智慧工地平台化的关键技术

XXXXXX智慧工地平台化的关键技术

XXXXXXXXXXXX建筑有限公司

2017年10月

目录

第一章概述................................................................1

1.1研究背景...........................................................1

1.2智慧工地技术应用现状...............................................2

121智慧工地国内应用情况说明......................................2

1.2.2智慧工地国外应用情况说明.....................................3

1.2.3建筑施工行业智慧工地发展趋势.................................4

1.3技术线路...........................................................5

第二章基于智慧工地的平台化的研究..........................................8

2.1研究目的及意义.....................................................8

2.2研究基础...........................................................8

2.3智慧工地平台化标准研究............................................12

2.3.1智慧工地平台化BIM标准..........................................12

2.3.2智慧工地平台化数据采集与存储标准............................22

2.3.3智慧工地平台化数据传输标准..................................24

2.3.4智慧工地平台化软、硬件标准..................................27

2.3.5智慧工地平台化平台集成标准..................................30

2.4智慧工地工作流程平台化研究........................................32

2.4.1工期管理....................................................32

2.4.2物资管理....................................................35

2.4.3质量安全管理................................................40

2.4.4远程动态监控管理............................................41

2.4.5现场劳务管理................................................42

2.4.6营地管理....................................................43

2.5本章小结..........................................................45

第三章智慧工地集成平台的搭建.............................................49

3.1平台框架..........................................................49

3.2功能模块描述......................................................51

第四章技术创新点及应用前景分析..........................................59

1

第五章经济效益与社会效益分析............................................60

第六章结论..............................................................61

2

第一章概述

1.1研究背景

建筑行业是我国国民经济的重要物质生产部门和支柱产业之一，传统的建筑

模式目前正面临着发展上的瓶颈，劳动密集、现场生产的特性决定了建筑业的生

产率难以提高；建筑业粗放型的增长方式仍然没有改变；频频出现施工风险质量

问题；大部分建筑企业的管理水平比较低，主要的经营与成本管理仍属粗放型管

理；缺少先进实用的技术手段支撑；与国际信息化程度仍有较大的差距；建筑业

的信息互用交流方式比较落后，主要以纸质文档、传真、电话以及项目协调沟通

会等形式为主等问题制约着建筑行业的发展。随着科技的进步，建筑行业的发展

也跟上时代的步伐，当前的建筑业正从传统粗放式的高速增长阶段,进入高效率、

低成本、可持续的中高速增长阶段，传统建造模式已不在符合可持续发展的要求，

迫切需要利用以信息技术为代表的现代科技手段促进建筑行业的转型升级。

2017年《国务院办公厅关于促进建筑业持续健康发展的意见》中明确指出

推进建筑产业现在化，推广智能和装配式建筑。"坚持标准化设计、工厂化生产、

装配化施工、一体化装修、信息化管理、智能化应用，推动建造方式创新，大力

发展装配式混凝土和钢结构建筑，在具备条件的地方倡导发展现代木结构建筑，

不断提高装配式建筑在新建建筑中的比例。力争用10年左右的时间，使装配式

建筑占新建建筑面积的比例达到30%o在新建建筑和既有建筑改造中推广普及智

能化应用，完善智能化系统运行维护机制，实现建筑舒适安全、节能高效。”

《2017年建筑信息化行业分析报告》中首次明确了智慧工地的基本概念。

“智慧工地”是智慧城市理念在建筑施工行业的具体体现，是建立在高度的信息

化基础上的一种支持人事物全面感知、施工技术全面智能、工作互通互联、信息

协同共享、决策科学分析、风险智慧预控的新型信息化手段。它聚焦工程施工现

场，紧紧围绕人、机、料、法、环等关键要素，综合运用BIM技术、物联网、云

计算、大数据、移动和智能设备等软硬件信息化技术，与一线生产过程相融合，

对施工生产、商务、技术等管理过程加以改造，提高工地现场的生产效率、管理

效率和决策能力等，实现工地的数字化、精细化、智慧化管理。

1

中国建筑股份有限公司“十三五”规划中，明确表示要在绿色建造、智慧

建造、建筑工业化三个方向引领建筑业发展，深入开展智慧建造领域关键技术研

发与集成，形成中建智慧建造综合技术优势。XXXXXX一直致力于全产业链布局

推动建筑工业化进程，其中信息化管理为重要组成部门，利用科技手段将全产业

链相连接，实现房屋建造全过程的工业化、集约化和社会化，从而提高建筑工程

质量和效益，实现节能减排与资源节约。

XXXXXX的建设，是“千年大计、国家大事”，正在按照世界眼光、国际标

准、中国特色、高点定位的要求，以创造历史、追求艺术的精神，高水平规划

建设。要将XXXXXX建成绿色城市、森林城市、海绵城市、智慧城市；着力打造成

为国际一流和谐宜居之都示范区、新型城镇化示范区、京津冀区域协同发展示范

区。

XXXXXXXXXXXX行政办公区Bl、B2工程建筑面积约30万平米，

合同承包范围包括地基与基础工程（不含挖土方、基坑支护、降水）、主体结构、

建筑装饰装修、屋面工程、建筑给排水及供暖、通风与空调、建筑电气、建筑智

能化（预留预埋穿带线）、建筑节能、电梯、室外工程等图纸全部内容；合同计

划工期为491日历天；合同质量目标包括结构长城杯、竣工长城杯、鲁班奖；按

照《绿色建筑评价标准》（GB/T50378-2014）进行施工管理，严格落实绿建三星

设计要求；满足《关于加强北京市XXXXXX行政办公区工程质量管理的通知》等相

关要求。面对设计变更频繁、质量标准高、工期异常紧张的难题下，传统的建造

方式必然无法满足需要,XXXXXXXXXXXX项目部为强化项目管理，提高

管理效率，减少资源浪费，降低环境污染，率先引入智慧工地理念，通过信息化

手段，打造智慧工地集成平台，使项目日常管理工作全部实现精细化、模块化、

网络化，为高品质履约打下坚实的基础。

1.2智慧工地技术应用现状

1.2.1智慧工地国内应用情况说明

目前在宏观方面主要是国家主管部门、行业协会等行业部门牵头做的总体规

划和建设标准，对于企业搭建智慧工地所需求的具体实施方案和统一标准并没有

2

明确说明，更多的建设方案则体现在各大软件公司所搭建的各自平台。现价段智慧

工地平台建设主要是各软件公司依照自己对行业的了解去开发，所以存在着各家各

样的现象,缺少行业的统一标准。由于没有形成统一的信息化标准规范体系，各方

建设各自的系统，系统之间不能互联互通，数据不能共享，数据多方录入，来源

不一，各系统间的数据往往不一致，这就造成了对数据不能进行有效的统计分析，

对公司决策不能提供有效的数据支撑。施工企业现场项目管理普遍存在“缺什么、

上什么”的现象，各系统之间存在不兼容和无法关联的情况，导致在企业端、项目

端、平台端和软件之间无法互相共享信息。人才缺乏也是当前智慧工地建设的主

要问题所在，其中包括缺乏专业的技术人，没有系统的技术培训，员工知识与能力

结构欠缺，员工不愿意接受新技术等问题影响了系统使用的应用性。

建筑业是最大的数据行业之一，又是数据化程度较低的行业之一，现状往往

是“真正想要的数据没有收集上来，已经收集上来的数据没有价值”，施工企业

对数据价值的挖掘还不够，相关数据分析软件还不够多，现有的分析软件对待海

量数据挖掘、分析、处理所达到的效果还不高，所以需要软件开发公司和建筑企

业要进一步协作，不断完善相关软件的智能化水平，开创“用数据说话、用数据

决策、用数据管理、用数据创新”的新态势。

1.2.2智慧工地国外应用情况说明

一些发达国家21世纪初期便有了智慧工地的管理理念，目前国外地智慧工

地的管理系统的应用相对成熟，并已经纳入国家智慧城市发展体系中，施工中的

过程信息直接能够接入智慧城市管理体系，更好地为城市服务。

国外的智慧工地是在虚拟建造的基础上，融合了互联网和物联网以及各种数字

化设备，如利用激光、RFID、及传感器等对设备的行为动作进行监控，使用智能

控制器实现设备的自动控制，将采集到的数据上传至云平台，实现每个指令都

有据可寻,最终数据将进入智慧城市管理系统，与城市的所有资源都连接起来（水、

电、油、气、交通、公共服务等等），再经过数据分析，从城市的全部的资源角度

进行调控，使施工过程不再是单一的项目层面进行管理，而是更全面的城市资源配

置。

2009年9月，美国中西部爱荷华州的迪比克市与IBM共同宣布，将建设美

3

国第一个“智慧城市”-----个由高科技充分武装的60000人社区。通过采用一

系列IBM新技术“武装”的迪比克市将完全数字化，并将城市的所有资源都连

接起来（水、电、油、气、交通、公共服务等等），因此可以侦测、分析和整合

各种数据，并智能化地作出响应，服务于市民的需求。

1.2.3建筑施工行业智慧工地发展趋势

从技术层面上讲，“智慧工地”是以BIM、物联网、移动通讯、大数据、云

计算、智能技术和机器人等相关设备为代表的当代先进技术的集成应用，实现人

机料的最优配置和利用。从管理层面上讲，通过应用高度集成的信息管理系统，

基于物联网的感知和大数据的深度学习系统等支撑工具，“了解”工地的过去，

“清楚”工地的现状，“预知”工地的未来，对已发生或可能发生的各类问题，

有科学的决策和应对方案。

“智慧工地”的核心是“智慧”二字，“智慧”有程度上的差异，有“小智

慧”“大智慧”的说法。从人工智能技术发展到今天来看，我们可以将“智慧工

地”的发展定义为三个阶段，即“感知阶段、替代阶段、智慧阶段”。

“感知阶段”就是借助人工智能技术，起到扩大人的视野、扩展感知能力以

及增强人的某部分技能的作用。例如我们借助物联网传感器来感知设备的运行状

况、感知施工人员的安全行为等，借助智能机具增强施工人员的技能等。我们现

在的“智慧工地”主要就处于这个阶段。

“替代阶段”就是借助人工智能技术，来部分替代人，帮助完成以前无法完

成或风险很大的工作。例如，现在正研究和探索智能砌成机器人、智能焊接机器

人等。由于它们的出现和应用，可能某些施工场景将实现全智能化的生产和操作。

当然，这种替代是基于给定的应用场景，并假设实现的条件、路径来实现的智能

化，智能替代边界条件是严格框定在一定范围内的。

“智慧阶段”就是随着人工智能技术不断发展，借助其“类人”思考能力，

大部分替代人在建筑生产过程和管理过程的参与，由一部“建造大脑”来指挥和

管理智能机具、设备，完成建筑的整个建造过程，这部大脑具有强大的“知识库”

管理和强大的自学能力，也就是“自我进化”能力。人转变为监管“建造大脑”

的角色。

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“智慧工地”三个阶段，是随着人工智能技术的研发和应用不断发展而循序

渐进的过程，不可能一步实现。这需要在“感知阶段”就做好顶层设计工作，在

总体设计思路的指导下开展技术的应用和研发，特别要注重建筑信息模型（BIM）、

互联网、物联网、云计算、大数据、移动计算和智能设备等软硬件信息技术的集

成和应用。将信息技术与建造技术有机融合，相互促进、提升，实现只有这样，

才能在应用中不断推动施工现场的自动建造、智能化建造以及新型管理模式下的

智慧协同，实现建造方式的彻底转变，营造生态、人文、绿色的施工现场。

1.3技术线路

指挥部'管理公司智慧_U也

集成平台

云平台

1、研究思路

结合传统的项目管理经验，辅助BIM应用，建立智慧工地管理模式，解决项

目管理团队工程、技术、商务、物资等各部门之间信息传递低效，施工现场人、机、

料无法实现有效地互联互通，营地管理混乱无序，环境脏乱差等问题，提高施工

生产效率，做到对施工现场的精细化管控。

分析各部门工作流程，整合各部门单独使用的工作平台，探索高新技术在施

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工现场的应用，使用先进的仪器设备代替人工，结合物联网对物料进行全程管控，

最终开发网页版智慧工地集成平台及手机APP使用终端，实现云平台数据共享，

结合智能设备记录建造过程中产生的数据，形成大数据分析报告，为项目管理决

策层提供参考。

更进一步地，打通项目部与管理公司、指挥部之前的信息壁垒，对部分功能

进行数据共享，为整个XXXXXX的建设过程提供数据支持，为建设XXXXXX智慧城

市打下基础。将分包、分供纳入智慧工地管理体系中，要求各专业分包使用智

慧工地集成平台进行日常办公，要求分供商实现物资从出厂到安装使用全过程

物料追踪。将营地管理纳入智慧工地集成平台，引入校园式管理理念，使工友

生活舒适化、便捷化。

2、研究方法

1）分析主要使用需求分析目前一线员工在日常工作中的主要工作内容和流

程，找出可通过BIM技

术自动实现的工作，分析这些工作的效率提升情况，明确哪些内容要进行自动计

算。除此之外，还应分析应用BIM技术产生的新工作内容的适用性，并最终确

定计算机辅助的使用需求。

（2）制实施细则根据需求制定相关的规划，要分析需求的实现方案，制定针

对性的实施细则，

包括：需求的特征和强度，解决办法，标准问题，技术问题，总体流程组织，领

域关联性等内容。

（3）基础性技术验证在进行大范围工作之前还要对实施细则内所描述的各

类实施方案进行基础

性的技术验证，避免技术不可行问题（例如：建筑工程计算模型转换成计算机语

言的可行性，工程量数据存储标准和提取方案的技术可行性等），同时对于无法

通过基础性技术验证的实施方案应返回上层重新制定实施细则。

（4）制定实施标准根据实施细则和基础性技术验证结论制定相关标准，包

括：模型标准，数据

标准，接口标准等。

（5）编写软件

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在通过技术性验证和有了实施标准后，就需要进行软件的编写和调试工作了。

（6）调试维护软件软件编制出以后需要进行内部测试和外部测试，而

后要跟踪和维护软件。

（7）领域扩展在软件开始实现基本的使用功能后，可考虑开始拓展到相关

领域,例如：自

动识别技术（提升基础数据收集效率）,精确定位技术（提升基础数据收集效率），

虚拟现实技术（提升人机交互效率），机器人施工技术（提升施工效率），3D打印

技术（提升施工效率）等。

3、创新点本课题的创新点是，在智慧工地中，对所有工作流程及智慧设

备的平台化，

使工期管理、物资管理、质量安全管理、远程动态监控管理及营地管理模块化，

特别是加入了营地建造板块，对工人生活区进行统一的智能化管理，研发了一款

智慧工地集成平台，使多部门多专业协同工作，与甲方、分包、分供进行信息交

换，实现了智慧工地的平台化办公。

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第二章基于智慧工地的平台化的研究

2.1研究目的及意义

从2006年至2012年左右始，建筑行业积极推进企业ERP和项目管理等信息

化建设，特别是信息化建设指标被纳入建筑施工总承包特级资质评审要求之后，

企业信息化建设更是如火如荼。而施工现场信息化应用的软件主要以集成化的项

目管理系统或平台的形式出现，一般面向企业管理者自上而下实现推广和实施，

基于企业、项目、施工现场三层架构实现全面信息化管理。本研究的目的旨在

建立智慧工地模式下的平台化办公，将智慧工地中的工作

流程、各部门中单独的系统融合在一起，实现平台化，使参与项目施工过程中的

指挥部、管理公司、项目部各部门以及各分包分供方均能够在平台中完成数据的

传输过程，并能够实现对施工现场的管控，随时查看施工过程中产生的信息和数

据，达到信息共享、提高工作效率的目的。

本研究的意义在于，使智慧工地中，各种智能设备以及单专业的管控平台中

的信息能够实现互联互通，打破信息孤岛，实现专业交叉，使施工过程中的所有

信息均能够为下一步决策起来辅助作用，避免了在决策时只考虑了单独的部门而

未考虑与其它部门协作的情况。智慧工地的平台化能够轻松地完成多专业交叉施

工时的专业协作问题，也能够使施工各参建方了解到现场的实际情况，提高了专

业之间交流的效率，记录施工过程中的全信息，为建筑物的运营和维保提供数据

基础。

2.2研究基础

经过前期对项目部实际情况的调查研究，可将现有的研究基础分为人、机、

料、法、环五个因素和智慧工地实施的基础，下面将按这六个方面阐述本课题研

究基础。

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1、人员基础

项目部现有员工107人，包括工程、商务、技术、机电、质量、安全、办公

室等7大部门，其中青年员工73人，有BIM基础的员工35人。项目部对管理

人员实行分层级学习与培训制度，领导班子进行跨部门交流，打通专业壁垒，协

调实施过程中的问题与矛盾，形成统筹思想，实现共同完成智慧工地平台化的目

标要求。通过专题培训形式，为实操人员提供专业技能、专业知识等多方位培训

及考评，提升实操人员智慧工地平台化意识，增强自身负责工作实操水平，辅助

领导班子完成相应工作目标。

XXXXXX建设指挥部积极推广BIM技术，并在XXXXXX试行智慧工地，致力

于打造XXXXXX智慧之城，要求参与XXXXXX建设的各总承包单位全面落实智

慧建造，并定期向指挥部上报工期进度，质量安全问题等材料。在本课题小组表

达了将智慧工地平台化的设想之后，指挥部给予了高度评价，并提出对指挥部开

通部分权限，通过平台随时可调取施工现场的数据，更近一步地与指挥部内部的

办公平台打通数据接口，使我们的数据能够呈现在指挥部的平台中。如果运行效

果好，将在八家参建总承包单位中全面推广智慧工地集成平台。

本课题小组对参与本项目建设的35家分包、62家分供单位进行调研后，其

中有7家分包具有BIM建模基础，能够提供BIM深化设计模型，其余28家分包

单位表示愿意配合完成BIM建模及劳务管理等智慧工地平台化的相关工作。分

供单位中的3家有自己的物联网系统，可以提供物料过程追踪，愿意为智慧工地

平台提供相关数据查询接口；另外59家表示无法提供物料过程追踪，但是能够

配合项目部使用二维码完成生产、运输及进场信息的记录。

2、机械设备基础项目部每位员工至少配有中端配置电脑一台，满足日常工

作需要，另外配有

4台高配置电脑，如有需要可作为平台的服务器使用。项目管理人员均使用智能

手机，熟练使用XXXXXX质量安全管理APP。施工现场配有门禁系统，项目管理

人员和劳务人员刷卡进入施工区域。办公区及施工区有完善的视频监控系统，有

摄像头45个，设有监控主机1台存储视频监控资料。现场9台塔吊均配有防碰

撞黑匣子和视频监控，有监测平台，详细记录每台塔吊的防碰撞动作发生的时间

和恢复正常吊装动作的时间点。施工现场配有环境检测仪，实时展示施工现场温

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度、湿度、风力、PM2.5等可能影响施工的天气因素，其中PM2.5数值与现场降

尘喷雾系统联动，现场降尘喷雾系统包括基坑环绕喷雾、塔吊喷淋及雾炮，当

PM2.5数值高于阀值120微克/立方米时，降尘喷雾系统自动喷雾。

在工人生活区，有一套完善的一卡通物业管理系统，配备系统服务器3台存

储后勤管理信息，对工人采取实名制登记制度，在出入口设有门禁系统，在食堂、

超市、洗衣房配有刷卡机27台，在淋浴间为每个喷头配置刷卡出水机，共计100台。

实名制物业管理系统中，能够刷卡查询每位工友的住宿、出工、消费、奖惩情况

等相关信息。生活区同样有完善的视频监控系统，有摄像头96个，设有监控主

机2台。

3、物资及商务应用基础物资进场验收中，现使用物料进场自动称重系统，货

车带货进场时自动称重，

货车卸货后出场时自动称重，全过程有视频监控记录，自动称重系统自带的平台

能够记录物资进出场的时间和重量，统计收料、发料信息并分析收料情况偏差，

但只能在平台内部查看，其他部门调用时，必须去物料进出场系统主机上才可查

看。

商务部主要使用广联达算量软件及BIM5D平台，达到项目成本管控的目的，

在与分包核对劳务数量时常常要从门禁系统中查询每天各工种的出勤人数，再进

行统计。

4、施工方法基础对技术部与工程部在具体的施工方法上进行调研时，技

术部表示BIM技术

很大程度上推动了新工法的发展，对新工法和新工艺进行BIM模拟，解决了很

多施工过程中的不确定因素，也为对施工做法的选择提供了有效的依据，但缺点

是BIM模式太大，需要高配置的电脑才能达到良好的示范效果，虽然可能做成

视频动画，但在细部节点仍然无法像模型原文件那样精细的展示，施工做法的

BIM模型演示现在还无法做到随时查看。工程部肯定了BIM模型的一键算量功能，

为施工现场物资提量节省了很多时间，智能设备的应用也加强了对施工现场的管

控，主要还是BIM模型过大，一般电脑无法快速运行，施工方法三维演示也不

能在施工现场查看给分包详细地讲解，还有各专业分包的界限划分不明显，在与

各专业分包协调时容易出现互相推诿的情况。大多数分包对BIM技术并不陌生，

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只是硬件条件有限，不能在施工现场随时查看工程做法和BIM模型与其它专业

分包进行沟通。

5、环境基础XXXXXX的建设中，大环境要求使用智慧工地，项目管理的

过程中也急需以

BIM为基础的智慧工地集成平台实现各部门的协同工作，分包、分供均表示愿意配

合完成智慧工地平台化的建设，所以智慧工地平台化具有良好的建设外部环境。

办公区、施工现场及生活区实现了全范围WIFI覆盖，每个办公室均接入外网、

内网网络，项目部现已具备构件智慧工地集成平台的网络化环境。

6、智慧工地实施基础

目前，以BIM为基础的智慧工地应用如下表所示，从技术、成本、专业协

调、质量安全方面达到了智慧工地的管理要求。

表BIM+智慧建造应用列表

目标典型BIM应用衡量标准

技术投标辅助利用BIM技术提高技术标书精细化程度与表现形式，辅助

管理投标答辩和技术汇报以及投标演示视频制作。

图纸会审利用BIM技术发现图纸中的“错、漏、碰、缺”问题，提

高设计图纸的施工可行性。

深化设计施工前利用BIM技术完成节点深化设计，出施工图、材料

清单、下料单等指导施工。

冲突分析查找各专业间，专业内的冲突问题，提前解决。

管线综合施工前完成，做到少或无碰撞；净空满足要求，管线排布

合理；施工前利用BIM技术完成综合支吊架设计，确定构

件规格尺寸，出施工图。

方案模拟与优利用BIM技术进行施工工艺模拟，模拟结果能作为施工参

化考，能辅助施工决策，能进行技术交底。

预制加工建立预制构件BIM模型，出施工详图、材料清单、下料清

单等指导加工。

成本工程量测算利用BIM模型自动计算工程主要材料工程量，项目部根据

管理工程量进行成本测算并进行数据上报。

施工资源管理在施工进度管理的基础上，添加机械、材料、劳动力、成

本等信息，能按时间自动统计施工资源使用量和需求量信

息，并利用其指导机械租赁、物资采购、劳动力规划、资

金需求等工作。

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目标典型BIM应用衡量标准

协调基于BIM的协调组开展基于BIM的各专业协调例会或使用BIM协同平台进行

管织各部门、各专业间BIM协调工作，提高各专业间的协调效

理率。

平面布置协调管理建立场地模型，通过场地模型对施工场地进行管理。

施工进度监控和优模型中导入施工进度信息，能模拟某个施工阶段的工程形

化象进度，并利用其直观性辅助施工决策和过程优化。

施工工作面管理实施基于BIM技术的网格化管理方法。

变更评审与管理施工单位已执行的设计变更及洽商与BIM模型挂接。确认

后的设计变更及洽商变更BIM模型应及时同步修改。

质量质量管理利用BIM技术或使用BIM协同平台开展业务流程；按时录

与安安全管理入和发布BIM模型和相关信息；录入的信息真实、完整、

全管风险管理有效；BIM数据能辅助指导安全、质量、绿色施工、风险

理绿色施工工程档案管理、工程档案管理等工作的运行。

管理设备设施运营

和维护管理

7、小结综上所述，在对人、机、料、法、环以及智慧工地在本项目实施

的情况进

行前期的调研之后，我项目现已具备智慧工地平台化的研究基础，并已经有项目

管理人员提出了智慧工地平台化的需求，接下来团队将对平台化的具体实施进行

研究和探索。

2.3智慧工地平台化标准研究

首先应对实现平台信息传递的过程进行BIM模型、软件及硬件等方面的标

准化研究，制定相应的实施标准，以保证平台的正常运行，且应具有一定的前瞻

性，确保平台的持续升级不会受到影响。

2.3.1智慧工地平台化BIM标准

BIM模型标准研究过程

针对BIM模型这部分内容，主要借鉴了UXXXXX集团工程施工BIM模型

建模标准》及《XXXXXXB1B2项目部BIM建模标准》，同时征求了钢结

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构、机电、幕墙、精装修分包的意见。

1、钢结构专业

钢结构专业分包提出钢结构BIM模型非常大，即便是高配置的电脑运行起

来都很慢，课题小组使用项目部的高配置电脑试运行钢结构BIM模型时，发现

的确运行缓慢，项目中端配置电脑根本打不开钢结构BIM模型，经过讨论和不

断地尝试，最终项目部和钢结构在BIM模型的标准中明确了对于构件信息查询

等不需要精细化模型的功能，钢结构分包提供不需要带深化设计的模型，只需画

出钢构件外形即可，并分楼分层对模型进行拆分后，再存储为单独的文件进行上

传，同是要求其提供只具有查看模型功能的IFC格式模型文件，供相关部门查看。

IFC格式的文件只能用于BIM模型的查看，不能修改，优点是文件占用空间小，

打开时占用的电脑内存少，对于单纯的模型查看来说，此格式的文件能够在中低

配置电脑中运行流畅。另一方面，对于技术部、工程部要求分部位单独提供局部

的钢结构深化设计BIM模型，要求对施工方法进行详细的描述，单个的局部模

型只显示与施工做法相关的部位与构件，文件要比整体模型小很多，这样也比在

整体模型中进行深化设计从视觉上要看得更清晰。在课题组提出的其他BIM标

准中，如命名规则、建模的规范要求上，钢结构分包并无明显异议。

2、机电专业

在与机电部进行BIM模型标准探讨时，由于本工程工期紧，设计出图相对

滞后，导致给机电专业预留的建模深化时间比较紧，所以机电部提出“分阶段”

提交深化模型的设想。在结构深化设计前，机电专业提供主干管的深化模型，包

括风管、桥架以及水管主干管进行综合管汇模型可满足结构施工中的预留预埋，

在本工程中，主要用于地下结构中套管预埋及地上钢结构预留孔洞。在二次结构

深化设计前，机电专业提供全专业主干管以及支管的综合管汇模型，用于二次结

构中的预留预埋，能够辅助土建专业留好风管、水管及桥架进房间的洞口及套管

的位置。在幕墙和精装修深化设计前，提供机电专业精细化模型，包括水管、风

管的末端以及配电箱等可能影响装修深化和幕墙深化的模型。这种“分阶段”的

构想，使得在工期紧、时间短的情况下，保证了项目的施工进度，同时又能使各

阶段的施工顺利进行。在结构施工完成后，指挥部及设计院又对二次结构房间布

局进行了调整，对机电专业的支管及末端设备也进行了相应的调整，此种“分阶

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段”出模的优点得到了显现，节省了前期的深化时间，减少了由设计变更带来的

一些无效的工作量，此种模式值得在今后的智慧建造过程中推广。

3、幕墙专业经过于钢结构、机电专业分包的讨论之后，带着前期的一些相

关建议，课题

组又与幕墙分包探讨幕墙专业的BIM模型标准，幕墙专业BIM模型提交可参考

钢结构专业，深化设计之前，必须提供完善、精准的结构、二次结构以及机电专

业模型。由于幕墙为装配式墙，生产和装配过程均在厂家完成，在施工现场只需

按照其安装位置进行吊装即可，所以前期的深化设计非常重要，而相关专业的模

型精确度是幕墙安装成功的关键性因素。在结构专业的屋顶及机电专业与市政相

连接的位置，雨水设施等部位需要非常精细的模型与幕墙专业对接，这部分内容

也将融入下面的BIM模型标准中。

4、精装修专业

最后是精装修分包的BIM模型，精装修的深化设计需要在对现场进行实测

实量后进行，为缩短施工周期，项目部提出使用3D扫描仪对施工现场进行3D

扫描后，依据点云模型修改施工前的BIM模型，使BIM模型与施工现场一致，

减少人工测量。但由于费用原因，最终只选取了某号楼的一个样板层进行了3D

扫描，3D扫描过程仅用了1小时左右，生成点云模型并修改结构和机电的BIM

模型耗时半个工作日。而精装修的人工实测实量完成同样的工作量至少要用2

个工作日。所以，利用3D扫描极大地提高了精装修前的实测实量工作效率，最

后得到的BIM模型基本与现场一致，精装修的深化设计可直接在模型上操作，

缺点是费用过高，3D扫描仪的使用和维护需专业人士进行，在考虑成本因素的

情况下，最终本项目未全部使用3D扫描仪，但这种施工方法值得为后续的项目

提供参考。

5、结论综上所述，各专业分包均表示能做到建模标准中的要求，同时希望

项目部能

提供有交叉施工的其它专业的BIM模型，以便达到较好的深化设计效果，所以

本课题的BIM模型要求，除了正常的建模标准之后，还参考了专业分包的意见，

建立了较为详细的BIM协同建模标准。

14

BIM模型标准

1、BIM模型建立

实施内容应用功能成效

1.可视化工作的开端：是施工工艺、工序、组

BIM单位各专业BIM工

织模拟及漫游的必要准备2.各类信息的载体：

程师根据图纸进行全专

模型中各类详实构件是携带了设计信息，能添为后期工程

业三维建模，根据不同应

加施工信息，并预留运维信息添加路径的承载算量、图纸

用深度及范围，制定各专

物。3.深化及协同的基本界面：不同专业及不会审、方案

业各构件的模型精度及

同系统的模型构件链接进入完整的模型空间，模拟、运维

信息携带量，务求快速高

为各专业深化搭建了基础舞台。4.图纸信息等提供模型

效的建立预算模型，为施

的真实反映：能够直接暴露设计问题，发现施基础

工阶段各类应用奠定详

工难点，提取工程量。

实准确的工作基础。

2、BIM模型精细度标准

参照《XXXXXX集团工程施工BIM模型建模标准》，并根据城市XXXXXX要对

对相关模型的精细度进行了调整，制定了《XXXXXXB1B2项目部BIM建模标

准》，依此执行。

3、BIM模型质量要求及检查规则

（1）模型完整性要求的符合度检查

指BIM交付物中所应包含的模型、构件等内容是否完整。BIM模型所包含的

内容及进展是否符合交付要求。

（2）建模规范性要求的符合度检查

指BIM交付物是否符合建模规范，BIM模型的建模方法是否合理，模型构件

及参数间的关联是否正确，模型构件间的空间关系是否正确，属性信息是否完整，

交付格式及版本是否正确，模型拆分方式是否得到共同认可。

（3）设计指标、规范的符合度检查

指BIM交付物中的具体设计内容，设计参数是否符合项目设计要求，是否

符合国家和行业部门有关建筑设计的规范和条例。BIM模型及构件的几何尺寸、

空间位置、类型规格是否符合合同及规范要求。

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(4)模型协调性要求的符合度检查

指BIM交付物中模型构件是否具有良好的协调关系。专业内部及专业间模

型是否存在直接冲突，安全空间、操作空间是否合理。

(5)模型检查可参考下表的要求。

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表模型检查一般要求

模型完整性要求建模规范性要求设计'规范性要求模型协调性要求

模型的空间高度定义应符合

建筑构件应使用正确的对象类型创建；建筑构

BIM模型应包含所有需要要求；空间的形状和大小

件应包括类型；模型中没有多余的构件和图

的建筑构件：应与构件相匹配：空间不

纸；模型中没有重叠或重复的构件；构件是

BIM模型包含所有定义的能有重叠；所有的空间必对象之间无明显冲突；建

建筑否与建筑楼层关联；模型及构件应包含必要的属

楼层；每一层的建筑构件须有唯一标识；模型能与筑和结构专业模型的结构

模型性信息、编码信息；模型及构件的分类、命名

及空间应分别定义；应图纸对应；构件之间的连不能有明显碰撞；

符合规范要求；外部链接是否已移除；

包含最新的变更信息；接应符合规范的要求；

建筑结构构件应使用正确的对象类型创建；建

BIM模型应包含所有需要

筑结构构件类型应符合约定；模型中没有多余

的结构构件；对象之间无明显冲突；建

的构件和图纸；模型中没有重叠或重复的构构件之间的连接应符合规范

BIM模型包含所有定义的筑和结构专业模型的结构

结构件；构件是否与建筑楼层关联；模型及构件应的要求；结构中应包括为

楼层每一层的结构构件应不能有明显碰撞；开洞与

模型包含必要的属性信息、编码信息：模型及构件的机电预留的开洞；

分别定义；应包含最新建筑和结构构件不能有冲

分类、命名符合规范要求；外部链接是否已移

的变更信息；突；

除；

BIM模型应包含所有需要装饰构件应使用正确的对象类型创建；装饰构件之间的连接应符合

对象之间无明显冲突；与

的装饰构件；模型及构件的分类、命名符合规范要求；规范及现场实际可行性的要

装饰其他专业模型不能有明显

BIM模型包含所有定义的模型中没有多余的构件和图纸；模型中求；模型中应包括为各专业

模型碰撞；

楼层每一层的装饰构件应没有重叠或重复的构件；装饰构件是否预留的点位。

分别与建筑楼层关联；

模型完整性要求建模规范性要求设计'规范性要求模型协调性要求

定义；模型及构件应包含必要的属性信息、编码信息；

应包含最新的变更信息；外部链接是否已移除；

部件间的连接方式是否有明显不合理

机电构件应使用正确的对象类型创建；组件之间无明显冲突；

构件应属于一个正确的系统；应系统的定义机机电专业之间不能有碰撞

BIM模型应包含所有需要

电系统使用的颜色：模型中没有多余的构件和冲突；机电、设备与电气

的机电构件；

图纸；模型中没有重叠或重复的构件；构件组件应适合为其预留的空之间不能有碰撞冲突；

机电BIM模型包含所有定义的

是否与建筑楼层关联；模型及构件应包含必要间；机械设备与建筑、结构之间

模型楼层每一层的组件应分别定

的属性信息、编码信息；模型及构件的分类、不能有碰撞冲突；机械设

义；应包含最新的变更信

命名符合规范要求；备应具备有合理的

息；

外部链接是否已移除；搬运、安装及维修空间；

达到各专业建模规范要求；所结构与机电系统不得有碰

综合达到各专业模型内容及深

有约定的模型应可用；模型应撞冲突；装修不得与机电

协调度要求；应包含最新的变

当表示相同版本的设计；有冲突；穿透梁、板、柱不

模型更信息；

各专业模型应统一设计基准，在正确的坐标系中定位；得有干涉；

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4、BIM交付成果

（1）BIM模型提交成果应符合下列要求：

①各参与方应根据合同约定的BIM内容，按节点要求按时提交成果，并保证交付成果要

求符合相关合同范围及标准要求；

②各参与方在提交BIM成果时，参与方BIM负责人应将BIM成果交付函件、签收单、

BIM成果文件一并提交BIM总协调方；

③各参与方在项目BIM实施过程中提交的所有成果，应接受BIM总协调方的管理与监

督。

（2）BIM应用成果需提供原始模型文件格式，对于同类文件格式应使用统一的版本且均

需遵循IFC标准，常用数据交付格式见下表。

表数据交付格式

序号内容软件交付格式备注

AutodeskRevit*.rvt

1模型成果文件Catia*.CATProduct

Tekla*.DB1

Navisworks