CN110008648A - 一种基于bim模型的智慧工地集成实施方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于BIM模型的智慧工地集成实施方法，包括建立BIM模型、BIM模型的碰撞和限界检查、施工方法模拟、三维变更、算量对比管控、更新BIM模型和管理工况信息二维码；本发明利用BIM技术对施工进行不同施工工艺和方法的模拟并进行三维交底，快速精确算量、计划材料，减少浪费，多算对比，有效管控；研究了现场二维码在施工现场的应用问题，现场问题的管理从粗放式变成集成化、信息化。

Description

一种基于BIM模型的智慧工地集成实施方法

技术领域

本发明涉及建筑工程技术领域，更具体地说，涉及一种基于BIM模型的智慧工地集成实施方法。

背景技术

目前，关于建筑工程，具有如下特点：其一，交叉作业多：土建、装饰、工艺设备、给排水、通风空调、动力照明、环境与设备监控、网络、自控等多系统工程 ，相互穿插施工较多；其二，室内管线分布多；其三，施工工序繁杂：高支模、深基坑开挖及支护工序多；其四，精细化管理：项目单体建筑多，涉及专业多，施工过程中劳动力、物资、机械设备调配频繁，风险源多，风险控制难度大。而关于水厂的工程，其主要新建筑物有：平流沉淀池、砂滤池、清水池、二级泵房、综合加药间、污泥综合处理车间、生物景观处理池、综合楼、食堂、门卫室、厂区道路、管网及绿化等单体工程。

BIM是建筑信息模型是以三维数字技术为基础，集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型。国外对BIM技术的研究和开发起步早，应用早，并已验证BIM技术的应用潜力。美国在BIM领域的研究与实践起步较早，时至今日美国大多建筑项目都已应用BIM，且BIM应用种类繁多。在我国要贯彻到整个产业链，使BIM真正应用到行业实践，尚需时日。

BIM技术是一种多维模型信息集成技术，是对建筑工程物理特征和功能特性信息的数字化承载和可视化表达。在项目策划、运行和维护的全生命周期过程中进行共享和传递，使工程技术人员对各种建筑信息作出正确理解和高效应对，为各方建设主体提供协同工作的基础，在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥重要作用。该技术在国内发展中，大型建筑企业都在积极探索应用，但是该技术在市政净水厂工程中应用较少、技术不够完善。

作为现代施工企业，我们以信息科技为依托，把信息模型为基础的BIM综合应用在水厂项目中全面推广，在项目前期策划、施工过程、运营维护及后期保修阶段全程引用，为项目的进度管理、质量管理、成本管理及施工协调引入新的方法，更高效，快捷、合理的进行全面管控。而正确、全面的BIM模型是一切信息应用的基础，在模型创建的不同阶段，不同规则直接影响后期模型的质量及应用范围，建立正确的模型并赋予正确的信息是关键。

以往看二维图纸想象三维构造容易对设计造成误解，而BIM的三维模型图元唯一、直观。也正是模型的直观性，大家一目了然，提高了建筑识别功能，降低了各参与方的门槛，提高了沟通效率。在模型的应用过程中针对施工中的重点、难点、风险点进行施工模拟，寻找到更加合理的施工解决方案。强大的工程量统计功能为施工生产及工程算量提供了更加可靠、准确的信息。在对照设计二维图纸建立三维模型的过程中发现图纸问题，及早纠错优化。参考总工期计划，物资总控计划、季、月计划，通过模拟施工，对施工现场土方调配、材料设备堆场等进行三维对比优化设计，减少现场的二次搬运以降低成本。通过将土建模型与机电模型结合，进行碰撞检查、施工漫游，优化施工组织。

发明内容

有鉴于此，为解决上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于BIM模型的智慧工地集成实施方法，利用BIM技术对施工进行不同施工工艺和方法的模拟并进行三维交底，快速精确算量、计划材料，减少浪费，多算对比，有效管控；研究了现场二维码在施工现场的应用问题，现场问题的管理从粗放式变成集成化、信息化。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种基于BIM模型的智慧工地集成实施方法，包括以下步骤：

S1：主控制系统调用BIM云端系统，建立基于5D数据的土建及机电工程信息的总的BIM模型；

S2：通过BIM模型的碰撞和限界检查，主控制系统通过控制塔吊防碰撞系统、集成环境监测系统，并提前解决各种管道之间及管道与土建之间的碰撞问题，以及建筑物的结构尺寸是否满足使用安全限界要求，生成碰撞和限界检查报告，检查设计图纸的差、错、漏，进行相应的优化处理，同时实时显示在远程视频监控系统中；

S3：通过BIM技术对施工进行不同施工工艺和方法的模拟，确定合理的施工方案和工序组织，并对施工方案进行合理优化：

S4：通过BIM模型将复杂的施工图纸转换为三维立体图形，通过对工程实体模拟查找设计不合理的部位，互联网巡更系统提出变更，用三维动态形式和生成的动画对作业人员进行全方位的施工技术交底；

S5：利用BIM模型快速精确算量、计划材料，减少浪费，主控制系统通过调用BIM云端系统进行多算对比、实时管控；

S6：互联网巡更系统、BIM云端系统、协同管理平台系统、远程视频监控系统同步并及时更新、维护BIM模型，对应更新云端的二维码信息管理系统，协同管理平台系统进行实时共享数据信息、管理并更新工况信息二维码。

进一步的，该实施方法用到的集成系统，包括主控制系统、远程视频监控系统、BIM云端系统、塔吊防碰撞系统、集成环境监测系统、互联网巡更系统、协同管理平台系统、二维码信息管理系统，所述远程视频监控系统、BIM云端系统、塔吊防碰撞系统、集成环境监测系统、互联网巡更系统、协同管理平台系统、二维码信息管理系统均与主控制系统相连。

进一步的，所述远程视频监控系统、塔吊防碰撞系统、集成环境监测系统、互联网巡更系统、协同管理平台系统、二维码信息管理系统均与BIM云端系统相连。

进一步的，所述远程视频监控系统、塔吊防碰撞系统、集成环境监测系统、互联网巡更系统、二维码信息管理系统均与协同管理平台系统相连。

进一步的，所述协同管理平台系统用于实施项目管理职能、为项目参与方提供项目信息的单一入口，用于进行项目多方进行信息交流、协同工作、实时传送和共享数据信息，实现项目业主、监理、总包、设计、分包、供应商之间的协同管理。

进一步的，所述BIM模型采用GCL与Revit构件处理的文件夹存储结构。

进一步的，所述BIM模型的信息包括几何信息、技术信息、产品信息、建造信息、维保信息。

进一步的，所述BIM模型包括土建模型、机电模型、钢结构模型、装修模型和其他模型。

本发明的有益效果是：

本发明的实施方法，通过BIM技术对工地临时建筑的建设图纸通过3D模拟发现问题并建立了三维场布模型，通过模拟人材机进出场对现场布置策划进行动态调整，形象直观；以BIM系统为突破口，已经初步探索出了“互联网+”创新型现代化社区物业化管理模式，结合项目实际，应用“互联网+施工”；该实施方法用到的集成系统，包括主控制系统、远程视频监控系统、BIM云端系统、塔吊防碰撞系统、集成环境监测系统、互联网巡更系统、协同管理平台系统等模块，以互联化、集成化、数据化、智能化为支撑，为一线效率提升、内部管控优化、领导决策支撑等提供便利，保障、助推、引领管理模式的转型升级。在未来的投标过程及施工过程中宣传展示实际成果更直观、可靠、实用。因此，本发明利用BIM提高了管理水平、提高了经济效益、降低了各类资源消耗。具体表现在以下：

1、应用BIM技术策划智慧工地解决了传统施工现场环境管理难，对外展示困难的问题；

2、研究了利用BIM技术协同工作，提高工作效率，解决了传统的粗放式管理；

3、利用BIM技术进行精细化管理，解决了现场全方位的人材机管理问题；

4、利用BIM技术对施工进行不同施工工艺和方法的模拟并进行三维交底，快速精确算量、计划材料，减少浪费，多算对比，有效管控；

5、研究了现场二维码在施工现场的应用问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的方法流程框图；

图2为本发明的系统原理框图；

图3为BIM实施的流程框图；

图4为实施例的协同应用示意图；

图中标记：1、主控制系统，2、远程视频监控系统，3、BIM云端系统，4、塔吊防碰撞系统，5、集成环境监测系统，6、互联网巡更系统，7、协同管理平台系统，8、二维码信息管理系统。

具体实施方式

下面给出具体实施例，对本发明的技术方案作进一步清楚、完整、详细地说明。本实施例是以本发明技术方案为前提的最佳实施例，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

一种基于BIM模型的智慧工地集成实施方法，包括以下步骤：

S1：主控制系统1调用BIM云端系统3，建立基于5D数据的土建及机电工程信息的总的BIM模型；便于在今后的施工中通过5D模型对建筑项目进行精细化管理；

S2：通过BIM模型的碰撞和限界检查，主控制系统1通过控制塔吊防碰撞系统4、集成环境监测系统5，并提前解决各种管道之间及管道与土建之间的碰撞问题，以及建筑物的结构尺寸是否满足使用安全限界要求，生成碰撞和限界检查报告，检查设计图纸的差、错、漏，进行相应的优化处理，同时实时显示在远程视频监控系统2中；

S3：通过BIM技术对施工进行不同施工工艺和方法的模拟，确定合理的施工方案和工序组织，并对施工方案进行合理优化：

S4：通过BIM模型将复杂的施工图纸转换为三维立体图形，通过对工程实体模拟查找设计不合理的部位，互联网巡更系统6提出变更，用三维动态形式和生成的动画对作业人员进行全方位的施工技术交底；

S5：利用BIM模型快速精确算量、计划材料，减少浪费，主控制系统1通过调用BIM云端系统3进行多算对比、实时管控；

S6：互联网巡更系统6、BIM云端系统3、协同管理平台系统7、远程视频监控系统2同步并及时更新、维护BIM模型，确保BIM模型的时效性；对应更新云端的二维码信息管理系统8，协同管理平台系统7进行实时共享数据信息、管理并更新工况信息二维码。

进一步的，工况信息二维码包括：

1、设备二维码管理：

通过BIM技术对二维码定期跟踪录入，对建筑物内各设备从生产时间→设备进场时间→现场堆码位置、顺序→设备安装→运营，全过程进行跟踪管理，在后期维护过程中运用移动终端设备（智能手机等）进行平台管理，及时方便获取设备及设备所在系统更详细的信息（如生产日期、生产厂家、与设备连接的系统简图），体现BIM在施工及运营维护的全程服务管理功能；

2、工况信息二维码管理：

在现场设立二维码公示牌，将各类工况二维码张贴在公示牌中，方便项目管理人员通过扫码的形式了解项目施工信息，实现在施工各阶段的信息化管理；

运用BIM技术制作出项目三维全景动态图，并制作成二微码张贴在项目公示牌，通过扫描二维码就可查看项目三维全景动态图，直观的了解项目的整体概况。

进一步的，本发明的实施方法，通过BIM技术对工地临时建筑的建设图纸通过3D模拟发现问题并建立了三维场布模型，通过模拟人材机进出场对现场布置策划进行动态调整，形象直观；以BIM系统为突破口，已经初步探索出了“互联网+”创新型现代化社区物业化管理模式，结合项目实际，应用“互联网+施工”；该实施方法用到的集成系统，包括主控制系统、远程视频监控系统、BIM云端系统、塔吊防碰撞系统、集成环境监测系统、互联网巡更系统、协同管理平台系统等模块，以互联化、集成化、数据化、智能化为支撑，为一线效率提升、内部管控优化、领导决策支撑等提供便利，保障、助推、引领管理模式的转型升级。在未来的投标过程及施工过程中宣传展示实际成果更直观、可靠、实用。因此，本发明利用BIM提高了管理水平、提高了经济效益、降低了各类资源消耗。

进一步的，所述BIM模型包括土建模型、机电模型、钢结构模型、装修模型和其他模型。

进一步的，所述BIM模型采用GCL与Revit构件处理的文件夹存储结构。

进一步的，所述BIM模型的信息包括几何信息、技术信息、产品信息、建造信息、维保信息。

进一步的，该实施方法用到的集成系统，包括主控制系统1、远程视频监控系统2、BIM云端系统3、塔吊防碰撞系统4、集成环境监测系统5、互联网巡更系统6、协同管理平台系统7、二维码信息管理系统8，所述远程视频监控系统2、BIM云端系统3、塔吊防碰撞系统4、集成环境监测系统5、互联网巡更系统6、协同管理平台系统7、二维码信息管理系统8均与主控制系统1相连。

进一步的，所述远程视频监控系统2、塔吊防碰撞系统4、集成环境监测系统5、互联网巡更系统6、协同管理平台系统7、二维码信息管理系统8均与BIM云端系统3相连。

进一步的，所述远程视频监控系统2、塔吊防碰撞系统4、集成环境监测系统5、互联网巡更系统6、二维码信息管理系统8均与协同管理平台系统7相连。

进一步的，所述协同管理平台系统7用于实施项目管理职能、为项目参与方提供项目信息的单一入口，用于进行项目多方进行信息交流、协同工作、实时传送和共享数据信息，实现项目业主、监理、总包、设计、分包、供应商之间的协同管理。

本实施例中，本发明应用到了水厂项目，该工程主要新建建筑物有：平流沉淀池、砂滤池、清水池、二级泵房、综合加药间、污泥综合处理车间、生物景观处理池、综合楼、食堂、门卫室、厂区道路、管网及绿化等单体工程。本实施例引用的平台是广联达BIM5D+广联云，采用PC端+移动端+web端和广联云的三端一云管理模式 ，对参建各方进行协同管理。通过，移动客户端到5D管理平台到云端协同平台的一体化应用，完成了从现场到项目管理团队到企业管理团队的无障碍沟通，现场问题的管理从粗放式变成集成化、信息化。项目参与方提供项目信息的单一入口，可以满足项目多方进行信息交流、协同工作、实时传送和共享数据信息等要求，能实现项目业主、监理、总包、设计、分包、供应商之间的协同管理。

综上所述，本发明应用BIM技术策划智慧工地解决了传统施工现场环境管理难，对外展示困难的问题；研究了利用BIM技术协同工作，提高工作效率，解决了传统的粗放式管理；利用BIM技术进行精细化管理，解决了现场全方位的人材机管理问题；利用BIM技术对施工进行不同施工工艺和方法的模拟并进行三维交底，快速精确算量、计划材料，减少浪费，多算对比，有效管控；研究了现场二维码在施工现场的应用问题。

以上显示和描述了本发明的主要特征、基本原理以及本发明的优点。本行业技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会根据实际情况有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种基于BIM模型的智慧工地集成实施方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：主控制系统（1）调用BIM云端系统（3），建立基于5D数据的土建及机电工程信息的总的BIM模型；

S2：通过BIM模型的碰撞和限界检查，主控制系统（1）通过控制塔吊防碰撞系统（4）、集成环境监测系统（5），并提前解决各种管道之间及管道与土建之间的碰撞问题，以及建筑物的结构尺寸是否满足使用安全限界要求，生成碰撞和限界检查报告，检查设计图纸的差、错、漏，进行相应的优化处理，同时实时显示在远程视频监控系统（2）中；

S3：通过BIM技术对施工进行不同施工工艺和方法的模拟，确定合理的施工方案和工序组织，并对施工方案进行合理优化：

S4：通过BIM模型将复杂的施工图纸转换为三维立体图形，通过对工程实体模拟查找设计不合理的部位，互联网巡更系统（6）提出变更，用三维动态形式和生成的动画对作业人员进行全方位的施工技术交底；

S5：利用BIM模型快速精确算量、计划材料，减少浪费，主控制系统（1）通过调用BIM云端系统（3）进行多算对比、实时管控；

S6：互联网巡更系统（6）、BIM云端系统（3）、协同管理平台系统（7）、远程视频监控系统（2）同步并及时更新、维护BIM模型，对应更新云端的二维码信息管理系统（8），协同管理平台系统（7）进行实时共享数据信息、管理并更新工况信息二维码。

2.根据权利要求1所述的一种基于BIM模型的智慧工地集成实施方法，其特征在于：该实施方法用到的集成系统，包括主控制系统（1）、远程视频监控系统（2）、BIM云端系统（3）、塔吊防碰撞系统（4）、集成环境监测系统（5）、互联网巡更系统（6）、协同管理平台系统（7）、二维码信息管理系统（8），所述远程视频监控系统（2）、BIM云端系统（3）、塔吊防碰撞系统（4）、集成环境监测系统（5）、互联网巡更系统（6）、协同管理平台系统（7）、二维码信息管理系统（8）均与主控制系统（1）相连。

3.根据权利要求2所述的一种基于BIM模型的智慧工地集成实施方法，其特征在于：所述远程视频监控系统（2）、塔吊防碰撞系统（4）、集成环境监测系统（5）、互联网巡更系统（6）、协同管理平台系统（7）、二维码信息管理系统（8）均与BIM云端系统（3）相连。

4.根据权利要求2所述的一种基于BIM模型的智慧工地集成实施方法，其特征在于：所述远程视频监控系统（2）、塔吊防碰撞系统（4）、集成环境监测系统（5）、互联网巡更系统（6）、二维码信息管理系统（8）均与协同管理平台系统（7）相连。

5.根据权利要求2所述的一种基于BIM模型的智慧工地集成实施方法，其特征在于：所述协同管理平台系统（7）用于实施项目管理职能、为项目参与方提供项目信息的单一入口，用于进行项目多方进行信息交流、协同工作、实时传送和共享数据信息，实现项目业主、监理、总包、设计、分包、供应商之间的协同管理。

6.根据权利要求1所述的一种基于BIM模型的智慧工地集成实施方法，其特征在于：所述BIM模型采用GCL与Revit构件处理的文件夹存储结构。

7.根据权利要求1所述的一种基于BIM模型的智慧工地集成实施方法，其特征在于：所述BIM模型的信息包括几何信息、技术信息、产品信息、建造信息、维保信息。

8.根据权利要求1所述的一种基于BIM模型的智慧工地集成实施方法，其特征在于：所述BIM模型包括土建模型、机电模型、钢结构模型、装修模型和其他模型。