智慧工地構(gòu)筑數(shù)字城市：綠色環(huán)保，文明工地

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們漸漸提高了對(duì)建筑物的功能要求，建筑結(jié)構(gòu)、建筑信息越來(lái)越復(fù)雜，傳統(tǒng)的施工管理手段與我國(guó)建筑業(yè)當(dāng)前的發(fā)展形勢(shì)相矛盾，如何實(shí)現(xiàn)建筑業(yè)的信息化管理成為發(fā)展建筑業(yè)要解決的首要問題。

圖撲軟件圍繞“控風(fēng)險(xiǎn)、除隱患、防災(zāi)害”工作要求，聚焦重點(diǎn)工程、重要環(huán)節(jié)，集中時(shí)間和精力，將數(shù)據(jù)可視化 Web 組態(tài)應(yīng)用到建筑施工的管理中，以廈門集美軟件園 B22 地塊為背景，搭建智慧工地可視化解決方案。通過(guò) HT 可視化有效保障建筑施工安全，遏制事故多發(fā)頻發(fā)勢(shì)頭，協(xié)助行業(yè)安全生產(chǎn)形勢(shì)穩(wěn)定好轉(zhuǎn)。

系統(tǒng)界面由 3D 仿真建筑施工過(guò)程以及可交互的 2D 動(dòng)態(tài)桌面組成。在首頁(yè)點(diǎn)擊 2D 導(dǎo)航按鈕“全屏播放”下鉆至全場(chǎng)景，首級(jí)場(chǎng)景頁(yè)面下部分展示施工完成進(jìn)度。用戶按住鼠標(biāo)左鍵左右拖動(dòng)“調(diào)整時(shí)間”按鈕，復(fù)盤施工過(guò)程。

HT 左側(cè)面板循環(huán)播放項(xiàng)目信息，包括施工時(shí)間與投入人員計(jì)劃、施工人員安全情況、工程管理目標(biāo)、創(chuàng)優(yōu)目標(biāo)以及科技研發(fā)目標(biāo)。

場(chǎng)景支持 3D 全方位漫游，展示設(shè)備運(yùn)行情況、各階段施工場(chǎng)景、人員信息等，可根據(jù)需求查看施工信息，方便觀看者通過(guò)展示可視化大屏全面直觀的查看施工綜合指標(biāo)數(shù)據(jù)。

結(jié)合 BIM 三維建模，系統(tǒng)采用自主研發(fā)的 HT for Web 產(chǎn)品，對(duì)場(chǎng)地平整、做地基、回填等各階段工況進(jìn)行全過(guò)程數(shù)字孿生，實(shí)現(xiàn) Web 三維施工管理可視化平臺(tái)，從而對(duì)建設(shè)工程造價(jià)預(yù)估，控制預(yù)算。

將建筑物及施工現(xiàn)場(chǎng) 3D 模型與施工進(jìn)度鏈接，與施工資源、安全質(zhì)量以及場(chǎng)地布置等信息集成一體。整合了建筑施工進(jìn)度、施工人員佩戴裝置、安全管理等各類系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)可視化表達(dá)，VR、手持或固定觸控設(shè)置終端都可支持，減少信息傳遞的中間環(huán)節(jié)，保證信息傳遞的時(shí)效性和及時(shí)性，統(tǒng)一項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)。

樁基礎(chǔ)由基樁和連接于樁頂?shù)某信_(tái)共同組成，具有抗地震性能好、沉降量小的特點(diǎn)。HT 支持多種模型渲染，配合 2D 面板，實(shí)時(shí)監(jiān)控樁基礎(chǔ)施工進(jìn)度。

開工前場(chǎng)地要完成三通一平。地上地下的電纜管線、設(shè)備基礎(chǔ)等障礙物均要清除完畢。各項(xiàng)臨時(shí)設(shè)施如臨時(shí)電、臨時(shí)水、安全設(shè)備準(zhǔn)備就緒，保證施工場(chǎng)地平整。

HT 可視化與施工管理系統(tǒng)融合，協(xié)助合理布置塔吊、施工電梯等垂直運(yùn)輸設(shè)備的位置，規(guī)劃好施工道路和場(chǎng)地，減少運(yùn)輸費(fèi)用和場(chǎng)內(nèi)二次搬運(yùn)；現(xiàn)場(chǎng)角落安置信息采集設(shè)備，包括局域網(wǎng)控制器，衛(wèi)星定位接收器等，通過(guò)無(wú)線通訊方式對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理，通過(guò) 3D 視圖進(jìn)行關(guān)鍵信息查看，整理基本要求與原則，提出合理的場(chǎng)地布置方案，保證施工的順利進(jìn)行，提高施工效率。

鉆孔灌注樁是工程構(gòu)筑物的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式之一，具有承載力高、強(qiáng)度剛度大、樁身變形小等優(yōu)點(diǎn)，但作為隱蔽工程卻存在施工監(jiān)測(cè)難、信息化管控水平較低等問題。

基于北斗定位技術(shù)、接觸式儀器組合法以及管理云平臺(tái) HT Cloud，從大體積混凝土無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)由溫度傳感器、無(wú)線溫度采集器、無(wú)線中繼器和管理軟件收集的數(shù)據(jù)，都可以被直接輸入到 HT for Web GIS 中，用于對(duì)高層建筑的大體積混凝土澆筑過(guò)程中溫度變化的自動(dòng)監(jiān)測(cè)，確保施工安全。通過(guò) 3D 效果實(shí)現(xiàn)對(duì)鉆孔灌注樁施工中測(cè)放樁位、成孔檢查、泥漿監(jiān)測(cè)、混凝土澆筑及質(zhì)量溯源的智能化管控。

所有樁基施工完成之后，即可安排塔吊進(jìn)場(chǎng)。塔式起重機(jī)在安裝前后和日常使用中都要對(duì)它進(jìn)行檢查。融合塔吊運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)，作業(yè)人員可實(shí)時(shí)獲取塔吊當(dāng)前運(yùn)行參數(shù)，監(jiān)控塔吊運(yùn)行狀態(tài)。

配合 3D 組態(tài)效果，HT 可對(duì)塔吊碰撞等危險(xiǎn)作業(yè)進(jìn)行報(bào)警，顯示塔吊交叉作業(yè)運(yùn)行情況，最大程度上保障塔吊作業(yè)安全。

圍護(hù)梁相當(dāng)于工程的“脊梁”，對(duì)整個(gè)工程支撐穩(wěn)定至關(guān)重要。一是保護(hù)基坑，二是保護(hù)周圍的建構(gòu)筑物和其它設(shè)施不受施工影響。傳統(tǒng)的圍護(hù)樁施工都是按圖進(jìn)行，其施工過(guò)程無(wú)法觀察，成樁后更不能開進(jìn)行開挖驗(yàn)收。

在 HT 技術(shù)的支持下，系統(tǒng)可還原每根樁所在的位置和所到達(dá)的深度，并展示在可視化大屏上，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方式，避免維護(hù)梁施工中任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，影響到整個(gè)工程的質(zhì)量和進(jìn)度，甚至給投資者造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和不良的社會(huì)影響。

土方開挖是將土和巖石進(jìn)行松動(dòng)、破碎、挖掘并運(yùn)出的工程，是工程初期以至施工過(guò)程中的關(guān)鍵工序。壓頂梁是指在頂部壓一層混凝土梁?；靥钔羶?nèi)不得含有植物、磚塊等雜物，因施工場(chǎng)地、施工機(jī)械、特殊施工技術(shù)等原因，土方回填一般采取人工夯實(shí)辦法彌補(bǔ)機(jī)械壓實(shí)不到之處。

系統(tǒng)可根據(jù)施工要點(diǎn)自主設(shè)置警告類型信息，并采用 3D 效果 1：1 高仿真模擬土方開挖全過(guò)程，避免回填之前出現(xiàn)基坑邊坡不平、基地不平的缺陷和雜物堆積，做到隨挖隨修，加快施工技術(shù)作業(yè)速度，提升工程作業(yè)質(zhì)量。

主題結(jié)構(gòu)施工可視化

裙樓一般指在一個(gè)多高層建筑的主體下半部分，施工內(nèi)容包括裙樓的主體結(jié)構(gòu)加固，主要加固形式為增大截面、外包鋼、碳纖維布等。涉及加固改造、鋼結(jié)構(gòu)、精裝修、強(qiáng)弱電、消防、幕墻等專業(yè)，多工種交叉作業(yè)、立體作業(yè)情況多。

系統(tǒng)接入施工的任務(wù)管理系統(tǒng)，通過(guò)數(shù)字驅(qū)動(dòng)取代人工匯報(bào)的反饋機(jī)制，HT 可視化大屏展示施工計(jì)劃開始與完成時(shí)間、施工主題、施工類型、施工處理結(jié)果、負(fù)責(zé)人電話和施工單位等信息，結(jié)合 360 度全景可視化結(jié)合數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)，可根據(jù)工程管理難點(diǎn)，進(jìn)行全盤策劃，綜合組織協(xié)調(diào)，確保裙樓的質(zhì)量、安全等指標(biāo)順利完成。

主體結(jié)構(gòu)是基于地基與基礎(chǔ)之上，接受、承擔(dān)和傳遞建設(shè)工程所有上部荷載，維持上部結(jié)構(gòu)整體性、穩(wěn)定性和安全性的有機(jī)聯(lián)系的系統(tǒng)體系，項(xiàng)目主體結(jié)構(gòu)體系為鋼框架-鋼筋混凝土核心筒。項(xiàng)目施工過(guò)程中采用伸臂桁架，大大提高了結(jié)構(gòu)整體協(xié)同受力能力，減小豎向荷載作用下的變形差異。

HT 針對(duì)伸臂桁架外形尺寸大、節(jié)點(diǎn)構(gòu)造復(fù)雜等特點(diǎn)，渲染桁架各施工階段應(yīng)力應(yīng)變效果。在最具代表性的位置布設(shè)傳感器，可獲取場(chǎng)景中的壓力點(diǎn)位信息，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)外框和核心筒的應(yīng)力應(yīng)變進(jìn)行監(jiān)測(cè)，代替人工分析沉降壓縮變形差對(duì)伸臂桁架內(nèi)力的影響，將核心筒與外框結(jié)構(gòu)壓縮變形數(shù)據(jù)控制在規(guī)范允許范圍內(nèi)，確保伸臂桁架施工質(zhì)量，確定焊縫對(duì)接口應(yīng)力釋放和焊接的最佳時(shí)機(jī)。

為了讓樓層更加堅(jiān)固且安全，對(duì)樓層建造時(shí)一般樓層用的都是鋼結(jié)構(gòu)。然而在施工過(guò)程中，存在樓層板邊定位困難，鋼結(jié)構(gòu)體量大，異形構(gòu)件施工等困難。

基于 UWB 定位基站，HT 結(jié)合 BIM 技術(shù)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)放樣優(yōu)化樓層板綜合排布，對(duì)層板定位可行性采取 3D 場(chǎng)景虛擬漫游，實(shí)現(xiàn)決定樓層板與鋼梁熔透焊接的焊點(diǎn)位置的效果，協(xié)同安裝，保證布置合理，達(dá)到零拆改，一次成優(yōu)。

外墻施工方面，建設(shè)工程項(xiàng)目多年來(lái)采用工程總承包和專業(yè)工程分包相結(jié)合的工程建設(shè)形式，這極易造成因?yàn)椴煌瑢I(yè)設(shè)計(jì)溝通不暢而形成工程設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)互相矛盾或設(shè)計(jì)脫節(jié)現(xiàn)象，在工程施工中經(jīng)常遇到困難，影響工程質(zhì)量。

系統(tǒng)融合外墻通風(fēng)口與外墻干掛面層節(jié)點(diǎn)處理建設(shè)工程的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，可將風(fēng)道與外墻洞口的密封固定節(jié)點(diǎn)、風(fēng)道與外墻面層的連接方式節(jié)點(diǎn)、風(fēng)道與風(fēng)口百葉連接節(jié)點(diǎn)、幕墻空腔內(nèi)風(fēng)道的保護(hù)方法等描述清楚，使原本碎片化的視頻在真實(shí)三維場(chǎng)景中全景可視。并從所需要的任意視角對(duì)整體場(chǎng)景進(jìn)行全景把握，包括主體結(jié)構(gòu)、外墻裝修、門窗安裝、通風(fēng)安裝等多個(gè)專業(yè)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位需要的追視的目標(biāo)定位。防止工程項(xiàng)目竣工投入使用后，出現(xiàn)外墻外窗的雨水滲漏、窗臺(tái)滲水、通風(fēng)口的接口漏風(fēng)、室內(nèi)吊頂受潮和風(fēng)吹擾動(dòng)變形、隔熱保溫不達(dá)標(biāo)等，影響使用功能現(xiàn)象。

幕墻是建筑的外墻圍護(hù)，不承重，像幕布一樣掛上去，故又稱為“帷幕墻”，屬于建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，在安裝幕墻時(shí)主要是露天作業(yè)，受到自然環(huán)境的影響，在使用腳手架等工具時(shí)，比較容易出現(xiàn)安全隱患。系統(tǒng)對(duì)接天氣系統(tǒng)數(shù)據(jù)，場(chǎng)境內(nèi)可針對(duì)當(dāng)日天氣數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)監(jiān)控分析，當(dāng)有極個(gè)別天氣數(shù)據(jù)出現(xiàn)時(shí)，即可調(diào)整工程實(shí)施方案，確保工程安全實(shí)施。

砌筑工程是建筑工程中十分重要的一個(gè)分部工程，對(duì)于建筑的使用壽命和質(zhì)量至關(guān)重要。傳統(tǒng)的砌體工程存在材料堆放雜亂、灰縫不飽滿、混凝土反坎、砌體開槽等質(zhì)量問題。HT 可根據(jù)施工情況自由設(shè)置報(bào)警類型，例如運(yùn)輸數(shù)量警告、瞎縫、透明縫警告等，能夠更加清晰直觀地指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工。

企業(yè)可根據(jù)情況接入?yún)^(qū)用電監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)控工地生活區(qū)內(nèi)日常用電器的電量使用情況，實(shí)現(xiàn)生活區(qū)內(nèi)宿舍、辦公室等區(qū)域的實(shí)時(shí)用電參數(shù)監(jiān)測(cè)、用電情況統(tǒng)計(jì)和超限報(bào)警等功能。污水排放處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)廢水和現(xiàn)場(chǎng)污水的自動(dòng)采樣、流量的在線監(jiān)測(cè)和主要污染因子的在線監(jiān)測(cè)。園區(qū)內(nèi)用電、用水等服務(wù)設(shè)施的 POI 數(shù)據(jù)的分布情況可全面呈現(xiàn)，保證水管、電網(wǎng)、風(fēng)管不沖突，實(shí)現(xiàn)顯示數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)感知。

通過(guò)融合 HT 智慧園區(qū)能源管理系統(tǒng)，當(dāng)施工項(xiàng)目完成之后，可對(duì)建筑用電、用水、樓宇等情況進(jìn)行集中監(jiān)控管理，減少建筑日常的能源消耗，提升節(jié)能工作的管理水平。

綠化是景觀環(huán)境中非常重要的元素，良好的綠化會(huì)給人以美的感受和自然的熏陶。系統(tǒng)支持基于地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS），對(duì)各類環(huán)境監(jiān)測(cè)點(diǎn)以及植物、雕塑、施工過(guò)程中產(chǎn)生的固體廢物類型、數(shù)量、分布位置等要素進(jìn)行可視化監(jiān)測(cè)。幫助處理傳統(tǒng)的綠化中存在的植物搭配不科學(xué)、種植位置不協(xié)調(diào)等問題。支持目標(biāo)施工詳細(xì)信息查詢，并采用 2D 組態(tài)面板展示，如材料調(diào)度與場(chǎng)布、圍墻拆除、地面硬化、地面鋪裝、綠化養(yǎng)護(hù)等信息，輔助用戶全面掌握景觀環(huán)境質(zhì)量，為用戶進(jìn)行環(huán)境治理提供科學(xué)決策依據(jù)。

完工慶典包含場(chǎng)布、環(huán)保專項(xiàng)驗(yàn)收、煙花秀場(chǎng)布、竣工驗(yàn)收現(xiàn)行媒體慶典典禮、煙花秀等流程，融合智能告警與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，HT 支持基于時(shí)間、空間、數(shù)據(jù)等多個(gè)維度的碰撞分析，為各類重點(diǎn)關(guān)注環(huán)保要素建立閾值告警觸發(fā)規(guī)則，并對(duì)于突發(fā)事件可快速定位，方便指揮人員對(duì)突發(fā)事件與周邊情況進(jìn)行判定和分析，為事件處置提供決策支持，最大限度降低突發(fā)事件帶來(lái)的影響，提高管理者對(duì)突發(fā)事件處理效率。

近年來(lái)，隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、BIM 技術(shù)的應(yīng)用日趨成熟，以“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)的為依托的智慧化建造的概念在建筑領(lǐng)域也逐漸清晰。智慧工地管理的研究及應(yīng)用，能夠有效地深化建筑企業(yè)管理模式和提高企業(yè)的實(shí)力，打通從一線操作與遠(yuǎn)程監(jiān)管的數(shù)據(jù)鏈條，實(shí)現(xiàn)勞務(wù)、安全、環(huán)境、材料各業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)的智能化、互聯(lián)網(wǎng)化管理，提升建筑工地的精益生產(chǎn)管理水平。

Hightopo 搭建的智慧施工可視化解決方案，支持智慧建筑施工多環(huán)節(jié)業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)“互聯(lián)網(wǎng)+”與建筑工地的跨界融合，促進(jìn)行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。

審核編輯：符乾江