本文转自微信公众账号“鄂州花湖机场”。
鄂州花湖机场智慧施工入选住建部智能建造创新服务典型案例
12月15日，住房和城乡建设部发布《智能建造新技术新产品创新服务典型案例（第一批）》，确定了124个案例作为第一批智能建造新技术新产品创新服务典型案例，其中鄂州花湖机场被作为智慧施工管理系统典型案例被列入其中。
案例详情：
数字工地精细化施工管理平台在湖北鄂州花湖机场的应用
湖北国际物流机场有限公司
一、基本情况
（一） 案例简介
鄂州花湖机场在建设过程中应用了数字工地精细化施工管理平台，通过移动互联网、传感器、BIM等技术，管理人员可以迅速掌握最新、最准确的施工人员、机械、车辆、物料、施工过程等数据，辅助进行质量、安全管理，实现了对施工的人、机、料、法（施工过程）等因素进行精细化管控，解决了施工管理过程中数据不透明的问题，提高了施工质量和管理效率，节约了人力成本，减少了工程总投资。
图1 鄂州花湖机场数字建造理念
（二） 申报单位简介
湖北国际物流机场有限公司于2017年12月15日正式成立，注册资本50亿元。公司由湖北省交通投资集团有限公司、深圳顺丰泰森控股（集团）有限公司和深圳市农银空港投资有限公司共同出资设立，作为鄂州花湖机场的项目法人，负责机场的规划、设计、投资、建设和运营。
二、案例应用场景和技术产品特点
（一） 技术方案要点
数字工地精细化施工管理平台作为鄂州花湖机场数字建造中的重要一环，与项目管理平台、质量验评系统共同构成了完整的工程信息化管理体系，如图2所示。三个平台（系统）既作为独立系统分别运行各自的业务，又从数据上统一整合，将工程管理关键数据进行无缝对接。
图2鄂州花湖机场工程信息化管理体系
数字工地精细化施工管理平台应用各类新技术，对施工现场的人、机、料、法（施工过程）进行全面管控。
人员管理方面，平台实现一码（人员信息录入二维码）、一证（身份证）、一ID（一人员为一个唯一标识），多维信息（标段、单位、工种等信息）融合。并通过现场的参建人员使用手机APP、人脸闸机的方式实现了空间位置、时间信息及人脸数据多项数据结合考勤。人员管理系统采集到的人员信息及实名制信息，为解决务工人员工资问题、防疫管控问题提供了强有力的数据支持。
车辆、设备管理方面，平台对全场车辆、设备安装定位及抓拍装置，实时采集车辆位置及周围影像，作为现场安全、质量管理的重要依据。
物料管理方面，平台对施工单位自建的物料加工厂进行精细化监控，采集每批物料加工的骨料配比、加工温度等各项指标，作为物料质量管控的重要依据。
施工过程管控方面，平台对10种道面类施工工艺进行管控（碾压施工管控、CFG桩基施工管控、强夯施工管控、水泥搅拌桩基管控、碎石桩施工管控、推土机施工管控、摊铺机施工管控、拌合站管控、排水板施工管控等），对6种结构类施工工艺进行管控（塔吊运行管控、升降机监控、深基坑监测、高支模监测、桩基机施工管控、爬模系统等），管控数据实时传输到后台进行分析，管理人员可通过后台直接看到施工情况，配合现场视频监控等手段，可对现场进行精准监控。平台可基于施工管控数据生成数字化施工报告，作为质量验评的重要依据。
（二） 关键技术创新点
1．充分利用移动互联网技术。数字工地精细化施工管理平台利用移动互联网技术，可随时随地通过手机扫码进行实名制登记及审核，将实名制管理工作从后台管理人员统一操作的传统做法改善为一线工人自主操作，后台管理人员审核关键信息的创新做法，同时，实名制登记时通过身份证识别、人脸识别等技术保证信息的真实性。如此做法极大提高了实名制信息录入的便利性和数据的真实性，为后续诸多应用提供有力保障。
在车辆、机械管理方面，数字工地精细化施工管理平台全面使用基于移动网络的车载终端，采集全场施工车辆、机械的实时位置及周围影像，统一传送到管理后台，让管理者可以随时掌握全场车辆、机械的工作情况。
2．广泛使用传感器技术。数字工地精细化施工管理平台对全场施工机械按照能装则装的原则，全面安装传感器，对各类机械的施工过程数据以及物料加工数据进行采集、分析，最终形成数字化施工报告，辅助质量验评。
3．基于鄂州花湖机场细致的BIM模型，数字工地精细化施工管理平台将BIM模型和施工有机结合，实现了挖机、平地机的自动引导，碾压机无人驾驶以及自动摊铺等创新应用。结构工程中，通过对已完成工程的三维激光扫描，生成点云模型，与其BIM模型进行对比，对完成工作进行检验。
三、案例实施情况
（一）工程项目简介
鄂州花湖机场场址位于鄂州市鄂城区燕矶镇杜湾村，机场工程本期飞行区等级指标4E，建设东、西2条远距平行跑道及滑行道系统，跑道长3600米，宽度45米，跑道间距1900米；建设1.5万平方米的航站楼，2.4万平方米的货运用房，126个机位的站坪，配套建设空管、消防救援、供水供电等设施。
图3鄂州花湖机场效果图
（二）项目实施过程
1.人员实名制精细化管控
传统的实名制统一录入、统一管理的模式经常出现数据造假、数据更新不及时等诸多问题，最终使实名制管理工作流于表面。
为解决这个问题，数字工地精细化施工管理平台改变了管理逻辑。首先为了保证实名制工作的有效性，鄂州机场对施工现场用12公里的临时围界进行封围，仅留3个大门供人员、车辆进出，所有人员需保证实名制状态正常才可以刷脸进入，这为实名制精细化管控提供了强有力的基础。
工人在进场前通过扫描二维码录入实名制信息，如图4所示，管理人员对工人录入的信息进行审核，审核后工人才可正常进出施工现场。工人进场后可通过APP、卡口闸机、考勤机等多种方式打卡，来保证实名制状态正常。
图4 实名制录入页面
通过上述方式，建设单位全面掌握了工人实名制信息，并可依此进行更多的应用。例如可通过发短信直接与工人进行联系，询问其工资是否正常，将讨薪问题超前解决，如图5、图6所示，也可与当地公安、防疫部门联合，快速排查场内不安全人员与防疫重点人员。
图5 通过短信询问工资问题
图6 工人反馈的工资问题
除此之外，所有人员的实名制信息中都包含本人的“直接上级”，平台可根据直接上级信息生成全场人员的关系网，如图7所示，系统可分析出其中的关键人员，对其进行宣传教育，进一步将拖薪讨薪问题解决关口前置。
图7 部分人员关系网
2.施工机械、车辆精细化管控
为精确了解全场施工机械、车辆的使用情况，鄂州机场要求施工单位对所有施工机械、车辆安装前端装置，安装该装置后方可进场。
该装置随车辆自动启动，可实时记录车辆所在位置，并可拍摄车辆前方影像并回传到管理后台。后台管理端可实时查看全场车辆、机械的位置，并可对任意一辆车、一台机械进行历史数据回放，看到其历史轨迹及抓拍照片，如图8所示。
图8 车辆抓拍照片
建设单位掌握上述信息之后，可对场内发生的事故、质量安全问题进行回溯，精确查找相关信息，快速解决问题。
3.施工物料精细化管控
该模块实时监测拌合站的6种原材料（水泥、砂石、沥青、矿粉等），在进料、生产等环节中实现拌合生产时间、产量和配合比3种生产关键参数自动监测。通过接收回传数据，处理分析后以图表图形的方式显示级配变化等过程，便于操作人员对混合料进料、生产等各环节进行管控。目前已经监测生产100万吨的场道水泥稳定层材料生产。工作人员可以对生产和施工过程进行分析研究，不断完善优化施工工艺。
4.施工过程精细化管控
（1）碾压机械施工监控。该模块实现对振动碾、冲击碾施工过程进行远程监管。通过从施工现场实施回传的施工信息，对施工区域的压实过程进行监控，对整个项目的压实区进行管理。对振动碾、冲击碾这两类施工机械的位置与状态进行管理，实现振动碾、冲击碾监控信息查询以及碾压过程回放。该模块还能对各标段进行完成工程量统计；分析、统计、生成质量、进度等相关信息的报表。通过对碾压施工的实时监控，确保现场近2044个碾压施工单元的碾压质量合格率达到90%以上。
（2）摊铺机施工监控。该模块主要针对摊铺机施工过程进行远程监管。通过接收摊铺机回传数据，将施工机械的实时空间位置数据与施工状态进行综合处理分析，实时显示摊铺机位置、施工状态、摊铺速度、摊铺高度及夯锤、熨平板等施工参数。系统同时会对比施工设计数据与施工实际数据，输出对应的报警信息。截止目前，已经对50万平方米场道水泥稳定层摊铺施工进行数字管控。
（3）推土机械施工监控。该模块主要对100余台推土机、平地机施工过程进行远程监管。通过接受前方施工机械的回传数据，将施工机械的位置与状态进行地图化显示以及信息数据的管理，同时对施工信息进行数据分析，实现推土施工过程的三维化展现。实现施工机械监控信息查询和过程回放。该模块还能对各标段进行完成工程量统计；分析、统计、生成质量、进度等相关信息的报表。
（4）结构工程数字化监控系统模块。该模块包括桩基机械施工监测、塔吊运行监控管理、吊钩可视化监控、升降机监控、深基坑安全监测、高支模变形监测、建筑物沉降实时远程自动检测管理等。除此之外，还对现场进行了36次三维激光扫描并将扫描结果与施工BIM模型进行对比，对施工成果进行进一步检验。
5.基于精细化管控的严格质量验评
质量验评系统，将技术规范描述成计算机可执行的流程、表单、参数，共计2823道施工工序及检测指标，划分到15376个检验批中；采用移动端管理施工数据的人工采集，同步记录采集人的身份、采集的时点和地点、以及数据本身的证据，数字工地精细化施工管理平台产生各类数据均可作为要求的实时记录数据同步给质量验评系统，作为验评的重要依据，确保建造过程真实可追溯。
6.基于严格质量验评的精准计量支付
通过计量支付形成闭环管理。鄂州机场工程是国家BIM工程造价改革试点，造价人员利用设计阶段准确维护的构件造价信息，在质量验评系统中设置了8611条“构件类型-合同清单”的造价对应规则，系统根据规则自动从全场2000多万个构件的属性中抽取相应的造价信息，统计形成工程量清单，验收通过即可发起计量支付流程。
四、应用成效
（一） 解决的实际问题
信息不透明是工程管理过程中引起各类问题的根本原因，而数字工地精细化施工管理平台解决的最大问题就是打破信息壁垒，使管理人员能够掌握到最精确的一手信息。
1．通过实名制系统直接掌握全场工人的所有信息，能够准确判断劳动力是否充足，为进度决策提供有力支撑。通过实名制信息中的电话号码，管理人员可直接与工人进行沟通，了解其工作中的问题，尤其是薪资问题，使管理单位能够直接了解、解决欠薪、讨薪问题，防止问题扩大。
2．通过车辆设备管理系统掌握全场施工机械、车辆的详细信息，能够判断生产工具是否充足，为进度决策提供有力支撑。同时采集到的定位、抓拍照片等数据，也可为解决其他问题提供一手资料。
3．通过物料监控、施工监控等系统，可掌握施工过程中的所有细节，例如高程、压实度等，都可以通过系统直接查看。施工监控系统从根本上解决了施工现场监管难度大、人手不足的问题，极大地提升了施工质量，提高了施工效率。
（二） 应用效果
通过全面应用数字工地精细化施工管理平台，鄂州花湖机场工程的质量得到了极大保证。
2020年3月，作为湖北省头号工程，鄂州机场率先复工复产。得益于实名制管理系统的严格管控，机场公司进度、防疫两手抓，上千名建设者陆续到达现场开工，截至2021年10月，鄂州花湖机场未发现一例新冠确诊、疑似病例，真正做到了“无疫工地”，使施工进度至少提前5个月。
鄂州机场地处湖区，土方施工量巨大，累计填方量达1亿立方米，得益于对填挖方过程中的强夯、碾压、排水板等各项施工工艺的数字化监控，2019年底开工至今，鄂州机场未发生一起因施工质量问题引起的返工现象，使施工进度至少提前3个月，节约投资至少5亿元。
（三） 应用价值
1.经济效益。平台解决了施工管理过程中数据不透明的问题，使得管理人员可以迅速掌握最新、最准确的施工人员、机械、车辆、物料、施工过程等数据，辅助进行质量、安全管理，提高了管理效率，减少了管理人员数量，节约了人力成本，缩短了工期。
2.管理效益。现场所有机械设备安装传感器及视频监控设备，实时回传施工过程数据及车辆轨迹，实时掌握现场进度，及时对比技术方案要求，纠正现场不规范施工（回填料大粒径、碾压、强夯、插水板等）。监理、第三方检测人员必须现场通过移动端APP，实人实地实时填报记录数据，并上传管理平台，杜绝监管检测不规范。同时，通过集成化的BIM模型设计，指导数字化施工，通过精细化、智慧化的施工过程管控，最终交付一个与现实机场完全吻合的，所见既所得的数字机场模型。
执笔人：湖北国际物流机场有限公司(冯晓平、朱方海、刘鸣秋、李如峰、潘乐)审核专家：李久林（北京城建集团有限责任公司，总工程师、教授级高工）郭红领（清华大学，建设管理系副系主任、副教授）
