基于BIM的鐵路用小型預制構(gòu)件跟蹤管理

劉 燊， 秦志遠， 王長茂

(中國建筑土木建設有限公司，北京 100071)

0 引 言

鐵路用小型預制構(gòu)件的應用使鐵路建設施工工期縮短、生產(chǎn)效率提高，滿足社會可持續(xù)發(fā)展的要求和理念。但由于構(gòu)件種類繁多，并且工序十分復雜，因此對其進行管理的難度較大。在實際施工過程中，構(gòu)件管理信息的傳遞難度也較大，嚴重影響整體施工進度?；诖耍疚慕Y(jié)合BIM技術，對鐵路用小型預制構(gòu)件跟蹤管理方法進行設計研究。

1 小型預制構(gòu)件跟蹤管理方法設計

1.1 基于BIM的預制構(gòu)件信息匯總

利用BIM技術，將鐵路用小型預制構(gòu)件的相關參數(shù)引入，并自動得到預制構(gòu)件運輸BIM模型。雖然通過BIM能夠?qū)崿F(xiàn)對模型以及相關信息的查找，但對于其各個環(huán)節(jié)的信息很難實現(xiàn)實時跟蹤定位[1]。因此，本文針對這一問題進行優(yōu)化，在傳統(tǒng)預制構(gòu)件運輸模型的基礎上，引入“云+端”的模式，將模型當中的數(shù)據(jù)以及預制構(gòu)件現(xiàn)場采集的各類數(shù)據(jù)通過協(xié)同方式存儲在云端數(shù)據(jù)庫當中，再利用平臺完成對所需數(shù)據(jù)的查詢和調(diào)用。利用BIM技術對預制構(gòu)件信息進行實時采集、存儲和管理，并將其與預制構(gòu)件在生產(chǎn)、運輸和安裝過程中得出的相關信息匯總，以此實現(xiàn)從生產(chǎn)到安裝整個過程的信息管理[2]。其主要流程是在信息采集的過程中，通過直接或間接的方式獲取預制構(gòu)件狀態(tài)信息、時間信息、位置信息等，再將其輸入到BIM的數(shù)據(jù)庫當中進行統(tǒng)一管理，再由BIM自動對數(shù)據(jù)進行分析和處理，由相關參與方利用BIM對數(shù)據(jù)進行調(diào)整，并針對異常數(shù)據(jù)問題進行溝通交流，以此為后續(xù)生產(chǎn)安裝協(xié)同提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

1.2 預制構(gòu)件信息二維碼標簽生成

為實現(xiàn)對鐵路用小型預制構(gòu)件各類信息的實時跟蹤管理，本文引入BIM技術，借助其實現(xiàn)對信息的快速采集與上傳，提高管理方法的信息化水平。二維碼技術是BIM技術當中最常見的一種應用技術，將二維碼與預制構(gòu)件一一對應，以此實現(xiàn)現(xiàn)實與BIM模型之間的連接。利用移動終端設備對二維碼進行掃描以此獲取到預制構(gòu)件的相關信息，見表1。

表1 二維碼標簽中預制構(gòu)件信息表

按照表1中的信息內(nèi)容，對預制構(gòu)件信息二維碼標簽生成，并得到如圖1所示的二維碼標簽樣式。

圖1 預制構(gòu)件信息二維碼標簽樣式

在二維碼生成軟件當中，新建模板，并將預制構(gòu)件名稱、設備ID、分包、樓層等信息輸入到程序當中，由程序自動根據(jù)設置的參數(shù)對屬性值變化內(nèi)容進行調(diào)整。由于小型預制構(gòu)件在外形上的差別較小，因此單純采用二維碼技術對各個預制構(gòu)件進行逐個掃描管理效率會受到影響[3]。因此，針對這一問題，本文將二維碼技術與RFID技術相結(jié)合，通過打印機打印的方式將上述生成的二維碼信息打印到RFID標簽紙上，將其隨著預制構(gòu)件一同進行運輸，并在傳輸?shù)礁鱾€位置時由專人利用RFID手持機對RFID標簽紙進行掃描，獲取相關信息。同時，在運輸?shù)倪^程中也可以通過移動數(shù)據(jù)終端對二維碼信息進行掃描獲取預制構(gòu)件的信息。

1.3 預制構(gòu)件運輸過程實時定位跟蹤

在預制構(gòu)件從生產(chǎn)廠到鐵路建設過程中，結(jié)合二維碼技術可實現(xiàn)對預制構(gòu)件運輸狀態(tài)等相關信息的實時定位跟蹤。整個定位跟蹤流程需要涉及的設備見表2。

表2 預制構(gòu)件運輸過程實時定位跟蹤設備信息表

結(jié)合表2中所有設備，得出預制構(gòu)件運輸過程實時定位跟蹤流程,如圖2所示。

圖2 預制構(gòu)件運輸過程實時定位跟蹤流程

預制構(gòu)件在完成生產(chǎn)后，其生產(chǎn)廠商應當將與預制構(gòu)件有關的信息錄入，并協(xié)商配送時間。當預制構(gòu)件出廠后，由運輸人員通過PDA掃碼器對二維碼進行核對，并將預制構(gòu)件的運輸狀態(tài)一并發(fā)送到，通過GPS定位對位置信息進行實時上傳，并完成對預制構(gòu)件運輸狀態(tài)的更新。相關管理人員可以根據(jù)GPS終端界面顯示的實時數(shù)據(jù)對預制構(gòu)件的運輸狀態(tài)及進度進行實時監(jiān)測，方便對未來施工工期的調(diào)整，避免由于預制構(gòu)件在運輸?shù)倪^程中出現(xiàn)問題，未能及時送達而造成最終施工進度的增加。

2 對比實驗

本文通過上述論述，實現(xiàn)了對基于BIM的鐵路用小型預制構(gòu)件跟蹤管理方法的理論設計，為進一步探究該方法在實際應用中的效果，開展如下對比實驗。本文選擇以某地區(qū)正在施工的鐵路建設項目為例，將其相關數(shù)據(jù)作為實驗依據(jù)。在該項目當中需要使用的預制構(gòu)件共包含5種不同類型，分別利用本文提出的管理方法和傳統(tǒng)管理方法對2種不同類型預制構(gòu)件進行管理，對比兩種管理方法下，5種預制構(gòu)件從生產(chǎn)到完成安裝的時間。為了更直觀地對兩種方法管理結(jié)果進行比較，將實驗結(jié)果繪制成表，見表3。

表3 兩種管理方法實驗結(jié)果對比表

從表3可以看出，在兩種不同管理方法下，從預制構(gòu)件生產(chǎn)到完成安裝的時間存在較大差異，明顯本文管理方法耗時更短。同時，在對類型Ⅴ預制構(gòu)件進行管理時，傳統(tǒng)管理方法在應用中出現(xiàn)了構(gòu)件丟失的問題，因此無法完成安裝，需要重新選購預制構(gòu)件。通過對比實驗證明，本文提出的基于BIM的鐵路用小型預制構(gòu)件跟蹤管理方法具有更高的管理效率和管理精度，在實際應用中能夠促進整個施工的快速完工，確保構(gòu)件在運輸過程中的實時跟蹤，并實現(xiàn)多方協(xié)同。

3 結(jié)束語

當前裝配式施工得到了快速地發(fā)展，在鐵路建設領域當中，小型預制構(gòu)件的應用大大提高了鐵路建設項目的效率。通過本文研究得出，在對鐵路用小型預制構(gòu)件進行跟蹤管理時，引入BIM技術，能夠?qū)崿F(xiàn)更高效率地管理。但由于當前BIM技術在裝配式建設領域當中的應用實例較少，并且沒有配備較為完善的應用機制，因此本文管理方法在實際實施仍然存在一定問題。但未來BIM技術的應用會逐漸成熟，傳統(tǒng)管理方法會被代替，會進一步推動本文跟蹤管理方法的應用。因此，為實現(xiàn)該管理方法在鐵路建設當中的廣泛應用，本文還將不斷引入新的技術，實現(xiàn)對管理方法的優(yōu)化。