项目概况

项目基本信息

       通州区丁各庄公租房项目位于北京市通州区宋庄镇丁各庄村，东侧、南侧临丁各庄村，西临为原状苗圃，北临北京工商大学嘉华学院，由公租房、增配商业、居住公服、幼儿园、地下车库组成（如图1所示）。该项目地下为钢筋混凝土结构，住宅4层以上为装配式混凝土结构，建筑面积为34.35万平米，地下总建筑面积为14.26万平米，地上建筑总建筑面积为20.09万平米。

图1 通州区丁各庄公租房项目鸟瞰图

        本项目建设单位为北京市保障性住房建设投资中心，北京城乡建设有限公司总承包施工，项目建成后可提供2855套公租房。该项目的建设在完善北京市住房供应体系，推进房产产业的协调健康发展，解决城镇低收入居民住房问题等方面具有重大意义。

项目难点

1.2.1 住宅产业化实施重难点多

本项目构件生产精细化程度要求高，同类型构件其截面尺寸和配筋需要进行统一设计，保证构件生产标准化；同种预制构件尺寸差别大，构件尺寸的不同会给预制构件的生产、运输、堆放、吊装、配套等带来困难；构件连接节点种类多，节点质量要求高、控制难度大。

1.2.2基础施工阶段危险性大

本项目地下车库等部位基础埋深普遍在地面以下15m左右，鉴于本项目基础具有埋置深、施工周期长的特点，危险性相对较大，因此基础施工阶段是本项目特殊施工阶段，需采取切实可行的具体措施，确保基础施工安全。需在分项工程施工前，优化施工方案，合理安排施工工序、施工工期；严格按经专家论证后的施工方案执行，对土方分层开挖、基坑边坡坡度、土钉墙施工质量控制、基槽周边堆载的控制、地上与地上水位控制及水平与垂直位移、沉降观测等方面的控制水平要求极高。

1.2.3危险性较大分部分项工程多

本项目约87处框架梁集中线荷载超过20kN/m，属于超过一定规模的危险性较大的分部分项工程范围内，模板工程及支撑体系施工除了按照规定编制、审核专项施工方案，及时组织专家论证之外，现场模架安装过程中规范性和安全性控制难度大。

1.2.4工程专业分项多

本项目除传统现浇混凝土施工及机电安装施工外，还涉及钢结构、玻璃幕墙、装配式混凝土、一体化装配装修等多个专业，如何避免各专业相互影响导致的施工阻滞，对施工平面协调管理科学严密性提出了极高的要求，能否对施工工序与工作面的合理安排，进而有助于节约项目工期，施工工序及工作面协调管理的水平要求也很高。

项目示范工作开展情况

本项目施工过程中将“BIM+智慧工地”技术作为工程项目管理和技术手段，针对项目特点与重难点实施专项解决方案，增强施工过程中探索基于数字化模式下的项目管理思路，增强数据积累能力与分析能力，运用智慧建造应用系统以BIM云平台为集成平台，通过三维模型数据接口实现土建、钢结构、机电、幕墙等多个专业模型集成，并以BIM集成模型为载体将施工过程中的进度、合同、成本、工艺、质量、安全、图纸、材料、劳动力等信息集成到同一平台。利用BIM模型的形象直观、物联网的智能感知特性，为施工过程中的进度管理、现场协调、合同成本管理、材料管理、劳务管理等关键过程及时提供准确的构件几何位置、工程量、资源量、计划时间、空间定位等，帮助管理人员进行有效决策和精细管理，减少施工变更，缩短项目工期、控制项目成本、提升质量，利用数据辅助项目管理，打破各参建单位、各部门信息壁垒，优化流程，提高效率，提高工程建设质量及项目综合管理水平，并实现数字化竣工交付，为建设单位运营维护打下良好基础。

2.1应用实施体系

2.2.1应用组织架构

根据项目实际情况与需求，在团队组建过程中，充分考虑团队的整体性，团队负责人具有较强的系统性及实际操作经验，能够协调整个项目BIM＋智慧工地的实施。除此之外，以传统的建设和管理方式为基础，以项目现有岗位职责为基础，项目部相关管理人在实施过程中全员参与，为项目BIM＋智慧工地应用落地提供保障（如图2、3所示）。

2.2.2 软硬件配置

为确保项目BIM＋智慧工地的成功实施，项目根据策划的实施内容，购进相关系列软件，如Autodesk系列、广联达智慧工地平台、协筑平台等软件，根据项目专业特点应用PKPM、Tekla等安全计算、深化设计软件，从软件配置上保证应用的顺利开展。

图2 项目组织架构

图3 项目BIM＋智慧工地应用职责分工

根据项目体量以及BIM技术策划应用内容，购配了图形建模工作站、图形建模电脑、VR安全体验设备、智能安全帽等硬件设备，软硬件投入情况如表1，2所示。

表1 软件配置表

表2 硬件配置表

2.2.3 实施标准

根据GB/T51212-2016《建筑信息模型应用统一标准》、GB/T51235-2017《建筑信息模型施工应用标准》及建设单位要求，并结合项目体量、类型、实施团队技术能力等具体情况，编制了《通州区丁各庄公租房项目BIM实施方案》《通州区丁各庄公租房项目BIM+智慧工地应用实施方案》等实施标准文件，确定了以施工阶段BIM技术常规应用为出发点，借助广联达智慧管理平台工具，实现施工阶段项目的精细化管理，提升项目管理水平的实时路线，同时向建设单位交付精细准确的信息化模型，为建设单位的运维管理提供信息化模型基础。

本项目已经编制了BIM实施方案、智慧工地实施方案、BIM建模标准、BIM部门图纸问题记录标准、管线综合原则等相关文件，建立了实施体系标准（如图4所示）。通过标准体系的建立，使BIM＋智慧工地的实施能够有依据的开展，减少应用方向偏离，应用性价比不高等风险的出现。

图4 项目BIM＋智慧工地实施标准

项目示范工作成果

3.1 全专业模型建立

项目BIM+智慧工地实施的基础与根本，首先要进行施工图设计BIM模型创建，在创建模型的过程中，发现图纸中隐藏的问题，并将问题进行汇总，在完成模型创建后通过软件的碰撞检查功能，进行专业内以及各专业间的碰撞检查，发现图纸设计中的问题（如图5所示）。此外，施工图设计模型的建立为后期深化设计工作提供深化设计模型及施工管理过程中施工过程模型提供模型基础。

深化设计模型在施工图设计模型基础上，通过增加或细化模型元素等方式进行创建。深化设计模型包括土建、钢结构、机电等模型，支持深化设计、专业协调、预制加工、施工交底等应用（如图6～9所示）。施工过程模型在施工图设计模型或深化设计模型基础上创建。由于施工图设计模型元素或深化设计模型元素没有考虑施工实施和管理要求，宜根据工作分解结构 （WBS）和施工方法对模型元素进行必要的拆分或合并处理，并按要求在施工过程中对模型及模型元素附加或关联施工信息。施工过程模型包括施工模拟、预制加工、进度管理、成本管理、质量与安全管理等模型，支持施工模拟、预制加工、进度管理、成本管理、质量与安全管理等应用。

图5 施工图设计BIM模型创建流程图

图6 BIM模型关系示意图

3.2项目难点专项应用

3.2.1 住宅产业化实施重难点应用

利用BIM技术进行装配式混凝土建筑专项应用，包括通过预制构件模型的建立及各专业模型的协同检查，及时发现解决施工图设计中的问题，提高构件生产精度；通过基于BIM技术的深化设计工作及可视化应用进行关键部位及关键工序的精细化管理，提高构件的施工质量、降低对工期的影响。应用智慧工地系统中装配式构件追踪系统进行构件的跟踪管理，实现物料的状态追踪与现场管理、多方沟通协作的目的；重点解决全线进度管理难，多方协调成本高、即时信息难以掌握，构建工序过程难以控制等问题，可以提高装配式构件在施工过程中的效率，缩短工期，提高构件安装质量（如图10,11所示）。

图10装配式构件施工图模型

图11装配式构件施工模拟

3.2.2基础施工阶段专项应用

鉴于本项目基础具有埋置深、施工周期长的特点，危险性相对较大，因此基础施工阶段是本项目特殊施工阶段，需采取切实可行的具体措施，确保基础施工安全，采用基于BIM技术的基坑监测的实施，实现施工过程中的安全风险实时管理、风险工程的预警响应及处置的信息化管理，提升项目安全风险的管理水平；通过基坑模型进行危险源可视化分析预测并及时对可能出现的危险源进行处理解决，保障基坑的安全性（如图12～15所示）。

图12基坑BIM模型                                                           图13 基坑监测点设置

图14 基坑监测平台

图15 危险源可视化分析

3.2.3危险性较大分部分项专项应用

利用BIM技术进行危险性较大分部分项工程范围内模架系统的模型建立，进行专家论证的可视化支持应用；并进行现场模架安装的工程量统计控制与模架安装过程的技术交底应用，提高相应区域模架系统安装施工过程的规范性和安全性。

3.2.4工程专业分项施工工作面协调

针对项目工程专业分项多的重难点，着重进行施工平面协调管理，主要内容包括: 施工现场主要出入口、临时施工道路、材料堆场、周转场地、大型机械占位等。利用BIM的三维可视化、施工模拟等功能，真实反映出设备与现场的状况，作为管理人员沟通和决策的依据，根据阶段变化、专业衔接对现场平面进行管理，合理有效地安排场地，实施科学严密的动态平面管理，避免相互影响导致的施工阻滞，如图16所示。

图16 施工场地动态协调

3.3智慧工地管理平台应用

3.3.1智慧工地平台部署

施工协同管理是通过标准化项目管理流程，结合移动信息化手段，实现工程信息在各职能角色间高效传递和实时共享，为决策层提供及时的审批及控制方式，提高项目规范化管理水平和质量。项目建设信息以系统化、结构化方式进行存储，提高数据安全性以及数据资源的有效复用。

通过BIM协同管理平台将项目参与各方进行有机联合，可以在平台上进行三维可视化问题的发起、沟通、解决；进行项目的流程管理、资料管理、合同管理、安全管理、进度管理、质量管理、成本管理等，如图17,18所示。

基于BIM技术平台，项目各参建方在同一协作平台工作，分配不同权限，实现图档管理、任务流程、BIM协作、手机移动端实时动态管理各自工作并高效解决问题。

本项目采用广联达协筑产品、智慧工地产品及BIM5D产品综合使用作为BIM技术应用协作管理平台，由广联达公司提供平台技术服务。

          图17 项目智慧管理平台界面1          

 图18 项目智慧管理平台界面2

3.3.2经营成本管控

通过信息化管理平台将GBQ、进度计划、实体模型相挂接，自动匹配资源到对应科目，并通过平台统一进行变更洽商等信息记录，并根据平台内置的工程量统计、成本预算、成本分析等功能形成项目施工经营成本信息模型，实现成本偏差自动预警、工程量数据自动联动等目标。

3.3.3生产管理

智慧管理平台生产管理模块，通过周计划任务跟踪，实现总、月、周计划三级连动的进度管理控制；现场各个人员清晰自己的施工任务，通过手机端实时详细记录每日人员材料、机械变动情况，及时反馈现场进度信息为项目管理层生产进度管控提供依据，及时协调资源配备保证生产；通过实行数字化生产周会，借助统计数据进行沟通，实现生产进度清晰，问题责任明确。我项目平均每周设定10条周计划，相关任务人员每天统计劳动力、材料、设备数量台班数据，已完成施工影像资料5110余条（如图19～22所示）。

图19 周任务派发

图20 手机端任务跟踪及数据录入

图21 生产周例会数据分析

图22 管理平台进度影像资料

3.3.4安全管理

安全管理模块主要内容是设置安全巡检、明确巡视责任人、未完成通知人、巡视频次、检查内容等，并根据施工进展，开始、关闭巡视点，通过安全巡检系统现场发现安全隐患，手机端快速发布安全问题，推送至相关责任人整改，解决了项目安全问题沟通不及时、整改不及时以及数据留痕问题，提高安全精细化管理水平，并通过网页端大数据分析，为现场安全分析提高数据支撑（如图23～25所示）。我项目平均每日上传安全巡检数据10余条，已发现并解决安全隐患1174余条。

       图23 安全巡检问题整改                                       图24 安全问题数据统计                                图25 安全问题统计分析

3.3.5质量管理

通过质量巡检系统实时在线记录问题，发布问题，明细责任人，解决项目质量问题沟通不及时，整改不及时的问题，提高质量精细化管理水平，我项目设定了每周问题整改率至少达到80%的要求。通过网页端大数据分析质量问题主要原因，确定下阶段施工过程中质量管理工作重点，加强相关质量问题的管理，进而减少施工过程类似质量问题出现（如图26～28所示）。

图26 质量管理手机端界面                                  图27 质量问题记录                                             图28 质量问题分析

3.3.6 智能劳务管理

智能劳务管理主要依托物联网技术，利用智能代替传统手工作业，通过身份阅读设备读取身份证信息进行实名制登记，结合带有人脸识别的闸机系统进出现场区域，实现关联数据的采集（如图29,30所示）。包括人员识别、劳务队伍归属、进出场时间等信息记录，通过后台分析，自动形成劳务管理系统的各项报表统计、工人实际考勤统计、工资发放监管、用工风险预警等应用。

除了实名制系统及人脸识别系统应用外，项目采用佩戴装载智能芯片的安全帽，结合现场安装工地宝设备的方式进行劳务数据的补充采集和传输，实现数据自动收集、上传和语音安全提示功能，能够清楚了解工人现场分布、个人考勤数据等，给项目管理提供科学的现场管理和决策依据（如图31,32所示）。

   图29 实名制录入                                                                        图30 人脸识别设备与智能门禁系统

图31劳务管理数据统计

图32考勤分析应用

3.3.7 协筑协同工作平台

本项目建立了协筑协同工作平台，可在云端存储和管理整个项目生命周期中的文档、图纸、模型等所有项目数据，支持按组织、项目生命周期等不同维度创建文档目录，灵活分类管理，支持全功能检索，快速搜索所需文档。实现各类流程快速发起，追踪落实，根据项目需求，可进行文件签审、图纸会审、变更处理、现场质量安全问题等工作流的创建与管理，并使用短信、移动端消息推送、邮件等多渠道的即时提醒，保障每条任务快速推进（如图33～34所示）。

  图33 项目协筑平台主界面                                                                               图34 项目协筑平台组织界面

图35 项目协同工作流程

3.3.8智能违章记录提醒系统

应用视频监控记录+AI智能识别技术，实现人脸识别与人员不安全行为智能化监管；通过现场摄像机智能识别，实现对吸烟、未戴安全帽等违章行为的实时报警提示，系统自动存储分析违规数据。该项系统的应用能使安全管理更全面、更高效，提高工人安全意识，减少工人不安全行为，减少安全事故的发生概率（如图36,37所示）。

图36 24小时监控违章监控

图37 智能点名广播违规提醒

3.3.9 BIM-VR安全体验馆系统

基于施工现场BIM模型，通过现场BIM模型和虚拟危险源的结合，施工作业人员可以走进真实的虚拟现实环境中，通过沉浸式和互动式体验让体验者得到更深刻的安全意识教育以提升全员的生产安全意识水平。相对于传统的的实体安全体验区，它具有科技应用水平高、培训效果好的优势。

图38项目安全体验馆

图39 VR安全体验设备

3.3.10塔吊防碰撞系统

项目投入设置塔吊防碰撞系统，检测塔机间隐藏碰撞风险并自动预警提醒，避免碰撞保证运行安全，同时设定限位、超重、风速、倾斜、障碍物、传感器故障等多指标预警功能，形成预警记录，便于管理人员对相关责任人进行管理，提升安全意识，消除安全隐患。

图40塔吊防碰撞系统界面

3.3.11现场监控系统

项目配备了现代化的现场监控系统，对项目施工区域、办公区域、生活区域进行全覆盖，24小时进行监控，保障项目生产与生活工作的顺利进行。

图41项目监控装置

3.3.12物料管理及验收模块

物料现场验收管控系统，是通过软硬件结合、借助互联网手段，实现物料验收环节全方位监控，堵塞验收管理漏洞，对大宗物资的进出场称重进行全方位的管控，监察供应商供货偏差情况，实现原材料核算部位核算，从而达到节约成本提升效益的目的。

图42 现场物料验收

BIM+智慧工地应用效果总结

通州丁各庄公租房项目在项目管理中借助互联网时代的信息化技术手段进行精细化管理，获得了显著的综合效益。

本项目以BIM技术应用为载体，项目部外出学习10余次，内部举办5次培训，通过培训掌握BIM技术的管理人员达30人次，增强了BIM实施人员的数量和素质，提升了项目BIM应用实施水平。

通过BIM+智慧工地多项技术应用，针对项目不同重难点实施具体化解决方案，提高了项目住宅产业化实施精细化程度，对项目基础施工阶段危险因素进行了有效防控，利用信息化技术属性合理安排项目各专业施工，节约了项目工期，降低了施工成本。

通过BIM+智慧工地平台与项目日常生产管理工作结合，实现管理流程固化和业务流程优化，生产管理、质量管理、安全管理、劳务管理等主要管理方面已达到持续应用的水平，项目各级部门中部分工作已经实现信息化，项目用智能化实现项目高效管控的目标基本满足。

通过BIM+智慧工地平台形成了集中、共享的协同工作平台，依靠“智慧工地平台”办公提升整体工作效率，提升了项目部整体管理水平。

项目示范效益分析

5.1 社会效益

BIM+智慧工地的建设，让施工现场的管理由“人防”逐渐转变到“技防”，探索出一条具有建工特色、适合建工发展的信息化道路，实现了施工精准管理、精确调度，保障了项目质量、安全与工期，受到业主、监理单位一致好评。

5.2 经济效益

利用BIM+智慧工地技术，结合视频监控系统，节约了协调联络时间；施工工艺模拟和可视化技术交底，提高了技术交底效率；劳务实名制板块对工人进行严格管控，预防了不当用工危险；生产管理模块进度管控的及时干预管理，缩短了施工工期，从而节省了建造费用70余万元。

5.3人员培养

以本项目智慧工地应用为载体，项目部外出学习10余次，内部举办5次培训，通过培训掌握智慧工地信息化管理人员达20人次，增强了信息化人才的数量和素质，提升了公司项目智慧管理水平。

项目示范总结

6.1结束语

以云平台为基础、以数据为核心、以BIM+互联网智能终端工具应用的智慧工地的建设，经过本项目的实施实践表明，在实现工程施工智能管理建造，提高工程管理信息化水平，保障施工项目质量、安全、工期与成本要求方面，具有良好的推广价值和借鉴意义。智慧管理平台数据汇总分析能力建设与提高，平台大数据分析后的决策能力，将会成为建筑行业信息化实施的重点。

6.2感悟与收获

感悟1——新技术时代已经到来

云计算、大数据、物联网、移动互联、智能硬件等新技术已经正式进驻工程现场，大势所趋。

感悟2——智慧管理非一朝一夕

从不知道到了解，从好奇到搁置，从被迫使用到习以为常，再到效果初现，有一个过程。

感悟3——做擅长的事，找靠谱的伙伴

工程现场管理是我们建筑人的看家本领，而与信息技术融合还需要专业的外脑介入，整合资源。

收获4——终于有了给项目班子的信息化工具

终端工具不下十余种，但给项目班子使用的几乎没有，还好有了智慧工地集成平台。

收获5——信息化不再是一件苦差事

传统的信息化以填报为主，逼着大家用，现在的信息化工具结合施工现场流程大家自觉用，数据指标自动提取。

收获6——智慧工地在路上，坚定的走下去

更多接地气的应用工具，更多数据的积累，更多智能技术应用，数字驱动企业发展、智慧赋能生产升级。