基于“BIM+智慧工地”综合管理平台在EPC项目的建设及应用研究

“智慧工地”是项目全生命周期管理的新概念，是将大数据的概念和各种高新技术应用到项目管理中。“智慧工地”通过互联网搭建信息管理平台。基于BIM技术，实现项目信息化、立体化、可视化。结合物联网技术、GIS技术、大数据技术、云计算技术、移动互联网、人工智能等技术，使施工各方共享信息和数据，实现对施工现场全天候、全方位监控，实现项目信息化管理，在提高施工现场管理水平、降低管理成本、提高工作效率的同时，逐步实现绿色建设和绿色建造。1

BIM技术特点1.1

协同化为了提高施工产品的质量、安全性和准时性，各施工企业必须相互配合，实现联合协作、互动施工的总体目标。通过使用BIM技术，系统可以根据项目的复杂程度集成不同的文档，并使用数据协作将项目可视化，从而形成一个智能化的施工现场，合理处理项目的内部问题。此外，在应用BIM技术时，可以根据中心文件的内容配置和管理专业组件，加强工程信息处理的协调性。1.2

模拟化在建筑施工中使用BIM技术，可以根据项目的复杂特点，定期对数据信息进行分析和测试。该系统还可以利用工程实体模型的表示模拟工程的实际情况。因此，在系统设计中，可以模拟太阳辐射和室内照明。通过对这些数据的精细建模，大幅提高施工精度，降低材料消耗。1.3

可视化随着建筑材料工业的发展，BIM技术也可以用于建筑可视化。利用计算机信息管理系统的高新技术，将建设项目的设计过程转化为图像，使工程设计人员和施工管理人员能够通过图形表达状态，更准确地完成设计项目的施工。此外，在BIM技术的实际应用中，可以通过Revit模式快速形成三维造型，克服了以往施工中的空间限制现象，大幅提高了施工精度。2

工程案例2.1

工程概况江西赣江新区金桥片区安置房项目总建筑面积为21万m2，地下结构面积为6.1万m2，施工难度大。工程设计包括土建、通风、装饰、安装、消防、钢结构、人防、智能化、幕墙、室外支撑等。施工现场还将适用当地制订的施工现场标准，该标准对施工现场的施工管理有较高要求。为应对复杂的工程经济和建设社会问题，进一步提升我国建筑工地的智能化管理模式和发展水平，本项目采用工程信息资源管理系统平台、智能控制技术、智能化管理系统（图1），将BIM技术和智慧工地引入施工现场，进一步提高我国建设项目管理效率。图1管理平台（计算机截图）2.2

智慧工地系统在项目建设管理中的应用（1）施工初期工程量快速统计。施工前期合理布局施工场地，加强管控，贯彻绿色施工，节约成本，降低风险，将工程效益作用提升。施工现场相对开放，但施工现场非常重要，施工设备非常困难。利用基于BIM技术的智能建筑工地管理系统完成三维建筑城市规划，可以方便、准确地规划建筑布局，解决建筑工地二维布局弊端与缺陷，检验建设项目布局的科学性、合法性。结合现场实际情况优化总平面布置，并绘制测量图和工程清单。工程量大，工期特别紧迫。为了在有限的时间内保质保量地完成项目施工任务，需要从现场管理全过程的角度考虑企业施工现场布置方法，并根据实际施工进度实施。同时，根据不同建筑的施工进度进行教学场地布置，尽量减少二次处理，确保工程进度。首先，建立具有现场布置特点的BIM模型，通过模型仿真找出解决矛盾的关键环节。然后，根据示范现场永久性和临时性建筑、材料堆场、工程机械应用的实际进展和矛盾，选择布置方案，找到最佳方案，公布施工现场布置。合理制订和分析施工平面布置和施工道路组织，防止现场施工混乱。（2）智能环境监测系统。智能空气环境监测系统可同时检测相对湿度、PM10、风力、空气温度、风向、噪声和PM2.5。该系统365 d，24 h自动运行。具有系统故障显示和报警功能，并配有LED显示屏，能实时显示现场勘察信息。系统采集现场监测数据后，将数据实时传输到云平台。当温度达到额定标准值时，系统会实时发出温度报警。可直接连接喷雾测试系统。当达到额定标准值时，喷淋试验系统自动启动。当远程管理多客户端业务（PC、微信、App）时，可对LED显示屏内容和链路参数进行设置。（3）远程视频监控的“智能应用”。远程视频监控“智能应用”是指利用人工智能视频安全管理监控系统对施工现场进行远程监控和远程管理。该信息系统还可以检测施工现场的实时和历史视频。施工现场的塔式起重机、变电站、道路、办公区、员工生活区、进出口、原材料存放场所、围护等均配备了网络高清视频监控系统，从而直观地掌握施工期间施工现场各个区域的情况，及时发现和处理存在的工业生产安全隐患，有效地保障工人的人身安全，从而避免了生产安全事故的发生。管理系统还可以将视频数据上传到云平台，政府部门可以随时访问云平台，实时查看情况。（4）智慧工地监测系统。1）塔机监控系统可以实时记录起重司机的操作情况，对起重质量、检测扭矩、振幅、高度、角度、速度、异常、倾角等，输入、报警、存储。司机还可以使用人脸识别进行专属识别。系统识别成功后，塔机就可以使用了。系统还可以对塔机的工作状态进行远程监控和远程管理，通过GPRS实现远程数据，并与BIM的建模数据进行对比。在工作流程中，一旦发现异常情况，将异常数据及时发送到云平台。一旦塔机监控系统的扭矩或重量传感器发生短路或故障，系统就会记录并发出报警信号。该系统可提供塔机装配过程中的防撞检测功能。2）施工电梯运行监控系统实现了超重报警、过载报警、超限报警（防坠落）、限高报警、智能门锁开关异常报警、倾斜报警、黑匣子数据录入、远程监控等功能。真正实现电梯施工的全方位安全监管。通过驾驶员的身份信息识别技术管理系统，驾驶员可以使用专用的身份识别人脸识别管理模式，并可以在识别企业后开启自动扶梯。同时，管理系统还可以实现对电梯运行情况的远程监控和远程管理。一旦运行过程中出现异常情况，会将异常数据发送到云平台。（5）危险品项目管理中的“智能应用”。在施工现场的危险地段，如毗邻高层建筑的地段、预留涵洞、电梯井等，设置控制报警器。现场经理的方法时，报警装置将自动开灯，并发出报警声音，提醒现场经理，和报警信号将尽快上传至云平台通过内置的无线网关提醒员工及时处理，从而大幅降低此类安全事故发生的风险。3

智慧工地管理平台在建筑工程中的应用3.1

智慧工地实名制管理在传统模式下，由于员工进出频繁、员工管理综合信息不完善、内部档案管理混乱、工资数额不确定等因素，易发生劳动争议，为公司和项目带来巨大的经济损失。通过对智能网站实名管理系统的分析，可以有效规范企业用工管理活动，保护员工的合法权益，从而降低公司的用工风险，有效促进员工健康教育的开展。智能实名系统管理一般由建设单位总部和项目部负责管理。项目部负责收集项目的基本信息和考勤统计，公司从国际化视角跟踪项目的实服务系统管理，从而真正了解施工现场工作人员的实际情况，有效把握工程人才的动态运用。智能现场劳动实名系统信息管理系统将建立劳动者身份信息、合同签订信息、劳动安全教育信息、企业登记信息、工种和技能、入厂员工黑名单等基本信息数据库。（1）员工信息管理系统。由于传统的企业信息管理不能有效地收集所有人员的基本个人信息，很容易产生监管漏洞。本项目将使用企业实名系统管理系统软件对所有员工签署的劳动合同信息进行统一编码，并将每个员工的所有基本信息输入企业用户实名系统中。（2）劳动考勤管理和会计信息化。利用考勤终端收集劳动员工的考勤记录，利用企业管理系统对现场人员的考勤信息技术进行研究和统计，并对结果数据进行分析。企业项目管理者可以直观、快速地掌握每个员工和整个团队的考勤制度，进而分析劳动效率、组合作业的正确性、满足施工节点的进度、人力资本需求等信息，为判断提供依据。同时，也可以将考勤记录作为解决劳动工资纠纷的重要依据。（3）系统的安全培训，个性化的信息管理。传统的安全培训通常是成批进行的，并建立成批培训记录。这种方法难以实现对员工个人信息的全面查询，不利于员工人身安全教育的评估。3.2

BIM建造管理系统BIM建筑管理主要是通过BIM技术对各个施工阶段的信息系统进行管理，从而实现过程控制、分析和预测的效果。BIM最突出的特点是多维模型，提高了工程项目的可视化和协调性。可以建立设计与施工相结合的工程模型，有效降低退货量和工程概率，这是提高连通性和降低安装成本的关键措施。BIM施工平台可以通过进度展示、过程分析、过程优化等方法预览和显示技术参数、质量参数和安全参数，将工程成果集中在BIM软件中。本工程采用SSGF优质施工体系，房屋基础浇筑铝合金配筋。根据施工设计图纸，还可以对铝合金模块进行设计和优化。利用BIM技术对建筑各模块的数据进行分类建模，并将预留的位置显示在模块上，有效避免遗漏。模块建模时，模块封闭、矛盾分析与设计单元协调不合理。图纸经项目经理和设计单位审核后进行优化。3.3

绿色建筑施工管理在具体的现场施工过程中，需要用到很多建筑材料，包括水泥、沙子等。使用这类建筑材料通常会对工地环境造成不同程度的污染；大型机械设备和大量车辆往往产生较大的环境噪声污染，这也是环境噪声污染的一种行为。这不仅偏离了国家提倡的绿色建筑的理念，也不适合现代建筑的节能保护理念。在应用该技术的过程中，通过对施工现场具体工况的前期规划模拟和布局，可以在实践中解决和优化智能施工现场。因此，面对施工现场的生活用水问题，可以采用初步设计方案模拟水电站，选择合适的施工场地确定施工项目，才能保证这项工作的合理性。水库可以得到充分利用。它不仅可以收集雨水和施工用水，还可以过滤沉淀物水再利用。这样既可以减少建筑业的污水排放，又可以有效回收场地资源，实现绿色建筑的基本要求。3.4

建筑工程成本控制建筑工程施工是一个漫长而复杂的过程，施工周期长，施工项目多，施工人员和设备多，施工管理难度大。工程造价管理也是工程建设管理的重要组成部分，它可以帮助施工企业提高经济利益，促进建设项目的发展。工程施工过程中必须使用大量的建筑材料、技术机械、专用设备和施工人员。智能建筑施工管理系统可以对施工机械设备、工程人员所穿的工作服和防护设施配置人工智能、传感器等。可以根据整个施工过程检测人员的施工动作和工程机械设备的运行状态。同时，必须开展预警，解决各种机具设备的使用等问题。智能建筑施工管理系统在建筑使用过程和项目进度管理中也有很好的应用，可以准确地获取项目计算结果，并进行长期质量监控。3.5

塔式起重机安全监控系统塔式起重机的稳定性是安装过程中的重要因素。将现场智能控制系统应用于塔机安全监控信息系统，对质量管理、设备控制和现场监控系统实施智能控制。安全现场控制信息系统作为一种“黑匣子”技术，在工程建设和发展过程中被广泛应用于塔机施工现场。其主要功能是对施工现场塔机作业的安全教育信息及相关数据进行动态监控。同时，如果出现违反相关技术规范的情况，还可以产生警示，从而引起广大专业技术管理人员的广泛关注，极大地增强各单位运行质量控制的科学性和安全性。3.6

平台安全设计“BIM+智慧工地”系统集中了企业数据、用户信息、互联网数据和各种服务信息，涉及的安全信息较多，容易受到入侵。此外，系统本身与第三方系统相连，需要考虑数据传输的安全性。具体的安全措施包括：（1）平台环境安全主要通过网络划分和隔离实现计算、存储、管理和访问的隔离，支持标准的HTTPS访问，支持TLS1.1/TLS1.2加密方式。不同安全级别的业务区域通过网络安全组（虚拟防火墙）或VPC（虚拟私有计算资源池）进行隔离。（2）平台应用安全要求在应用程序之间调用API之前进行认证和验证。用户使用的服务API具有防止代码注入的能力，API接口具有安全传输的能力，API接口具有过载保护的能力，API调用具有日志审计的能力。（3）平台数据安全要求保护数据信息不受威胁，具备完整的操作记录能力，用户可以对数据信息进行访问、处理和删除，对存储和传输的数据进行加密。（4）应用保护：加强应用可以有效防止移动应用被破解、盗版、重新打包、注入、反编译等，保证程序的安全性和稳定性。同时，建立严格的准入机制。（5）安全验收：系统上线前，需进行操作系统漏洞扫描、业务安全基线测试和风险评估。验收合格后方可装载业务操作。4

结束语BIM主要采用三维数字信息技术。通过构建相应的管理模型，集成了建设项目全生命周期的信息。这些信息包括