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经企业申报、地方推荐、专家评审，住房和城乡建设部确定并发布第一批124个智能建造新技术新产品创新服务典型案例。目的在于总结推广智能建造可复制经验做法，指导各地住房和城乡建设主管部门及企业全面了解、科学选用智能建造技术和产品。此次发布的典型案例中，有20项自主创新数字化设计软件创新服务案例，29项部品部件智能生产线创新服务案例，42项智慧施工管理系统创新服务案例，20项建筑产业互联网平台创新服务案例、13项建筑机器人等智能建造设备创新服务案例。
现分批次针对124个智能建造新技术新产品创新服务典型案例做详细介绍，本期为智慧施工管理系统创新服务案例：
1、上海市预制构件信息化质量管理保障平台
2、江苏省建筑施工安全管理系统智慧安监平台
3、南京市BIM审查和竣工验收备案系统
4、徐州市沛县建筑施工智慧监管系统
5、基于BIM的智慧施工管理系统平台
6、基于GIS+BIM的智慧工地管理平台
上海市预制构件信息化质量管理保障平台
上海城建物资有限公司基于多年构件生产管理经验，利用互联网思维+信息化手段，开发了“上海市预制构件信息化质量管理保障平台”（如图1所示）。该平台立足行业质量管理需求，由行业端——生产端组成，采用覆盖行业生产和应用全过程的信息化系统，对构件全生命周期质量进行监管，打造一定区域内的预制构件质量管理闭环，实现了传统产业的信息化融合。
图1 上海市预制构件信息化质量管理保障平台
二、案例应用场景和技术产品特点
“上海市预制构件信息化质量管理保障平台”按用户性质不同可分为监管端和生产端（如图2所示），监管端主要服务行业监管部门，通过平台对装配式预制构件生产企业及其产品质量实现高效监管；生产端是监管端的数据采集源头，是监管端产品质量控制和追溯的基础，通过对接“生产管理系统软件”，导入相应的数据，生产端主要服务生产企业，对生产过程实现智能化管理。
图2 “上海市预制构件信息化质量管理保障平台”架构
“上海市预制构件信息化质量管理保障平台”实现了监管端和生产端的信息数据的连通和同步管理。生产端信息数据包含生产过程、质量追溯、交付过程等方面，监管端则在汇总生产端数据的基础上，拓展到资源匹配服务方面，包括产品质量管理、产品追溯管理、专项技术培训管理等服务模块，重点对行业内产品的全生命周期质量数据形成追溯体系。
“上海市预制构件信息化质量管理保障平台”基于以往质量管理经验，通过信息化手段，实时掌握装配式预制构件行业数据动态，绘制上海装配式预制构件数据图谱，打造装配式预制构件质量管理闭环，提升装配式预制构件行业产品质量。同时，通过采集分析行业数据，结合大数据分析研判，摸索监管新思路，对预制构件产品实现“过程可视、质量可控、产品可追溯”、“风险提前预警，问题及时处置”、“均衡产能供给，补齐技术短板”，使上海装配式预制构件行业科学、健康、有序发展。平台具有如下特点：
1．连接生产端与监管端，全生命周期监管预制构件质量。平台打通了生产端、监管端数据传输，通过系统对接可直接获取企业真实生产数据。平台数据采集的实时性与便捷性弥补了装配式预制构件传统监管模式的人工采集数据速度慢、重复录入、数据易丢失等不足。同时，通过二维码或RFID芯片采集预制构件产品在生产、运输、安装、运维全过程数据，实现生产可视化、质量可控制、产品可追溯，全生命周期监管预制构件质量。
2．大数据分析行业发展趋势。通过对装配式预制构件全生命周期内数量巨大、来源分散、格式多样的数据进行采集、存储和关联分析，梳理行业需求，优化客户体验，预测行业风险并建立有效的安全机制，保障了行业优质企业良性发展，杜绝行业野蛮生长。
3．通过互联网思维提升预制构件生产管理水平。生产端基于城建物资30余年的预制构件生产管理经验，利用互联网思维、信息化手段，开发出操作便捷化、管控一体化、车间数字化、生产精益化、堆场智能化、质量一贯化的生产管理系统，全过程、多维度一体化集中管理，实现了工厂车间的数字化、透明化、可视化、在线化和可溯化，有效解决生产企业发展痛点，提升装配式预制构件生产企业效率，优化企业管理水平，降低制造成本。同时使得传统构件行业精益生产成为可能，并通过数据沉淀为未来的大数据分析和智能决策提供基础条件。
平台适用于具有质量管理需求的预制构件生产区域，区域内存在一定数量具有一定信息化软件硬件基础的预制构件生产企业及行业监管部门，预制构件生产企业作为生产端，是数据采集的源头，通过对接“生产管理系统软件”，导入相应的数据，对生产过程实现智能化管理；监管端主要服务于行业监管部门，通过平台对企业及产品质量实现高效监管。
一是打通了生产端、监管端数据传输，通过系统对接可直接获取企业真实生产数据，弥补人工采集数据速度慢、数据易丢失等缺陷。
二是通过二维码或RFID芯片采集预制构件产品在生产、运输、安装、运维全过程数据，实现生产可视化、质量可控制、产品可追溯，全生命周期监管预制构件质量。
三是通过对数据关联分析，梳理行业需求，预测行业风险并建立有效的安全机制，保障行业良性发展。
四是通过全过程、多维度一体化集中管理，实现工厂车间的数字化、透明化、可视化、在线化和可溯化，提升预制构件生产企业效率，优化企业管理水平，降低成本。
1．监管端。监管端功能模块主要包括工厂管理、项目管理、产品质量管理、产品追溯管理和专项技术培训管理。上海市工程建设质量管理协会利用平台监管系统对在沪备案的141家预制构件生产企业及其产品质量实现高效监管，使用平台的电子质保书功能模块为监管抓手，集中装配式构件服务项目信息，构件质量相关信息，构件原材料相关信息。使用平台的线上培训模块为管理抓手，对工厂的技术工人进行了有效的监管和培训。
2．生产端。上海住总住博建筑科技有限公司利用平台生产管理系统，已实现22万平方米预制构件产品的生产管理，在多方面提升了生产管理效率：自动排场效率提升10倍；资料整理效率提升10倍；装车效率提升60%；统计效率提升90%，统计准确率100%，整个制造过程做到无纸化办公，实现了工厂车间的数字化、透明化、可视化、在线化和可溯化，有效解决企业发展痛点，提升预制构件生产企业效率，优化企业管理水平，降低制造成本。
监管端功能模块主要包括工厂管理、项目管理、产品质量管理、产品追溯管理和专项技术培训管理。平台自使用以来共计涉及装配式工程建设项目800余项，构件数量达到240万个，约165万平方米，并通过平台生成电子质保书25万余张，在平台内已开设200余次课程，培训1万余名装配式建筑产业工人，颁发7000多张培训合格证书，为行业健康、有序发展奠定了基础。
1．工厂管理。平台工厂管理功能模块（如图3所示）以行业管理目标出发，实时采集所需的工厂信息、生产数据以及质检数据，并汇总、归纳出大数据要素。可对接市场上所有“生产管理软件”，使协会便捷地获取所有备案生产企业的数据。通过数据统计整理、关联分析，可高纬度的掌控构件生产行业动态，为协会调控产能、原材料监控、质量巡检、扶持政策制定等工作提供了数据支撑。
图3 工厂管理数据统计
2．项目管理。项目管理部分（如图4所示），通过采集备案企业生产管理系统的项目信息与上海“土地招拍挂”对比，绘制上海装配式建筑项目信息地图，直观展示各区项目及不同阶段项目情况。截止2021年3月，平台管理项目数已超过800余项。可快速查看、搜索不同时间段内项目总数和计划生产、已完成及已运输方量，为协会统筹管理工作提供了数据支撑。
图4 项目管理数据统计
3．产品质量管理- 电子质保书。生产企业只需将符合要求的原材料信息、质检信息等资料上传即可获取电子质保书（如图5所示）。电子质保书无需重复录入，且方便追本溯源。截止2021年3月，已发放21.5万张电子质保书，包含了超200万个预制构件，约140万方。通过电子质保书与传统的现场巡查、抽检结合，形成了完整的产品质量管理链条，确保上海市构件成品 “过程可视、质量可控”。
4．产品追溯管理。通过芯片管理+物流数据监控，可追踪任意出厂构件的去向，对构件在运输途中的风险隐患进行监控。构件质量发生问题时，可通过芯片定位及时、准确的回溯来源，做到“构件产品可追寻”。通过该功能协会打通了生产环节与施工、运维环节，对产品全生命周期进行监管。
5．专项技术培训管理。通过平台为装配式行业工人提供专业技术培训，并考核，使其满足现代化制造业的要求，为行业输送专业技术人才。“培训学籍系统”涵盖的数据监控功能可对企业关键技术岗位缺损进行预警，提示企业及时补充相关岗位技术人员，提示监管单位对缺损技术岗位工作进行巡查，避免相关环节质量风险隐患。通过培训大数据的分析，可及时发现能力的不足与知识的更新滞后，针对性地研发相关课程，补齐行业技术短板。目前平台已开设200余次课程，培训10296名学员，颁发7169张合格证书。
生产端（如图6所示）由物料跟踪、制造执行系统（MES）、数字化车间、智能优化、工厂移动APP等子系统组成，覆盖生产全过程，主要功能模块包括企业项目管理、生产计划管理、生产过程管理、质量一贯化管理、智能堆场管理、构件信息管理、数据统计分析。上海住总住博建筑科技有限公司是上海城建物资有限公司下属的构件生产销售企业，下辖3家自营工厂，10家联营工厂，通过上海市预制构件信息化质量管理保障平台的使用，实现对多点多工厂远程质量管控的效果，通过总部排产、集中产品类型生产、芯片记录全过程数据等功能，实现高效、优质的生产提升效果。
1．项目管理。通过平台对工厂内所有订单项目进行管理（如图7所示），直观了解企业订单。通过楼层图对生产与发货进度进行可视化展示，并对交付进度进行预警，帮助生产线合理安排生产计划。对于工程变更，系统按版本记录，便于后期查阅。
图7 项目管理-可视化楼层进度管理
2．生产计划管理。根据施工要求、节点自动分解生产订单（如图8所示）、安排生产计划。确定工艺路径并收池后，自动编制组模计划，支持手动、自动两种组模模式。生产计划管理可灵活按需组织生产，产线工艺调整便捷，生产任务实时把控，通过设置自动排程规则，有效缩短排产时间，计划调整灵活便捷，信息上下传递及时。
3．生产过程管理。原料管理（如图9所示）：原料采购与生产计划联动，有效控制库存成本；备料计划与作业计划联动，精准控制原料消耗。
图9 原料管理-领料申请
钢筋管理：自动生成部件计划提高工作效率；在线部件图纸便捷指导现场生产；钢筋切割方案有效降低原料成本。
设备管理：自动派发点检工单；在线实时查看报修设备故障；实现设备的全生命周期管理；设备健康状态在线管理；移动产线模台自动跟踪；养护仓温湿度实时监控；自动下达设备联动控制。
构件管理：实时收集生产实绩信息，对生产进行有效管控；二维码+模台RFID跟踪，追溯构件所有生产记录。
4．质量一贯化管理。原料质检（IQC）：通过设定原材检验模板及取样规则（可自定义），规范原材料质检流程，保证原料质量合格，并留档质检数据。
图10 质量管理-隐藏/成品检验
制程质检（IPQC）：根据构件特点及生产流程可配置隐蔽检验（如图10所示）、成品检验项目；通过APP扫码检验，在生产过程中步步检测，对产品质量精准追溯。
5．成品质检（FQC）：构件生产完成后，可一键生成质检资料，随车打印，电子质保书自动关联试块强度实验报告。且系统设置完善的不合格品处理流程。智能堆场管理。物流、堆场发货规范管理（如图11所示），发货任务自动生产；可视化堆场快速定位构件；扫码发货提高发货效率；调拨单实现构件运输管控，构件流向可追溯。
图11 堆场管理-可视堆场
6．构件信息管理。通过二维码、RFID芯片系统，记录构件信息（如图12所示），包括：构件基础信息、原料领用记录、隐检与成品检记录、养护仓温湿度记录、试块强度、出入库记录等。
图12 移动端构件信息页面
7．数据统计分析。实时统计生产数据，成本核算数据准确，通过数据沉淀，帮助工厂优化成本、质量、绩效等。
图13 生产管理流程图
（一） 解决的实际问题
随着上海市工业化建筑配套政策以及绿色生产、施工政策的落地，本地的装配式建筑市场容量以几何级数增长，每年完成的装配式建筑面积自2015年的220万平方米到2019年的1750万平方米。传统行业监管手段在现今的市场体量、繁杂的数据前逐渐显现出力不从心，导致构件成品质量、原材料质量控制、构件生产产能不均、行业人才不足等关乎行业健康有序发展的问题也与日俱增。
“上海市预制构件信息化质量管理保障平台”基于开发单位多年构件的质量管理经验，将关键质量数据通过各类数字化方式汇集到平台，绘制上海市装配式预制构件数据图谱，打造质量管理闭环。一是质量数据数字化，对关键质量数据进行全链条透明，形成有效质量监管。二是技术工人培训可控化，对行业内的从业人员进行全覆盖性培训，形成质量源头可控。三是产能供给均衡化，通过总分模式，线上完成产品类型与产线类型的自动匹配，形成效率与质量的兼顾。四是生产数据可视化，通过芯片等技术手段，将生产数据伴随产品全生命周期，形成质量追溯性。
在长三角一体化战略背景下，区域产业融合发展迅速，在上海市备案的长三角区域装配式预制构件生产企业超过140家。截止2021年3月，上海市工程建设质量管理协会利用“上海市预制构件信息化质量管理保障平台”实现对141家构件生产备案企业的全面监管，改变协会传统监管模式下的数据采集难、质量追溯难等问题，提高了行业信息化管理水平。平台监管涉及装配式工程建设项目800余项，构件数量达到240万个，约165万方，并通过平台生成电子质保书25万余张，构件产品和工程质量得到有效保障。在平台内已开设200余次课程，培训1万余名装配式产业工人，颁发7000多张培训合格证书，为行业健康、有序发展奠定了基础。
截止2021年3月，上海住总住博建筑科技有限公司利用生产管理系统已实现22万方预制构件产品的生产管理，整个制造过程做到无纸化办公，各个质控点的数据可结构化存储和分析，过程质量数据通过接口的方式可实时上传到“上海市预制构件信息化质量管理保障平台”。通过平台生产端管理系统，在自动排产、资料整理、出库装车、数据统计等方面提升生产管理效率。
江苏省建筑施工安全管理系统智慧安监平台
为实现工地的数字化、精细化、智慧化管理，江苏省围绕人、机、料、法、环等关键要素，建立建筑施工安全管理系统智慧安监平台（以下简称“智慧安监平台”）。该平台包括政府端和项目端，其中政府端包括在建工程、安全监督、机械设备、危大工程等四个模块和一个展示与分析平台；项目端包括现场隐患排查、人员动态管理、扬尘管控视频、高处作业防护、危大工程监测五个模块和一个集成展示与分析平台。整个平台可以将施工现场的塔吊安全、施工升降机安全、现场作业安全、人员行为安全、人员动态信息、工地扬尘污染、超危工程监测情况等内容进行数据自动采集、集成分析和展示。推动工程安全管理水平稳步提高，加快管理部门之间数据融合与业务协同，促进政府监管效能提升。目前，全省137个县级以上建筑安全监督机构统一采用安全监管信息化管理平台，节约投资超过1000万元。
二、案例应用场景和技术产品特点
为实现智慧安监，首先将传统的政府业务平台提升至智慧化监管平台，并能够与施工现场的信息化系统实现实时互通，因此提出智慧安监的主要技术内涵如下图:
图1 智慧安监技术内涵
1．施工现场人员定位技术。通过在安全帽上增加具有定位功能的模块，结合施工现场布置的信号锚点，实现人员立体定位功能，并可获取人员进出信息、人员活动轨迹等。
2．人员安全教育技术。结合施工现场的安全隐患特点和BIM模型，采用VR（虚拟现实）技术对建筑工人进行安全教育和体验，并对体验后的感受与其工种相结合进行分析。
3．BIM技术的危大工程标识与管理。将深基坑、高支模作为重要的危大工程监测技术，集合工程设计阶段BIM模型，将危大工程进行标识，并与其在施工过程中的监测数据采集结合在一起，进行自动化管理。
在以上技术基础上，通过物联网技术将现场的数据采集到工地端集成平台上，并通过全省统一的数据接口与政府端智慧安监平台实现数据层、业务层、界面层的融合，最终实现一个完整的智慧安监可实施的框架以及基于该框架的智慧安监平台。
智慧安监平台的核心是改进施工中对人的管理和行为交互方式、物的监控和状态交互方式，建立人、机、料、法、环互联协同机制模型，形成工地端和政府端的整体数据收集、安全监控、风险预警、事故追责、经验共享等信息化智慧生态圈，实现工程安全的智能监管。
（二） 关键技术及行业比较
1．创新智慧安监集成技术。设计一种新的三层框架，实现多种数据的融合；提出一种基于SaaS的界面融合技术；实现跨系统的界面融合，完成一套三位一体智慧安监平台。
图2三位一体智慧安监平台架构
2．编制房屋建筑工程施工现场安全检查用语及数据交换标准，规范了安全监督检查内容描述及处置措施，解决省市县（区）三级安全监督系统数据互联互通和政府端、企业端、项目端安全检查数据融合难题。
3．开展了基于BIM的深基坑安全动态监测与预警技术研究。数值模拟深基坑的支护体系及周边土体受力情况，初步判定重要监测点位；建立BIM动态安全监测模型，通过监测数据反馈驱动模型，实现深基坑安全风险动态评估，快速定位危险源，精确分析数据，及时预警和报警，辅助决策。
4．创新了基于NB-IOT（窄带物联网）技术的建筑行业智能安全帽应用，运用物联网技术与相关定位技术，把人的行为信息数据进行统计分析，实现人员定位、轨迹跟踪、区域告警、临边防护接近预警等功能，提升施工管理效率，保障现场安全生产。
1．基于前期标准化和信息化建设的基础工作，完成关键智能化技术研究。开展智慧安监集成、智能安全帽应用、深基坑监测预警等关键技术研究，为智慧安监的应用提供有力的技术支持。
2．采用基于SAAS（软件即服务）技术，完成智慧安监平台的研发，实现政府端及施工现场数据的互联互通。
3．平台已在江苏省内推广，全省所有建筑安全监督机构采用了统一的智慧安监平台。通过研究与应用，提高施工现场决策能力和管理效率，推动了各级建筑安监机构与相关部门之间的数据融合与业务协同，实现全省建筑工程施工许可“一站式”申报，“一平台”互通，提升了安全监管工作效率。
目前，江苏省住房和城乡建设部门各安全监督机构已全部实现统一的信息化监管，但主要是以业务流程为主，而智慧安监平台是该基础上顺势发展的一种辅助监管手段。该平台可同时为政府端、施工企业、项目部提供智能化管理服务，即“三位一体”智慧安监平台。施工企业及项目部根据江苏省关于智慧工地建设要求，开展五大模块和一个平台的建设。当现场监测数据出现异常时，将自动通知安管人员及时处理、消除隐患。同时部分数据通过江苏省智慧安监数据接口上传至政府端。数据汇集后，政府端对数据进行集成展示与分析，供监督机构了解各项目的人员、环境、安全隐患、大型机械、超危工程的实时状态，从而辅助监督机构实现人机共管。
2018年，开展智慧安监平台技术研究；2019年，建设完成智慧安监平台,发布智慧安监实施指南，在全省107个项目开展了智慧工地示范建设，且项目数据实现与智慧安监平台对接。2020年，对全省30个监督机构开展智慧监管平台建设，同时对716个项目进行智慧工地示范建设，形成江苏省智慧安监平台技术内容，如下图:
图3 智慧安监平台技术内容
（二） 智慧安监实施过程
1、项目在线申请智慧工地建设
需要建设智慧工地的项目应在平台进行建设内容申请，并提交监督机构进行审核，审核后可开始进行智慧工地创建。
图4 项目部提交智慧工地创建申请
2、各项目完成智慧工地创建后，应建立项目端平台并展示和分析所集成的数据，如下图：
图5项目端智慧安监集成平台
3、项目部应在线开启数据对接与考核接口，以确保数据能与政府端平台有序互通。
图6 数据对接及考核情况
4、智慧安监政府端平台结合业务基础数据以及智慧工地上传的数据进行展示与分析，由在建工程、安全监督、机械设备、危大工程四大模块构成。
在建工程模块主要是统计在建项目信息，超期90天，检查信息，危大工程及智慧工地几大部分数据。其中项目信息中包含了造价、面积及项目分类。其中检查数据是依据上半年、下半年进行统计显示。
图7 在建工程数据展示与分析
安全监督模块主要是统计分析检查单数据，其中包含日常监督，检查单分类，开单强度排名，被开单企业较多排名、检查用语排名等数据展示。
图8 安全监督数据展示与分析
机械设备模块主要是统计显示机械数据其中包括机械使用情况及状态、机械分类、检测信息、使用登记信息四大部分数据展现。
图9 机械设备数据展示与分析
危大工程模块包括超危工程状态及分类、危大工程状态及分类。
图10 危大工程数据展示与分析
通过智慧工地建设构建智能防范控制体系，有效地弥补传统监管方式的不足，实现对人员、机械、材料、环境的全方位实时监控，变被动“监督”为主动“监控”，有效提升建筑施工安全水平。
1、实现数据实时动态查看和风险动态监测。结合项目基础数据及视频、传感器等实时数据等，实时查看人员动态信息，重点环节、重点施工部位的施工信息，同时对危险部位、危险环节实时监测、预警管理。
2、实现人员动态安全管理。通过工地现场实名制进出管理、基于安全帽的人员定位管理、人员安全教育及奖惩信息管理信息等，实现对工人的动态安全管理。
3、实现项目安全管理标准化、规范化。明确智慧工地平台功能和使用规则，利用平台实现施工安全风险隐患排查、隐患随手拍、移动巡检等功能，完善风险隐患排查治理体系，有效落实安管人员责任，确保隐患及时发现并实现闭环管理。
4、提升安全综合监管能力。通过信息化系统与智能化技术的深度融合，进一步提高行业管理部门的整体工作效率，消除应用分散、多头登录、信息孤岛林立等问题。通过政府与项目平台的关联共享实现更加智慧的行业监管和协作，整合监管单位与项目现场管理资源。为提高人员效率、设施综合监测和管理、支撑工程安全生产、辅助综合管理决策等建立数据基础。
南京市BIM审查和竣工验收备案系统
南京市BIM智能审查和竣工验收备案管理系统旨在探索建筑信息模型技术在工程建设项目规、建、管全流程、全周期的一体化应用。该系统以工程项目审批制度改革为引领，将BIM技术应用到施工图审查业务，实现施工图审查从二维平面向三维立体模型的技术跨越和改革转型，提高审图效率，全面提升项目施工图审查数字化、信息化和智能化水平。系统通过将施工图模型应用在施工阶段，创新施工过程监管手段，探索工程建设项目全过程一体化管理。
二、案例应用场景和技术产品特点
本项目包含工程建设施工图及竣工验收两大阶段，分别对应施工图BIM审查模块和竣工验收备案BIM管理模块。施工图BIM审查管理模块（如图1所示）是运用BIM技术具备的可视化、协同化、数字化、参数化的特性，结合信息技术手段，改变现有的施工图审图的工作模式，可以有效解决施工图审查过程中的存在大量的规范理解不一致、审核尺度不一样、审查工作量大、环节管控难导致模型成果疏于审查的困难，实现施工图的智能辅助审图，提高模型成果的精度和质量，提升审查效率，助力工程建设项目审批制度改革。主要适用于负责施工图设计质量监督的单位。
图1施工图BIM审查管理模块
竣工验收备案BIM管理模块（如图2所示）是依托施工图审查合格后的模型成果，结合工程质量监督管理要求，研发施工过程监管、竣工验收备案功能，通过信息化手段辅助传统质量监督，保障模型成果在施工现场的应用成效，实现一模到底。该模块适用于各地负责工程质量监督和档案管理的监督部门和项目各参建单位。
图2竣工验收备案BIM管理模块
本项目以工程项目审批制度改革为引领，将BIM技术应用到施工图审查业务及施工过程监管中，形成“1+1+2”框架体系，即一套标准，一套机制，两大模块。在现有管理流程上，不增加审批环节、审批事项，与现有管理平台有效集成与衔接。系统建设总体架构（如图3所示）。
图3 BIM智能审查系统架构
本项目两大模块以现有数字化审查系统为依托，采用人审机辅、二三维并行的模式，实现施工图BIM智能审查，拓展竣工验收备案管理功能，模型数据能与工程建设项目审批管理平台、规划BIM报建系统、CIM基础平台等无缝对接，确保部门之间、系统之间模型数据无缝无损流转和共享。
1.审查智能高效便捷。施工图BIM智能审查模块专业覆盖建筑、结构、给排水（含海绵城市）、电气、暖通五大专业及消防、人防、节能三大专项共302条可量化条文，利用智能审查引擎，能自动、全面、快速、准确地检查出施工图设计模型违反规范条文的内容。如建筑专业可快速判断模型中的安全措施，疏散距离的设计是否满足规范要求；结构专业可自动检查配筋不足，抗震构造违反强条等问题；机电专业可自动检测消防管道管径、管道材质不满足设计规范要求等问题；通过智能审查，满足用户多场景下的需求为BIM智能审查的落地奠定基础，提高信息应用效率和效益（如图4所示）。
2.管理环节有机闭环。在施工图模型基础上，对项目施工过程及竣工备案进行管理，实现管理环节闭环，提升项目规建管全过程管理水平。系统具有很多简便实用的功能，包括问题定位、二三维实时互动、多专业参照、可视化查看模型属性、多维度数据统计等。通过模型比对、变更管理、实测管理、数据实时共享等技术手段，破除信息壁垒，及时发现问题，保障施工图模型、竣工验收模型一致（如图5所示）。以BIM技术为抓手，结合移动端及WEB管理端，各参建单位与管理部门协同办公，有针对性优化管理模式，促进管理服务改革，提高管理服务效率和质量，优化营商环境。
3.数据格式自主可控。基于南京市统一BIM数据标准研发施工图及竣工图建模（NJM）数据格式，扩展施工图设计、竣工验收阶段的构件几何、属性信息等。NJM数据是经过轻量化的BIM数据格式，解决BIM模型浏览对硬件要求高，卡顿等问题，保障模型信息无损流转。在统一数据标准和格式的基础上，围绕规建管一体化，落实BIM模型从规划报建到施工图审查、竣工验收备案的全流程管理，完成与相关平台系统的对接，实现不同部门之间模型数据共享。通过南京自主BIM格式NJM，实现横向数据对接，纵向数据汇交共享，保障未来流转到CIM平台数据的安全可控。
图6模型在城市CIM平台中的展示
4.标准体系健全规范。结合南京市试点示范工作，编制组同步完成了智能审查数据格式、施工图信息模型设计交付、BIM智能审查条文、竣工信息模型交付等四本技术导则。导则进一步明确了施工图及竣工验收NJM的数据要求及定义，规范了设计申报、施工图审查和施工管理的行为，配套编制技术指南、操作手册、引导视频等技术文件，为系统的推广应用奠定了基础（如图7所示）。
南京市南部新城机场三路社区中心项目共分为3个地块、7栋单体，总用地面积19786.52平方米，总建筑面积61051.27？平方米，地块功能包含社区养老、行政办公、街区商业、派出所、幼儿园等功能（如图8所示）。项目位于南京市首批BIM技术应用推广示范区范围内，在项目全过程应用BIM技术，成功申报南京市首批BIM示范项目。
图8南部新城机场三路社区中心效果图
1.总体应用目标。从项目立项开始，就制定了BIM全生命周期管理应用的总体目标，梳理BIM技术在项目规划、设计、施工及运维阶段的应用重点及难点，并写入项目任务书中（如图9所示）。
图9南部新城机场三路社区中心项目应用要点
2.规划BIM报建。在规划阶段，建立规划报建模型，将规划审查相关表单数据通过设计软件自动匹配数据，顺利通过南京市规划BIM报建系统，系统自动核查规划指标数据与设计要点的符合性，将模型数据导入到规划许可证中（如图10所示）。
图10南部新城机场三路社区规划报建模型
3.施工图BIM建模。对照南京市配套的技术导则，依次完成模型搭建、参数设置、信息录入等关键环节，形成包括建筑模型、结构模型、管线模型和设备模型和图纸的成果，探索BIM正向设计流程。在设计端，通过软件工具可自动核查模型属性完整性，模型自检完成后，导出NJM格式文件，与施工图CAD文件一同上传至图审系统（如图11所示）。
图11南部新城机场三路社区规划施工图模型
以B5#F1层是否满足《建筑设计防火规范》GB第6.4.5条第四款室外疏散楼梯相关规定进行举例说明。要让审查系统做出对“通向室外楼梯的门应采用乙级防火门，并应向外开启”的正确判断，必须对构件属性的名称、构件ID、所属楼层、尺寸、开启方向、外门、疏散外门、疏散门、户门、安全出口、安全出口净宽、常开防火门、消防电梯出口、防火等级、安全出口等参数进行赋值添加（如图12所示）。
图12构件属性添加、赋值
根据实际项目设计情况填写建筑名称，耐火等级，建筑人数，层数，地上地下建筑高度和层数，建筑面积等项，没有的分类可以选择不填，设计方需要承诺信息的真实性和一致性。全局属性作为部分条文审查依据，所以需要按照实际情况填写（如图13所示）。
NJM文件导出前需要进行模型自检，建筑专业包含两项检查类型，区域检查与属性检查。区域检查：通过查看属区域检查的完成状态判断房间/防火分区是否完成创建。属性检查:通过查看各构件是否已添加、是否已赋值的“√”“×”状态判断该构件是否已添加或全部赋值。切换到导出NJM列表，点击导出建筑数据按钮，弹出全局属性调整窗口，填写基本信息后点击确定。弹出导出NJM窗口，点击导出按钮。弹出选择NJM路径并设置NJM文件名窗口，选择存储路径后点击保存，在选择的文件夹下生成NJM文件。需要注意不同建筑类别所需属性不一致，如有同时兼备住宅、商业的功能，则需要分开上传系统（如图14所示）。
图14 B5#建筑模型自检与全局参数设置
由于本项目结构专业采用PKPM软件进行正向设计，模型在完成设计和分析计算后，可直接导入南京市BIM审查结构辅助工具，将已经画好的梁柱图纸于平台模型内相应层对应，即可进行图纸校审，之后进入数据导出界面完成导出NJM审查模型。
在完成机电模型的设计后，使用“MEP模型自检”功能，对缺失标准属性的元素进行汇总，补充和完善缺失的必要的属性。MEP模型自检包含三个自检类型：区域检查、缺失项/已填写、属性缺失汇总（如图15所示）。
4.施工图BIM审查。审图中心对项目信息、图纸、模型进行预审，合格后由经办人员进行分配，将建筑、结构、给排水、电气、暖通不同专业的模型分配给各专业审图专家。审图专家登录后，即可在系统进行本专业的模型审查工作，通过机器自动审查，并出具审查报告；如出现二维图纸与三维模型不一致情况，需由审图专家进行再次复核。设计单位接收到审图意见后，逐项进行修改回复，并重新提交系统审查。所有问题处理完成后，即下发南京市施工图BIM审查通过告知书（如图16所示）。
图16南部新城机场三路社区中心审查通过告知书
5.施工过程监管及验收备案。项目进入施工阶段后，在施工图审查合格后的模型基础上，对设计成果进行深化设计，结合施工BIM协同管理平台，指导施工。建设单位负责项目模型数据总体协调，可登陆竣工验收及备案管理模块过移动端及WEB端，查看模型数据（如图17所示）。现场发现质量及安全问题后，也可在系统中录入数据。工程质量监督部门在项目验收时，可借助系统功能，实时查看现场与模型的偏差，并进行自动核查、记录，形成竣工验收资料，辅助工程验收及备案管理。
6.智慧城市CIM平台展示。项目成果导出NJM数据后，通过规自局、市建委数据共享系统，即可将合格数据推送至应用系统。在CIM平台中，导入项目真实坐标及高程信息，在城市场景中综合展示项目信息，为智慧城市管理提供数据支撑，同时也为项目建设管理提供更加科学的分析决策平台（如图18所示）。
图18 CIM平台中展示模型
（一）施工图BIM智能审查提升设计审查效率及质量
系统包含五大专业三大专项可量化强制性条文审查，实现室外管综BIM审查，提供三维可视化审查、自动审查、规范检索、批注管理、二三联动等功能，并率先在住宅、中小学、办公楼项目进行试点应用。以结构审查为例，BIM智能审查发现的问题数量是人工审查的10倍多，审查效率比人工审查快10倍多。系统上线后，已有多个实际项目通过审查，实现以人审为主机审为辅的模式，提高人工审查效率，并且能够快速全面的检查模型，做到又快又全。
（二）围绕建设项目规建管一体化实现施工过程监管
结合竣工验收及备案管理要求，落实BIM模型从规划报建向施工图审查的全流程管理，与南京市城市信息CIM平台、规划报建BIM系统、BIM竣工验收备案系统、工建改革系统、多规合一平台、施工许可申报系统平台等的对接，实现部门之间、系统之间BIM模型数据无缝无损流转和共享、集成与衔接，便于提升项目规建管全生命周期管理水平。施工图BIM智能审查系统，从审查侧把控BIM数据质量，并能动态的将数据更新至CIM平台，为CIM平台建设及CIM+的应用提供数据支撑。
（三）强化宣传培训优化BIM全过程应用推广模式
围绕本项目工作，运用帮助手册、培训ppt、演示样例等多种形式，针对本项目所涉及的标准、软件等进行开展企业和管理部门相关人员的分类培训，培养实用技术人员；制定科学严谨、易于操作的推广策略和措施，做好风险预判、预案，帮助设计单位、建设单位快速领会、全面掌握，进行项目技术成果的推广应用。
（四）配套BIM技术导则规范模型生产及审查过程
系统配套的四本技术导则对模型建立做了统一规定，建立统一的BIM数据交换格式，衔接BIM规划报建标准、CIM标准，统一建筑信息模型（BIM）应用基本要求；根据施工图审查深度要求和技术特点，深化拓展建立BIM施工图审查相关的标准体系，在审查技术参数、BIM模型交付形式和内容、BIM模型交付数据格式等方面进行标准化管理，构建符合BIM设计及施工应用的标准体系。
（五）为BIM技术的应用推广提供完善的政策指引
2021年3月1日，系统上线后，结合南京市BIM应用的实际情况，市建委与市规划与自然资源局联合发布《南京市加快推进我市建筑信息模型（BIM）技术应用的通知》（宁建科字（2021）67号 ）文件，明确应用范围、应用内容和要求，按照分阶段的原则，在新建工程项目中推广应用BIM技术。
2021年6月4日，市建委印发《南京市建筑信息模型（BIM）技术应用服务费用计价参考（设计、施工阶段）》的通知文件，建立健全BIM招投标、计费参考、应用深度规定，以南京市BIM智能审查管理系统为抓手，规范BIM技术应用市场。
下一步，南京市将以“新基建”、“新城建”为契机，继续加大BIM技术在城乡建设领域全生命周期的应用，努力实现从设计、施工、竣工验收、运维等环节的数字化承载和可视化表达，进一步确立科学、便捷、高效的工程建设项目管理体系，为智慧城市建设和精细化管理奠定坚实基础。
徐州市沛县建筑施工智慧监管系统
徐州市沛县建筑施工智慧监管系统，重点针对工程参建主体质量意识弱化、到岗履职缺位、通病防治粗放、过程溯源困难等问题，创新“互联网+工程监管”现实应用场景，植入4G影像记录、ERP混凝土管理、塔吊监控等分项功能，打通施工现场“人、机、料、法、环”各个环节，有效推动传统工程质量监督与线上监管的有机结合，有效规范施工现场项目经理、总监理工程师等主要管理人员的质量行为，有效提升监管部门数据检索、资源共享、问题溯源的整体效能。
图1建筑施工智慧监管系统
二、案例应用场景和技术产品特点
建筑施工智慧监管系统分为：数据接入、数据存储、数据应用3层体系架构（如图2所示）。
图2建筑施工智慧监管系统体系架构
1.数据接入层涵盖4G影像记录系统、ERP混凝土管理系统、塔吊监控系统。
4G影像记录系统依托4G/5G/无线网络，采取语音双向对讲、影像同步回传的方式，可对施工现场实时监控、项目管理班子实时追踪，实现对工程质量的动态监管（如图3所示）。
图3 4G影像记录仪线上调度
ERP混凝土管理系统，通过制定数据上传的接口和协议标准，对混凝土生产及使用信息进行采集和整理，实现对混凝土质量的全过程溯源（如图4所示）。
图4ERP混凝土管理系统线上调度
塔吊监控系统：通过嵌入式视频接入模块，利用无线网桥对射、视频云台控制等技术，实时呈现施工作业现场聚焦、工序工艺放大、在岗人员定位等功能，进一步推动现场施工精细化、安全生产标准化、在岗履职规范化，发挥对施工现场立体式、广覆盖、全方位监管的作用（如图5所示）。
图5塔吊监控系统线上调度
2.数据存储层涵盖结构化、非结构化数据存储管理系统。结构化数据存储管理系统内置业务数据存储管理模块，对ERP混凝土管理系统产生的业务数据进行存储管理；非结构化数据存储管理系统内置视频数据存储管理模块，对4G影像记录、塔吊监控视频、图片等数据信息进行存储管理。
3.数据应用层涵盖数据可视化平台，对所有业务数据进行汇总、统计和集中展示。
（二） 关键技术经济指标
1．技术指标：实现系统协议的标准化建设，建立标准的数据接口；完成建筑安全物联网云计算中心建设，实现设备的兼容与数据互联；完成跨平台的数据处理中间件，实现与其他业务系统数据对接。
2．经济指标：建筑工程安全事故和质量事故对城市生产生活等带来严重影响，造成经济损失巨大。通过本系统的应用，及时掌握施工安全情况、工程质量情况，协助管理部门提升监管工作效率，增强参建各方质量安全主体责任意识，有效降低各类事故发生概率，降低工程事故所带来的经济损失，最大程度保障人民生命财产安全。
1．技术创新：一是创建建筑施工全生命周期监管平台；二是以AI技术解决工程质量监管过程中主要管理人员未到岗履职、异常动作预警、材料识别研判等实际问题。
2．模式创新：一是考核评价显著增效。通过线上抽（巡）查，形成数据报表，及时对工程项目运行状态做出研判，并对当前监管方式做出动态调整；二是数据底座显著夯实。通过组织打造各层的智慧监管数据底座，形成“监测、管理、治理”一体化，为智慧应用赋能。
（四） 市场应用总体情况
1．系统建设推进有序。智慧监管覆盖全境、联通各方。沛县在手监督工程72项（单位工程1322项，1275万㎡）、预拌混凝土企业16家。系统对接任务完成率100%，应用覆盖率100%，上线使用率100%。完成人员信息采集1435条，4G影像记录仪配发767部，塔吊监控安装156部；云存储数据170088条，计38089.6G。
2．线上监督持续规范。现场管理人员能按照规定要求，规范使用4G影像记录仪、塔吊监控等前端感知设备，确保上线使用、科学运行。
3．研发课题成功申报。研发课题“基于AI的工程质量监管关键技术研究与应用”，已成功入选2021年度江苏省建设系统科技项目（指导类）、江苏省美丽宜居城市建设专项类试点项目。
1．健全组织保障。成立沛县住建局智慧监管AI指挥中心、联合创新实验室。
2．明确实施方案。沛县住房和城乡建设局于2020年2月17日正式印发《沛县建设工程监管指挥中心上线运行工作实施方案》（沛住建发〔2020〕2号）（如图6所示），创建了工程质量远程调度、线上监督、分期推进的先行试点。
3．开展系统对接。沛县受监工程按《实施方案》要求、“一站式”办理流程（如图7所示）完成系统对接。
如上图所示，沛县建筑施工智慧监管系统实行“一站式”对接服务机制。首先，建设、施工、监理单位依据工程实际情况，严格遵照《建设工程质量管理条例》（国务院令第279号）、《江苏省房屋建筑和市政基础设施工程质量监督管理办法》（江苏省人民政府令第89号）、《江苏省建设工程施工项目经理部和项目监理机构主要管理人员配备办法》（苏建建管〔2014〕701号）、《江苏省建设工程项目监理机构主要管理人员配备标准》（江苏省住房和城乡建设厅公告〔2017〕第35号）等文件规定，完成《“沛县建设工程监管指挥中心”平台对接人员信息确认书》归集填报。其次，信息确认书经监督科室审核无误后，至“一站式服务大厅”进行人员信息、现场感知设备点位信息采集。最后，领取4G影像记录仪，并在施工现场按点位安装无线网桥球机等感知设备设施。
4．坚持应用牵引。建立线上抽查、巡查工作机制，节约时间，提高办公效率。针对发现的问题，及时填写工程质量监督线上抽查（巡查）记录，并反馈给施工现场项目管理人员，督促整改。
图8 线上抽查（巡查）记录-往时追溯
5．智能高效协同。促进项目管理进一步规范,督促现场人员在岗履职。人员考勤管理、履职行为、远程调度、实时定位、云端存储、过程溯源等情况一览无余。（如图9、10所示）
图9 湖西职业技术学院一期二标1月份考勤情况
图10 沛县在建工程项目1月份4G影像记录仪使用情况
沛县住房和城乡建设局于2021年1月15日正式印发《沛县工程智慧监管平台“注销解锁、联审验收”暨费用减免管理办法》（沛住建发〔2021〕3号），旨在持续优化营商环境，为企业做减法、给项目做乘法，保障企业轻装上阵、项目全速前进；在工程项目竣工验收前，通过材料检测费用予以对冲减免。（如图11所示）
图11 《费用减免管理办法》
（一） 解决的实际问题
1．解决工程质量监督面广、流程繁琐的问题。通过线上监督抽（巡）查，把施工现场前移，线上发现问题当即下发整改通知书，监督业务流程明显简化，工作效率大幅提升。
2．解决监督人员不足、体量递增的问题。通过给施工现场主要管理人员配备4G影像记录仪等前端感知设备，参建各方的质量行为在线上得以呈现，监督人员可以随时通过电脑端或手机APP进行监督，实现线上监督全覆盖。
3．解决传统监管方式溯源困难的问题。通过对数据存储层数据的有效筛选和研判分析，给参建各方违规质量行为和实体质量通病的原因解析提供实际依据，达到问题溯源、责任划分的目的。
（二） 取得的实际效果
1．监管效能水平明显提升。智慧监管系统运行以来，新增线上质量检查总计510起、限期整改344起、局部停工5起、全面停工1起，消除质量隐患1500余起。
2．主体责任意识明显增强（如图12所示）。
图12 专业监理工程师对进场原材料进行验收
3．商砼质量形势明显改观。“智慧监管”系统应用前后，沛县预拌混凝土月度质量形势研判暨送检混凝土试块检测结果不合格率综合评分结果先后为：应用之前，2019年为6.47%，见表1；应用之后，2020年为3.75%，见表2；2021年（1-5月）为3.20%，见表3。
2019年沛县预拌混凝土月度质量形势研判评分表 表1
2020年沛县预拌混凝土月度质量形势研判评分表 表2
2021年沛县预拌混凝土月度质量形势研判评分表 表3
4．工程质量投诉明显减少。近3年来，沛县建设工程质量信访投诉受理案件数量呈递减趋势。2019年为435起，见表4；2020年为378起，见表5；2021年（1-6月）为129起，见表6。
2019年度沛县质监站信访投诉受理电子台账 表4
2020年度沛县质监站信访投诉受理电子台账 表5
2021年度沛县质监站信访投诉受理电子台账 表6
（三） 借鉴意义和推广价值
1．服务工程项目，提升建筑工程品质。通过信息化的监督手段，构建4G影像记录、ERP混凝土管理、塔吊监控为主的施工现场空间监督网，严格督促工程施工、监理项目部管理人员担当社会责任、狠抓工程质量，积极推动“不见面”监督成为常态，进一步实现了“平台一条线、数据一张网、监管一盘棋”的基本目标。
2．服务质量监督，提升线上监管效能。建筑施工智慧监管系统，实现工程质量监管智慧化实质性的突破，减轻人员工作强度的同时，减少人的主观行为干预，大幅提升管理效能，实现降本增效的核心管理目标。
3．服务社会民生，提升质量安全保障。通过线上智能研判、数据智能检索、问题智能溯源的方式，为施工现场质量安全提供了技术保障，为工程全生命周期建设提供了溯源依据。
基于BIM的智慧施工管理系统平台
基于BIM的智慧施工管理系统平台（如图1所示）是以BIM、大数据、云计算、人工智能为技术支撑，以技术标准体系、考核体系为基础，通过数据的精准集成和复用，实现建造过程数据共享和结构化管理，优化管理流程，创造“业务全覆盖、过程全记录、结果可追溯”的全方位管理体系，实现生产组织模式和管理方式的变革，提升企业对建筑工程质量、安全、进度、物资、成本的管控能力，实现工程建设管控可视化、标准化、精细化、智能化，为企业建设投资可持续发展提供信息化支撑。
图1 智慧施工管理系统平台
二、案例应用场景和技术产品特点
基于BIM的智慧施工管理系统平台由系统管理、BIM管理、人员管理、安全管理、质量管理、进度管理、绿色施工、物资管理、设备管理、综合管理、移动端应用APP和大数据驾驶舱等功能模块组成（如图2所示）。该平台整合施工现场独立分散的信息化系统，融合了BIM、物联网、大数据、移动互联网等新技术应用，紧紧围绕项目的人、机、料、法、环管理流程，实现工程建设项目的精细化、数字化、智慧化管理。
（二） 产品特点及创新点
1．平台具有完善的标准化技术应用体系支撑（如图3所示），结合现场信息化管理制度及平台使用考核评分标准细则，在确保平台高效落地应用的同时保证平台数据质量。
图3 平台技术、服务架构
2．自主知识产权BIM模型轻量化引擎。跨平台、跨终端三维渲染引擎，针对不同场景优化，提高渲染性能，提供三维场景编辑功能与定制开发，支持本地静态部署，实现BIM与GIS、三维倾斜摄影融合应用。如图4所示。
图4 三维模型轻量化引擎
3．BIM元数据应用。BIM模型的构件属性信息即项目的元数据，工程建设项目施工阶段所产生的数据可与BIM模型进行关联存储，便于为用户快速指示存储位置、查询历史数据、追溯文件记录等。
4．管理分层级，人员分权限，千人千面。企业级、项目级分层次管理，人员权限设置划分合理明确，不同层级人员可看的内容及可操作的功能不同，提高管理及工作效率。如图5所示。
5．采用无线窄带+宽带混合组网的方式搭建工地内部网络，解决了施工场地布线难、多变化、网络资源利用不均衡等难题，保障数据传输高可靠性。如图6所示。
图6 无线窄带+宽带组网示意
6．平台内置业务协同流程自定义功能，参建单位内部可灵活设置业务协同流程，相关干系人把控审批流程关键节点，灵活高效进行事项处理。如图7所示。
智慧施工管理系统平台适用于建筑工程项目施工阶段，同时兼备与设计、生产和运维阶段的高效衔接，目前主要在公共建筑、学校、住宅、医院、地铁等不同类型的工程项目中应用。该平台将引导建设单位和工程总承包单位以建筑最终产品和综合效益为目标，推进产业链上下游资源共享、系统集成和联动发展。
平台的应用以中新南京生态科技岛北部初级中学项目为例。该项目位于南京市建邺区江心洲街道，西临科技路，东临环岛东路，北临星影街，南临绿水街，占地面积约3.9万㎡，总建筑面积约4.14万㎡，地上建筑面积约3.24万㎡，地下建筑面积约0.9万㎡，如图8所示。
图8 生态科技岛项目概况
平台结合各参建单位需求，顶层规划，分步实施。首先，根据施工图纸建立全专业BIM模型，通过审核后将模型进行轻量化处理并上传至平台，以此作为平台的数字化基础。其次，将施工现场的网络设备搭建完成并通过测试，然后将平台相关的智能化设备进行安装，并同步将其他信息化系统集成至平台，实现现场数据实时传递、更新、展示，各业务协同功能模块应用由初级向深入稳步递进。在平台正式上线前，与建设单位合作编制平台应用指南及应用考核评分细则，保障后期平台应用效果。该项目平台功能模块应用如下：
1．BIM模型管理。提供各阶段图纸及BIM模型版本管理，全专业BIM模型轻量化无数据丢失上传至平台，在实现三维可视化综合浏览的同时，作为平台其他相关功能模块的数据库载体，可进行风险隐患关联位置及智能化设备点位关联，如图9所示。
图9 BIM模型管理示意
2．人员管理。对接人脸识别闸机（BIM模型定位），项目管理人员、劳务人员（专业分包、劳务分包等）考勤，在场人数，班组信息，工种占比等各种数据分析展示，如图10所示。在工地门口及主要安全出入口布置人员定位设备（BIM模型定位），辅助甲方处理劳资纠纷事件。结合智能安全帽应用，实现人员全面管理。
图10 生态科技岛项目人员管理
3．安全管理。主要包括安保体系、风险管控、隐患排查与治理、应急管理和安全活动。危大工程作业审批，安全技术交底，移动/web端对风险源及安全巡检问题（风险问题库植入）进行BIM模型定位，安全巡检流程定义，固化表单一键下载打印，对施工过程中出现的安全与隐患进行有效控制与问题追溯，且对安全相关问题进行统计分析展示，如图11、图12所示。
图11 生态科技岛项目安全管理
图12 生态科技岛项目安全管理
4．质量管理。主要包括质量巡检（质量问题库植入）、质量验收、实测实量和质量监测。质量技术交底，移动/web端对质量问题进行BIM模型定位，整改流程定义，固化表单一键下载打印，分项工程验收与竣工验收流程审批，做到全过程质量问题可追溯，如图13所示。
图13 生态科技岛项目质量管理
5．进度管理。工程整体进度三维可视化进度模拟，模拟进度与实际进度可视化对比，支持三维倾斜摄影记录与进度关联留存，如图14、图15所示。
图14 生态科技岛项目进度模拟
图15 生态科技岛项目进度管理
6．物资管理。物资入库、盘点、使用记录管理，包括物资采购、进场、验收、盘点、物资领料及甲供物资管理，预制构件全过程追溯，打破传统纸质表单工作形式，将相关表格固化至平台，实现工作流程电子化，更加便捷高效，如图16、图17所示。
图16 生态科技岛项目物资管理
图17 生态科技岛项目预制构件管理
7．设备管理。建立机械设备的统一信息数据库，包含机械设备产权、安(拆）单位、操作人员、注销备案等信息。具备机械设备的安装、检查、使用、维护及拆卸等信息记录功能，如图18所示。
图18 生态科技岛项目设备管理
8．移动端管理。包含苹果端和安卓端，展现工地集中监测实时数据，质量/安全巡检数据采集，部分管理模块流程移动端发起和处理，如图19所示。
图19 生态科技岛项目移动端管理
一是经济效益。平台针对建筑企业提供从战略决策到业务落地全过程的信息化管理服务，依托大数据、BIM及物联网技术，对建筑工程施工阶段的安全、质量、进度进行精细化管理，提高了管理效率，降低工程建造成本，最大化提高利润。本项目中，平台落地应用使各参建单位减少管理人员约10％，劳务纠纷事件0起，安全事故0起，节约工期37天，综合评估经济效益约200万元。
二是社会效益。项目实现了与南京装配式建筑信息服务与监管平台的数据共享和紫金山实验室的建筑工业互联网应用场景合作，探索实践了基于BIM元数据的工程建设项目管理数字化转型。
基于GIS+BIM的智慧工地管理平台
基于GIS+BIM的智慧工地管理平台是通过GIS、BIM、物联网等技术实现施工现场的统一管理与指挥。平台主要包括三大功能，一是为项目经理和管理团队打造一个智能化指挥中心，项目关键指标通过直观的图表形式呈现，智能识别项目风险并预警，问题追根溯源，帮助项目实现数字化、系统化、智能化；二是结合3DGIS三维实景地图与公司业财一体化管理无缝对接，有利于项目的统一管理，实现人员在线考勤、工资系统发放、在线化管理、业务财务系统协同贯通；三是通过北斗网格技术实现了基于“流程+场景”工程项目全过程、全流程、全场景的数据时空化组织管理，以及面向工程场景的知识图谱。
图1 基于GIS+BIM的智慧工地管理平台
二、案例应用场景和技术产品特点
整个管理平台系统架构分基础设施虚拟化层，平台服务层和应用软件服务层，同时支持PC电脑、移动终端等多种客户端使用方式，其架构如下图所示：
平台高度融合建筑行业的设计、建筑企业管理和施工现场管理等，底层硬件上采用超融合架构，构建统一的资源池，应用分布式部署，提供高效服务的同时将硬件和运维成本降到最低；软件采用微服务架构，融合建筑行业各个业务模块，统一提供应用服务，对数据进行深度挖掘分析，实现系统的高度集成，高度智能，主要的功能包括：
智慧设计：通过导入相关BIM库和适配建筑设计软件，实现在智慧工地管理平台上进行设计模拟，无需安装设计软件，节省硬件成本，并且支持一键登录，远程办公，模型在线检测比对，极大简化设计人员工作，提高设计效率的同时也提升产品质量。
智慧管理：项目管理系统、财务成本核算系统、办公系统、人力资源系统、税务系统、招采系统、客商管理系统、内部资料管理系统。
施工现场管理：劳务监管系统（人员实名制管理、人员定位、工地一卡通）、安全监管系统（视频监控、塔机监控、龙门吊监控、车辆管理、深基坑支护监测、高支模监测预警、便携式周边防护）、质量监管系统（试样养护提醒、混凝土测温）、能源环境监管系统（扬尘噪音监测、污水监测、智能水电监测）、物料监管系统（卸料平台报警、自动计量）、管理系统（智能巡检、二维码应用）。
（二）产品特点及创新点
1．三维可视化。智慧工地管理平台具有根据使用需求动态配置场景的能力，将地理信息数据、BIM模型、三维模型、地质地形、矢量数据、影像数据等在同一场景内融合展现。在数字孪生时代，以数据管理应用精细化、精确化、真实化、智能化为目标，形成涵盖多要素、二维三维一体化的全息、高清、高精的结构化实体和项目现场数字空间，从较为单一的地理信息数据升级为融合多源、异构、多时态空间数据，对多源异构数据无缝融合、进行时空5D数据库建设和数据快速更新，并且建立一套完善、合理、智能化的数据治理技术与机制。
2．北斗网格码建模技术。以北斗网格作为空间精细网格单元，对地形地貌、城市空间、房屋建筑、设施部件等进行统一规则下的网格编码，利用北斗网格三维立体建模技术和三维可视化技术，批量构建数据生成的三维立体网格单位模型，形成通用、多尺度、离散化、全覆盖的建筑空间三维立体网格数据模型。可直接在BIM模型基础上加载立体网格，轻量化的建模方式使得系统更加稳健。
图4 北斗网格建筑建模模型
3．动态数据虚拟呈现。结合项目建造进度、项目建造安全和质量、项目现场相关数据，通过三维模型模拟的方式实时、虚拟、全程、数字化显示，做到项目施工动态可测、可视、可控，使系统成为一个实时的电子沙盘，实现数字孪生，实现项目施工可视化，项目风险可控化。
4．建筑集团业财税一体化贯通。全部项目的全过程数据：从项目现场直接推送到项目公司、区域公司、集团公司，并且监管部门基于空间维度的监管、查询、调阅。通过空间网格管理实现了工程项目基于“流程+场景”的全过程、全流程、全场景的数据时空化组织管理。
图6 基于“流程+场景”的全过程工程数据时空管理
（三） 市场总体应用情况
通过前期不断研发和推广，现平台已经成功应用到近千个在建项目，服务客户涵盖多家大型建筑企业，包括南通二建、中南建设、中国铁建、中建八局、安徽水利集团、河北建设集团等，取得了较好的经济和社会效益。
南通二建商办楼位于江苏省启东市启东金融建筑产业园，项目总建筑面积约96469.84平方米，其中地上建筑面积约 69084.66平方米，地下建筑面积约27385.18平方米。地下建筑面积约27400平方米，塔楼地上21层，裙房4层，地下2层，建筑总高度95.7米。结构形式为框架-核心筒剪力墙结构，基础形式为桩筏基础。
图7 平台现场应用概览图
1.通过GIS集团驾驶舱掌握全局
智慧工地管理平台为南通二建商办楼项目提供集团版和项目版两个模式。管理者可以在两个视角间进行切换，做到统筹把握和细节掌控。管理者从集团驾驶舱视角能够查看集团在建的所有项目，全局掌控项目情况，集团驾驶舱视角如下图所示。
2.劳务实名制全方位管理现场人员
南通二建商办楼项目使用智慧工地管理平台的实名制考勤管理系统，实现施工现场封闭式管理。入场实名制通道采用6通道翼闸脸纹识别技术，准确记录工人进出场考勤信息，工资直接通过银行专户发放到劳务人员银行卡中，杜绝欠薪和恶意讨薪的事件发生。一是实现劳务人员进场四步走：身份信息登记--入场安全教育--身体基本状况检查--门禁系统录入。二是实现农民工工资发放三步走：银行卡登记--实名制考勤--平台发放。
图9 劳务实名制管理界面
劳务实名制系统的使用，科学化的管理了现场几千名工人，智慧工地管理平台支持多工种、多维度的人员分类管理。
3.人员定位系统实现管理可视化
以劳务实名制为基础，以物联网+智能硬件为手段，实现人员进退场、智能考勤、现场作业、用工分析及风险预警等全流程用工管理，通过定位安全帽可实现人员行动轨迹在平台上的可视化展现。协助企业及项目，降低用工风险、提高作业效率、完善劳务用工体系。
图10 人员可视化管理效果图
4.视频监控系统发挥指挥中枢作用
在整个项目进行过程中，现场每天多处同时施工，几十家分包单位交叉作业，项目经理和主要负责人无法同时兼顾各部位。采用先进的计算机网络通信技术、视频数字压缩处理技术和视频监控技术，加强工地施工现场的安全防护管理。
5.BIM虚拟建造技术在工程施工中的应用
BIM虚拟建造技术在项目中的应用，很好实现了设计可视化功能，项目设计、建模和验证同时进行，为设计提供三维可视化成果展示、审查，提高了整体的设计质量，同时设计效果通过3D、4D模拟，可行性得到验证。BIM虚拟建造技术的应用极大的提升了工程质量和施工效率。
图12 南通二建商办楼BIM模型
整个BIM模型与工程进度、安全和质量等信息进行关联，利用模拟手段，帮助现场的项目管理人员实现建造可视化，在竣工之后，项目做到全过程的可追溯，通过后期的BIM模拟追溯功能，项目组总结出了50余项不合理之处，为后期项目的管理优化提供了强有力的支撑，缩短了理论试验的周期，提高了建造效率和工程质量，丰富了技术经验库。
图13 基于BIM的进度可视化管理
6.大数据技术支撑经营决策和成本管控
南通二建商办楼的建设资金投入大，回款周期长，成本的管控和现金流的维护难，这对管理者来说是需要解决的主要问题。讯腾云创公司的智慧工地管理平台将企业的经营理念融入平台，利用大数据分析的手段分析施工现场的数据，将结果交于领导层进行决策。
7.支撑项目经理的现场统筹管理和工作上报
项目经理作为项目现场主要管理者，对整个项目负有直接责任。智慧工地管理平台与企业ERP系统的融合，帮助项目经理将工程的质量、进度、安全以及成本等数据自动上报至南通二建集团上级主管部门；同时，智慧工地管理平台后台数据与政府监管平台进行数据对接，并且支持权限控制，项目经理可自主选择需要上报的数据，接受相关部门的监管。
8.体系化安全管理助力安全员把握现场安全动态
施工安全是工程项目管理中重要一环，施工现场的安全管理涉及现场的方方面面。讯腾云创的智慧工地管理平台涵盖体系的安全管理手段，利用信息技术手段去规范和辅助现场的安全管理。
图15 安全检查和记录
图16 安全问题统计分析
9.质量管理模块提升工程质量
工程的质量关系到使用者安全、工程验收和后期维护等问题，是每一个管理者都关心的重点。智慧工地管理平台的质量问题管理库为南通二建项目部建立了分项、分部工程质量台账，收集有关质量管理资料，实时记录有关质量问题，监控项目质量。质量问题库界面如图17所示。
图17 质量问题库管理
手机移动端的质量检验平台给质量员和项目其他管理人员带来了极大的便利，随时随地可以对项目施工现场各类材料、半成品的质量审核工作；通过对质量事务的后台大数据分析、处理，对存在的质量问题，平台自动给出整改意见，质量员可进行修改保存，形成最终的质量改进意见。
图18 移动端质量问题处理
智慧工地管理平台质量管理模块帮助南通二建商办楼项目部记录、分析和解决上百个质量问题，提升整体工程质量。
10.资料管理模块记录项目宝贵经验
资料管理模块利用先进的项目分类整理技术，将南通二建商办楼项目的相关资料进行了系统入库管理并且支持无插件加载各类格式文件。管理界面如图所示。
11.二维码技术协助技术交底和进度管控
智慧工地管理平台利用先进信息技术，结合实际使用场景，解放管理者。
图21 施工日志和施工日报
在施工过程中记录的数据平台会给施工员、技术员自动生成周报、日报、PPT及施工日志等文件，支持一键自动输出，减少重复工作，大幅提高工作效率，加强项目进度管理。
图22 二维码技术交底
针对项目进行过程中每一项技术文档，平台都会生成其对应的二维码，方便施工员进行技术及进度交底，将传统纸质文件交底变成电子交底，减少项目成本，提高工作效率，用信息化的手段给项目上带来实质化的提升。
目前本产品已经推广应用至近千个项目，丰富施工现场项目管理手段，提高管理效率，达到树标杆、强管理和提效能的建设目标。应用成效主要体现在以下几个方面。
（一） 解决的实际问题
1.实现移动巡检、远程协同管理。移动巡检巡更通过管理人员手机APP，为现场执法、办公提供远程音视频信号同步传输、定点巡更、拍照截图、语音对讲、特征识别，实现施工现场检查、远程操作指导、现场执法等行为可视化远程管理。工地手机APP随手拍系统作为记录施工过程影像资料的工具，可为施工、监理、建设单位提供反映工作状况和工程质量的重要资料，也为在工程签认、计量和变更时提供重要依据。
2.掌握原材料、试件真实性，把好建材质量关。通过图像特征识别技术，分析物品图像特征，对试件材料进行监控管理。企业管理人员可辨别原材料的真伪。杜绝建筑材料、送检试件造假事件发生，保证建筑企业免于损失，保证建筑质量安全。
3.实现对项目部人员履职情况规范管理。通过劳务实名制管理对项目部管理人员的到岗履职情况进行规范管理，杜绝人员弄虚作假，冒名顶替等现象。
4.打通财务数据防范资金风险。项目的现金流、财务状况直接影响项目的盈亏，良好的现金流支撑着项目的正常运转。智慧工地管理平台打通企业财务管理系统，项目的财务数据可以直接上报给集团；业务数据、税务数据与财务数据打通，实现业财一体化，南通二建商办楼项目、无锡未来中心等多个项目启动至今未发生过任何财务过失，信息化的管理手段效果明显。
1.实现建筑集团及项目管理的业财税一体化。通过平台建筑集团从集团层面实现管理规范制定、项目状况监督、资金管控、集中采购，从区域公司或事业部层面重点进行项目各业务过程的管控（成本管控、合同审批结算等），从项目部层面主要进行现场生产组织（进度管理、材料收发、分包队伍人员管控、质量安全等）；通过以上平台的分级有效管理，人员在线考勤、工资系统发放、在线化管理、业务财务系统协同贯通，并且经过统计对建筑公司和项目部在管理层面提高效率（30%）、降低风险（35%）、节约成本（10%-20%）。
2.项目时空化全场景全流程运维。利用北斗网格码三维建模技术实现整个施工过程数据与模型关联功能，点击模型上任何网块，能够快速调取该位置的基础数据和历史相关数据。实现工程项目全过程、全流程、全场景的数据时空化组织管理并且逐步形成了面向工程建设行业的空间检索、工程场景知识图谱、时空智能汇聚的建筑时空数据组织与展现体系。
