智慧工地 | 数字孪生楼宇施工管理平台

随着科学技术的进步，时代的发展，越来越多的智慧应用走进我们身边，万物互联不再是口号。当前智慧城市建设的兴起，都在要求建筑实现与物联网结合，使其扩展和延伸到建筑物和任何物品之间进行交换和通信，也就是物物相连。

在物联网技术的应用下，各个领域的发展更加的倾向于智能化、智慧化方向发展，在工程建设领域逐渐被人们所熟知的智慧工地就是物联网技术一种体现，它充分的利用了移动互联网、物联网、云计算、大数据、5G等新一代的信息科技，围绕着施工现场的人、机、料、法、环等各环节，彻底改变传统建筑施工现场的管理的交互方式、工作方式和管理模式，为施工企业、政府监管部门等提供基于智能化、智慧化的施工现场管理的解决方案。

图扑软件围绕“数字化、智能化、简单化”工作要求，聚焦重点工程、重要环节，集中时间和精力，将数据可视化 Web 组态应用到建筑施工的管理中，以厦门集美软件园 B22 地块为背景，搭建智慧工地可视化解决方案。通过 HT 可视化有效保障建筑施工安全，遏制事故多发频发势头，协助行业安全生产形势稳定好转。

本项目以BIM轻量化引擎为核心，将建立好的各个专业BIM模型以及现场的地形地貌、塔吊、升降梯、视频监控的摄像头、各类传感器的数据实时展示在页面当中，由 3D 仿真建筑施工过程以及可交互的 2D 动态桌面组成，首级场景页面下部分展示施工完成进度，并可实时以拖动时间轴的方式查看过往、后续三维内容进度，得以复盘施工过程。

HT 左侧面板循环播放项目信息，包括施工时间与投入人员计划、施工人员安全情况、工程管理目标、创优目标以及科技研发目标。

文章智慧工地应用的三个层级：

项目级智慧工地：利用人工智能、AI识别、传感器物联网先进技术及智能设备，采集现场数据及对现场进行智能化管理。

企业集团级智慧工地：利用云计算、物联网技术采集管辖项目数据、业务流程数据，对数据进行分析与挖掘，为管理者提供决策依据。

政府级智慧工地：以安全、稳定和创新为出发点，通过对辖区内所有工程项目上报的物联网和业务数据的接收和分析，大大提高政府监管的便捷性和实效性。

结合 BIM 三维建模，系统采用自主研发的 HT for Web 产品，对场地平整、做地基、回填等各阶段工况进行全过程数字孪生，实现 Web 三维施工管理可视化平台，从而对建设工程造价预估，控制预算。

通过人、机、料、法、环、质、安、进八大环节进行多方面、全角度工地数字孪生可视化。

人，劳务管理；信息录入、速通门禁、教育培训、人员定位。

机，设备管理；塔吊安全监测、电梯安全监测、司机管理、车辆管理。

料，物料管理；智能地磅、进销存管理。

法，工艺工法；技术交底、资料共享、施工图管理。

环，绿色施工；扬尘监测、噪声监测、污水监测、自动喷淋、自动雾炮机。

质，质量管理；质量巡检、混凝土测温、标养室。

安，安全管理；危险区域防护、AI隐患识别、安全巡检、卸料平台、用电安全、安全培训、高支模监测、基坑监测。

进，进度管理；有效管理施工人员、合理搭配施工工具、提高施工质量、加快施工步骤。

桩基施工流程可视化

随着新基建时代以及施工信息化时代的来到，现在传统施工方式逐步被替代，传统施工目前在人员成本、材料成本和机械成本都是越来越高的，施工成本不断地在攀升。HT平台结合实际建造工艺并用北斗定位系统和BIM技术对工程进行精确设计和模拟，减少施工失误和重复施工。实现工程可视化智能管理，以提高工程管理信息化水平，改善工程质量。

场地平整与场布

三通一平指在土地开发时进行的通水、通电、通路、土地平整。这个时候，往往是开始动工建设项目。

水通：专指给水。

电通：指施工用电接到施工现场，以具备施工条件。

路通：指场外道路已铺到施工现场周围入口处，满足车辆出入条件。

场地平整：指拟建建筑物及条件现场基本平整，无需机械平整，人工简单平整即可进入施工的状态。

HT 可视化与施工管理系统融合，协助合理布置塔吊、施工电梯等垂直运输设备的位置，规划好施工道路和场地，通过 3D 视图进行关键信息查看，整理基本要求与原则，提出合理的场地布置方案，保证施工的顺利进行，提高施工效率。

钻孔灌注与打桩

基于北斗定位技术、接触式仪器组合法以及管理云平台 HT Cloud，从大体积混凝土无线测温系统由温度传感器、无线温度采集器、无线中继器和管理软件收集的数据，都可以被直接输入到 HT for Web GIS 中，用于对高层建筑的大体积混凝土浇筑过程中温度变化的自动监测，确保施工安全。通过 3D 效果实现对钻孔灌注桩施工中测放桩位、成孔检查、泥浆监测、混凝土浇筑及质量溯源的智能化管控。

基坑围护梁与土方开挖

在 HT 技术的支持下，模拟还原基坑围护梁施工和土方开挖与压顶梁内容，系统可还原每根桩所在的位置和所到达的深度，并展示在可视化大屏上，通过实时监测方式，避免维护梁施工中任何一个环节出现问题，并采用 3D 效果 1：1 高仿真模拟土方开挖全过程，避免回填之前出现基坑边坡不平、基地不平的缺陷，保证楼宇的根基更加稳定、准确且效率。

主题结构施工可视化

目前在建筑工程施工中，对建筑主体结构的施工处理是十分重要的，它不仅是建筑工程施工的主要内容之一，还对整个建筑结构的稳定性和可靠性有着严重的影响。为此，在对其进行施工处理的过程中，施工单位必须要对其施工工艺进行严格的要求。

裙楼结构施工

裙楼一般指在一个多高层建筑的主体下半部分，施工内容包括裙楼的主体结构加固，主要加固形式为增大截面、外包钢、碳纤维布等。涉及加固改造、钢结构、精装修、强弱电、消防、幕墙等专业，多工种交叉作业、立体作业情况多。

基于HT可视化大屏技术，实现三维信息可视化展示管理系统，快速了解裙楼搭建进度与效果，通过数字驱动取代人工汇报的反馈机制，展示施工计划开始与完成时间、施工主题、施工类型、施工处理结果、负责人电话和施工单位等信息，结合 360 度全景可视化结合数据联动，可根据工程管理难点，进行全盘策划，综合组织协调，确保裙楼的质量、安全等指标顺利完成。

构筑主体钢结构

主体钢结构建筑具有抗震性能好、施工周期短、工业化程度高、环保效果好等特点符合我国国民经济可持续发展的要求，所以钢结构近年来在高层建筑工程中的应用越来越广泛，在施工期间必须根据规范及工程实际情况进行合理的施工，并采取相应的施工技术措施来确保工程的质量。

HT通过对钢结构安装工程可视化和施工过程的虚拟现实进行分析，可以提前找出施工中可能存在的问题，以采取有效的预防和强化措施，消除安全隐患，降低施工成本与时间耗费，同时验证、优化施工方案，将核心筒与外框结构压缩变形数据控制在规范允许范围内，确保伸臂桁架施工质量，确定焊缝对接口应力释放和焊接的最佳时机，最终制定最佳施工方案指导施工。

层板构筑施工

楼板与地面是房屋的重要组成部分，楼板是房屋的水平承重构件，楼板具有承重、分隔、支承、隔声、保温、隔热等功能，楼板主要由楼板结构层、楼面面层、板底天棚等若干部分组成。

基于 UWB 定位基站，HT 结合 BIM 技术，通过现场放样优化楼层板综合排布，对层板定位可行性采取 3D 场景虚拟漫游，实现决定楼层板与钢梁熔透焊接的焊点位置的效果，协同安装，保证布置合理，达到零拆改，一次成优。

砌体幕墙安装流程可视化

外墙结构与装饰施工

外墙装饰施工是建筑工程中重要的施工项目，提高外墙装饰施工的质量，可以增强建筑室内的美观性，这也是当前社会人们对建筑施工提出的新要求，随着社会的不断进步，人们的审美眼光得到了较大的提升，而且对建筑居住的舒适性也有了更高的要求。施工单位在对外墙装饰进行施工时，不但要保证施工的质量，还要保证建筑外墙的美观性，这样才能满足业主的要求。

建筑饰面砖的施工影响着周围居民以及行人的安全，如果饰面砖的施工质量比较差，容易出现饰面砖脱落砸伤人等安全事故，而且饰面砖脱落后，建筑外墙的美观性也会大大降低。影响建筑饰面砖质量的因素很多，比如施工人员的技术水平、责任意识、施工流程、砖缝处理等等。有的施工单位，施工人员缺乏专业知识，而且责任性不强，在施工的过程中，没有严格施工流程进行操作，使得粘贴后的饰面砖施工质量没有达到要求，必须对其进行敲打才能保证粘贴的牢固性有的饰面砖粘贴位置不当，所以需求对其进行多次移动，这影响了粘贴的效果而且粘附力也大大降低了，很容易出现脱落现象。HT可视化大屏结合智慧工地实际应用标准和预测问题制定解决方案，能真正解决楼宇建设面临的环节问题避免。

水电、电梯、部网

企业可根据情况接入区用电监控系统，实时监控工地生活区内日常用电器的电量使用情况，实现生活区内宿舍、办公室等区域的实时用电参数监测、用电情况统计和超限报警等功能。污水排放处理系统实现对企业废水和现场污水的自动采样、流量的在线监测和主要污染因子的在线监测。园区内用电、用水等服务设施的 POI 数据的分布情况可全面呈现，保证水管、电网、风管不冲突，实现显示数据的实时感知。

工程交付可视化

景观环境

绿化是景观环境中非常重要的元素，良好的绿化会给人以美的感受和自然的熏陶。系统支持基于地理信息系统（Geographic Information System，GIS），对各类环境监测点以及植物、雕塑、施工过程中产生的固体废物类型、数量、分布位置等要素进行可视化监测。帮助处理传统的绿化中存在的植物搭配不科学、种植位置不协调等问题。支持目标施工详细信息查询，并采用 2D 组态面板展示，如材料调度与场布、围墙拆除、地面硬化、地面铺装、绿化养护等信息，辅助用户全面掌握景观环境质量，为用户进行环境治理提供科学决策依据。

完工庆典

完工庆典包含场布、环保专项验收、烟花秀场布、竣工验收现行媒体庆典典礼、烟花秀等流程，融合智能告警与监测系统，HT 支持基于时间、空间、数据等多个维度的碰撞分析，为各类重点关注环保要素建立阈值告警触发规则，并对于突发事件可快速定位，方便指挥人员对突发事件与周边情况进行判定和分析，为事件处置提供决策支持，最大限度降低突发事件带来的影响，提高管理者对突发事件处理效率。

Hightopo 搭建的智慧施工可视化解决方案，支持智慧建筑施工多环节业务，实现“互联网+”与建筑工地的跨界融合，促进行业转型升级。技术结合物联网、云计算、BIM、全息化、可视化、大数据分析、移动终端等相关前沿技术，以“互联网+”的形式为依托的智慧化建造的概念在建筑领域也逐渐清晰。

真正实现且做到安全工地、和谐工地、绿色工地、智能管理、集成总控为一体的智慧工地可视化监管平台，实际提升建筑工地的精益生产管理水平。

审核编辑 黄宇