关于超高层建筑智慧工地管理系统的实施运用

关于超高层建筑智慧工地管理系统的实施运用

肖昌明

中国建筑第二工程局有限公司华南公司广东省510300

摘要：随着建筑业迅速发展，智慧工地管理系统也被广泛应用于各类建筑设施施工中。华邦国际中心项目通过对智慧工地管理系统的实施运用，现对智慧工地管理系统的组成、实际使用情况及发展进行总结概述。

关键词：智慧工地管理系统；BIM技术；应用；发展

1工程概况

华邦国际中心项目位于广州市海珠区琶洲A区，该片区为广州市互联网领军企业总部核心区，核心区建成后将成为国家级“互联网+”创新示范区、全球互联网产业创新创业优选基地。项目西侧紧邻广州塔，东侧紧邻广州国际会展中心，北侧紧邻猎德大桥，与广州核心CBD珠江新城隔江相望，地理位置十分优越，致力打造成为珠江南岸全新的滨江地标性建筑。

项目总建筑面积139660.9㎡，其中108地块建筑面积71602.8㎡，110地块建筑面积68058.1㎡，总用地面积9290㎡，由1栋172.5m的办公楼（108地块）和1栋149.5m的酒店（110地块）组成，两栋楼在135m高度设置有空中钢结构连廊，设计有广州琶洲片区唯一的露天空中观景平台，通过层层错落的绿化平台将两座塔楼和空中平台有机结合，结合活动策划和琶洲规划展览、高空商业，形成整个广州市独一无二的空中综合体。

本项目具有以下施工特点：

1、项目工期紧张：根据招标文件工期要求，本项目施工工期共802天，包含了从桩基施工到工程竣工的全过程管理，施工内容多，涉及专业多，期间横跨2个春节、地下室施工阶段涉及两道内支撑拆除，地上涉及钢结构连廊安装提升，施工工期比较紧张，专业分包众多。同时，项目横跨3个雨季，3个高温季节，3个台风季，灾害天气对项目整体施工部署及工程进度影响大；

2、施工品质要求高：本项目地处广州市核心区，紧临广州塔及广交会展示中心，各类检查频繁，安全文明施工要求极高；当地政府环境监管压力巨大，绿色施工标准极高；项目致力打造成为珠江南岸全新的滨江地标性建筑，质量目标为国优奖；

3、项目施工管理难度极大：本项目外立面造型不规则，空中连廊处存在显著变化，外立面结构施工及爬架安装难度大；地下室边线紧邻红线且周边场地复杂，红线内无材料堆放场地，现场平面布置难度大；两座塔楼，多个工作面立体交叉、水平交叉施工，垂直运输量大；A栋和B栋塔楼之间设计有空中钢结构连廊，高度高达141.5m，跨度长达42m，施工难度大；

为了更方便、更高效的管理施工现场，保证现场的质量、安全及绿色施工，华邦国际中心项目引进了智慧工地管理系统，将施工现场打造成集科学、环保、智能为一体的智慧型工地。

2智慧工地管理系统的介绍

智慧工地通过三维设计平台对工程项目进行精确设计和施工模拟，围绕施工过程管理，建立互联协同、智能生产、科学管理的施工项目信息化生态圈，实现工程管理信息化、智能化。

智慧工地将更多人工智能、传感技术、虚拟现实等高科技技术植入到建筑、机械、人员穿戴设施、场地进出关口等各类物体中，并且被普遍互联，形成“物联网”，再与“物联网”整合在一起，实现工程管理干系人与工程施工现场的整合。

3智慧工地管理系统的应用

3.1搭建智慧管理云平台控制中心

为了统一管理分布在项目各个位置的高科技技术产品，华邦国际中心项目通过基于BIM、互联网、大数据、云平台、VR等新技术构件的智慧工地管理系统，搭建了智慧管理云平台控制中心，设置了BIM管理、质量管理、安全管理、物料管理、设备管理、环境监测、能耗监测等子系统建立信息智能采集、管理高效协同、数据科学分析、过程智慧预测的施工现场立体化情息模型，打通从一线操作到远程监管的数据链条，形成“端+云+大数”的业务体系，降低施工现场管理成本，实现工地管理信息化、标准化、智能化。

3.2BIM动态管理系统

3.2.1BIM动态管理系统—深化设计

BIM实现了建筑模型从传统的二维实体到三维视图的转变，使施工方式由传统施工中被动“遇到问题，解决问题”到主动“发现问题，解决问题”的转变过程。华邦项目在入场施工初，便根据设计图纸对各专业及各分项工程进行二次深化设计，并出具对应加工及施工图，确保图纸质量，提高施工效率。模型建立过程中，实时进行专业内及专业间的检测碰撞与设计复核，分析碰撞点，在施工前发现并协调解决各专业图纸问题，确保现场无返工现象发生。同时，使用BIM技术模拟工程进度，在施工过程中，将施工进度计划与BIM模型关联，用实际工程进度与模拟进度进行对比，通过分析滞后原因，继而制定对应措施，以确保工程按计划完工。

3.2.2BIM动态管理系统—临建场平布置

华邦项目地处广州海珠区磨碟沙路，施工场地狭长，各专业交叉占用地频繁，施工总平面布置难度大。针对此情况，华邦项目利用BIM技术进行施工场地总平面规划，对管理人员生活区及工人生活区进行布置。同时，模拟施工过程中各阶段作业情况，对各专业各阶段的加工厂、材料堆场进行布置，对各类防护措施及CI进行策划，确保现场各班组及各专业分包单位有条不紊地进行工程施工。

3.2.3BIM动态管理系统—VR虚拟漫游

华邦项目采用BIM模型布置施工场地，结合VR技术将施工场地虚拟现实化，工程师使用VR虚拟漫游，可以在建筑三维模型里随处走动，以第一视角展示场地布置状况，协助工程师们更直观地判断场地平面布置的合理性。

同时，BIM+VR级虚拟样板的建立，可最大程度模拟真实场景下的工艺样板，可以清晰明了地查看工程结构的每一个部件，让一些新加入项目的职工可以尽快学习掌握施工过程中的工艺工法，更快参与到现场工程施工管理中。

3.3劳务智能管理系统

3.3.1劳务智能管理系统—智能门禁

由于本工程施工内容多，涉及专业多，专业穿插多，进场施工人员流动性大，靠保安及管理人员难以对劳务人员进行有效的管理，故采用半封闭式劳务管理，以智慧工地实名制劳务管理平台为基础，通过“人脸识别”智能门禁系统，实时获取现场人员进出信息，自动统计分析现场人工数量、工种，同时将数据上传至公司施工项目现场管理系统，进行人员产值对比、功效分析，辅助项目管理决策。

3.3物料智能管理系统

华邦项目通过安装智能地磅和车辆进出管理系统，自动识别车牌、登记并获取进出场的混凝土、钢筋、模板等运输量，实时上传数据，系统自动上传并生成报表，实时管控项目主材成本。

3.4绿色施工智能管理系统—全方位环境及耗能管理

通过物联网设备实时采集环境及能耗数据，同时上传至云平台，实现施工噪声、扬尘、工程污水、用水用电的自动化检测，并反馈至降噪、喷淋降尘等自动控制设备，实现项目环境、能耗实时检测及全方位智能管控。

3.5安全智能管理系统

3.5.1安全智能管理系统—全景监控

华邦项目利用分布在施工现场的各个监控摄像头，实现对施工现场的无死角监控，同时，利用智慧工地大数据管理平台，将数据传输至监控室及智慧管理云平台控制中心。业主、监理、总包管理人员足不出户，便能利用移动应用和桌面端及时、准确掌握施工现场情况，发现工程施工中存在的安全隐患，及时采取有效措施及时整改，预防安全事故，有效提高工作效率。

3.5.2安全智能管理系统—危险报警系统

华邦项目在施工危险区域设置报警装置，配合红外感应器进行提醒、报警，当施工人员靠近施工危险区域时，报警装置会自动报警，以提高施工人员警觉性。在钢筋车间、临边防护等区域设置防拆除报警系统，防止安全围栏违拆。

3.5.4安全智能管理系统—智能化设备管理

为管理机械设备，华邦项目通搭设了智能化设备管理系统，通过运用智能化检测系统和传感器，实现塔吊防碰撞监控、运行检测、吊钩可视化、施工电梯监控等功能，同时，将所有数据传输至智慧管理云平台控制中心，对定期对所有现场设备进行远程性能监测，保障施工现场大型机械设备安全作业。

3.5.5安全智能管理系统—VR安全体验中心

考虑到施工现场人员流动性大，大部分新从业人员安全防范意识不足，而传统的说教式安全教育效率不高，华邦项目采用VR安全体验技术，对新入场人员进行安全体验教育。VR安全体验技术通过虚拟现实VR技术模拟施工现场类似的环境，充分考量基础施工、主体施工、装饰施工等各阶段重大安全隐患，以纯三维动态的形式逼真模拟出十八项VR应用场景，虚拟元素创造现实世界的完美安全教育沉浸体验，能使人“亲身”经历工程建设施工中火灾、点击、坍塌、机械事故、高空坠落等十几项工程，具有真实、互动、情节化的特点，让从业人员亲身感受违规操作带来的危害，强化安全防范意识。

4智慧工地管理系统创造的效益

智慧工地管理系统运用信息化手段，利用三维设计平台对工程项目进行精确设计和施工模拟，围绕施工过程管理，建立互联协同、智能生产、科学管理的施工项目信息化生态圈，实现施工全过程的可视化管理，可以从技术、商务及生产等方面为项目不断创造效益:

1.技术方面：通过BIM技术对设计图纸进行二次深化设计，发现问题，从根源解决问题，保证在施工前发现并解决所有图纸问题，确保现场施工进度有条不紊，按计划进行甚至提前进行，无返工现象发生。

2.商务方面：智慧工地的应用可以对工程信息数据进行采集和分析，为项目商务工作提供数据支持，节约商务管理成本，使得商务工作更轻松、高效，同时，还可以轻松的解决商务误算、漏算等问题，极大程度降低了商务报价风险，为项目创造更多经济效益。

3.生产方面：结束了以前繁琐的图纸问题，所有图纸都汇总到终端服务器，所有问题统一反馈至终端服务器，形成一个大的综合数据管理系统，管理人员可以随时随地提取需要的信息。同时，采用网络共享信息手段，可以将最新下发或变更的图纸及技通共享出去，现场各班组管理人员运用手中的移动智能手机，可随时随地轻松查看最新图纸及技通，指挥工人进行施工，提高工作效率。

5结语

现阶段智慧工地管理系统尚停留在通过借助人工智能技术，起到扩大人的视野、扩展感知能力以及增强人的某部分技能的作用，即感知阶段，正在向替代阶段迈进。

替代阶段：借助人工智能技术，来部分替代人，帮助完成以前无法完成或是风险很大的工作。例如共有“吊钩视频监控系统”能够实施的检测、查看到吊钩的运行轨迹，替代了传统的地面指挥人员，从而减少意外伤害的发生。

智慧阶段：随着人工智能技术不断发展，借助其“类人”思考能力，大部分替代人在建筑生产过程和管理过程的参与，由一部“建造大脑”来指挥和管理智能机具、设备完成建筑的整个建造过程，这部大脑具有强大的“知识库”管理和强大的自学能力，也就是“自我进化”能力。人转为监管“建造大脑”的角色。

参考文献

[1]罗淑平，许桂芳.BIM技术在建筑设计及施工过程中的应用[J].价值工程,2018,37(03):40-43.