BIM+GIS+IoT數(shù)字建管平臺(tái)構(gòu)建及其在祁婺高速公路建設(shè)中的應(yīng)用

習(xí)明星（江西交投咨詢(xún)集團(tuán)有限公司， 江西 南昌 330000）

中國(guó)公路學(xué)會(huì)舉辦的“2022高速公路信息化年度推選活動(dòng)”中，江西交通咨詢(xún)有限公司和浙江公路水運(yùn)工程監(jiān)理有限公司兩家監(jiān)理企業(yè)報(bào)送的數(shù)字建管平臺(tái)和智慧監(jiān)理系統(tǒng)獲得了“創(chuàng)新技術(shù)類(lèi)”獎(jiǎng)項(xiàng)，這說(shuō)明，監(jiān)理行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型取得了積極成效。

1 背 景

目前，以信息技術(shù)為核心的新一輪科技革命正在孕育興起，數(shù)字化轉(zhuǎn)型是時(shí)代發(fā)展的大勢(shì)所趨，日益成為創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展的先導(dǎo)力量，深刻改變著人們的生產(chǎn)生活，有力推動(dòng)著社會(huì)發(fā)展，任何行業(yè)、任何個(gè)人如不積極對(duì)接，就將被時(shí)代淘汰，監(jiān)理行業(yè)也不例外。

大力推進(jìn)監(jiān)理產(chǎn)業(yè)數(shù)字化的要求非常迫切，交通建設(shè)行業(yè)也在大力探索5G、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)及人工智能等數(shù)字技術(shù)在智慧建造、智慧高速等場(chǎng)景的創(chuàng)新應(yīng)用，全方位推進(jìn)建管養(yǎng)等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)和技術(shù)深度融合創(chuàng)新，更好地推動(dòng)高速公路向高端化、智能化、綠色化方向邁進(jìn)，監(jiān)理行業(yè)必須去適應(yīng)這個(gè)發(fā)展。因此，監(jiān)理人員必須要強(qiáng)化數(shù)字思維，提升數(shù)字素養(yǎng)，培育數(shù)字思維能力，解決監(jiān)理數(shù)字化轉(zhuǎn)型“不敢轉(zhuǎn)、不能轉(zhuǎn)、不會(huì)轉(zhuǎn)”的問(wèn)題，讓數(shù)字化發(fā)展思維覆蓋所有監(jiān)理人員。同時(shí)，必須堅(jiān)持提升監(jiān)理效果的導(dǎo)向，立足監(jiān)理工作，深想一層、先行一步，深挖用活數(shù)據(jù)，搶占數(shù)字監(jiān)理、智慧監(jiān)理的發(fā)展先機(jī)，讓監(jiān)理數(shù)字化轉(zhuǎn)型這個(gè)“關(guān)鍵變量”成為推進(jìn)監(jiān)理行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的“最大增量”。

2 祁婺高速數(shù)字建管平臺(tái)構(gòu)建的總思路

引入BIM、GIS、北斗及物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，定制化研發(fā)基于BIM技術(shù)的BIM+GIS+IoT數(shù)字建管平臺(tái)，全方位融合BIM指揮中心、OA辦公、質(zhì)量、計(jì)量、進(jìn)度、安全、智慧工地及智慧黨建等應(yīng)用，是項(xiàng)目建設(shè)全方位動(dòng)態(tài)化監(jiān)管的大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)支撐，平臺(tái)采用1+N模式，實(shí)現(xiàn)1個(gè)指揮中心與8個(gè)管理系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)自動(dòng)傳遞及共享。平臺(tái)以“信息一體化、文件數(shù)字化、流程標(biāo)準(zhǔn)化、業(yè)務(wù)精細(xì)化”為主線，通過(guò)BIM+GIS+IoT數(shù)字建管平臺(tái)對(duì)建設(shè)過(guò)程中的每個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行提前模擬、實(shí)時(shí)追蹤、問(wèn)題反饋以及迅速糾偏，提高建設(shè)過(guò)程控制的靈敏度，助推項(xiàng)目精細(xì)化管理，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目建設(shè)三維可視化、施工數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程化、質(zhì)檢資料電子化、進(jìn)度統(tǒng)計(jì)自動(dòng)化、計(jì)量支付自動(dòng)化、監(jiān)理管控智慧化、人員管理智能化、安全管控信息化及工地管理智慧化。

作為江西省BIM+信息化示范項(xiàng)目，祁婺高速項(xiàng)目自主研發(fā)的BIM+GIS+IoT建管平臺(tái)為高速公路行業(yè)智慧建管平臺(tái)創(chuàng)新性帶來(lái)了啟發(fā)，針對(duì)設(shè)計(jì)項(xiàng)目BIM應(yīng)用規(guī)劃和要求，提煉形成系統(tǒng)的山區(qū)高速公路BIM正向設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)流程，推動(dòng)BIM技術(shù)在公路設(shè)計(jì)項(xiàng)目中的應(yīng)用。以設(shè)計(jì)階段成果為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目全周期BIM技術(shù)應(yīng)用示范。

3 祁婺高速數(shù)字建管平臺(tái)構(gòu)建的功能

祁婺高速項(xiàng)目BIM+GIS+IoT建管平臺(tái)功能，如表1所示。

4 平臺(tái)各板塊具體介紹

4.1 BIM指揮中心系統(tǒng)

BIM+GIS+IoT指揮中心系統(tǒng)是以“BIM（建筑信息模型）+GSD（時(shí)空數(shù)據(jù)）+IoT（物聯(lián)網(wǎng)）”三大技術(shù)為核心的智慧平臺(tái)，是整個(gè)信息化的大腦，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)、BIM、IoT、GSD等技術(shù)將公路工程項(xiàng)目所有數(shù)據(jù)集成在指揮中心系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)公路工程項(xiàng)目的萬(wàn)物互聯(lián)、數(shù)據(jù)共享。BIM指揮中心，集成各項(xiàng)數(shù)據(jù)融合，通過(guò)各項(xiàng)數(shù)據(jù)面板，可實(shí)時(shí)掌握質(zhì)檢、計(jì)量、安全及智慧工地總體情況，并且，在單構(gòu)件模式下，依托單構(gòu)件模型，展示該部位下質(zhì)檢表格完成情況，支持表格數(shù)據(jù)查看，清單計(jì)量完成情況，變更情況等（如圖1所示）。

圖 1 BIM+GIS+IoT數(shù)字建管平臺(tái)數(shù)據(jù)流

圖 2 自動(dòng)計(jì)量原理圖

4.2 OA管理系統(tǒng)

OA辦公系統(tǒng)主要功能有收發(fā)文、考勤打卡及請(qǐng)假單等，收發(fā)文實(shí)現(xiàn)了從項(xiàng)目辦到施工單位公文的上通下達(dá)，傳閱、審批、簽發(fā)及歸檔等電子化流轉(zhuǎn)方式，提高了辦公效率，實(shí)現(xiàn)了無(wú)紙化辦公和文檔管理的自動(dòng)化。移動(dòng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目溝通的扁平化，工作信息的有效沉淀、永久保存，進(jìn)一步強(qiáng)化了項(xiàng)目辦的監(jiān)控管理，能夠及時(shí)有效監(jiān)控各標(biāo)段、各個(gè)人員的文件閱知情況，實(shí)時(shí)、全面掌控項(xiàng)目人員的工作在職情況。

4.3 質(zhì)量管理系統(tǒng)

質(zhì)量系統(tǒng)通過(guò)內(nèi)置掛接好的表庫(kù)，實(shí)現(xiàn)電子資料流程化，檢驗(yàn)申請(qǐng)信息化。通過(guò)CA數(shù)字簽章，保證了資料的時(shí)效性、真實(shí)性及合法性。將以往的紙質(zhì)報(bào)驗(yàn)改為線上流轉(zhuǎn)，大幅度提高各參建單位流程流轉(zhuǎn)效率。運(yùn)用工作結(jié)構(gòu)分解、計(jì)算、審計(jì)及互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)文件材料的事前計(jì)劃、事中控制及事后檢查，發(fā)揮計(jì)算機(jī)的速度及準(zhǔn)確性的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)文件材料用表體系建立、編制計(jì)劃、表格填寫(xiě)、數(shù)據(jù)引用、表格流轉(zhuǎn)、匯總評(píng)定、檔案歸檔及數(shù)據(jù)共享等工作，全面有效提高文件材料過(guò)程管理水平。評(píng)定表格由原來(lái)的人員評(píng)定改為平臺(tái)根據(jù)規(guī)范數(shù)據(jù)自動(dòng)評(píng)定，提升管控水平。

4.4 進(jìn)度管理系統(tǒng)

進(jìn)度管理系統(tǒng)配置工程項(xiàng)目信息，進(jìn)度計(jì)劃模塊通過(guò)WBS節(jié)點(diǎn)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)WBS同一部位的自動(dòng)進(jìn)度的報(bào)表匯總展示，并把此過(guò)程展現(xiàn)到BIM平臺(tái)系統(tǒng)，直觀查看整套流程的過(guò)程，便于發(fā)現(xiàn)過(guò)程中的問(wèn)題，減輕了繁重的工作量，更有效地掌握施工進(jìn)度情況。

4.5 計(jì)量管理系統(tǒng)

計(jì)量管理系統(tǒng)通過(guò)WBS來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)互通，系統(tǒng)以現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)度完成，且質(zhì)量檢驗(yàn)合格為基本計(jì)量條件。系統(tǒng)以現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)度完成，且中間交工證書(shū)檢驗(yàn)合格為基本計(jì)量條件，自動(dòng)推送檢驗(yàn)合格的WBS節(jié)點(diǎn)，自動(dòng)計(jì)算本期計(jì)量數(shù)量，同時(shí)根據(jù)可計(jì)量節(jié)點(diǎn)自動(dòng)生成本期計(jì)量清單；將項(xiàng)目全過(guò)程的計(jì)量工作由人工計(jì)量改為系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)量，常規(guī)15 d的計(jì)量流程縮短為7 d，工作效率提升約50%，并且有效扼制超前、超量計(jì)量。減少了人為環(huán)節(jié)，在某種程度上也減少了“索拿卡要”的不良現(xiàn)象（如圖2所示）。

4.6 安全管理系統(tǒng)

安全系統(tǒng)人員進(jìn)場(chǎng)后自動(dòng)生成人員二維碼，二維碼信息包括有人員信息、教育交底記錄、應(yīng)急處置卡及健康卡等，目前已制作二維碼1 885張?；谙到y(tǒng)中完善的人員信息，在安全教育培訓(xùn)、安全技術(shù)交底中，實(shí)時(shí)上傳活動(dòng)照片的方式，確保培訓(xùn)、交底的真實(shí)性。在項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)，班組長(zhǎng)通過(guò)手機(jī)App即可完成班前教育交底記錄。安全管理人員通過(guò)手機(jī)App、電腦可隨時(shí)查看班前培訓(xùn)情況、進(jìn)行班組評(píng)價(jià)，查看項(xiàng)目班組排名。

4.7 智慧監(jiān)理系統(tǒng)

借助互聯(lián)網(wǎng)手段，通過(guò)大數(shù)據(jù)等新技術(shù)的應(yīng)用，研究通過(guò)智慧監(jiān)理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)智慧監(jiān)理目的。通過(guò)智慧監(jiān)理平臺(tái)，90%監(jiān)理現(xiàn)場(chǎng)工作均可通過(guò)移動(dòng)端完成，解決了監(jiān)理數(shù)據(jù)真實(shí)性和及時(shí)性問(wèn)題。智慧監(jiān)理系統(tǒng)通過(guò)在線審批替代原有的手工簽字模式，可實(shí)時(shí)跟蹤和查看審批進(jìn)度，自動(dòng)統(tǒng)計(jì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的辦理時(shí)效，便于事后追溯，有效提升監(jiān)理的信息公開(kāi)透明度。實(shí)現(xiàn)監(jiān)理工作無(wú)紙化，對(duì)關(guān)鍵部位亦形成高效監(jiān)管，智慧監(jiān)理運(yùn)用新思維、新技術(shù)，優(yōu)化監(jiān)理工作手段。

4.8 智慧工地系統(tǒng)

智慧工地系統(tǒng)主要包括智慧梁場(chǎng)、試驗(yàn)管控、路基路面管控、運(yùn)輸車(chē)輛管控、人員管理、施工現(xiàn)場(chǎng)視頻監(jiān)控、門(mén)禁、對(duì)講通信、有毒有害氣體檢測(cè)及應(yīng)急救援逃生等應(yīng)用系統(tǒng)。用戶(hù)根據(jù)自身需求設(shè)置報(bào)警閾值，當(dāng)監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)達(dá)到這個(gè)閾值時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信息并推送給用戶(hù)；現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)z像頭聯(lián)動(dòng)，在系統(tǒng)發(fā)出預(yù)警信息時(shí)，攝像自動(dòng)捕捉施工現(xiàn)場(chǎng)，識(shí)別危險(xiǎn)或違規(guī)行為，聯(lián)動(dòng)報(bào)警，減少安全事故的發(fā)生。

5 經(jīng)驗(yàn)問(wèn)題和啟示

祁婺高速BIM+GIS+IoT數(shù)字建管平臺(tái)以“BIM（建筑信息模型）+GIS（地理信息）+IoT（物聯(lián)網(wǎng)）”三大技術(shù)為核心，通過(guò)BIM、GIS、IOT、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)手段將公路工程項(xiàng)目所有數(shù)據(jù)集成在BIM指揮中心，打破了各系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)壁壘，構(gòu)建統(tǒng)一的WBS數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)公路工程項(xiàng)目的萬(wàn)物互聯(lián)、數(shù)據(jù)共享。通過(guò)內(nèi)置掛接好的表庫(kù)，在施工過(guò)程中可及時(shí)完成資料填寫(xiě)上報(bào)，監(jiān)理在收到質(zhì)檢流程通知后在現(xiàn)場(chǎng)即可對(duì)工程部位進(jìn)行檢驗(yàn)，質(zhì)量檢驗(yàn)合格后自動(dòng)推送完成節(jié)點(diǎn)，自動(dòng)匯總本期計(jì)量數(shù)量，自動(dòng)生成本期計(jì)量清單，自動(dòng)生成日?qǐng)?bào)及月報(bào)。通過(guò)流程限制，強(qiáng)制原始資料采集，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)溯源，有效遏制虛假資料，信息化平臺(tái)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了質(zhì)檢資料的自動(dòng)評(píng)定、數(shù)據(jù)傳遞、整理歸檔，大大降低了管理人員的勞動(dòng)強(qiáng)度；平臺(tái)通過(guò)固化流程、信息提示、差錯(cuò)報(bào)警引導(dǎo)一線人員完成職能工作，提高工作效率及質(zhì)量，各參建單位均可通過(guò)指揮中心平臺(tái)對(duì)各工作模塊運(yùn)行情況實(shí)時(shí)查看、監(jiān)管，及時(shí)糾偏。

BIM技術(shù)應(yīng)用處于探索階段，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，限于當(dāng)前管理及技術(shù)水平，還存在一些具體問(wèn)題。項(xiàng)目管理人員和各參建方對(duì)BIM技術(shù)認(rèn)知不夠全面深入，一部分對(duì)BIM技術(shù)的認(rèn)知還在動(dòng)畫(huà)展示層面，一部分對(duì)BIM技術(shù)比較排斥，不能主動(dòng)應(yīng)用BIM技術(shù)及平臺(tái)，遇到施工技術(shù)問(wèn)題，不會(huì)想到利用BIM技術(shù)去解決，這些都需要隨著數(shù)字化的推進(jìn)而得以重視和解決。

當(dāng)今世界，正在經(jīng)歷一場(chǎng)更大范圍、更深層次的科技革命和產(chǎn)業(yè)變革?；ヂ?lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)不斷取得突破，也為監(jiān)理行業(yè)發(fā)展增添新動(dòng)能。我們要主動(dòng)應(yīng)變，推動(dòng)監(jiān)理行業(yè)搭乘互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字化變革發(fā)展的快車(chē)，運(yùn)用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、區(qū)塊鏈及人工智能等前沿技術(shù)推動(dòng)監(jiān)理管理手段、管理模式、管理理念創(chuàng)新，從數(shù)字化到智能化再到智慧化，讓監(jiān)理少跑腿、數(shù)據(jù)多跑路，監(jiān)理工作就會(huì)更簡(jiǎn)潔、更智慧。