建設工程數字化集成管理研究

王勝婷（甘肅恒基銘筑建筑工程有限公司，甘肅蘭州 730000）

建筑行業是保障國民經濟穩步發展的關鍵行業之一，為國家發展與人民生活做出了其他行業不可代替的貢獻[1]。但隨著相關工作的進一步落實，行業在近年來的發展呈現一種相對滯后狀態，無論是年產值或是企業收益都出現下降，為解決此問題，有關單位提出了針對建筑行業中建設項目的集成管理模式，將項目管理相關工作轉移到線上，通過此方式，提高管理工作的數字化程度，在管理工作中節約更多的人力資源[2]。

1 工程概況

此次研究的建設工程項目為某地區建筑企業承包的大型樓群改造建設項目，對此項目的建設情況進行現場勘查與實地調查，項目概況見表1。

表1 建設項目工程概況

項目作業現場的水源接自建筑北側市政給水干管，根據供水部門提供的資料，市政供水壓力為0.20MPa（若施工現場實際供水壓力不符，應及時通知設計院對局部給水方式加以調整），為滿足現場作業需求，將供水從A、B兩個區域接入，其中A地塊引入管為DN200，B地塊引入管為DN200。在此基礎上，對作業現場應急照明及疏散照明線路進行選型，結合現場需求，選用耐火型導線明敷于吊頂內或金屬管敷設于結構樓板或墻內，設計過程中應確保設計的墻體保護層厚度在30mm以上[3]。

本工程位于夏熱冬暖地區，因此，建筑內空間布局應結合需求，按照南北通風布置，盡量采用較小的進深帶來較好的自然通風及較好的采光，盡可能減少人工采光及空調設施。在此基礎上，建筑外墻采用加氣混凝土砌塊設計，屋面采用倒置式作法，采用擠塑泡沫隔熱板（30mm厚用于公建）既能滿足節能要求，又能保證建筑設計符合規范[4]。同時，建筑屋面面層及外墻面的色彩處理采用較淺色調，以盡量減少太陽的輻射吸收。

經窗墻比及建筑遮陽系數估算，外門窗采用塑鋼窗，中空玻璃，局部采用LOW-E中空玻璃，基本上可滿足外窗的節能要求。同時，利用雨水收集回用系統補充景觀水體，并利用該處理系統循環處理景觀水體，避免水質惡化造成經常性換水，以節約自來水。

2 建設工程數字化集成管理

2.1 基于IOT技術的建筑工程信息采集

為實現對上述建設工程項目數字化集成管理，首先需要獲取建筑工程項目相關的各項信息資料。為確保獲取到的信息具備更高的利用價值，引入IOT技術，滿足信息采集的基本需求。首先，利用IOT技術當中的RFID技術獲取建設工程電子身份構成要素，包括種類、數量、位置等信息[5]。通過RFID技術的加入能夠實現對各類基本信息的快速寫入和讀取，并為后續集成管理提供所需基礎條件。將圖1所示的結構作為RFID技術采集終端。

圖1 基于RFID技術的建設工程信息采集終端結構

在圖1所示的射頻模塊當中包含一個2.4G的RFID有源標簽，利用其實現對傳感器信號的獲取，并實現對多個射頻標簽的主動讀取。通過這些射頻標簽完成對各個傳感器設備的準確識別，從而獲取到某部分數據的具體來源信息[6]。除此之外，在上述采集終端當中還包含一個RS232接口和一個RS485接口，將上述兩個接口作為維護端口，并實現對建筑工程數據信息的有線傳輸[7]。在利用RFID技術獲取建設工程現場信息時，需要結合得到的數據并通過計算的方式獲取相關信息。例如，獲取兩個RFID標簽之間的位置距離信息時，可以按照式（1）所示實現。

式中P-兩個RFID標簽之間的位置距離信息；

Xm-某一已知位置標簽的傳感器當前RSSI值；

Xn-某一未知定位位置傳感器的RSSI數值；

R-傳感器數量。

通過式（1）可以實現對兩個傳感器RFID標簽位置距離的測定，以此為相關位置信息提供輔助條件，從而進一步提高數據的應用價值。

2.2 建立以信息模型為中心的數據庫

根據上述論述，在完成對建筑工程中各項信息的采集后，為了能夠方便地對信息進行集成管理，將信息模型作為中心建立數據庫。在對數據庫監理時，不僅需要在數據存儲介質上實現數字化信息的集成，還需要從管理的角度實現對其集成，以此促進建設工程集成管理效率提升[8]。在這一過程中，建設工程相關信息類型以及數據來源較多，加之數據結構本身十分復雜，因此，建立數據庫時，選擇將信息模型作為數據庫的中心結構。針對建設工程信息中包含的非結構化信息、半結構化信息以及結構化信息，對其構建BIM模型。在建立數據庫時，由于文檔信息具有更高維度，并且數據的格式不統一，因此信息內容無法被計算機理解，針對這一問題，在對數據庫中各類數據信息進行管理時，需要從文檔集成和BIM數據模型集成兩方面進行管理。其中，針對文檔的集成需要依靠文檔管理服務器作為支撐，通過文檔元數據的集成處理，例如從時間維度、組織維度、要素維度等方面建立相互之間的關聯。針對BIM數據模型管理時，可引入文本挖掘技術，集成BIM模型，并實現其與文檔信息之間的直接關聯，當前BIM模型已經實現了快速地發展，利用5D BIM軟件實現對建設工程項目中合同條款的快速查詢。除此之外，數據庫當中存儲的內容還包含建設工程項目進行中各項數據特征值，其表達式見式（2）。

式中qn+1-通過特征提取后得到的建設工程項目數據特征值；

x-特征函數；

yn-在數據庫某一輸出層中的特征結果；

c-權重系數；

bi-數據庫兩個輸出層之間存在的偏置指數。

結合上述公式，得出各項數據的特征值，并根據特征值實現對數據的分類和集成管理。

2.3 基于PIP平臺的數字化協同集成管理

在完成建設工程信息數據庫的建立后，還需要結合PIP平臺實現對建設工程信息的數字化協同集成管理。PIP平臺可實現對建設工程項目信息門戶的管理，利用這一平臺可實現對信息的共享和傳遞，以此為各個項目參與方提供更優質的協同工作環境。在建設工程項目的設計階段，通過PIP平臺實現對項目業主、設計、咨詢單位等之間的溝通；在招標階段，在PIP平臺上發布建設共享項目招標信息的發布，并將投標報價公布在平臺當中，具備平臺賬戶的參與方可以通過平臺實現對招標具體情況以及進展情況的實時獲取。同時，在這一階段還可以通過PIP平臺實現對建設工程信息的集中存儲，并為各個階段、各個參與方相互之間獨立的信息管理提供條件。利用可實現項目信息門戶交換的PIP平臺取代原有建設工程管理中組織內部雜亂無章的信息通道。建設工程項目中數字化信息交換方式轉變如圖2所示。

圖2 建設工程項目中數字化信息交換方式轉變示意圖

在運行PIP平臺時，需要選擇適當的軟件和硬件，以此為項目信息門戶管理提供條件，其中硬件主要包括服務器、個人電腦以及網絡設施。通過合理的硬件條件為PIP平臺提供高效運行基礎，以此充分滿足建設工程數字化集成管理需要。

3 管理效果

完成對工程項目基本情況與集成管理方案的設計后，下述將以所研究項目為例，應用本文設計的方法，進行項目管理，將項目信息數字化集成管理效率作為評價指標，展開如下文所示的實驗。

實驗前，根據上文設計的內容，建立項目數據庫，見表2。

表2 建設工程項目數據庫格式

按照上述方式，建設針對工程項目的數據庫，完成數據庫構建后，由技術人員與實驗人員進行庫內信息的多種操作處理。將電子版文件的錄入、導出時間作為評價本文設計管理方法的指標。

測試中，選用不同大小的文件，進行數據的錄入與輸出，調用計算機后臺數據，記錄計算機處理數據信息的時長。統計實驗結果見表3。

表3 終端計算機記錄的電子版工程文件處理時長

按照本文設計的方法，進行終端計算機記錄的電子版工程文件處理時長的統計，從表3所示的實驗結果可以看出，此方法對電子版文件的處理時長較少，無論是文件的上傳或是文件的導出，所需時間均相對較少，以此證明了本文設計的管理方法在實際應用中可以提高工程數字化管理效率。

4 結語

本文以某建筑工程項目為例，開展了集成管理方法的設計。通過此次的研究，明確了規范化管理工作在項目建設過程中的重要性，因此，在后續的研究中，還將繼續進行本文研究成果的深化，結合相關工作的實際需求，對本文設計的管理方法進行完善與優化，為建設工程項目的穩定收益提供進一步的指導與幫助，實現項目管理從“被動管理”到“主動管理”的轉型。也可以通過此種方式，進行本文設計成果的進一步優化，為轉變建筑企業未來發展理念與未來建設方向提供幫助。