金備軍

（中遠(yuǎn)海運(yùn)資產(chǎn)經(jīng)營管理有限公司，上海 200135）

0 引言

隨著現(xiàn)代化進(jìn)程加快，工程領(lǐng)域信息化技術(shù)快速發(fā)展，智慧工地也隨著信息化技術(shù)的快速發(fā)展應(yīng)運(yùn)而生[1]。智慧工地借助現(xiàn)代化智能手段，利用三維視角，解決施工現(xiàn)場的環(huán)境、安全、質(zhì)量、成本和進(jìn)度，提高現(xiàn)代化管理水平和效率，增強(qiáng)安全預(yù)控的準(zhǔn)確度，防止事故發(fā)生[2]。其將更多的4D施工模擬、智能、傳感和監(jiān)控等，通過互聯(lián)網(wǎng)整合到一起，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的質(zhì)量與安全管理。

1 工程概況

棲山路項(xiàng)目位于上海市浦東新區(qū)棲山路1805號?？偨ㄖ娣e 118 447m2，其中地上 76 447m2，地下 42 000m2，建筑占地面積12 231m2。項(xiàng)目總綠化面積近7 950m2，綠地面積約占總綠地面積的26%；配套商業(yè)面積達(dá)1.24萬m2，地下機(jī)動(dòng)車停車位735個(gè)。施工現(xiàn)場專業(yè)類別眾多，包括土建、安裝、消防、通風(fēng)、裝飾、鋼結(jié)構(gòu)、人防、幕墻、室外配套等。因工程場地狹小，堆放、施工困難，無法大面積交叉作業(yè)，故通過智慧工地的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目順利開展[3]。

2 智慧工地在項(xiàng)目建設(shè)管理與安全預(yù)控中的應(yīng)用

智慧工地的核心價(jià)值是保障項(xiàng)目成功，應(yīng)用BIM、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等科學(xué)技術(shù)，滿足項(xiàng)目施工管理目標(biāo)，完善生產(chǎn)調(diào)度和整體項(xiàng)目綜合協(xié)調(diào)，提高效率，確?，F(xiàn)場忙而不亂，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)智能監(jiān)管。企業(yè)可通過手機(jī)端或PC端直接以地圖的方式監(jiān)控各個(gè)項(xiàng)目的工期、質(zhì)量、人員、材料、環(huán)保等目標(biāo)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)目并掌控具體問題，制定解決措施[4]。

2.1 BIM技術(shù)應(yīng)用

BIM技術(shù)是一種應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)建造管理的數(shù)據(jù)化工具。通過參數(shù)模型，整合各種項(xiàng)目的相關(guān)信息，并在項(xiàng)目策劃、運(yùn)行和維護(hù)的全生命周期中共享、傳遞，使工程技術(shù)人員對各種建筑信息作出正確理解和高效應(yīng)對，為設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)及建筑運(yùn)營單位等各方建設(shè)主體提供協(xié)同工作基礎(chǔ)，從而在提高生產(chǎn)效率、節(jié)約成本和縮短工期方面發(fā)揮重要作用。

基于BIM模型，在符合規(guī)范的前提下深化設(shè)計(jì)，提前協(xié)調(diào)各專業(yè)，最終形成深化后的完整模型，使設(shè)計(jì)出的具體圖紙避免碰撞，并提前給各專業(yè)進(jìn)行交底，指導(dǎo)現(xiàn)場施工；同時(shí)，在BIM深化的創(chuàng)建中配合完成施工方案的論證工作，提高施工方案的準(zhǔn)確性和可實(shí)施性[5]。

2.2 施工進(jìn)度管理

在BIM施工深化模型基礎(chǔ)上，對施工進(jìn)度進(jìn)行4D管理。在施工過程中，根據(jù)施工實(shí)際進(jìn)度及時(shí)調(diào)整4D模型，利用4D模擬配合施工總承包單位合理制定施工計(jì)劃，精確控制現(xiàn)場施工進(jìn)度，優(yōu)化現(xiàn)場資源配置。

2.3 施工場地規(guī)劃

在工程實(shí)施前，利用BIM技術(shù)對施工場地進(jìn)行布置模擬，包括臨時(shí)道路、臨時(shí)設(shè)施、臨水臨電、物料堆場、施工機(jī)械、施工區(qū)域、設(shè)備及物料進(jìn)出場方向、排水系統(tǒng)和消防系統(tǒng)管道及設(shè)備等優(yōu)化內(nèi)容，確保施工現(xiàn)場布局合理。

2.4 碰撞檢查及設(shè)計(jì)優(yōu)化

在傳統(tǒng)方法中，結(jié)構(gòu)、水暖、電力等各專業(yè)設(shè)計(jì)圖紙匯總后，多由總工程師和技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)問題，并通過圖紙會(huì)審解決問題，由此將耗費(fèi)大量的時(shí)間和精力，影響工程進(jìn)度和質(zhì)量。大量的圖紙問題可能導(dǎo)致工地停工，甚至影響進(jìn)度。

通過應(yīng)用BIM技術(shù)，施工設(shè)計(jì)人員在施工之前就可對項(xiàng)目的土建、管線、工藝設(shè)備等進(jìn)行管線綜合及碰撞檢查，不但能徹底消除硬碰撞、軟碰撞，優(yōu)化工程設(shè)計(jì)，減少在建筑施工階段可能因存在的錯(cuò)誤而造成的損失和返工的可能性，而且能優(yōu)化凈空和管線排布方案；施工人員還可利用碰撞優(yōu)化后的三維管線方案進(jìn)行施工交底、施工模擬，提高施工質(zhì)量及與業(yè)主的溝通效率。

2.5 施工階段管理

對施工過程中出現(xiàn)的設(shè)計(jì)變更及時(shí)進(jìn)行模型修改，以確保其與施工圖的一致性；同時(shí)，按照發(fā)包單位、監(jiān)理單位提出的修改建議及時(shí)進(jìn)行BIM模型更新，并建立例會(huì)制度，對BIM模型進(jìn)行協(xié)調(diào)、審核等。在施工過程中，可對設(shè)備、材料信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并將設(shè)備、安裝信息及時(shí)錄入BIM模型，生成文件。

2.6 質(zhì)量、安全管理

在項(xiàng)目管理中，利用BIM模型進(jìn)行技術(shù)交底、現(xiàn)場實(shí)體檢查、對比施工現(xiàn)場與綜合模型，發(fā)現(xiàn)施工偏差甚至不一致等問題，提高驗(yàn)收效率與質(zhì)量，以使實(shí)體建筑和BIM模型完全協(xié)調(diào)一致，確保施工質(zhì)量。通過建立BIM模型讓各分包管理人員提前判斷施工面危險(xiǎn)源，建立施工防護(hù)設(shè)施，并對項(xiàng)目管理人員進(jìn)行安全交底，確保施工現(xiàn)場安全。

智慧工地旨在幫助現(xiàn)場安全管理人員提高安全管理能力，并通過信息化手段實(shí)現(xiàn)施工企業(yè)自上至下的安全責(zé)任落地，實(shí)時(shí)監(jiān)控項(xiàng)目安全管理狀況，包括云基礎(chǔ)平臺、勞務(wù)實(shí)名制管理、視頻監(jiān)控、物資進(jìn)出場驗(yàn)收管理、質(zhì)量管理等子系統(tǒng)的深度集成。通過建立施工企業(yè)安全管理數(shù)據(jù)倉庫，如海量的隱患庫、標(biāo)準(zhǔn)危險(xiǎn)源、全國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等，檢查現(xiàn)場回復(fù)情況，從而實(shí)現(xiàn)公司對項(xiàng)目安全狀況實(shí)時(shí)監(jiān)控并自動(dòng)生成業(yè)務(wù)表單，最終通過大數(shù)據(jù)手段，對企業(yè)所有項(xiàng)目的安全管理狀況進(jìn)行指標(biāo)及趨勢分析，為公司決策提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

2.7 特種設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)

特種設(shè)備是指涉及生命安全、危險(xiǎn)性較大的鍋爐、壓力容器（含氣瓶，下同）、壓力管道、電梯、起重機(jī)械、客運(yùn)索道、大型游樂設(shè)施和場（廠）內(nèi)專用機(jī)動(dòng)車輛，其中電梯、起重機(jī)械、施工升降機(jī)和物料提升機(jī)為機(jī)電類特種設(shè)備。在特種設(shè)備安裝、運(yùn)營和拆除的過程中，需要實(shí)時(shí)監(jiān)測。智慧工地相當(dāng)于“眼睛”，隨時(shí)隨地監(jiān)測特種設(shè)備。

以塔式起重機(jī)監(jiān)測應(yīng)用為例進(jìn)行介紹。智慧工地利用日臻成熟的物聯(lián)傳感技術(shù)、無線通信技術(shù)、大數(shù)據(jù)云儲存技術(shù)，組合塔式起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)、施工升降機(jī)、人和機(jī)一體化安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，將采集到的塔式起重機(jī)的運(yùn)行載重、風(fēng)速等安全指標(biāo)數(shù)據(jù)傳輸至平臺并存儲在云數(shù)據(jù)庫。這就相當(dāng)于在工地的塔式起重機(jī)和人貨電梯上安裝了“眼睛”，只要是網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地方，無論何時(shí)何地，管理者不僅可知道每臺塔機(jī)是誰在操作，而且可知道每次起吊的質(zhì)量、塔機(jī)大臂擺動(dòng)角度、小車走動(dòng)位置及升降機(jī)的具體操作人員和維保人員，從而對人的安全和物的安全真正實(shí)現(xiàn)提前防控。

1）實(shí)時(shí)監(jiān)控是遠(yuǎn)程在線監(jiān)控系統(tǒng)的核心功能，主要為司機(jī)和管理人員提供數(shù)據(jù)，對不安全的作業(yè)行為進(jìn)行監(jiān)測，對不安全的環(huán)境因素等進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)警、報(bào)警和遠(yuǎn)程控制。

2）模擬監(jiān)控是根據(jù)黑匣子采集的數(shù)據(jù)，模擬與現(xiàn)場同步的運(yùn)行情況，且所有運(yùn)行狀態(tài)均可回放。如當(dāng)前滬-T-07891塔式起重機(jī)正常運(yùn)行，風(fēng)速2級，符合施工要求，載重0，未起吊（見圖 1，2）。

圖1 滬-T-07891塔式起重機(jī)模擬監(jiān)控

圖2 塔式起重機(jī)模擬

3）電子地圖是根據(jù)GIS顯示的工地情況分布圖，項(xiàng)目的地理位置、項(xiàng)目信息、塔式起重機(jī)數(shù)量、設(shè)備運(yùn)行等均在電子地圖上得到匯總、顯示（見圖3）。

圖3 電子地圖

4）塔式起重機(jī)分布圖是根據(jù)GIS自動(dòng)識別塔式起重機(jī)分布位置，并通過塔式起重機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)智能分析碰撞關(guān)系，適時(shí)報(bào)警。

5）報(bào)警信息是管理人員既可查到每臺起重機(jī)械總的違章次數(shù)，又可查到每次違章的詳細(xì)時(shí)間點(diǎn)，并根據(jù)需要對違章過程進(jìn)行全程模擬回放（見圖4）。

圖4 塔式起重機(jī)報(bào)警監(jiān)控儀器

6）統(tǒng)計(jì)報(bào)表是對起重機(jī)械設(shè)備運(yùn)行各項(xiàng)數(shù)據(jù)的綜合統(tǒng)計(jì)分析，可系統(tǒng)掌握其安全狀況和司機(jī)的技能水平、工作狀態(tài)。

7）系統(tǒng)功能是狀態(tài)顯示功能，即通過采集塔式起重機(jī)操作過程中的各種數(shù)據(jù)，包括吊重、高度、幅度、運(yùn)行行程、回轉(zhuǎn)等，在觸控監(jiān)視器上實(shí)時(shí)顯示，并及時(shí)提供聲響及語言預(yù)警和提示，為塔式起重機(jī)機(jī)司機(jī)提供操作依據(jù)[6]。

2.8 成本管理

建立包括核算科目、核算細(xì)度、核算指標(biāo)等關(guān)鍵信息的標(biāo)準(zhǔn)成本核算體系，目的在于實(shí)現(xiàn)計(jì)量、采購、施工至成品、結(jié)算的精確化。

1）核算科目 建立統(tǒng)一核算標(biāo)準(zhǔn)，明確分析內(nèi)容（是否進(jìn)行量價(jià)對比），明確分析量價(jià)對比所需要的單位信息。

2）核算細(xì)度 根據(jù)項(xiàng)目需要細(xì)化核算細(xì)度（分區(qū)、分單位工程均可）。

3 結(jié)語

棲山路項(xiàng)目利用現(xiàn)代化智慧工地技術(shù)，將項(xiàng)目全員管理與施工現(xiàn)場管理緊密聯(lián)系在一起，做到BIM指導(dǎo)施工、同步管理安全、立體化解決現(xiàn)場問題、智能化監(jiān)測塔式起重機(jī)和信息化進(jìn)度。通過智慧工地的應(yīng)用，結(jié)合大數(shù)據(jù)的綜合分析，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場環(huán)境、安全、質(zhì)量、成本和進(jìn)度的統(tǒng)一，不僅提高了現(xiàn)場管理效率和平衡水平，而且提高了現(xiàn)場施工的安全性。