智慧建造156项目管理信息平台

中铁建设集团有限公司

中铁建设集团智慧建造

——156项目管理信息平台

一、公司简介

中铁建设集团有限公司是中国铁建股份有限公司全资子公司是中华人民共和国住房和城乡建设部首批建筑工程施工总承包特级资质企业，同时拥有市政公用工程施工总承包特级、建筑行业(建筑工程)设计甲级、市政行业设计甲级、机电工程施工总承包壹级、建筑装饰装修工程设计与施工一级、建筑智能化工程设计与施工壹级、机场场道工程专业承包壹级、地基基础工程专业承包一级、建筑机电安装工程专业承包壹级、预拌混凝土专业承包(不分等级)十项专业最高等级资质，荣获国家企业技术中心认定，拥有三个高新技术企业，分别是“中铁建设设备安装有限公司”和“北京中铁装饰工程有限公司”和“中铁建设集团市政工程有限公司”。

中铁建设集团公司以工程总承包、房地产开发、物资贸易三大经营业务为主，施工地域分部在全国31个省市自治区的100多个城市，以及多个海外国家。有25个分公司，拥有一家甲级建筑设计院，在建工程项目400多个，年施工能力500亿元以上，年合同额超过800亿元。

二、信息化建设背景

随着各类信息化手段在施工现场的普及，越来越多的项目选择采用信息化的手段加强施工的管理水平，补充管理漏洞，施工现场的物联监测硬件遍布覆盖施工现场的每个角落，从常规的视频监控、环境监控、地磅称重、塔吊监控，到深基坑监测、高支模监测、脚手架监测、混凝土测温、车辆监控、越界监测、钢结构监测等，但是目前这些监测系统往往各自独立，单纯的在施工现场设置监测点位，很难与空间关系联动，管理者不能够通过监测点直观了解对应位置监测情况，更难与施工管理业务流程联动。目前市面上的智慧工地项目管理平台产品重合率高，业务模块组成繁杂，不能完全符合企业需求和特点。同时施工项目部可能会因为公司或业主要求，同时使用多个具有相似功能的信息管理平台，致使项目管理人员在填报日志、后台数据维护管理等方面的工作中付出大量的精力，内容相差不多的日报、周报可能需要项目部分出专人来负责在多个平台上以不同形式进行上传，费时费力。因此基于BIM研发新系统平台成了必然选择。

中铁建设集团从2010年承建宁波站开始，就尝试通过建筑信息模型(以下简称BIM)技术，物联网等技术对工程项目进行虚拟建造、信息化管理。2015年针对柳州站项目开发高铁站房可视化安全风险控制与预警系统。发掘集团公司智慧建造平台的新颖和特别之处，创新打造智慧建造156项目管理平台。

三、信息化建设目标

将BIM、物联网等技术相互结合，研究智慧建造管理云平台的搭建方法，探讨施工现场的物联监测技术与BIM如何紧密关联，通过BIM与监测设备的集成应用实现数模集合，帮助管理者实现物联数据与施工现场的快速连接，实现对建筑工程项目全面且精准地管控。

满足智慧建造管理云平台对异构数据的收集、存储、组织、共享、处理、应用等需求为目标，结合中铁建设集团有限公司项目部工程，开展面向建设项目的BIM与物联网等多项技术统一集成应用框架建立和多项技术的交叉融合应用关键技术体系等方面的研究，达到以下目的：

研究大型铁路客站智慧建造管理云平台的搭建方案，探讨施工空间位置与作业施工管理及物联监测间的关联，深度挖掘BIM技术的管理应用价值，解决工程施工细节问题，提高建造效率和管理效率。

研究工程施工监测数据运行指标运行规律，通过BIM数据分析主体与监测指标之间的关联关系，分析并建立综合管理模型。

四、信息化建设规划

在项目部工程中探索实用化物联综合集成应用系统实施方案。打造项目级智能建造156信息管理平台，1代表一个平台，通过大屏端、电脑端、手机端、物联端、微信端，5大终端数据的互联互通，实现施工现场智能进度，智能劳务，智能物料，智能场区，智能进度，智能调度6大智能管理应用场景，整合46项功能全业务综合应用。

利用BIM空间计算引擎，将站房主体BIM模型、场布BIM模型、机电BIM模型、GIS数据多模合一，并围绕项目施工进度、安全、质量、劳务、设备、物料、技术、环境等全管理要素，依托实体建造过程，进行空间数据和时间维度信息的多方位一体化整合，实现了数据的统一接入、统一管理和统一应用。

平台围绕以下五方面展开设计和实现：

第一，互联网+一线施工人员的劳务管理。考勤是人力管理最基本的硬性考核指标，关系到生产要素的基本层面，平台应用模块可以自动统计数据与分析结果，随着移动应用手段的介入，完美解决多级细化的、现场用工的实时数量与人员详细属性。

第二，智能器械管理与协同，特种作业人员的使用管理有了机制保障，机械使用效率提高70%以上，智能加工机械代替人工，效率提高10倍以上。

第三，材料管理，材料管理核心是材料的种类信息和价格体系，采购指导价的基础是由大数据产生基于品质与服务综合保障的前提下平均加权价格的指导价格，不断压低设备与材料价格是互联网平台对建筑工程行业控制材料采购成本的有效因素。更为关键的是物料的定量与控量，从供应商采购开始控制到实际进门量以及每日每工程单元的出货量，真正基于多元化数据的精细化管理。

第四，方案与工法管理，目前由于项目中遇到的问题越来越复杂，要求各个解决方案更直观，更及时，无论是吊装方案，还是机械安装方案。施工步骤、工艺工法必须严格按照流程执行，同时要准备好风险预案，这些只有依托智能建筑平台才能更好的解决。

第五，生产与环境。项目以进度为主线，计划是关键，关键核心就是生产和组织要素的协调，要达到真正计划与实际实施、生产进度与生产安全、资源的消耗与管理协调的统一，只能依托健全的制度法规与智慧建筑相结合。

依托项目所有岗位的应用端，产生的海量数据，通过云储存，在系统进行数据计算，实现整个施工过程可模拟、施工风险可预见、施工过程可调整、施工进度可控制、施工各方可协同的智慧施工过程。

自主研发三级节点爆灯进度管理系统，通过进度计划三级分级，BIM模型进度自动统计，最终将进度管理实时预警。实现集团、分公司、项目部的三级协同管理。研究基于BIM模型的三级节点爆灯机制，通过里程碑节点，1级重要节点，2级末端节点，全方位对现场进度计划、汇总、统计、分析。帮助项目管理团队科学编制调整施工组织，使所有人目光聚焦，目标统一。

远程监控，实现施工现场全范围，全过程时时监控，参建单位随时掌控现场管理动态。

智能劳务，实现安全准入教育与人脸识别强关联，精确掌握现场各工种人数，优化现场人力资源配置。

智慧物料，实现供应商从材料计划，现场地磅称重到物资验收发放。全过程智能化，无纸化，节省人工时。

通过BIM技术、VR虚拟仿真技术深入开发应用，搭建了“国内首个超大站房VR虚拟仿真场景”。实现了工程施工全过程可视化及站房运营的沉浸式体验。还包括智能监测，智能调度等一些列场景化应用。

五、信息化产品选型

平台总体分为管理标准体系和智慧建设两大体系，其中管理标准体系主要围绕工作标准和规范，记录项目基础信息，包括：机构管理、质量管理、安全管理、进度管理、招标采购、变更管理、现场管理、财务管理、立项管理。智慧建设体系围绕信息管理，建设智慧管理应用系统包括：安全管理、质量管理、劳务管理、进度管理、环境管理、技术管理、材料管理、协同作业、综合监控。平台通过两大体系的全面管控，形成完整的智慧建造1+5+6平台项目管理体系。平台体系结构详见下图：

1+5+6智能建造平台体系结构图

智能建造1+5+6平台整体技术架构可以分为三个层面：

第一个层面是终端层，充分利用物联网技术和移动应用来提高现场管控能力，通过RFID、传感器、摄像头、手机等终端设备，实现对项目建设过程的实时监控、智能感知、数据采集和高效协同，提高作业现场的管理能力。

第二层就是平台层，负责数据统一接入、存储及处理。通过云平台进行高效计算、存储及提供服务。让项目参建各方更便捷的访问数据，协同工作，使得建造过程更加集约、灵活和高效。

第三层就是应用层，应用层核心内容围绕以提升工程项目管理为核心，系统的可视化、参数化、数据化的特性让建筑项目的管理和交付更加高效和精益，是实现项目现场精益管理的必要手段。

1+5+6智能建造平台技术结构图

六、信息化实施过程及应用系统内容

1.智慧建造平台开发应用过程介绍

将建筑信息模型(以下简称BIM)+地理信息系统(以下简称GIS)+物联网(以下简称IOT)作为平台的首页界面，从空间考虑BIM模型作为施工管理重点关注区域，按图制作，精细布置。

从时间考虑，BIM作为将要搭建的建筑，GIS作为已有的建筑。两者的结合可以从空间上立体呈现现有成果，IOT作为模型与现场时时的连接，从空间与时间上将项目所有信息进行有机整合。

BIM掌握了建筑从设计到施工产生大量的信息，特别是建筑设计三维模型，包含了建筑详细的空间信息，BIM的精度更高，更注重微观。GIS需要建筑物的模型数据和城市街道路网数据，GIS关注的是宏观尺度。从尺度上来讲，BIM更加精细，关注室内与空间，并具有工作流管理性质;GIS更加宏观，相对静态，注重对平面与图层的控制。BIM+GIS=微观+宏观。采用GIS与BIM集成技术，贯穿整个工程项目全生命周期，实现项目协同管理、减少错误、节约成本、提高质量和效益。在工程竣工后，利用三维模型实施运营管理，提高运维效率，实现了城市彻底地“数字化”，将为数字城市、智慧城市建设奠定坚实的信息基础设施。

2.平台设计

智能建造主要包括IOT数据收集，结构化数据分析，BIM+GIS一体化综合应用，BIM与智能设备综合应用;构建互联网、物联网信息管理平台，利用信息交互技术全过程参与项目管理和施工组织。具体应用如下：

(1)多模合一

系统集成BIM模型与现场无人机航拍GIS模型，物联网设备模型。采用多模合一技术，可以实现平台图层的显隐，显示各个阶段的工况图，同时测量工程实体长度、面积等数据。BIM模型与物联网设备挂接，可以通过点击模型设备终端查看信息。

(2)智慧进度管理系统

智能进度：采用三级节点爆灯管控机制，绿灯代表节点进度正常，黄灯代表节点进度预警，红色代表节点进度滞后。

进度管理策划三级控制节点，每一个三级节点下面挂接100-800个BIM构件。我们可以从节点大屏上看到所有点的进度执行情况，同时看到当前、往日施工进度。

三级节点“一期Y1区桩基施工”，下有90根桩，通过每日的记录，此三级节点下的所有BIM构件都完成，此节点进度正常完成，显示已完成。

同时二级节点“一期雨棚施工”下面所有三级节点都已完成，此二级节点显示已完成。

(3)智慧劳务管理模块

智慧劳务管理场景，包含两大创新，将工人的安全教育与平台结合，工人必须接受安全教育并通过考试，才能进入现场。考虑工人入场时间不一致，但是出场时间较集中，采用宽进严出模式，进入时单人进入，外出时群体识别。可以通过平台了解现场工人数量，各班组人数，各个专业人数。

(4)智慧物料管理场景

网上填报用料申请，供应商收到申请进行备货，安排车辆运输，进场根据二维码扫描识别材料信息，通过地磅系统核对进货量与申请量差额，一次物流实施完成。智能设备油耗管理，作业油耗、怠机油耗 、有效的油耗相关基础数据及各类油耗统计、图形分析，使企业油耗管理从以经验为主的原始管理快速提升为以实际量化数据为主的现代信息化管理。

(5)智慧场区模块

包含VR全景图与航拍和机械管理。结合VR技术跟随项目的进展进行全景图制作，比如：基坑阶段，地上阶段，室内精装修，设备泵房等内容。

(6)智慧监测模块

包括电子巡更，塔吊防碰撞，基坑监测，智能水电表等内容。塔吊防碰撞可以实时监测塔吊运行轨迹，对于力矩、吊重、位移都可以实时监测，并监测塔吊运行碰撞风险，或载重超过阈值等问题。基坑监测模块，对基坑的沉降，位移，倾斜进行全方位观测，当出现异常波动值，基坑监测系统自动报警。

(7)智慧调度管理

包括智能摄像头，现场大灯，雾泡远程启停模块。 项目管理团队每位人员的手机上安装平台App,可以在手机端查看视频，进行流程审批等内容。

全业务应用：除此之外，还包括计划管理、进度抓拍、智能日志、工地大事件智能WIFI等一系列应用。

七、信息化建设成效

中铁建设在项目施工过程中，积极贯彻落实“畅通融合、绿色温馨、经济艺术、智能便捷”的客站建设理念，以“精心、精细、精致、精品”的工作要求，以BIM技术为基础，创新信息化智慧建造手段，不断创新现场管理模式，通过移动应用，便捷操作终端等小程序方便人员现场管理，有效推动了集团公司项目管理规范化、精细化管理，提高了业务衔接的有效性，提升了运行效率和经济运行质量，经济效益和社会效益显著提高，为建设更新更强的监控数据分析平台提供了有力的支撑。