横江大道信息化建设成果案例-项目级信息化应用成果
中交第三航务工程局有限公司
“产信融合、创新发展”
——中交三航局横江大道“智慧建设云管理平台”案例分享
一、 企业简介
中交第三航务工程局有限公司是世界500强企业中国交通建设股份有限公司的全资子公司，具有港口与航道工程施工总承包特级资质，公路工程施工总承包特级资质，市政公用、建筑工程2个施工总承包一级资质，以及地基基础工程、桥梁、隧道等4个专业承包一级资质。近年来，公司重点打造了水工、路桥、市政、铁路和轨道交通、海上风电、投资建设等6个核心板块，在以BT和EPC为代表的高端业务领域也有所突破，业务范围遍及东南亚、中东、非洲、南美等18个国家和地区。在长期的工程建设工作中，在海内外赢得了良好口碑，曾被冠以“中国的脊梁”国有企业称号，多次被评为“全国先进建筑企业”、“全国优秀施工企业”、“中国建筑业竞争力百强企业”、“全国工程质量管理先进企业”等。截止到2017年底，公司拥有在岗员工7079人，各类专业船舶123艘，大型施工机械908台，资产总额达380.9亿元。
五十多年来，中交三航局坚持“五商中交”战略，“三者”定位， “三转”市场，承建了一大批标志性建设项目，为国民经济和社会的持续发展打下了坚实的基础。公司坚持走科技兴企之路, 不断提升自主创新能力。拥有国家级企业技术中心1个，国家级工法4项，187项自主知识产权专利，6项国家科技进步奖，66项省部级科技进步奖，11项鲁班奖，9项詹天佑土木工程大奖，50余项国家优质工程奖。
二、项目背景
横江大道快速改造工程(一标段、二标段)是我公司在2019年初承建的EPC项目。该项目位于南京江北新区，是南京着力打造的南京金融中心，集“融资+投资+保险”为一体的中央商务区。中央商务区目前在建有横江大道快速改造工程(一标段、二标段)、江北新区中心区地下空间一期、浦口区顶山消防站等工程。本项目以整个江北新区中心区建设为依托，要建设一个适用于多项目、多专业、全过程的云管理平台，具有建设难度大、工期要求紧、项目参与方多、信息交互量大、外部接口多、技术与质量要求高等特点。针对本项目的建设难点，中交三航局由局信息中心牵头，抽调局本部、港湾院、三公司、安泰得信息化、BIM专业技术人员，成立了信息化项目部，负责整个智慧建设云管理平台的总体规划、组织实施及过程管控。各单位也明确信息化负责人，为信息化工作提供了有力的组织保证。
目前平台建设已初见成果，一级平台已上线实施，BIM模型和GIS场景的搭建已跟上施工进度，智慧工地数据已接入平台，进度、质量、安全、成本数据已陆续录入平台。
三、平台建设思路
通过对项目招标文件以及对业主详细的调研，整个智慧建设云管理平台顶层设计，明确了本项目智慧建设云管理平台的建设思路及建设内容。
以“BIM+GIS”为数据载体，“物联网+互联网+云计算”为数据传输手段，“项目管理+人工智能+大数据”为数据运转核心，建设一套基于GIS、BIM、AI技术的全生命周期的智慧建设云管理平台。实现业主、设计方、总承包单位、分包单位、监理单位及其他各参建方的协同管理。
图1BIM+GIS平台
四、平台建设内容
平台建设内容主要包括“四个建设”即：BIM及GIS场景建设、平台建设、移动端建设、智慧工地建设。并在此基础上搭建“一个库、一个平台、多层次应用”的系统架构。为业主提供工、料、机及质量、安全、进度、计量、成本等全方位的项目管控提供信息化支撑。
1、BIM及GIS场景建设及应用情况
通过建立BIM建模标准，使所有模型精细度及颗粒度达到统一，同时为了满足平台运用的要求，所有模型都要有统一的WBS编码及工程量等数据。目前所有模型都已导入平台，建模进度大于施工进度。
GIS场景的建设除基于地质模型与地质勘察报告外，为了进一步提高场景的精度与实时性，还结合了现场倾斜摄影的资料，为业主提供准确、实时的GIS场景。
2、平台建设及应用情况
平台建设内容主要包括：数据标准的建立、基于BIM+GIS综合应用、进度管理、质量监控、安全管理等。
(1) 数据标准的建立
由于平台是一个多项目的平台，各个项目都有自己的子系统需要把项目的质量、安全、进度、计量等数据传入平台，所以需要建立起一套统一的数据标准，从而满足多项目管理的需求，目前数据标准已初步建立，各项目的基础数据已经陆续接入平台。
(2) 基于BIM+GIS综合应用
以三维可视化动态交互方式达到身临其境的全方位审视效果，从任意角度、距离和精细程度观察场景;平台提供包括测距、测高、面积测量、地表开挖、开启高程、模型隐藏、改变地形透明度等功能在内的常用GIS分析技术;通过重点工区、重点工程、WBS等多种方式快速定位和检索模型,并可以查看任意模型的设计属性、施工属性以及相关的文件资料。目前GIS场景已经基本搭建完毕，已投入使用，BIM模型的建模进度也已超出施工进度。
(3) 进度管理
通过平台进度模拟模块，可以对进度计划、BIM模型、三维地理信息进行数据集成，用户可以在系统里编制计划或者通过project编制进度计划导入到系统中，依据进度计划按照时间顺序模拟施工，将甘特图、三维可视化场景和资源消耗列表相结合，在三维电子沙盘中清晰直观地了解各个时间节点完成的工程量和达到的效果，方便项目的各个参与方形象生动的动态展示施工进度计划。目前进度管理已经上线使用，施工单位已经按平台要求录入进度数据。
图2 项目进度管理
(4) 质量监控
可以在BIM模型上关联质量报验资料，并可在后续追溯质量报验信息，下载或打开质量报验附件。在施工过程中，实行检查验收制度，检验批严格按照相关要求和标准进行检查验收，利用BIM庞大的信息数据库，将任务众多的工作具体分解，将BIM模型和其相对应的规范及技术标准相关联，依靠移动端进行精准的检查验收工作，轻松地将检查验收过程及结果予以记录存档。
(5) 安全管理
通过对接各项目智慧工地的数据，提供详尽的人员信息(劳务实名制)管理、人员定位管理、视频监控管理、机械设备管理、环境监控管理等全方位的安全管理，目前智慧工地的数据已经接入平台，并根据业主要求进行展示。
3、移动端建设及应用情况
为了满足移动办公的需要，平台配套移动APP，用户可以在移动APP上查看所有平台的业务及智慧工地的数据，并可以通过移动APP录入进度、质量巡检、安全检查等数据。目前业务数据及智慧工地数据已经可以在移动APP上面查看。
4、智慧工地建设及应用情况
智慧工地的建设主要包括：监控中心、VR安全教育体验、视频监控、环境监测、实名制管理、人员定位系统、智慧天眼、特种设备监测、升降机管理、混凝土车辆超载超速管理、高支模/脚手架监测等。
图3 智慧工地项目看板
(1) 监控中心
为了良好的展示现场智慧工地建设情况，现场监控、监测数据能够很好的呈现，已在各个项目部建立自己的监控中心，并配置监控大屏，实时展示施工过程信息。
(2) VR安全教育体验
目前建筑工地传统安全教育主要体现为“灌输式”、“填鸭式”培训，尽管绝大多数工人能够顺利通过考核上岗，但安全意识却始终参差不齐。因此，需要建立一个VR安全教育体验系统，通过对安全绳体验、安全帽体验、洞口坠落体验、触电体验，还包含安全用电、消防灭火、坍塌、高空坠落、物体打击、机械伤害、火灾、机械伤害、物体打击等项目的虚拟化、沉浸式体验，让施工从业人员亲身感受违规操作带来的危害，强化安全防范意识，熟练掌握部分安全操作技能，从而达到施工安全教育目的。
(3) 视频监控
将远程监控获取的各种数据信息进行处理和分析，实现远程视频自动识别和监控报警。同时，可通过APP实现移动监督，从而极大的提高建设工程安全生产的监督水平和工作效率，有效避免对工地安全状况掌控的随机性和不确定性，保障监督、及时消除安全隐患，实现安全生产。目前，已经按施工进度布设视频监控，监控信息已经接入平台及移动端APP。
(4) 环境监测
环境保护是我国的一项基本国策。环境监测是环境保护工作的重要组成部分，是环境管理的基础和技术支持，而空气质量监测又是环境监测的一个重要组成部分。将施工因素对周边环境及造成的影响降至最低是项目工作的前提。此外，施工现场的环境关系也到施工人员的安全和产品的质量。通过远程数据监测系统可以对施工区域环境指标进行实时有效的监测管理。可将所有范围的区域纳入监管范围，真正实现有效管理和标准化。目前已经在几个典型区域布设了环境传感器，区域内的温度、湿度、噪音、PM2.5、PM10、风速、风力等数据已经接入平台。
(5) 实名制管理
考虑各个项目部施工现场区域较多，如项目部驻地、钢筋加工场、预制场、拌合站等，相应的施工风险因素较多，施工人员较多，工种复杂，人员、设备、车辆流动性较大，因此在施工现场设置人员进出管理系统相当必要。进出管理系统设计采用“人车分离”的原则，该系统主要由人脸识别考勤系统和车辆识别系统组成。目前人员的识别已经上线使用。
(6) 人员定位系统
人员定位系统使得业主、项目管理人员可以通过实时地图显示人员位置进行人员调度管理。通过记录工作人员的实时位置，查看一段时间内人员分布情况，应对灾情、突发事件，能快速辅助施救方案制定，为BIM平台提供人员位置数据或数据接口。目前人员定位数据已经接入平台，用户可以通过平台查看施工现场的人员分部、人员组成及人员的历史轨迹。
(7) 智慧天眼
智慧“天眼”采取基于新一代深度学习AI技术，结合人脸检测算法可以高效检测各类复杂场景下的人脸识别，可以准确定位人脸特征点，进行精准人脸比对和人脸识别。目前智慧天眼已经投入使用，管理人员可以通过智慧天眼，了解现场人员安全帽的佩戴情况,并进行实时的管理。人员进入禁止区域、没有佩戴安全帽等违规行为，系统将自动进行报警。系统实现了现场不安全施工行为或事件实时预警，变事后查询为主动监控;真正做到实时预警，智能检测，规范管理。
(8) 特种设备监测
对龙门吊等大型特种设备运行进行安全监控。保证施工人员的人身安全，以及工地的建筑材料、设备等财产的保全。
(9) 升降机管理
升降机管理系统利用其配套监控软件，实现驾驶员身份识别、升降机运行状态实时监控、预警。同时，将设备的运行状态的关键数据实时传送至平台。
(10) 混凝土车辆超载超速管理
在工地周边设混凝土/栈桥搅拌车超载超速监控系统，结合称重系统，实时采集混凝土搅拌车超载超速的地理位置、超载信息、超速信息，并传回平台，平台统一进行报警。
(11) 高支模/脚手架监测
高支模监测系统提供监测立杆轴力、杆件倾角，数据采集设备实时采集传感器数据，并通过无线传输设备把数据传输到平台。
图4人员定位数据展示
五、取得的成效
通过以“BIM+GIS”为数据载体，“物联网+互联网+云计算”为数据传输手段，“项目管理+人工智能+大数据”为数据运转核心，建设一套基于GIS、BIM、lot、AI技术的全生命周期的智慧建设云管理平台。实现业主、设计方、总承包单位、分包单位、监理单位及其他各参建方的协同管理，支持各个管理层的决策，积累各种数据，为大数据挖掘分析，江北新区中央商务区数字孪生城的建设提供基础，为实现更高层次的监管服务，实现全寿命周期的智慧监管。
1、 随时随地实时管理
项目组成员可通过任何互联网移动设备接入智慧建设云管理平台。领导层可随时随地查阅总控功能生成的各项目的分析报表、三维可视化的项目进度、质量、安全、成本信息及现场实时监控，及时决策、轻松管控项目。
2、 高透明高效率
平台整合各项目管理全流程的全部功能，支持多个项目管理。所有项目的参与方在同一平台实时协作，消除多个软件组合管理造成的数据偏差和重复工作，提高数据透明度及工作效率。
3、 减少变更
所有项目在实体建造之前先进行BIM 虚拟建造，使各项目在实际施工前便可检测和解决碰撞、冲突等不合理的地方，大大减少了实际建造中的变更。
4、 缩短工期
统一平台协同管理项目全流程，强大数据库及报表功能支持快速、准确决策，高效和可视化的项目规划和进度管理，节省分析时间，缩短工期。
5、 降低成本
不同的项目方案及变更可在系统中进行模拟和评估，以确保项目规划的灵活性，及降低未知的风险。通过采用最优化的项目规划方案，节约项目成本。
6、 精益管理
借助先进的信息化技术模拟优化每一个工作流程。管理信息通过客观的数据源获得(如传感器、BIM 模型等)确保了管理信息的真实有效，所有项目参与方均能通过云平台无缝协作，提升效益、降低消耗、实现精益管理。
