BIM辅助打造工程监管一体化管理新模式

平台根据建设项目管理需求设计成数据采集移动端（A端）、业务平台端（B端）和决策辅助端（C端）三个终端。A端定位于施工现场现场数据采集、代办事项处理和常用业务信息查询流转；B端定位于工程办日常管理工作；C端定位于大场景项目成果汇报、GIS+BIM项目多角度展示。三端同源，C端看结果，B端看过程。

▲ 图1 智慧工程监管平台C端

•基于建筑工程全生命周期的BIM模型自动轻量化技术

根据BIM模型在建设设计、施工建设、运维维护不同阶段的应用特点，对BIM模型进行三角网简化、外壳提取、移除重复点、模型合并、子对象拆分和操作子对象等各种自动轻量化技术，解决了BIM模型在GIS平台中存储、显示、分析应用等方面性能瓶颈问题，达到BIM模型表达小场景和GIS表达大场景的融合，实现BIM+GIS在数据和界面的深度。

•4D施工信息模型构建技术

通过将建筑物及其施工现场BIM三维模型与Project施工进度计划结合，建立4D施工信息模型，并与施工资源、安全质量以及场地布置等信息集成一体，实现了基于BIM和网络的施工进度、人力、材料、设备、成本、安全质量和场地布置的4D动态集成管理，以及施工过程的4D可视化呈现。

•大数据技术

随着BIM技术在建筑行业的广泛应用，结合施工项目的业务数据、行为数据和环境数据的采集和分析，建筑行业管理的数据已经达到PB级别，迫切需要借助分布式计算等大数据相关技术进行数据采集、存储、计算、分析和可视化展示。

本项目主要涉及到业务大数据、行为大数据和环境大数据的综合应用。业务大数据指项目不同参与方在各个阶段工作过程中产生的设计管理、计划管控、工程控制、成本管理、招采管理、资金管控等方面数据；行为大数据指企业或者从业人员在项目工作活动中通过行为产生的数据，比如通过对摄像头等传感器采集到的关键特种设备状态、现场人员分布、高空危险作业操作、烟火情况出现、特殊车辆轨迹等数据；环境大数据通过对接工地大气、水质等传感设备，整合供水、供电、燃气、燃油、垃圾收集和分运等多种类型数据，对扬尘、噪声、废水污染等污染现象进行管控和分析，以达到绿色施工。

▲ 图2 智慧工程监管平台B端

•视频监控

视频监控系统可获取并集成远程摄像头的位置和数据信息，并可根据调用指令实时调取相关监控内容，满足项目管理者对施工现场实施监控的需求。

•劳务监管

劳务监管子系统可获取所有施工单位劳务人员的信息，对劳务人员信息、门禁设备、项目组人员、门禁设备任务和人员工时等方面进行综合管理，并以图表的方式综合呈现。在施工现场，劳务监管子系统可以对闸机提取人员信息和实际考勤，掌握施工现场人员数量、工种配比、年龄结构和归属单位等信息，并将定额用工量和实际用工量进行对比，为工程办提供数据支撑，避免由于劳务问题影响工程进度。

•环境监测

通过窄带物联网技术对接施工现场环境监测传感设备，可实时查看施工现场的风力、风向、温度、湿度、噪音、PM10和PM2.5等气象和环境监测指标，如果超过预警程度，则自动提醒管理人员进行人工干预。使用环境监测子系统，可对施工工地的粉尘、噪声、温湿度、可燃和有毒有害气体浓度进行精准监控，开展绿色施工。

•进度管理

将BIM模型构件工程施工进度计划进行挂接，可实现项目进度、施工状态的三维动态模拟。将计划进度和实际进度进行对比，用BIM构件颜色、材质等差异来呈现项目在建的超前和逾期情况。通过查看项目周报，可分析查找施工逾期原因，方便指挥部清晰明了发现问题并及时解决问题。

▲ 图3 基于BIM模型的进度管理

•设计管理

对设计模型、设计进度、质量等进行全方位监管，并通过视频会商的方式进行在线沟通和协调解决问题，利用BIM模型提高设计质量，并通过设计的计划管理保障设计及时出图，控制设计对进度的影响。

•成本管理子系统

对各种造价数据进行收集、分析和预警，对项目概算、投资额、总包报量、付款金额等进行汇总和统计，并可直接对接负责人解决问题。

•大型设备监控子系统

近年来，建筑行业大量使用塔吊，由于违规超限作业和塔吊群干涉碰撞等引发的各类运行安全事故频发，造成巨大的生命财产损失。大型设备监控子系统通过采集塔吊、升降机和工程车等大型设备传感器（如高度、角度和倾角传感器）实时数据，获取大型设备的实时运行状态，通过集合各类计算模型进行对比和分析，可以提前预知塔吊吊臂相撞、吊臂因风折断、人员操作失误等引起的潜在风险的出现，及时预警并给出相应的执法意见。如此一来，可对塔吊等大型设备的使用过程和行为进行及时有效的监管，切实控制设备运行过程中的危险因素和安全隐患，预防和减少塔吊等大型设备安全生产事故的发生。

▲ 图4 大型设备监控示意图

平台于2017年3月18日正式上线提供服务，服务范围涵盖多个地块项目，为政府领导和指挥部领导提供了实时的工程信息，为工程决策提供了有效的综合信息保障；为工程办各部门、项目管理单位、监理单位、总包单位等提供信息共享平台；为各参加单位提供了统一的项目管理信息标准，提升了各工程总承办单位工程管理信息化水平。