智慧工地理论下实测实量在质量管理中的应用

邓冉冉，陈江河，李 坤

(山东理工大学 建筑工程学院，山东 淄博 255049)

0 前 言

质量问题已经成为当今建筑行业的一大发展阻碍，其作为企业管理的纲要，可规范企业的行为，监督和预防事故的发生，最终提高企业的经济效益，而施工质量管理中的实测实量技术是反映实体测量数据的有效质量管理方式之一，但目前建筑施工企业对于实测实量技术的开展仅仅流于表面形式，实际的开展结果处于较低水平，依旧存在着测量工作量大、数据采集不完善、问题多且易遗漏、发现的问题无法有效跟踪整改、数据来源的可靠性等方面的问题，所以对于在施工过程中应用传统的实测实量技术来说还是一项无法满足实际市场竞争需求的技术，而基于BIM技术可进行三维信息化模型优化分析为其提供解决途径，满足施工企业单位在市场竞争中的需求，并使施工企业逐步向着高质量、高层次的方向发展。

1 质量管理及实测实量体系介绍

1.1 质量管理体系

BIM5D质量管理系统是为工程项目提供一个全面质量管理、工序级管控的质量管理平台，它基于BIM的大数据分析，去帮助企业快速了解整个工程项目的质量管理情况，实现企业项目质量管理的规范化，并且提升管理层工作效率，让工作方向更明确，且标准化岗位动作大幅提升，现场工作效率明显提高。另外，质量管理系统在决策数据化、管理规范化、岗位标准化三个标准的前提下，同时提升了建筑质量安全，并且降低了二次经营成本。

1.2 实测实量体系

施工质量管理中的实测实量信息化系统是对各项分部工程进行各项指标检测，将实测实量的数据通过PC端或移动端传输到数据中心，然后结合云扫描技术、XML技术、AJAX技术以及BIM+VR技术进行整个系统数据采集以及实测数据加工处理，比较点云模型和BIM模型偏差，以此为管理人员提供质量信息，最后各级管理人员通过PC端或移动端对整个施工数据进行审查以及浏览，不仅提高了工作效率，而且保证了施工质量，使得施工企业在整个竞争市场中占领了极大的竞争优势。

2 实测实量数据采集

2.1 实测实量数据APP端录入

录入基于智慧工地理论下的施工质量管理系统主要应用于质量巡检、质量验收、实测实量、检查评分、评优、质量考核评价六个场景，它打破了传统场景流程，建立新场景的工作流程，将APP端与PC端融汇贯通使用，充分调动产品的特性，实现了企业实测实量的标准化、APP端有效数据的输入，以及实测实量合格率多维度分析和测量结果资料报表输出等多种产品的价值。

在项目层[系统设置]-[实测实量]-[基础设置]中，操作如图1所示，可打开/关闭手机端实测实量辅助录入的功能，打开后，手机端录入实测实量数据时可使用该功能在合格范围内自动填充数据。质量管理的数据具有输入时效性，如果超过规定的某一传输时间段，就会出现多种问题叠加，而移动APP端就很好地避免这种现象的出现，管理人员可以在检测现场直接实现数据的输入，确保工程质量并实时更新质量状况[2]。

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2.2 实测实量数据Web端录入

实测实量数据PC端的录入可以实现在住户中添加不同类型的实测实量标准，可批量导入基础数据，也可以手动添加分部工程等，PC端可以更加方便地进行数据分析对比，并且操作简单，还可以实现复杂逻辑报表的展示。

3 BIM技术在实测实量中的应用

3.1 云扫描技术

在当今信息化的建筑行业中，将基于BIM5D的新模式应用于实测实量工作中的数据类型、数据采集、数据处理等三个方面，在传统的实测实量工作中，存在着前期准备工作繁琐、实际测量工作量以及事后汇总统计量较大、无法及时反映整体情况等一系列问题，对于整个施工项目的整体开展造成了巨大的不便，而通过BIM技术与云扫描技术，使用测量硬件辅助提升了质量效率，问题及时跟踪改正，实现了问题零遗漏，且数据自动汇总排名管理[4]。

其应用主要是将BIM技术与云扫描技术整体运用于实测实量数据采集，首先通过将传统的二维数据输出转化为三维形式的点云数据输出，依靠三维激光扫描仪，将一个脉冲信号发射到被测物体上，然后通过脉冲信号的返回路径测得三维激光扫描仪被测物体的距离，其中包括X点、Y点、Z点的信息外，还有被测物体各方面的一些其他信息，另外，通过云扫描得到的点云模型，可以用来描绘出DEM，扫描的实体建筑形成的3D模型，可以形成云数据，然后与设计的BIM拟合，为整个质量管理提供实时的数据支撑，通过云扫描技术使得数据采集更加全面，将整个项目数据给人以可视化的效果，最后将这些三维云数据进行去噪处理，并且使用平均精简和按距离精简两种方法从多维度、多方面进行精简，实现云对齐，数据自动传输，解决了实际测量工作量以及事后汇总统计量较大此方面问题[1]。仪器自定义坐标系见图2。

图2 仪器自定义坐标系

3.2 XML技术

XML技术是当今处理分布式结构信息的有效工具，它用来描述和交换独立于应用程序的业务数据，也可以用来标记数据或定义数据的类型，能提供非常强大的数据存储能力以及分析能力，是数据交换的唯一公共语言，它将智能硬件终端数据、移动终端数据以及预警信息通报等转化为XML格式存储，从而减少了交换数据的复杂性[3]。

3.3 实测实量的核心算法

实测实量系统可以自动对墙面的平整度进行测量，而且对于墙面的垂直度以及天花板平行的极差和房间方正度，以及房间的面积等指标进行计算。例如对于房间方正度的测量，则是利用卷尺和控制线成90°角，来测量控制线和墙面之间的距离，每面墙底部两端取两个测量点，每一组数据的差值则视为一个有效样本。

4 工程实例

利用BIM技术充分优化施工方案，有效跟踪管理并解决施工问题。以山东理大学6、7号楼工程项目为例进行阐述，该工程项目以绿色施工为前提，在无污染的宗旨下，保证了安全施工以及质量方面的管理。在此工程项目施工过程中，首先，借助BIM的虚拟施工技术，通过三维动画效果进行施工项目的建设，进行施工项目效果渲染，使得该工程在施工之前就达到了很好的预览效果；其次，施工项目管理人员采用BIM5D的新模式，并将其应用于施工过程中的质量管理方面，结合BIM三维扫描技术，将该工程案例的整个实测实量数据以三维数据的形式展现出来，使施工项目管理人员更加全面直观地了解被测物体，并且基于BIM技术对于这些海量的云数据进行精简处理、点云对齐，对该工程项目能进行一些细部的测量工作，方便了施工人员对于数据的传递以及存储，使得山东理工大学6、7号楼工程项目施工的顺利进行。

在此施工项目中，还基于BIM技术对整个施工的质量管理进行了检查评分，对于检查评分中所得到的问题进行汇总，利用BIM技术，通过数字项目管理平台，进行问题任务分配解决，实现问题与解决人员的一一对应，责任到人，比如在此施工案例项目中的安全管理、文明施工、模板工程以及高处作业等一系列问题，通过BIM技术对其检查评分，检查其扣分值，检查最后得分是否符合标准得分要求，以此解决该施工项目中质量管理问题。利用BIM技术，使施工人员充分了解整个施工项目的数据以及质量、安全管理指标，保证了施工的合理性以及安全性，同时也为该项目的施工的顺利进行奠定了基础[5]。

在质量管理中，对于整个工程项目或每个分项工程中，都需要在整体施工前，制作出示范的样板，将操作要求进行统一，把控质量管理要点，以防止危险事故的发生，通过运用BIM技术，在实测实量工作中，施工管理人员可通过对相应符合检测条件的构件进行检测，比如导墙标高结构尺寸、降水管井位置偏差、桩身完整性、混凝土强度小于设计值等进行一系列检测，可反映出整体问题情况，另外，实测实量有着工作规则设置，拥有不同的算法序列，如合格值与偏差值比较、填写、整体计算等，最后根据实测实量工作中构件检测条件的分析，分析整个项目的整体质量情况，制定出符合项目的改进措施，有针对性地进行质量整改，确保施工进度和施工质量，协助管理人员有效决策和精细化管理[2]。

5 结束语

广联达质量管理平台基于云技术、BIM技术、移动技术、智能硬件等，充分发挥质量管理系统的作用，对整个工程项目进行专业化的辅助检查，降低岗位应聘等的一系列要求，促进了社会发展，且在检查过程中进行整体问题修改，追溯问题的来源，实现了质量管理的全过程数字化的在线管理，解决了质量管理中出现的统计量繁琐以及不能有效追踪整改所发现的问题等，有利于施工工程项目进度的开展，避免了人力、物力的浪费，同时减少了二次返工的可能性，另外，随着社会的不断发展，BIM技术将更加深入建筑行业，使建筑行业向着更加专业化的方向发展。

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