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        橫江大道信息化建設成果案例-項目級信息化應用成果

        中交第三航務工程局有限公司

        “產信融合、創新發展”

        ——中交三航局橫江大道“智慧建設云管理平臺”案例分享

        一、 企業簡介

        中交第三航務工程局有限公司是世界500強企業中國交通建設股份有限公司的全資子公司,具有港口與航道工程施工總承包特級資質,公路工程施工總承包特級資質,市政公用、建筑工程2個施工總承包一級資質,以及地基基礎工程、橋梁、隧道等4個專業承包一級資質。近年來,公司重點打造了水工、路橋、市政、鐵路和軌道交通、海上風電、投資建設等6個核心板塊,在以BT和EPC為代表的高端業務領域也有所突破,業務范圍遍及東南亞、中東、非洲、南美等18個國家和地區。在長期的工程建設工作中,在海內外贏得了良好口碑,曾被冠以“中國的脊梁”國有企業稱號,多次被評為“全國先進建筑企業”、“全國優秀施工企業”、“中國建筑業競爭力百強企業”、“全國工程質量管理先進企業”等。截止到2017年底,公司擁有在崗員工7079人,各類專業船舶123艘,大型施工機械908臺,資產總額達380.9億元。

        五十多年來,中交三航局堅持“五商中交”戰略,“三者”定位, “三轉”市場,承建了一大批標志性建設項目,為國民經濟和社會的持續發展打下了堅實的基礎。公司堅持走科技興企之路, 不斷提升自主創新能力。擁有國家級企業技術中心1個,國家級工法4項,187項自主知識產權專利,6項國家科技進步獎,66項省部級科技進步獎,11項魯班獎,9項詹天佑土木工程大獎,50余項國家優質工程獎。

        二、項目背景

        橫江大道快速改造工程(一標段、二標段)是我公司在2019年初承建的EPC項目。該項目位于南京江北新區,是南京著力打造的南京金融中心,集“融資+投資+保險”為一體的中央商務區。中央商務區目前在建有橫江大道快速改造工程(一標段、二標段)、江北新區中心區地下空間一期、浦口區頂山消防站等工程。本項目以整個江北新區中心區建設為依托,要建設一個適用于多項目、多專業、全過程的云管理平臺,具有建設難度大、工期要求緊、項目參與方多、信息交互量大、外部接口多、技術與質量要求高等特點。針對本項目的建設難點,中交三航局由局信息中心牽頭,抽調局本部、港灣院、三公司、安泰得信息化、BIM專業技術人員,成立了信息化項目部,負責整個智慧建設云管理平臺的總體規劃、組織實施及過程管控。各單位也明確信息化負責人,為信息化工作提供了有力的組織保證。

        目前平臺建設已初見成果,一級平臺已上線實施,BIM模型和GIS場景的搭建已跟上施工進度,智慧工地數據已接入平臺,進度、質量、安全、成本數據已陸續錄入平臺。

        三、平臺建設思路

        通過對項目招標文件以及對業主詳細的調研,整個智慧建設云管理平臺頂層設計,明確了本項目智慧建設云管理平臺的建設思路及建設內容。

        以“BIM+GIS”為數據載體,“物聯網+互聯網+云計算”為數據傳輸手段,“項目管理+人工智能+大數據”為數據運轉核心,建設一套基于GIS、BIM、AI技術的全生命周期的智慧建設云管理平臺。實現業主、設計方、總承包單位、分包單位、監理單位及其他各參建方的協同管理。

        圖1BIM+GIS平臺

        四、平臺建設內容

        平臺建設內容主要包括“四個建設”即:BIM及GIS場景建設、平臺建設、移動端建設、智慧工地建設。并在此基礎上搭建“一個庫、一個平臺、多層次應用”的系統架構。為業主提供工、料、機及質量、安全、進度、計量、成本等全方位的項目管控提供信息化支撐。

        1、BIM及GIS場景建設及應用情況

        通過建立BIM建模標準,使所有模型精細度及顆粒度達到統一,同時為了滿足平臺運用的要求,所有模型都要有統一的WBS編碼及工程量等數據。目前所有模型都已導入平臺,建模進度大于施工進度。

        GIS場景的建設除基于地質模型與地質勘察報告外,為了進一步提高場景的精度與實時性,還結合了現場傾斜攝影的資料,為業主提供準確、實時的GIS場景。

        2、平臺建設及應用情況

        平臺建設內容主要包括:數據標準的建立、基于BIM+GIS綜合應用、進度管理、質量監控、安全管理等。

        (1) 數據標準的建立

        由于平臺是一個多項目的平臺,各個項目都有自己的子系統需要把項目的質量、安全、進度、計量等數據傳入平臺,所以需要建立起一套統一的數據標準,從而滿足多項目管理的需求,目前數據標準已初步建立,各項目的基礎數據已經陸續接入平臺。

        (2) 基于BIM+GIS綜合應用

        以三維可視化動態交互方式達到身臨其境的全方位審視效果,從任意角度、距離和精細程度觀察場景;平臺提供包括測距、測高、面積測量、地表開挖、開啟高程、模型隱藏、改變地形透明度等功能在內的常用GIS分析技術;通過重點工區、重點工程、WBS等多種方式快速定位和檢索模型,并可以查看任意模型的設計屬性、施工屬性以及相關的文件資料。目前GIS場景已經基本搭建完畢,已投入使用,BIM模型的建模進度也已超出施工進度。

        (3) 進度管理

        通過平臺進度模擬模塊,可以對進度計劃、BIM模型、三維地理信息進行數據集成,用戶可以在系統里編制計劃或者通過project編制進度計劃導入到系統中,依據進度計劃按照時間順序模擬施工,將甘特圖、三維可視化場景和資源消耗列表相結合,在三維電子沙盤中清晰直觀地了解各個時間節點完成的工程量和達到的效果,方便項目的各個參與方形象生動的動態展示施工進度計劃。目前進度管理已經上線使用,施工單位已經按平臺要求錄入進度數據。

        圖2 項目進度管理

        (4) 質量監控

        可以在BIM模型上關聯質量報驗資料,并可在后續追溯質量報驗信息,下載或打開質量報驗附件。在施工過程中,實行檢查驗收制度,檢驗批嚴格按照相關要求和標準進行檢查驗收,利用BIM龐大的信息數據庫,將任務眾多的工作具體分解,將BIM模型和其相對應的規范及技術標準相關聯,依靠移動端進行精準的檢查驗收工作,輕松地將檢查驗收過程及結果予以記錄存檔。

        (5) 安全管理

        通過對接各項目智慧工地的數據,提供詳盡的人員信息(勞務實名制)管理、人員定位管理、視頻監控管理、機械設備管理、環境監控管理等全方位的安全管理,目前智慧工地的數據已經接入平臺,并根據業主要求進行展示。

        3、移動端建設及應用情況

        為了滿足移動辦公的需要,平臺配套移動APP,用戶可以在移動APP上查看所有平臺的業務及智慧工地的數據,并可以通過移動APP錄入進度、質量巡檢、安全檢查等數據。目前業務數據及智慧工地數據已經可以在移動APP上面查看。

        4、智慧工地建設及應用情況

        智慧工地的建設主要包括:監控中心、VR安全教育體驗、視頻監控、環境監測、實名制管理、人員定位系統、智慧天眼、特種設備監測、升降機管理、混凝土車輛超載超速管理、高支模/腳手架監測等。

        圖3 智慧工地項目看板

        (1) 監控中心

        為了良好的展示現場智慧工地建設情況,現場監控、監測數據能夠很好的呈現,已在各個項目部建立自己的監控中心,并配置監控大屏,實時展示施工過程信息。

        (2) VR安全教育體驗

        目前建筑工地傳統安全教育主要體現為“灌輸式”、“填鴨式”培訓,盡管絕大多數工人能夠順利通過考核上崗,但安全意識卻始終參差不齊。因此,需要建立一個VR安全教育體驗系統,通過對安全繩體驗、安全帽體驗、洞口墜落體驗、觸電體驗,還包含安全用電、消防滅火、坍塌、高空墜落、物體打擊、機械傷害、火災、機械傷害、物體打擊等項目的虛擬化、沉浸式體驗,讓施工從業人員親身感受違規操作帶來的危害,強化安全防范意識,熟練掌握部分安全操作技能,從而達到施工安全教育目的。

        (3) 視頻監控

        將遠程監控獲取的各種數據信息進行處理和分析,實現遠程視頻自動識別和監控報警。同時,可通過APP實現移動監督,從而極大的提高建設工程安全生產的監督水平和工作效率,有效避免對工地安全狀況掌控的隨機性和不確定性,保障監督、及時消除安全隱患,實現安全生產。目前,已經按施工進度布設視頻監控,監控信息已經接入平臺及移動端APP。

        (4) 環境監測

        環境保護是我國的一項基本國策。環境監測是環境保護工作的重要組成部分,是環境管理的基礎和技術支持,而空氣質量監測又是環境監測的一個重要組成部分。將施工因素對周邊環境及造成的影響降至最低是項目工作的前提。此外,施工現場的環境關系也到施工人員的安全和產品的質量。通過遠程數據監測系統可以對施工區域環境指標進行實時有效的監測管理??蓪⑺蟹秶膮^域納入監管范圍,真正實現有效管理和標準化。目前已經在幾個典型區域布設了環境傳感器,區域內的溫度、濕度、噪音、PM2.5、PM10、風速、風力等數據已經接入平臺。

        (5) 實名制管理

        考慮各個項目部施工現場區域較多,如項目部駐地、鋼筋加工場、預制場、拌合站等,相應的施工風險因素較多,施工人員較多,工種復雜,人員、設備、車輛流動性較大,因此在施工現場設置人員進出管理系統相當必要。進出管理系統設計采用“人車分離”的原則,該系統主要由人臉識別考勤系統和車輛識別系統組成。目前人員的識別已經上線使用。

        (6) 人員定位系統

        人員定位系統使得業主、項目管理人員可以通過實時地圖顯示人員位置進行人員調度管理。通過記錄工作人員的實時位置,查看一段時間內人員分布情況,應對災情、突發事件,能快速輔助施救方案制定,為BIM平臺提供人員位置數據或數據接口。目前人員定位數據已經接入平臺,用戶可以通過平臺查看施工現場的人員分部、人員組成及人員的歷史軌跡。

        (7) 智慧天眼

        智慧“天眼”采取基于新一代深度學習AI技術,結合人臉檢測算法可以高效檢測各類復雜場景下的人臉識別,可以準確定位人臉特征點,進行精準人臉比對和人臉識別。目前智慧天眼已經投入使用,管理人員可以通過智慧天眼,了解現場人員安全帽的佩戴情況,并進行實時的管理。人員進入禁止區域、沒有佩戴安全帽等違規行為,系統將自動進行報警。系統實現了現場不安全施工行為或事件實時預警,變事后查詢為主動監控;真正做到實時預警,智能檢測,規范管理。

        (8) 特種設備監測

        對龍門吊等大型特種設備運行進行安全監控。保證施工人員的人身安全,以及工地的建筑材料、設備等財產的保全。

        (9) 升降機管理

        升降機管理系統利用其配套監控軟件,實現駕駛員身份識別、升降機運行狀態實時監控、預警。同時,將設備的運行狀態的關鍵數據實時傳送至平臺。

        (10) 混凝土車輛超載超速管理

        在工地周邊設混凝土/棧橋攪拌車超載超速監控系統,結合稱重系統,實時采集混凝土攪拌車超載超速的地理位置、超載信息、超速信息,并傳回平臺,平臺統一進行報警。

        (11) 高支模/腳手架監測

        高支模監測系統提供監測立桿軸力、桿件傾角,數據采集設備實時采集傳感器數據,并通過無線傳輸設備把數據傳輸到平臺。

        圖4人員定位數據展示

        五、取得的成效

        通過以“BIM+GIS”為數據載體,“物聯網+互聯網+云計算”為數據傳輸手段,“項目管理+人工智能+大數據”為數據運轉核心,建設一套基于GIS、BIM、lot、AI技術的全生命周期的智慧建設云管理平臺。實現業主、設計方、總承包單位、分包單位、監理單位及其他各參建方的協同管理,支持各個管理層的決策,積累各種數據,為大數據挖掘分析,江北新區中央商務區數字孿生城的建設提供基礎,為實現更高層次的監管服務,實現全壽命周期的智慧監管。

        1、 隨時隨地實時管理

        項目組成員可通過任何互聯網移動設備接入智慧建設云管理平臺。領導層可隨時隨地查閱總控功能生成的各項目的分析報表、三維可視化的項目進度、質量、安全、成本信息及現場實時監控,及時決策、輕松管控項目。

        2、 高透明高效率

        平臺整合各項目管理全流程的全部功能,支持多個項目管理。所有項目的參與方在同一平臺實時協作,消除多個軟件組合管理造成的數據偏差和重復工作,提高數據透明度及工作效率。

        3、 減少變更

        所有項目在實體建造之前先進行BIM 虛擬建造,使各項目在實際施工前便可檢測和解決碰撞、沖突等不合理的地方,大大減少了實際建造中的變更。

        4、 縮短工期

        統一平臺協同管理項目全流程,強大數據庫及報表功能支持快速、準確決策,高效和可視化的項目規劃和進度管理,節省分析時間,縮短工期。

        5、 降低成本

        不同的項目方案及變更可在系統中進行模擬和評估,以確保項目規劃的靈活性,及降低未知的風險。通過采用最優化的項目規劃方案,節約項目成本。

        6、 精益管理

        借助先進的信息化技術模擬優化每一個工作流程。管理信息通過客觀的數據源獲得(如傳感器、BIM 模型等)確保了管理信息的真實有效,所有項目參與方均能通過云平臺無縫協作,提升效益、降低消耗、實現精益管理。

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