BIM技术赋能地下环路智慧化高效管理

文|张一帆 蒋少武 姚青松 虞慧

武汉市武昌滨江核心区地下空间环路（二期）工程总投资预计45 亿元，武昌滨江核心区作为武昌临长江南岸的标识性区块，主要工程为地下环路建设，主线依次穿越越江隧道、轨道交道，单向三车道规模，首尾闭合形成环路，采用逆时针交通组织，主线全长约2.99KM，主要布置于地下2 ～3 层。工程共设置“五进六出”，即8 条接地匝道、2 条匝道联系越江隧道、纬三路下方设置2 条联络道形成两个地下小环路和15 处地块出入口。有机串联起周边大型住宅、地下商业、公共人行步道、停车空间。工程与武汉长江公铁隧道、地铁8 号线、武九管廊存在交叉，施工难度大，风险较高。

整个空间地下环路工程由中国一冶集团有限公司、中建三局集团有限公司、中铁十一局集团有限公司、上海市政工程设计研究总院等联合体以EPC模式进行。实现区域规划愿景：地块高强度开发、区域高效率到发、设施高集约布设。

该项目工期紧、体量大、施工布线难；工程跨度大，地下主线跨度3KM，穿越多条隧道和地下公路。高标准、高质量的工程定位，工程地块高强度开发、设施高集约布设，是市政重点交通工程。此外，项目施工单位众多，需要同时配合三家施工单位同步开展，资源组织难度高。

提升项目管理智能化水平，提高管理效率

项目采用“1+1+N”的整体架构，建立以1 个平台、1 个指挥监控中心、拓展N 个业务系统的解决方案，充分利用物联网技术及时采集施工过程中的人、机、料、法、环等关键要素的动态信息，将现场海量数据实时上传、汇总、分析、展示，并植入大数据及AI 能力，快速建立工地“管理+服务”的智慧体系，使工地管理模式更加主动和高效，从而实现武昌滨江核心区对地下环路智慧化高效管理的目标。

项目智慧工地方案共涉及三家施工单位，设计并实施使用多套系统，包括智慧工地云平台、劳务实名制、智能安全帽、视频监控、AI 防疫、AI 安全着装、扬尘噪音监测、喷淋、智能水电监测、智能广播等，覆盖观摩会规划设计，有效提高项目管理智能化水平，提高管理效率。

BIM 系统应用

为完成整体服务目标，项目打造了一套基于武汉2000 坐标系统，由倾斜摄影数据、地面影像数据、BIM 模型数据、属性数据、组织过程资产组成的数据系统，完整的承载项目全生命周期中的建设期信息。

平台是由网页端、手机APP、平板APP 共同组成的协同管理体系，以项目管理目标为核心，整合设计单位、施工单位、监理单位的管理目标及管理流程。

项目前期阶段，通过广泛调研BIM 标准文件与实施方案，制定项目级实施方案与标准体系，通过技术流程研发与管理流程梳理，建立项目级BIM 实施方案。

主材进场之后，监理单位在平台端进行材料种类、规格、批次、数量等台账信息录入，现场见证取样后，由检测单位将检测报告与台账挂接，现场质检人员通过移动手机APP 进行质量数据采集，并将质量数据与构件级模型绑定，在图模一致的基础上，形成材料进场、检验、施工、质量数据挂接的闭环管理。

与传统台账式进度数据汇报相比，滨江管委会建设管理平台通过图形引擎与业务数据结合，对进度数据汇总、分析、查询。现场技术人员通过手机APP，进行现场工序报工，形象进度汇报并对施工现场实际进度进行跟踪。可以利用周进度计划管理现场，并分析项目进度是提前还是滞后以及其原因，采取针对性措施，保证项目按期完成进度目标。

智慧工地系统应用

项目打造集实名制、考勤、人员防疫、人员行为规范管理于一体的人员信息管理系统。利用实名制人脸识别和视频AI 相结合的方式，实现考勤防疫二合一，并实现项目劳务人员的实名制信息、考勤记录、人员行为规范管理数据的实时统计和分析，结合智慧安全帽对现场人员进行实时定位，方便项目人员调度指挥。

在基于品茗AI 视频监控的现场管理方面，系统以视频摄像头、语音播报与AI 算法为依托，整合现场定位信息，同时支撑AI 算法对于安全帽佩戴、火灾预警、场地入侵及临边防护等现场问题的自动管控，与管理者对重点施工区域进行主动监控。同时，在制高点设置巡查球机进行阶段性延时摄影，帮助项目人员及时了解周期内现场状况和施工进度。

针对扬尘监测、降尘控制、水电监测和预警提醒等内容，项目通过体系化的数字设计实现绿色施工。对绿色施工的各个环节进行全面的自动化控制，确保自然、绿色的理念贯彻在工地的每一处。品茗智能水电监测系统可按照用户需求，将各个区域用水、用电量进行统计核算，帮助用户对比分析，查找差异原因。同时，结合后台大数据分析，帮助项目调配施工机械，提速增效。

智能广播作为工程管理部和工人之间的信息传输通道，将公告讯息无阻碍地传送给工人，缩短了沟通时间和沟通距离，方便项目现场信息传输和人员调配，提高现场的沟通效率。项目借此系统开设“滨江之声”广播站，定期播放企业文化快讯、党建知识、施工安全合规讲堂等节目，丰富工人生活。

项目充分利用物联网技术，及时采集施工过程中的人、机、料、法、环等关键要素的动态信息，通过物联网技术将模型与现场关联，集成各应用系统数据，多维展示整体项目概况，实现工地的信息化管理，并通过“一张屏”实现远程监管。

聚焦新技术 创领新动能

应用成果

滨江核心区开发建设积极贯彻创新、协调、绿色、共享的发展理念，以滨江BIM 系统作为抓手，通过建立智慧工地云平台，集中管控，指挥调度，辅助施工现场管理，把项目中所应用智慧工地的数据集中汇总到统一的大数据中心平台，结构化处理多来源、多类型数据，进行数据的集中展示和管理，为城市片区的开发建设提供了新的思路与方法。

人员管理方面，项目建立一套集成人员门禁考勤管理和AI 防疫监测信息同步的信息化系统，实现考勤防疫二合一，在打赢工程项目复工防疫双线战役中发挥了重大作用，在人员进出管控的同时，做到了无人值守，赋能项目减员增效。

安全管理方面，视频监控+视频AI 双系统结合，将前端摄像机化身为智慧安全员，识别、提醒安全帽和反光衣的穿戴，实时监管现场不安定因素，同时配合智能广播实时播报项目部规范制度，整体提升工地的安全着装率，加强现场管理。智慧工地云平台+手机APP 端可实时查看项目所有视频监控画面数据，并可回放查询30 天视频录像。同时，通过高点球机拍摄的延时视频，项目方可即时了解周期内的工地施工进展情况。

环境控制方面，品茗扬尘监测系统智能联动降尘装置，当数据超标时联动喷淋系统自动降尘。同时，水电监测系统对项目现场用水、用电情况智能监测，定期进行分析统计，利用数字化的监测手段为项目精细化管理保驾护航。

社会效益

武昌滨江核心区地下空间环路项目是湖北地区第一个线性工程项目，项目智慧工地建设后，多次接待项目参观，已落地两场高规格观摩会，成为2021年度江城最受关注交通基建类型项目之一。

此外，中建三局武昌滨江核心区地下空间环路项目在全国地下空间创新大赛中，获得地下空间优秀设计项目，并于2021年荣获江城“创领智控杯”双十大工地——十大智慧工地。

武汉大学土木学院参观中国一冶滨江地下环路项目

（左）中建三局局级观摩会（右）中铁十一局项目观摩