智慧海堤管理平台建设研究

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近年来，深圳市东部海岸带台风、风暴潮等灾害频发，严重影响区域的可持续发展，而海堤的重建参建各方需要实现各自数据以及设计、成本和进度信息的同步管理[1]。BIM（建筑信息模型）技术是采用数字化技术构建虚拟工程的三维模型，建立与实际情况相似或一致的信息库，包含有建筑构件的专属信息、几何信息、状态信息，以及非构件对象的状态信息（如运动行为、空间）[2]，需要一个涵盖项目全生命周期的集成平台来进行质量管理。

一、工程概况

项目涉及海岸线总长约15.6公里，包括海堤、栈道、生态景观及配套用房等，工程防潮标准按200年一遇设防，堤防级别为1级。平台建设内容包括：对海堤工程进行BIM建模，实现数字化的工程建设管理；结合感知设备，实现工程的动态监测与分析预警；通过BIM管理系统有效提升海堤工程的设计管理、进度管理、质量管理。

二、总体设计

1.总体目标

项目的建设目标是利用先进的智能感知监测技术和BIM+GIS三维建模技术为海岸工程建设和运维管理提供多角度的数据支撑和应急决策支持，项目建设需充分考虑与已建设的水务信息化项目实现数据及应用整合，提升工程的质量和品质。

2.系统架构

智慧海堤管理平台是一个集信息采集、传输、存储、分析、业务管理和应急管理为一体的信息系统，系统设计思路按照分层的原则进行设计和实现对海堤建设的质量管理体系。系统总体框架采用成熟的多层技术架构，包括感知层、通信层、数据层、智慧应用层和展示层，详见图1。（1）感知层感知层是智慧海堤的数据来源，包括新建的海堤位移监测、海堤安全监测、智慧海岸交互终端数据，以及预留潮位、海洋水文气象、高空视频管控流量、河道/排口水质、海水水质等监测数据接口。（2）通信层通信层通过GPRS、4G、光纤等方式，提供设备与指挥中心的数据实时通讯、传输，为智慧海堤系统提供信息化及可视化的现场安全和工况平台。（3）数据层数据层实现对数据的统一存储、分析、利用与管理，为业务应用层提供数据服务，并通过标准化数据接口提供数据共享交换服务。（4）应用层应用层是智慧海堤工程的业务功能，包括综合展示平台（BIM看板）、人员动态、安全管理、施工管理、监测信息、运维管理、数字工地等功能模块。（5）展示层展示层对智慧海堤信息展示实时性、数据交互可视性、指挥调度联动性至关重要，可以实现视频信息、监测数据交互与展示，满足信息展示、统计与分析、决策及调度、运维管理、信息发布与公共服务等需求。

三、系统功能实现

系统总体架构采用B/S结构，浏览器作为客户端，访问应用层的各个应用，并提供图形界面给用户，作为人机交互的渠道。系统提供综合展示平台（BIM看板）、人员动态、安全管理、施工管理、监测信息、运维管理、数字工地等应用功能，从而提升对工程项目整体的管理质量。详情见图2。

1.综合展示平台（BIM看板）

综合展示平台（BIM看板），基于BIM+GIS平台，提供可视化平台，实现对工程项目整体情况的快速了解，并对人员、安全、进度、监测信息等进行全程监管。综合展示平台主要功能包括：进度信息指展示当天/每周/每月要完成的内容；安全信息指展示当前任务对应的危险源、对工人今天施工的内容对应的危险点予以提示；质量信息，展示当天/每周要完成的内容所对应的质量注意事项；人员信息指展示当天/每周要完成的内容所对应的人员、工种信息；监测信息指实时显示监控设备、环境管理的运行情况；项目信息指显示项目情况、新闻列表、近期信息等消息。

2.人员动态

人员动态主要实现劳务分析、安全教育信息的自动统计分析。（1）劳务分析。通过对接现场的考勤设备，对每天施工人员以及管理人员的出勤情况进行统计，并形成考勤报表，便于日后进行追溯。（2）安全教育。实现安全教育类型分析、入场三级教育完成情况统计、参建单位完成情况、奖惩行为分析、不良行为班组及年龄分析等功能。

3.安全管理

安全管理用于管理施工安全的相关信息，通过对“人、机、料、法、环”的管理，实现安全生产标准化管理，实施安全过程跟踪管理。安全管理主要功能包括：项目检查，对隐患程度进行统计分析；安全问题汇总指展示文明施工、安全管理、基坑工程等不同类型的统计数据；整改情况统计指显示现场巡查、随手拍等整改情况，并对整改率进行统计。

4.施工管理

施工管理主要包括报批报建、进度计划编制、进度管理等功能。（1）报批报建。直观展示占海工程总体审批流程，明确项目报批步骤、各节点提交材料、审批负责单位及流程时长。（2）进度计划编制。快速设定项目的结构形式、起始日期以及工程信息等基础信息，并选择符合本项目实际的计划模板，生成进度计划按钮，即可生成一个逻辑正确、安排合理的初步计划。（3）进度管理。通过进度计划、进度追踪、进度统计、进度纠偏等功能应用，实现进度管理的可视化、精细化、便捷化。随时随地看到相关项目成员和计划的执行情况，及时发现可能出现的进度延后问题并采取纠偏措施，保障项目按计划实施。

5.监测信息

监测信息包括视频监控、VR全景、环境监测三类数据。视频监控，可查看实时现场实景情况；VR全景，展示不同工区、不同时间的全景影像；环境监测，包括天气信息、国控点空气质量、扬尘实时数据及历史数据的展示。6.运维管理运维管理主要对预约信息、海堤指挥中心和科普基地的展示信息进行管理。主要功能包括：一是预约管理。指对工程中的每段大堤。提供预约入园的功能，可视化地看到预约人数和入园人数。二是海堤指挥中心。对展示的项目建设内容进行编辑，如平台开发情况、设备建设情况等。三是科普基地。通过三维实景模拟、VR虚拟展示、漫游动画、视点定位等表现方式，呈现东部海堤的历史文化、海堤现状、重建后的效果图、工程建设理念、工程智慧管理等主要内容。

四、结论

深圳市东部海堤重建工程（三期）智慧海堤管理平台基于BIM技术，结合运用物联网、大数据、云计算、移动互联、GIS等新技术，实现了综合展示平台（BIM看板）、人员动态、安全管理、施工管理、监测信息、运维管理、数字工地的管理功能，实现了数字化的工程建设管理，满足工程的动态监测与分析预警，在保障深圳市东部海堤重建工程（三期）项目全生命周期的数字化动态管理方面发挥着巨大的作用，极大提升了海堤工程的设计管理、进度管理、质量管理，提升了工程的质量和品质。

[参考文献]

[1]陈翀,李星,姚伟,祝贺.BIM技术在智能建造中的应用探索[J/OL].施工技术(中英文):1-9[2022-08-15].

[2]徐钰德,王铭岩,杨叶娟.基于BIM的水利工程施工管理模式及应用流程[J].人民黄河,2019,41(08):138-143.

作者：向伟 姜冲 单位：深圳市水务工程建设管理中心 北京尚水信息技术股份有限公司