中冶南方BIM+智慧工地全過程實踐

近日，中國智慧城市大會正式揭曉“2021智慧城市先鋒榜優秀應用案例”獲獎榜單。其中，由中冶南方工程技術有限公司和廣聯達科技股份有限公司聯合申報的江岸區諶家磯還建住宅及配套設施項目BIM+智慧工地應用實踐案例榮獲二等獎。

以下為本案例的詳細介紹：

 

01

項目背景

 

諶家磯地區作為長江新城起步區，其規劃定位發生了重大調整。按照長江新城的要求，對其整體定位、城市布局將進行系統性調整，將成為武漢市長江新城建設的核心板塊。

 

武漢市江岸區諶家磯還建住宅及配套設施項目H1-H4地塊工程由武漢市都市產業投資集團有限公司投資開發建設，位于武漢市江岸區，諶家磯興諶大道兩側，知行學院以北，三環線以南。

 

地塊由H1、H2、H3和H4四個地塊組成。其中，H1地塊位于興諶大道以西，云杉街以北；H2地塊位于興諶大道以西，云杉街以南，和諧大道以北；H3地塊位于興諶大道以西，和諧大道以南；H4地塊位于興諶大道以東，云杉街以南，和諧大道以北。

 

項目總用地面積20.2萬平方米，總建筑面積為87.47萬平方米。其中，地上建筑面積65.93萬平方米（住宅63.07萬平方米 ，配套2.86萬平方米）；地下建筑面積21.54萬平方米。容積率為3.26，總戶數約6535戶，機動車位數約6559個，非機動車位數約3412個。苯項目采用EPC工程總承包模式，由中冶南方工程技術有限公司作為項目EPC工程總承包承包商。根據前期項目策劃，本項目EPC采用信息化管理。

 

為了提高工程的規劃、設計、建設和運營的質量與效率，項目將在工程全生命周期充分利用BIM技術，達到正向設計、精細化管理，減少返工節省工期節約成本，最終完成高平直高標準的建設目標。

 

02

應用內容

 

1、 信息化管理策劃

 

（1）信息化管理實施手冊

本項目信息化管理是指在設計和施工過程中應用BIM技術，智慧工地及綠色建造等先進技術手段實現工程進度、質量、安全、造價、節約資源和生態環境保護等綜合管理的最優控制和合理決策。

 

（2）智慧公司管理考核細則

依托本項目，我司建立了一整套標準化管理和應用流程：BIM技術實施方案、綠色建筑實施方案、智慧工地實施方案。其中智慧工地方案包含生產應用流程、質量巡檢流程、安全巡檢流程、危險源管理流程、勞務管理流程，是中冶南方第一個BIM+智慧工地項目實施方案，為后期其他項目奠定了基礎流程。

 

2、 BIM應用

 

（1）BIM正向設計

 

項目設計組在接收到方案設計成果后開始應用BIM技術進行初步設計工作，主要通過建筑結構、機電專業協同設計，凈高分析和面積指標準確統計來控制設計指標、優化設計方案。

 

進一步深化初步設計成果開展施工圖設計工作，實現全專業協同設計、沖突檢測、管線綜合及凈高優化，與綠色建筑軟件結合實現建筑節能計算和建筑性能分析，最終完成施工圖圖紙輸出，從而真正實現BIM正向設計。

 

（2）BIM深化設計

 

1）基于BIM的結構預留預埋深化設計

在管線施工前對穿墻、穿梁等部位進行定位，輸出預留預埋圖，指導現場施工，避免機電二次打洞。

 

2）基于BIM的參數化排磚設計

利用BIM模型三維參數化及可視化特點，對重點部位砌體排磚進行模型預排工作，根據模型效果輔助設計最優排磚方案。

 

3）基于BIM的機電安裝深化設計

基于設計階段BIM模型繼續深化工作，制作更為精細直觀的三維圖紙，例如機電安裝復雜節點、管道支吊架、構件精確定位等，輔助項目在施工階段更高效高質的實施。

 

 

 

（3）施工組織策劃

 

1）基于BIM的施工交底

利用BIM可視化的特點，設計部基于BIM模型完成施工圖綜合會審及交底，加強了項目設計與施工的協調�；�于二工區地質條件復雜多樣，在土方開挖施工前通過Civil3D創建三維地質模型并進行三維可視化及工藝模擬現場交底。

 

2）基于BIM的施工平面布置模擬優化

在基于BIM技術的模型系統中，按施工平面布置圖搭建各種臨時設施實體模型，按安全文明施工方案的要求進行修整和裝飾。運用BIM技術對現場平面進行科學、合理的布置，減少現場材料、機具二次搬運，符合施工現場衛生、安全防火和環境保護等要求。

應用BIM技術進行場地建模，按安全文明施工方案的要求進行修整和裝飾，合理安排塔吊、崗亭、加工場地和生活區等的位置；通過與現場溝通協調，對施工場地進行優化，選擇最優施工路線，盡量減少占用施工用地，使平面布置緊湊合理，同時做到場容整齊清潔，道路暢通，符合防火安全及文明施工的要求。

通過漫游/動畫的形式提供可視化的模型數據及身臨其境的視覺及空間感受，及時發現不易被察覺的不合理現象，減少由于事先規劃不周全而造成的損失。

 

3）基于BIM的進度模擬與優化

 

利用廣聯達斑馬進度制定合理有效的進度計劃，計算最短工期、推演最優施工方案，提前規避施工沖突，施工過程中輔助項目計算關鍵線路變化，及時準確預警風險，指導糾偏，提供索賠依據；

 

4）基于BIM的施工方案模擬與優化

運用BIM三維模型進行施工方案真實模擬，從中找出實施方案中的不足，并對實施方案進行修改，最終達到最佳施工方案。利用BIM施工方案模擬輔助溝通，減少各方的理解歧義，快速理解工作面交接，以便達成共識。

 

3、BIM+智慧工地

 

項目采用BIM+智慧工地平臺，從生產進度管理、安全管理、質量管理、人員管理、環境保護幾個方面進行施工現場指揮管理。

 

（1）生產進度管理

 

1）生成進度管理

 

通過任務派分使現場質量工程師明確現場工作任務，并及時通過手機端反饋計劃任務實際完成情況，確保生產數據全過程自動留痕并形成積累和統計，也可輔助一鍵輸出匯報文件，一鍵導出滯后完成任務；基于手機APP采集到現場數據，節約生產例會準備時間，通過網頁端直接進行生產進度匯報，提升生產例會會議效率和質量，實現生產例會的數字化呈現。

 

 

2） 施工相冊管理

通過移動端隨時記錄現場的照片，匯總質量、安全、進度等模塊中的相關照片信息，形成系統的施工相冊，為后續隱蔽工程驗收、索賠佐證、結算依據、實際進度比對提供幫助。

 

3） 機械統計管理

各工區質量工程師對現場汽車吊、挖土機等設備臺班使用情況、完成工作量，以及由項目部協調的施工合同外的機械臺班進行記錄統計，保證了現場設備管理的精準性。

 

4） 材料統計管理

優化現場物資管理員記錄材料入庫、出庫情況的存儲方式，物資管理員（含第一手接觸材料的工區管理人員）通過移動端記錄施工現場甲供主材、資料單里原始計料單中材料出、入庫情況。保證領導層及其他部門通過移動端材料看板及網頁端大數據分析實時查看現場。

 

5） 無人機航拍

在施工過程中，BIM工程師及綜合部管理人員通過定時采集項目各工區外景和無人機航測結合的方式獲取現場的影像數據，作為進度檢視素材及項目形象進度照片。從多角度拍攝現場圖片，巡檢人員可在飛行途中輕松發現現場質量問題所在。圍繞著三維重建，提供了一站式的數據采集服務通過三維數據處理完成形象進度對比分析、土石方填挖方量計算等服務。

 

 

6） 遠程會議系統應用

通過項目部遠程會議系統，實現無接觸線上遠程會議召開，全平臺運行，手機、電腦、平板一鍵入會。使用即時文字聊天功能輔助討論，不干擾會議的進程。支持文檔在線演示，交流更便捷、生動。會議中可在線會議錄屏，進行資料存檔。

 

7）會議室大屏應用

利用項目部會議室大屏系統，實現諶家磯項目各項會議、觀摩、培訓等工作任務開展。

（2）安全文明管理

 

1）安全巡檢

施工安全管理系統，以海量的安全隱患清單、學習資料為數據基礎，安全隱患的排查與治理管控為主要業務，項目部檢查組、安全環境經理、各工區經理、安全環境工程師參與安全管理工作，對施工生產中的人、物、環境的行為與狀態進行具體的管理與控制，通過“事前預防”、“事中管控”的方式杜絕事故的發生。 

 

2）塔吊監測及吊鉤可視化

各工區進行塔吊監測及吊鉤可視化安裝，通過系統實時采集當前塔機運行的載重、角度、高度、風速等安全指標數據。實現塔機實時監控與聲光預警報警、數據遠傳功能，并在司機違章操作發生預警、報警的同時，自動終止起重機危險動作，有效避免和減少安全事故的發生。同時操作室內視頻畫面顯示，協助司機正確判斷吊鉤處詳細情形，避免安全問題的發生，提高塔吊作業效率

 

3）配電箱監測

 

對現場各工區主要用電區域進行電箱監控；通過智能化手段實現用電量監控、對現場用電數據進行統計分析，形成基于數據的管理決策方式，保障用電安全高效。

 

4）VR安全教育

通過現場BIM模型和虛擬危險源的結合，讓工人可以走進真實的虛擬現實場景中，通過沉浸式和互動式體驗讓體驗者得到更深刻的安全意識教育以提升全員的生產安全意識水平，沉浸式多場景（火災、觸電等）安全教育，讓人身臨其境，替代傳統說教式安全教育。

 

5）AI人工智能

利用智慧工地平臺AI智能算法，可通過攝像頭對現場的不安全行為如未佩戴安全帽，未佩戴口罩、吸煙、未穿反光背心、人員聚集等情況自動判別捕捉并提醒現場不規范行為，留存數據記錄；

 

6）視頻監控

施工場地實現視頻全覆蓋，24小時實時拍攝施工現場及項目重點部位情況，對人、材、機動態進行監控，視頻監控畫面實時在智慧工地平臺及公司總部平臺端查看，并且可保存回放45天監控數據；

 

7）環境監測自動噴淋系統

工區安裝環境監測設備后，進行風速、噪音、PM2.5、溫度、濕度、天氣情況等在線監測，將數據集成顯示在智慧工地平臺，并對集成的數據進行綜合分析，方便項目管理人員實時了解現場環境情況。聯動自動噴淋系統后，設置空氣質量揚塵上線閾值，超限報警自動啟動現場噴淋系統。

 

（3）質量管理

現場質量工程師在例行檢查過程中，針對質量問題，通過手機直接拍照并填寫質量問題，系統自動推送給相關整改人。整改人接到相關隱患整改通知后，對相關隱患進行整改，由復查人核實后決定是否完成問題閉環。

以此為基礎通過信息化手段實現現場質量檢查、整改、復查等業務智能流轉。通過系統建立施工企業質量管理數據倉庫。

 

（4）人員管理

 

1）勞務實名制

 

項目部及各工區勞資專管員通過勞務實名制系統，對入場人員進行進場登記自動建立勞務人員檔案。通過勞務實名制管理系統對項目分包勞務人員進行動態管控，保障項目良性用工，每月導出工人考勤，作為工資發放依據，避免勞資糾紛問題。

 

2）人員防疫測溫

通過現場閘機通道人臉識別+測溫模塊系統及速登寶+藍牙測溫槍兩種實名制測溫方式對現場管理人員及工人進行測溫及結果實時上傳，保障項目現場人員測溫防疫工作落實到位。

 

03

應用效果

綜合應用BIM和智慧工地數字化技術，對施工現場“人機料法環”等關鍵要素做到全面感知和實時互聯，實現施工項目管理的數字化、系統化、智能化，最終驅動施工項目管理轉型升級的整體解決方案。根據項目需求，涵蓋了多領域多層次的相關應用。

 

1、提高設計質量

基于BIM技術的協同設計，為各專業之間提供了更便捷的工作平臺，建立了更高效的溝通渠道。將設計問題前置，規避了設計變更的風險，提高了各專業的圖紙質量。

 

2、實現資源整合

利用系統運行管理平臺整合并改造內部現有的各項分系統，為工程建設管理提供基礎數據服務，同時建立共享交換長效機制，保持數據的實時性、科學性和完整性，并為各部門之間的數據共享交換提供管理服務，解決信息孤島問題，避免重復投資、科學合理利用現有資源。

 

3、提供應用支撐

通過系統運行管理平臺的建設，形成數據中心和服務中心，為智慧工地、資源管理、管理協同和工地應急指揮等業務應用提供基礎的應用支撐。

 

4、完善管理服務

通過系統運行管理平臺的建設，對安全、質量、物資、進度、人員考勤、環境監測、視頻監控等服務信息分類，滿足施工現場各層次人員的服務需求，將各個相關的信息通過對種方式進行發布，提供綜合信息查詢服務

 

5、輔助領導決策

通過系統運行管理平臺的建設以及各部門現有信息整合的基礎上，通過數據預警及分析為領導決策提供報表、圖形等方式的數據分析和綜合研判信息，輔助領導進行決策。

 

04

創新點

 

1. 設計成本一體化

在BIM正向設計的基礎上，利用BIM算量軟件（基于Revit的插件）完成工程量的統計。本項目實現了安裝工程概算、鋼筋混凝土砌體工程量概算。

 

2. 動態成本管理

結合數字項目平臺生產模塊和BIM5D施工模擬，對項目各個時間段的生產成本進行精細化計算匯總，使成本管理控制在合理范圍內。

 

3. 信息化施工管理

依托BIM+智慧工地平臺，從生產進度管理、安全管理、質量管理、人員管理、環境保護幾個方面進行實施策劃，根據項目現場實際情況及項目部人員組織架構制定針對性的實施方案，從而使項目通過智慧工地實現綠色建造、引領信息技術應用、提升社會綜合競爭力的目的。

 

05

社會效益

數字項目建設源于項目施工過程的信息收集，通過數字項目的應用，及時發現安全隱患，規范質量檢查、檢測行為，保障工程質量，實現質量追溯和勞務實名制管理。

促進誠信大數據的建立，有效支撐行業主管部門對工程現場的質量、安全、人員和誠信的監管和服務，形成建筑勞務大數據，最終形成行業評價體系數據庫，為規范建筑行業用工，產業規�；�打下堅實的數據基礎。

數字項目有助于實現施工現場質量、安全、人員各關鍵要素實時、全面、智能的監控和管理，有效支持了現場作業人員、項目管理者、企業管理者各層協同和管理工作，提高了施工質量、安全、進度的控制水平，減少浪費。

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