关键词：BIM5D；VR；装配式；智慧工地
1.引言
随着国家、政府、行管对“数字中国”的建设进程的不断深入，建筑行业开始思考行业的数字化变革升级，我们公司对“数字化”、“智能化”的转型升级需求越来越旺盛，项目现场对“智慧工地”的需求、探索乃至建设和落地应用的诉求显得热烈而急切。因此我们公司在2017年和广联达公司达成战略合作协议，引进了BIM5D和智慧工地项目管理平台，借此提高项目管理水平。
BIM5D+智慧工地在项目部落地应用，实现项目的可视性、可管理性、可控性和可测量性，促进项目部提高精益管理水平，逐步实现二氧化碳排放量降低50%、0质量缺陷、0安全事故、加快工程进度、减少材料浪费、降低成本、绿色环保、保持企业领先性的工程项目目标。
2.工程概况
南通市中央创新区科创中心一期A-2 项目集商务酒店、行政办公、商务办公、总部办公、研发院所、商业及餐饮服务、地下停车及公共配套等一体，总建筑面积为 176402m2。其中：W-1#楼建筑面积为 20816m2，W-2#楼建筑面积为 27462m2，W-3#、W-6#楼建筑面积为51882m2，W-4#、W-5#楼建筑面积为 37008m2，地下室建筑面积为 39234m2。本项目地上2层以上开始PC结构，建筑单体预制率达到50%以上，构件的类型包括：预制梁、预制叠合楼板及预制楼梯等，最大构件重量5.76T。
3.BIM5D+智慧工地应用原因
提高项目现场管理信息化水平，逐步实现绿色施工和生态建设。
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图1 BIM5D+智慧工地应用价值
4.BIM5D的应用
BIM5D以BIM集成平台为核心，通过三维模型数据接口集成土木工程、钢结构、机电、幕墙等专业模型，并以BIM集成模型为载体，将施工过程中的进度、合同、成本、工艺、质量、安全、图纸、材料、劳动力等信息集成到同一平台，利用BIM模型的图像直观、可计算、可分析的特点，及时提供准确的构件几何位置、工程量、资源量、计划时间，对施工过程中的进度管理、现场协调、合同成本管理、材料管理等关键工序，帮助管理人员进行有效决策和精细化管理，减少施工变更，缩短工期，控制工程成本，提高质量。
4.1 BIM模型展示
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图2 各专业模型展示
4.2 场地优化
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图3 施工场地、生活区、办公区场地三维布置
4.3 企业CI形象策划
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图4 BIM模型和实景对比
4.4 排砖
通过BIM技术进行排砖处理，可以预先知道材料的用料，砖的排布，能有效的节约成本，提高时效。现场按照提前设计好的进行施工，节约材料约5%。
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图5 砌体排砖BIM模型图 图6 砌体砌筑实景图
4.5 深化设计
图7 钢结构深化
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图8 装配式结构深化
4.6 机电BIM解决碰撞
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图9 碰撞翻弯实景及碰撞报告
4.7 工程进度管理
基于广联达BIM5D生产板块，将每周任务通过BIM模型进行关联，然后下发至个人，现场管理人员根据安排进行数据的回复。这样可以有效的提高管理效率。
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图10 BIM5D进度管理模块
4.8 BIM+VR
基于施工现场BIM模型，通过现场BIM模型与虚拟危险源的结合，体验者可以进入真实的虚拟现实场景，并通过沉浸式和互动式体验，体验者可以得到更深层次的安全意义教育，提高全员的安全生产意识水平。与传统的实体安全体验区，它具有科技实用水平高、培训效果好、安装部署快、使用成本低等特点。
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图11 BIM+VR危险源、安全场景模拟
4.9 BIM5D
BIM5D项目管理平台模型浏览模块，可以将BIM成果可通过管理平台进行数据共享。在模块中可以进行场景漫游、自动排砖出排砖图纸、模型可以设置剖切面、观察三维钢筋状态、以及方案及工程量查询等实用功能。
平台可实现BIM模型在线预览、并在模型对应位置标记将质量安全问题等关键数据，通过BIM模型展示进度、工艺工法，将BIM应用的关键成果集中呈现。
广联达BIM5D手机APP主要包含三个模块：
（1）生产进度：包括周报、周跟踪、劳动力看板、统计、材料看板、统计、设备看板、统计、产值看板、施工日记等内容。
（2）构件跟踪:包括构架跟踪查询、桩基跟踪查询、钢构跟踪查询等内容。
（3）知识库:包括云文档、工艺库、模型、规范、物资查询等内容。
图12 BIM5D模型效果展示
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图13 BIM5D生产进度、安全质量管理
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图14 BIM5D手机端使用
5.智慧工地的应用
5.1 绿色工地
现场地下室施工阶段，场地狭小，为了避免上部主体结构施工时候，不可避免拆除地下室阶段的临时设施，采用BIM场布软件，对各阶段的场地布置进行模拟，根据公司级CI标准手册，便于现场材料运输和现场施工管理。随着施工进度的不断变化，施工现场布置也应随之变化，以满足各阶段的施工需要。现场布置应尽量合理，控制成本，避免浪费。
5.1.1环境监测及降尘除霾联动控制系统
工地现场的温度、湿度、PM2.5、PM10、风力、风向、噪音等环境信息进行实时监测并将数据传输至云平台存储分析，并传输到云平台进行存储和分析。通过电脑和手机的应用程序实时查看，现场可以设置LED屏进行数据显示。该系统还可以实现与雾炮、喷淋等设备的控制联动。当PM2.5超过设定的报警值时，自动启动喷淋降尘系统，有效降低粉尘浓度，改善施工现场环境。
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图15 环境监测
5.1.2临建太阳能空气源热水系统
生活区淋浴房采用太阳能、空气源热泵热水器，当有太阳的时候，利用太阳能把水箱里的水加热，热泵自动检测，当水箱的温度达到设定的温度的时候，机器自动关闭。当没有太阳时候，热泵检测到水箱的温度未达到设定的温度，热泵自动加热。（一年四季算下来，每加热一吨水仅需要1度电）
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图16 热水器原理图
图17 热水器系统实景
5.2 安全工地
5.2.1塔吊限位防碰撞系统
塔机限位防撞系统是一种新型的智能塔机安全监测预警系统，它能够全方位保证塔机的安全运行，包括“力和力矩监控，防止超限超载”、“特定区域监控，防止坠物伤人” 、 “群塔作业监控，防止碰撞”等功能，还可以提供塔机安全状态实时预警制动控制，是现代重型机械集团的一种安全防护装备。
图18 塔吊在线监控系统
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图19 塔吊黑匣子
5.2.2工地互联网远程视频监控系统
实现工地场区整体视频监控；实现公司对施工现场及施工进度的远程监控；在智能手机上安装移动应用管理软件，管理员可以随时随地使用系统功能；在服务器上安装主控软件终端，并在本地实时观看视频监控数据。
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图20 互联网远程视频监控系统组成及监控中心
5.2.3安全教育
由于工人的知识水平高低不同，对枯燥的文字也不太感兴趣，同时现场接触到的安全知识不规范、不完整。所以项目上甚至集团各分公司，都采购了安全教育工具箱。工具箱内的培训课件全部采用动漫、视频等多媒体的形式，直观、生动、易于理解，针对工程建设现场的农民工群体，具有良好的培训效果。工具箱集建档、考勤、培训、自学、考试、阅卷、发证等功能于一体，满足安全培训各种环节的要求。
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图21 安全教育培训并考核
5.3 智能管理
5.3.1智能会议系统
该系统能确保会议迅速召开，以便讨论紧急事项并立即采取措施。该系统还可以实现高效、高清晰度的远程会议和办公，对提高通信效率、会议效率和管理效率具有良好的效果。
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图22 各分公司参与会议
5.3.2智慧工地显示大屏
功能介绍：系统由LED显示屏和控制装置组成。娱乐、教育、宣传等内容的视频可根据需要播放。
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图23 智慧工地显示大屏
5.3.3智能地磅系统
针对在项目管理中遇到的物料验收问题和需求，利用BIM模型、物联网、大数据、云计算等技术，结合各种硬件技术，完美解决了项目中遇到的称重效率低下，管理成本较高，数据不能实时查看的痛点。无人值守汽车衡称重系统：依据项目要求数量部署，每套配置车牌识别摄像头、拍照相机、红外光栅、地感线圈、红绿灯和语音播报系统。
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图24 物料验收系统现场设备
图25 人脸识别系统及材料验收影像资料
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图26 身份认证 图27 物料验收系统
5.3.4现场劳务管理系统
实名制劳动管理制度，通过制度建设的实施，加强对现场人员的管理，掌握工人的出勤情况、各类工作的工作条件、实施安全专项教育、违章操作等情况，实现施工现场劳务人员的实时动态管理和安全监督，实名制通道人脸识别能有效控制现场，实现现场智能化管理。
解决实名登记、门禁考勤，帮助管理者掌握更准确和有效的工人设置、轨迹、停留时间、危险报警等信息，覆盖工程项目的场内和场外人员全面管理的能力。
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图28 劳务管理系统
5.3.5云建造安全质量管理系统
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图29 施工安全管理系统
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图30 施工质量管理系统
图31 智慧工地管理平台手机端
5.3.6智慧工地平台
图32 智慧工地首页
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图33 智慧工地数字工地
BIM 与智慧工地的结合在施工现场岗位一线作业层，通过“云大物移智+BIM”等先进技术和综合应用，对“人、机、料、法、环”等各生产要素的实时、全面、智能的监控和管理，实现业务间的互联互通，数据应用，协同共享，综合展现，搭建一个以进度为主线、以项目为主体的多方协同、多级联动、管理预控、整合高效的智能化生产经营管控平台，更准确及时的数据采集，更智能的数据挖掘分析，更智能的综合预测，确保工程质量、安全、进度建设目标的顺利实现。
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图37 智慧工地之环境检测
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图39 施工计划之期间计划及劳动力分析
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图40 BIM+智慧工地牌匾及授奖合影
6. 结语
通过项目土建、钢构、机电等多个专业BIM模建立，以模型为基础，集成到BIM5D平台和智慧工地平台上，通过电脑端、网页端和手机端，可以随时关注项目动态。以BIM集成模型为载体，将施工过程中的进度、合同、成本、过程、质量、安全、图纸、材料、劳动力等信息集成到同一平台中，利用BIM模型的特性，为施工过程中的进度管理、现场协调、合同成本管理、材料管理等关键过程及时提供准确的构件几何位置、工程量、资源量、计划时间等，帮助我们的项目人员进行有效决策和精细管理，减少施工变更，缩短工期，控制工程成本，提高工程质量。
本项目作为南通市重点工程，紧跟时代步伐，积极参与工程项目的数字化、 智慧化建设， 彰显了新时代下优质工程项目的追求与内涵，与祖国发展同频共振！为展示优质工程项目，树立形象，让优质工程项目创新历程深入人心，让冰冷的钢铁水泥与智慧、数字化的科技融入，传递有温度的故事，彰显了建筑企业的责任与担当，创新与发展。
参考文献
[1]谢晓晨 ，论我国建筑业BIM应用现状和发展，土木建筑工程信息技术，2014年 第6期
作者简介：吕厚俊，男，汉族，高级工程师，研究方向：工程管理。
论文作者:吕厚俊
论文发表刊物:《建筑实践》2019年第38卷第18期
论文发表时间:2020/1/14
标签：工地论文; 模型论文; 智慧论文; 项目论文; 现场论文; 系统论文; 进度论文; 《建筑实践》2019年第38卷第18期论文;