基于物联网与BIM交互技术的大型预制梁场运维管理

彭镇东，彭岸，易强，曹武

（中建五局土木工程有限公司，湖南 长沙 430000）

本文以武汉市四环线武湖至吴家山段第一合同段的预制梁场为例，工程位于武汉市黄陂区，工程主线全长6.91km，含特大桥五座，互通立交一座，服务区一座，全线预制小箱梁共计2416片，工程沿线设大型预制梁场一座，占地面积102.7亩，内设制梁台座75个，存梁台座75个，钢筋安装台座15个，龙门吊12台，钢筋加工厂一座。预制场内配套安装有养护系统，消防系统，供电系统，照明系统，视频监控系统，有害气体及环境监测系统，排水系统，工人实名制管理系统等设施。

1 物联网与BIM

1.1 物联网

物联网建筑业的集成应用主要是通过在施工现场安装RFID、红外感应器、GPS、激光扫描器等信息传感设备，按照规定的协议，将任何与工程建设相关的人员或物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。该项技术有三项特点：一是全面感知性，利用传感器、RFID和二维码等采集技术，随时获取现场人员、材料和机械数据；二是可靠传送性，利用互联网和通讯网络，实施获取的数据可随时交互共享；三是智能处理性，利用云计算、大数据等智能计算技术对海量数据进行分析处理，提取有用信息，实现智能决策与控制。

1.2 BIM

在工程建设领域，BIM（建筑信息模型）技术凭借其可视化，协调性，模拟性，优化性和可出图性的优势在现场施工管理中正在被广泛运用。如施工策划阶段，对施工组织和技术方案进行分析模拟，预知将出现的问题，对方案进行优化，制定应对措施；在施工过程中将成本、进度与模型结合，形成5D施工模型，帮助工程管理人员实现对进度、成本、质量的全面把控。

目前，BIM技术的应用逐渐呈现出与物联网、智能化设备集成应用的趋势，发挥着更大的作用。

2 物联网与BIM交互技术在预制梁场运维管理中的应用

预制梁场肩负着预制小箱梁加工生产的重要任务，而对梁场的日常运维管理的好坏直接影响着工程全线小箱梁生产工作的质量、安全、进度、文明施工及环境保护等各方面要素是否处于受控状态。通过综合运用BIM、物联网、移动智能终端等软硬件信息化技术，与预制梁场的生产工作相结合，对预制梁场中的各项系统集成统一管理，提高预制梁场的生产效率、管理效率和决策能力等，从而实现预制梁场的数字化、信息化、智慧化管理。

2.1 构件跟踪

在预制小箱梁的生产加工过程中，对每一片小箱梁进行编码命名，利用RFID(射频辨识系统)技术，在预制小箱梁中埋入RFID芯片，开始一道工序前扫码录入构件名称，开始施工时间，责任人；工序完成后再扫码、确认完成时间、质量验收情况等信息录入。在进行扫码的同时，预制小箱梁的信息数据就同步到了BIM模型当中储存，管理人员可以通过移动设备查阅预制小箱梁的生产进度情况。此外，通过小箱梁内置的RFID，配合手持读写器，可精确定位小箱梁的安装位置，实现对预制构件生产、运输、安装的全过程跟踪。

2.2 预制梁场集成化管理

武汉市四环线武湖至吴家山段第一合同段预制梁场中所运用的管理系统和生产设备较多，但相互之间缺少协同互动，呈现出碎片化、孤岛化。这些技术应用之间缺少一个纽带，无法将其作用发挥到最大。

为了解决这一问题，可以建立以BIM可视化技术为基础，以物联网，大数据为支撑，整合预制梁场碎片化应用系统，结合行业规范标准，项目管理制度的集成平台，实现对预制梁场的信息化、标准化、智能化、精细化管理。预制梁场的集成化管理并非将已有的系统功能简单拼凑，而是将各个系统模块进行有效整合。将原本没有关联的模块之间串联起来，实现各系统之间的共享与协同，将集成化平台价值发挥到最大。该集成化平台的主要功能覆盖到以下几个方面：绿色施工管理（排水系统、供电、照明、环境监测等系统，养护系统），安全管理（消防系统、监控系统），技术管理（BIM可视化交底），劳务实名制管理（劳务实名制系统）。

（1）绿色施工管理。预制梁场的绿色施工管理主要是针对场站扬尘噪音控制，污水排放，水循环利用和生产生活节电方面的管理。如通过在预制梁场内布置噪声、扬尘监测仪器，仪器利用GPRS/4G网络与集成化管理平台进行数据交换，仪器获取的数据实现对梁场周围大气环境的监测，当粉尘、PM2.5超标时，施工人员及时对场地进行洒水降尘处理，并对每日梁场空气质量数据统计分析，形成专题图表。再如预制梁场养护系统，接入到集成管理平台中，平台根据每日天气情况，气温、湿度，对预制梁养护的间隔进行自动调整，减少水资源浪费。

（2）安全管理。预制梁场安全管理，主要针对预制梁场的施工安全、用电安全的管理，如在预制梁场厂区内布置监控系统和消防系统，将监控系统和消防报警系统接入到集成管理平台，通过监控和消防报警系统对预制梁场施工进行实施监控。

（3）技术管理。利用BIM技术进行建模，利用其可视化的特点进行模型漫游；预制小箱梁的架设方案模拟，辅助方案进行优化；小箱梁施工，吊装的安全技术交底，规范施工工艺流程，提高施工质量，减少不安全的行为发生。

（4）劳务实名制管理。劳务实名制系统主要用于对预制梁场实现封闭式管理，对作业工人实行实名制管理。在梁场出入口安装门禁闸机设备，所有作业工人打卡上下班，同时也能避免无关外来人员进入施工现场。每日考勤数据将传回至管理平台，并可生成考勤表格，对工人出勤率进行统计。

3 结语

通过利用以BIM与物联网技术为载体的集成化管理平台，将许多辅助施工管理，提高施工效率，节能减排的松散化的应用系统进行集中化、标准化管理，实现预制梁场各应用系统的统一部署、统一运行、统一维护。通过平台的应用为预制梁场的生产过程中的安全、进度、质量和节能减排等的管理构成赋予智慧感知能力，真正实现工地智慧化。

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