基于信息化的工程总承包培植与运维

近年来，华昕设计集团有限公司（以下简称“华昕设计”）积极相应政策号召，大力开展以设计牵头的工程总承包业务，尤其在“十四五”期间，公司精心谋划、提档升级，通过数字赋能、建强创新平台、推进产研领悟、搭建人才高地等举措，走出了一条具有独创特色的设计牵头总承包业务发展路线。
现如今，华昕设计依托数字孪生、物联网以及人工智能将打造全生命周期、打造核心科技、打造数智培植三大支撑的新型总承包培植与运维模式，为“让城市更美好”的愿景落地贡献了国企的综合办理方案。
本文以华昕设计承建的宜兴市工业污水处理厂培植项目为例，先容基于信息化的培植与运维在工程总承包项目中的详细运用，希望能为行业企业依托前辈的信息化技能做好工程总承包业务供应参考和借鉴。

宜兴市工业污水处理厂培植项目设计总规模5.0×10⁴立方米/天，近期设备安装规模2.5×10⁴立方米/天，土建一次履行到位，设备分期安装，整体培植用地约7.7万平方米。

宜兴市工业污水处理厂

该项目拟采取BIM技能运用贯穿设计、施工、运维的全阶段。
设计阶段，采取数字化设计进行工艺比选、碰撞检讨、工程量打算，提高设计成果质量；施工阶段，运用数字化、可视化技能进行三维施工总平面设计、月度施工进度仿照、机电安装施工仿照、数字化图纸会审及技能交底等，提高施工效率及施工质量；运维阶段，建立聪慧运维平台，利用BIM技能对水厂运行情形进行实时管理。

随着无人机、GIS与BIM技能的进步及相互之间的领悟研究，为市政工程的培植与养护供应了更多的办理方案。
基于Super Map 8c系列平台可实现三维GIS表面模型加载BIM实体模型，并通用二次开拓向云端共享模型信息。
BIM与GIS相结合在设计、事情协同以及运维等方面已有一定研究与进展。
而以上技能的深度领悟与运用平台的开拓，对付高新企业依然是在探索阶段。
作为江苏省内领先的城市根本举动步伐培植综合做事商，华昕设计一贯致力于为项目培植单位供应完善的整套办理方案，未来设计院的方向应从更好地做事培植单位、从培植单位的角度出发去优化现有的技能。
因此，华昕设计结合公司已有的运用及无人机倾斜拍照模型、BIM模型、激光扫描模型、地理信息模型开拓的轻量化平台运用处景等，进行了一系列的探索。

三维地质信息建模

三维地质信息建模技能事理

传统的地质建模是在拟建项目的红线范围内采取钻孔的办法采集地质信息，从而拟合推算出红线范围内各底层的三维空间。
该方法钻点间距大，面对繁芜的地质特色与地下管线情形，难以与地表三维模型相匹配。
鉴于此，华昕设计凭借在无锡当地的“区位上风”，综合往期承建项目的地质特色，参考附近当前承建项目的已勘察地质数据，结合多参数置信权重分层三角网法进行建模与改动。

地质信息建模

根据上述事理，华昕设计自主研发了基于Revit的地质建模软件，根据钻孔数据自动创建地质模型，根据项目工程条件，实现开挖、地层剖切、地层属性参数查看、三维模型展示的各种功能，并能自动打算任意位置剖切、挖（填）方量。

基于Revit开拓的地质信息模型

三维地表建模

无人机倾斜拍照

伴随着无人机技能的发展，倾斜拍照技能打破了正向垂直拍照的局限性，利用具备RTK功能的无人机可实现多角度影像采集，并且无人机自带的软件可实现三维模型的建立并与地理信息相衔接。
但由于倾斜影像的局部几何变形大、网平差掌握点稀疏、地表附着物形状突变区域存在视野盲区等问题，纯挚利用无人机自带软件建模还不敷以知足设计与运维的哀求。
为理解决数据领悟过程中点云滤波参数简化、高精度多元特色提取、激光点云与无人机倾斜影像的稳健配准与领悟等紧张技能问题，宜采取更高真个无人机进行，并在此根本上进行算法改动，使无人机建模与BIM模型偏差减小。

范例地表附着物提取与留存

污水处理厂的各种工艺设备常日具有点、线、面等构造特色，对同一附着物的点云采集每每具有不规则、不可重复的特色，即便采取高端无人机也会影响到采集精度。
为此，基于履历总结，华昕设计开拓了一套地表附着物改动与参数化提取方法，首先将无人机设置回波模式为三回波，采样频率为240千赫兹，提取无人机与激光点云特色点，在Revit中根据附着物的类型建立共享参数模型；然后，结合插件Dynamo将附着物特色参数提取为csv格式，对常用特色参数可直接在Excel中进行修正，极大提高了建模效率与精度。
先采取激光扫描，再进行点云拼接、格式转换识别，末了实现Revit参数化族开拓。

多元模型领悟与轻量化平台

随着BIM模型的风雅化提升，对电脑硬件配置的需求也随之增长，这在一定程度上限定了该技能的企业推广。
目前，虽然有第三方平台和Revit自带的组件可以帮助配置较低的电脑加载，但仍旧难以知足某些分外项目的特定需求。
为理解决这个问题，华昕设计在深入剖析大量工程实践的根本上，成功开拓出一款多元轻量化平台。
此平台能够实现无人机倾斜拍照模型、BIM模型、激光扫描模型、地理信息模型的领悟，从而更好地知足各参建单位的需求。

多元模型领悟轻量化平台

聪慧培植与运维

安全管理

2022年4月，住房和城乡培植部发布《房屋市政工程生产安全重大事件隐患剖断标准（2022版）》，旨在辅导各地开展全面排查问题隐患，踏实推进房屋市政工程安全生产管理行动，进一步凸显了安全双重预防机制的主要性。
然而，目前风险分级管控、隐患排查管理机制尚不完善。
在这样的背景下，工程总承包企业应该积极探索和运用新的办理方案。
针对这一问题，通过大量工程实践的积累和复盘，可将无人机倾斜拍照模型、BIM模型、激光扫描模型、地理信息模型融入多元轻量化平台。
多元模型领悟轻量化的平台运用将有助于在污水处理厂项目中更好地进行风险评估与管控，防止潜在的安全隐患演化为重大事件，不仅可以提高项目各参建单位对安全隐患的识别和预防能力，同时也能有效推动风险分级管控、隐患排查管理机制的完善。

可视化安全分级交底

以发生频率较高且危害极大的坍塌、高处坠落、机器侵害、失火事件为工具，根据职员伤亡与直接经济丢失情形，约请本地专家与公司总工程师采取预先危险性剖析法（PHA）与层次剖析法对事件发生的可能性与危害程度进行分级与评价；将BIM模型与导入Navisworks中进行施工仿照，在安全交底过程中向管理职员与作业职员展示，并对易发生事件的部位与工序进行风险分级，采取不同颜色在模型中标记，使管理职员与从业职员在开展作业前有直不雅观的认识。

GIS+BIM应急管理

在多元模型领悟轻量化平台中可实现消防疏散剖析，将BIM模型导入，对检讨井出口、综合管廊联结通道等关键节点进行职员安全疏散的全过程进行仿真仿照，从而剖析作业职员安全疏散的韶光。
再次结合GIS+BIM技能体例专项应急预案，实现有限空间的信息可视化管理和安全事件点对点接济，从而在安全事件发生的第一韶光有序疏散、及时接济，把职员伤亡与财产丢失降到最低。

动态施工管理

在施工过程中工种多、不同专业交叉作业环境繁芜，总承包单位在施工阶段每每难以实现动态化关系与信息的及时通报。
结合无人机+GIS+BIM平台，可实现施工情形向各参建方动态化展示，包括施工阶段、物料投放进展与动态产值情形。
此外，开拓中的物料跟踪与检测试验物联网功能在逐步完善，旨在规避施工过程中偷工减料与检测数据修改，为总承包单位与培植单位供应更好的本钱管理做事。

基于720°云图的动态监测

720°云图动态运维系统包括软硬件的组成、网络拓扑构造、系统功能模块以及与其他系统的接口等，可结合云打算、大数据、物联网等技能实现远程监控、实时数据采集、工艺过程仿照、优化建议等功能。
运维过程中，可实现污水处理全过程的实时数据采集与监控，包括进出水水质、流量、能耗等关键指标以及泵站、反应器等紧张设备的事情状态。

720°云图监测

当涌现非常时，亦可通过动态运维系统实现对污水处理过程中非常情形的实时检测与预警，通过对数据非常值的识别、分类与预测，及时创造潜在问题，为运维职员供应决策支持，确保污水处理过程的稳定运行。
同时，可结合移动设备（如手机、平板电脑）随时随地访问系统，获取实时数据与监控画面，实现对污水处理厂的远程指挥与管理。
此外，该系统还支持多人协同作业，有利于提高运维效率。
未来，可在此根本上结合人工智能、区块链等技能，实现更加智能、高效的污水处理运营管理；拓展系统功能，整合多源数据，为环境管理和可持续发展供应更多支持。

自研污水处理厂聪慧运维系统

在总承包业务的转型初期，多数单位对付工程总承包项目的管理每每还依赖于纸质文件、职员面对面的沟通以及会签流转等传统办法。
然而，传统管理模式在资料网络和报表填报方面常常涌现差错和抵牾，影响了项目的顺利推进。
只管有些单位会针对特定问题开拓一些局部运用的软件模块，但由于开拓者浩瀚，利用逻辑难以统一，导致这些软件模块较为离散，难以形成系统化的管理。
为了顺应工程总承包规范化管理的发展趋势，需建立一个统一且规范化的管理软件平台，使该平台应具备自动统计、实时管控、精确管理以及复盘剖析等功能，以提升工程总承包项目的管理效率。

信息化目标

信息化平台将构建污水处理厂全生命的培植体系，打造“强监测、早预警、快处置”污水处理厂全生命周期的监测系统，充分发挥设计牵头的工程总承包技能上风，发展数字化管理，推动聪慧培植，实现多专业数据领悟、风险交汇剖析、综合研讯断议方案、预警应急相应、高效联动处置等功能，深化跨专业、跨部门、跨风险防控及应急处置能力，创新污水处理厂的安全管理和做事模式，使污水处理厂的培植与运维从“交钥匙”向“全生命数字化管理”转变，从“被动应对”向“主动监管”转变，提高聪慧化管理水平。

信息化整合功能

工程总承包项目业务管理系统平台集成了BIM技能针对项目管理中的项目信息管理、条约管理、协同沟通、操持管理、过程记录、质量管理、安全管理、材料管理等业务进行多方的管理业务。

信息管理

信息管理依托于BIM技能，通过前期BIM设计信息集成，完成档案管理、图纸资料、模型信息集成；通过集成项目进度信息履行反馈，完成多维度的信息利用整合；通过质量安全信息集成，将项目管理全方位与BIM领悟，打造数字孪生的项目管理办法，系统所见即项目管理真实场景。

条约管理

条约管理，通过大数据技能集成BIM模型信息进行项目工程算量，推算项目造价并辅导条约定价。
通过BIM模型信息与进度信息关联完成条约节点掌握。
进度管理基于BIM技能仿照施工进度，实现数字孪生，现场施工进度通过BIM三维模型实时反响，并利用AI仿照后期施工工期进展反馈施工方。
过程记录将施工过程从报审至资料结算各业务流程绑定项目进度，形成项目管理数据仓库，为施工过程供应数据辅导支撑。

质量管理

质量管理将BIM模型与质量分布分项信息匹配，通过构件干系信息天生质量检讨方案，将质量检讨信息反馈至BIM模型，从数字模型至数字档案全面地对项目质量内容进行管理。

安全管理

安全管理通过现场将安全信息档案上传云端与BIM模型进行信息关联，将数字档案与数字模型关联互通，实现了数字档案与数字模型之间的关联与互通，可做到实时更新数字档案中的数据，确保信息的准确性和时效性；将现场安全信息与建筑信息模型干系联，实现信息的互通与共享，并进一步强化了识别潜在的安全隐患和管理漏洞，为持续改进安全管理供应有力支持。

材料管理

通过BIM模型信息对材料设备的管理进行优化，利用二维码的形式进行区分整理并与BIM模型对应，利用二维码对用具的管理，对物料的出库入库、申请人、利用部门、利用数量等干系数据都可以及时有效记录。

基于以上信息技能在整合、数据共享方面的代价和上风，可以提高施工管理水平、基于BIM实现可视化交底、设计优化，从而实现总承包项目在施工阶段本钱、进度、安全、质量动态集成化、风雅化、聪慧化管理。
通过这个平台，旨在为总承包单位的总院、各分院以及干系职能部门供应一个协同事情的环境，使各部门能够更加高效、准确地参与到工程总承包项目的管理中。

设计牵头的工程总承包管理模式综合了设计与施工行业的上风，通过整合无人机倾斜拍照模型、BIM模型、激光扫描模型、地理信息模型，可实现城市道路三维地质信息模型、三维地表模型与BIM模型聪慧化领悟。
采取自研信息化管理平台，可实现以上技能对进度、本钱、质量、安全、物资、合同等管理内容进行全生命周期监控，从而借助信息化手段办理“管理紊乱、本钱失落控、工期耽误、质量毛病”等诸多问题。
设计牵头的总承包单位能够更好地结合现有信息化上风，为培植单位供应更完善的一站式技能做事，确保项目的顺利履行。
（本文作者吴晓波、黄飞行、谭云鹏来自华昕设计集团有限公司）

参考文献

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来源：《中国勘察设计》杂志