建设工程数字化集成管理研究

王胜婷（甘肃恒基铭筑建筑工程有限公司，甘肃兰州 730000）

建筑行业是保障国民经济稳步发展的关键行业之一，为国家发展与人民生活做出了其他行业不可代替的贡献[1]。但随着相关工作的进一步落实，行业在近年来的发展呈现一种相对滞后状态，无论是年产值或是企业收益都出现下降，为解决此问题，有关单位提出了针对建筑行业中建设项目的集成管理模式，将项目管理相关工作转移到线上，通过此方式，提高管理工作的数字化程度，在管理工作中节约更多的人力资源[2]。

1 工程概况

此次研究的建设工程项目为某地区建筑企业承包的大型楼群改造建设项目，对此项目的建设情况进行现场勘查与实地调查，项目概况见表1。

表1 建设项目工程概况

项目作业现场的水源接自建筑北侧市政给水干管，根据供水部门提供的资料，市政供水压力为0.20MPa（若施工现场实际供水压力不符，应及时通知设计院对局部给水方式加以调整），为满足现场作业需求，将供水从A、B两个区域接入，其中A地块引入管为DN200，B地块引入管为DN200。在此基础上，对作业现场应急照明及疏散照明线路进行选型，结合现场需求，选用耐火型导线明敷于吊顶内或金属管敷设于结构楼板或墙内，设计过程中应确保设计的墙体保护层厚度在30mm以上[3]。

本工程位于夏热冬暖地区，因此，建筑内空间布局应结合需求，按照南北通风布置，尽量采用较小的进深带来较好的自然通风及较好的采光，尽可能减少人工采光及空调设施。在此基础上，建筑外墙采用加气混凝土砌块设计，屋面采用倒置式作法，采用挤塑泡沫隔热板（30mm厚用于公建）既能满足节能要求，又能保证建筑设计符合规范[4]。同时，建筑屋面面层及外墙面的色彩处理采用较浅色调，以尽量减少太阳的辐射吸收。

经窗墙比及建筑遮阳系数估算，外门窗采用塑钢窗，中空玻璃，局部采用LOW-E中空玻璃，基本上可满足外窗的节能要求。同时，利用雨水收集回用系统补充景观水体，并利用该处理系统循环处理景观水体，避免水质恶化造成经常性换水，以节约自来水。

2 建设工程数字化集成管理

2.1 基于IOT技术的建筑工程信息采集

为实现对上述建设工程项目数字化集成管理，首先需要获取建筑工程项目相关的各项信息资料。为确保获取到的信息具备更高的利用价值，引入IOT技术，满足信息采集的基本需求。首先，利用IOT技术当中的RFID技术获取建设工程电子身份构成要素，包括种类、数量、位置等信息[5]。通过RFID技术的加入能够实现对各类基本信息的快速写入和读取，并为后续集成管理提供所需基础条件。将图1所示的结构作为RFID技术采集终端。

图1 基于RFID技术的建设工程信息采集终端结构

在图1所示的射频模块当中包含一个2.4G的RFID有源标签，利用其实现对传感器信号的获取，并实现对多个射频标签的主动读取。通过这些射频标签完成对各个传感器设备的准确识别，从而获取到某部分数据的具体来源信息[6]。除此之外，在上述采集终端当中还包含一个RS232接口和一个RS485接口，将上述两个接口作为维护端口，并实现对建筑工程数据信息的有线传输[7]。在利用RFID技术获取建设工程现场信息时，需要结合得到的数据并通过计算的方式获取相关信息。例如，获取两个RFID标签之间的位置距离信息时，可以按照式（1）所示实现。

式中P-两个RFID标签之间的位置距离信息；

Xm-某一已知位置标签的传感器当前RSSI值；

Xn-某一未知定位位置传感器的RSSI数值；

R-传感器数量。

通过式（1）可以实现对两个传感器RFID标签位置距离的测定，以此为相关位置信息提供辅助条件，从而进一步提高数据的应用价值。

2.2 建立以信息模型为中心的数据库

根据上述论述，在完成对建筑工程中各项信息的采集后，为了能够方便地对信息进行集成管理，将信息模型作为中心建立数据库。在对数据库监理时，不仅需要在数据存储介质上实现数字化信息的集成，还需要从管理的角度实现对其集成，以此促进建设工程集成管理效率提升[8]。在这一过程中，建设工程相关信息类型以及数据来源较多，加之数据结构本身十分复杂，因此，建立数据库时，选择将信息模型作为数据库的中心结构。针对建设工程信息中包含的非结构化信息、半结构化信息以及结构化信息，对其构建BIM模型。在建立数据库时，由于文档信息具有更高维度，并且数据的格式不统一，因此信息内容无法被计算机理解，针对这一问题，在对数据库中各类数据信息进行管理时，需要从文档集成和BIM数据模型集成两方面进行管理。其中，针对文档的集成需要依靠文档管理服务器作为支撑，通过文档元数据的集成处理，例如从时间维度、组织维度、要素维度等方面建立相互之间的关联。针对BIM数据模型管理时，可引入文本挖掘技术，集成BIM模型，并实现其与文档信息之间的直接关联，当前BIM模型已经实现了快速地发展，利用5D BIM软件实现对建设工程项目中合同条款的快速查询。除此之外，数据库当中存储的内容还包含建设工程项目进行中各项数据特征值，其表达式见式（2）。

式中qn+1-通过特征提取后得到的建设工程项目数据特征值；

x-特征函数；

yn-在数据库某一输出层中的特征结果；

c-权重系数；

bi-数据库两个输出层之间存在的偏置指数。

结合上述公式，得出各项数据的特征值，并根据特征值实现对数据的分类和集成管理。

2.3 基于PIP平台的数字化协同集成管理

在完成建设工程信息数据库的建立后，还需要结合PIP平台实现对建设工程信息的数字化协同集成管理。PIP平台可实现对建设工程项目信息门户的管理，利用这一平台可实现对信息的共享和传递，以此为各个项目参与方提供更优质的协同工作环境。在建设工程项目的设计阶段，通过PIP平台实现对项目业主、设计、咨询单位等之间的沟通；在招标阶段，在PIP平台上发布建设共享项目招标信息的发布，并将投标报价公布在平台当中，具备平台账户的参与方可以通过平台实现对招标具体情况以及进展情况的实时获取。同时，在这一阶段还可以通过PIP平台实现对建设工程信息的集中存储，并为各个阶段、各个参与方相互之间独立的信息管理提供条件。利用可实现项目信息门户交换的PIP平台取代原有建设工程管理中组织内部杂乱无章的信息通道。建设工程项目中数字化信息交换方式转变如图2所示。

图2 建设工程项目中数字化信息交换方式转变示意图

在运行PIP平台时，需要选择适当的软件和硬件，以此为项目信息门户管理提供条件，其中硬件主要包括服务器、个人电脑以及网络设施。通过合理的硬件条件为PIP平台提供高效运行基础，以此充分满足建设工程数字化集成管理需要。

3 管理效果

完成对工程项目基本情况与集成管理方案的设计后，下述将以所研究项目为例，应用本文设计的方法，进行项目管理，将项目信息数字化集成管理效率作为评价指标，展开如下文所示的实验。

实验前，根据上文设计的内容，建立项目数据库，见表2。

表2 建设工程项目数据库格式

按照上述方式，建设针对工程项目的数据库，完成数据库构建后，由技术人员与实验人员进行库内信息的多种操作处理。将电子版文件的录入、导出时间作为评价本文设计管理方法的指标。

测试中，选用不同大小的文件，进行数据的录入与输出，调用计算机后台数据，记录计算机处理数据信息的时长。统计实验结果见表3。

表3 终端计算机记录的电子版工程文件处理时长

按照本文设计的方法，进行终端计算机记录的电子版工程文件处理时长的统计，从表3所示的实验结果可以看出，此方法对电子版文件的处理时长较少，无论是文件的上传或是文件的导出，所需时间均相对较少，以此证明了本文设计的管理方法在实际应用中可以提高工程数字化管理效率。

4 结语

本文以某建筑工程项目为例，开展了集成管理方法的设计。通过此次的研究，明确了规范化管理工作在项目建设过程中的重要性，因此，在后续的研究中，还将继续进行本文研究成果的深化，结合相关工作的实际需求，对本文设计的管理方法进行完善与优化，为建设工程项目的稳定收益提供进一步的指导与帮助，实现项目管理从“被动管理”到“主动管理”的转型。也可以通过此种方式，进行本文设计成果的进一步优化，为转变建筑企业未来发展理念与未来建设方向提供帮助。