合在一起，真实的模拟整个施工现场情况，为后续的设计工作开展奠定了坚实的基础。

3.2 勘测阶段

勘察测量是项目施工之前必须执行的一项工作内容，工程施工及运营管理过程中之所以开展测量工作，是因为控制工程正常执行中形成的各类管理数据。勘察人员前往工程现场通过规范化测量获得各种数据，并将其统一输送至数据库内。针对项目测量所得的数据结果，有特殊授权的高层管理人员可以对数据库内储有的测量数据进行增减、删除等操作，依照名称、级别、坐标、高程、观测精准度等差异，随时查阅观测数据。在项目现场施工时，实体工程的很多数据处于不断变化状态，比如，构造物的沉降量、水平及倾斜坐标移动、局部裂缝等，把以上属性的变化数据整合至数据库内，结合项目施工需求实时更新、修改，并即时生成模型变化过程图、观测值对照图及变形分布图等，进而帮助管理人员更加直观地开展数据分析工作。在工程施工结束后，测量已完工处的平面、高程位置等信息，通过数据库系统存储数据实现对项目施工图形及属性的双向查询。

3.3 设计阶段

在工程建设项目设计时，使用可视化建筑信息模型BIM 以后，能够更加直观的分析和论证设计方案的科学性和实用性。从工程项目的实际情况出发，积极开展项目的采光和节能分析工作，以工程造价分析为辅[4]。例如工程项目七成以上的预算费用用于采购工程原材料，使用三维建筑信息模型以后，准确的获取工程量信息，与建筑材料价格分析相结合，不断提升项目造价预算工作的实效性和科学性。

3D GIS 能够通过三维立体化形式呈现出工程地质勘测状况与设计方提供的设计方案，在分析设计方案时可以进行演示与对照，并且和各设计方案的成本及工期信息相关联，进而更能客观地评估方案，做出最优选择。针对项目设计方案内设定的分项施工次序与具体操作方法，及时将其呈交给项目建设方，便于其尽早进行科学的统筹安排。GIS 能立体化呈现出各分部、分项工程施工方案的执行过程，有益于提升相关人员决策的合理性、有效性。GIS 能结合工程施工进度计划的部署情况，快捷分析出各分项工程的最早及最晚开工时间、自由时差与总时差，并应用三维模型将其直观地呈现出来。针对重要线路上的主要工作内容、前后自由时差偏小的项目，理论上均要运用稳定系数较高、风险低的施工方案。

3.4 施工阶段

（1）施工管理。在深化项目设计信息时，积极创建各个参与单位为核心的建筑信息模型，使整个工程项目的多主体协同取得最佳的效果。

（2）质量安全管理。建筑工程项目的施工质量与人们生命财产安全息息相关，高效利用物联网信息技术，跟踪监测机械设备、建筑结构配件和建筑材料的品质，为工程建筑质量安全提供可靠的支撑。使用监控系统对整个施工过程进行高效的监管，确保整个工程项目能够按照施工方案保质保量的完成施工建设任务，如使用REID 电子标签来监管施工材料，与检测机构通力配合，及时获取试样的检测数据信息，从而使整个工程项目的施工质量得到保证。

（3）进度管理。在控制建筑工程项目的施工进度时，利用施工信息模型完成施工任务，及时发现设计中存在的不足，并及时采取措施进行处理，显著提升施工方案的科学性与合理性，保证整个工程项目在合同规定的时间之内完工。建筑工程项目管理部门在采集关键施工环节和工程主体建设信息时，使用的主要方法为视频监控实景和三维扫描设备拍摄等[5]。

（4）资产管理。建设项目建设完成后，形成了数据资产、实物资产等资产形式，建筑工程项目竣工验收后的实体建筑工程为实体资产，工程施工过程中产生资料信息和档案也属于实体资产。

3.5 运营使用阶段

在建筑工程项目施工建设结束以后，建筑信息模型的使用为房屋租赁和交易提供了可靠的信息支持。例如，它与房地产测绘部门紧密合作，实现房屋公共区域和生产区域的合理划分，在房屋销售和预售过程中创建一个立体的房地产表。建设项目在后续实施智能化设备管理和安防设备管理，提供了可靠的三维模型整合根据。

4.工程建设应用可视化协同管理的成果

4.1 施工现场整体展示

大型工程施工区域多，且多个场区同时开工，步调不一致，人员、机械、材料等分配不均，工作交叉影响，因此会造成窝工现象。建设方施工现场管理人员将资源调配信息、工作视频传入管控系统,用先进的航拍技术对整个工程项目动态进行掌握，多角度分析，找出影响进度的原因，宏观调控，可使项目顺利进行。

4.2 智能安全监控

通过网络云平台、手机App 与工程中需要监控的设备、器具进行无线连接，随时可以查看它们的安全状态,提高安全可视性。已经有学者在对安全帽的识别及追踪上进行了相关研究，通过相关技术大大提高了安全帽的佩戴率。再有针对施工机械的位置分散，设备运行参数不能及时获取，设备发生故障问题无法及时发现等问题，可以在大型施工机械上安装智能监控器，开发配套App 系统，通过手机即可对该设备进行远程数据监控。如起重机智能安全监控系统，这极大地提高了设备的可靠性。

4.3 提升档案完备性

可视化系统建立后，可将系统记录的视频、图像可以作为电子档案存储，从而让监理文档更加完备。可视化电子文档也可以作为监理员履职的日常性文件凭证，当出现质量问题或安全问题时,也可以通过这些记录还原现场，更好地了解出现问题的原因，分析责任主体，降低监理责任风险。

5.结语

对于工程建设项目来说，使用虚拟可视化和实体可视化来监管工程施工过程、参建单位执行情况和项目审批手续办理情况等信息，管理部门使用多角度可视化来对收集到的信息进行分析和汇总，与电子地图进行有机的融合，实现了对整个城市工程建设领域的高效管控，加快了智慧城市建设的速度。