BIM+物联网助推赣榆港区4号至6号散货泊位工程,迈入全生命周期智慧港口时代

2022-03-31

1、项目概况


1.1

BIM应用背景

2017年,交通运输部发布《关于开展智慧港口示范工程的通知》,决定以港口智慧物流、危险货物安全管理等方面为重点,选取一批港口开展智慧港口示范工程建设,着力创新以港口为枢纽的物流服务模式、安全监测监管方式,以推动实现“货运一单制、信息一网通”的港口物流运作体系,逐步形成“数据一个库、监管一张网”的港口危险货物安全管理体系。


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此《通知》是港口建设发展的指导思想和风向标,本次赣榆4-6散货泊位工程项目是一个以建设项目全过程生命周期进行的BIM应用水工码头项目,鲁班软件股份有限公司提供BIM数字技术支持。本文将从施工单位的角度分享该项目的BIM应用及成果。


1.2

项目概况

连云港港赣榆港区4号至6号散货泊位工程拟建的水工建筑物主要包括码头及引堤。本工程码头长度为929m,自南向北依次为4、5、6号散货泊位,水工结构包含新建3个10万吨级码头结构约882m(结构按20万吨级设计)和完善南侧起步工程北侧两个预留沉箱结构段约47m(结构为15万吨级)。码头面顶标高为7.0m,新建码头前沿停泊水域近期底高程-15.3m(远期为-19.3m)。码头通过3座引堤与后方陆域相连,自南向北依次为1#、2#、3#引堤,长均为95m。2#、3#引堤中部设过水箱涵,保证内外水体连通。


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1.3

项目特点


连云港港赣榆港区位于海州湾西北岸。本工程位于赣榆港区一突堤,南侧紧邻已建1-3号泊位起步工程,东侧为在建中通道工程。


  • 国内最大的专业化镍矿装卸泊位

新建3个10万吨级散货泊位,可满足1艘20万吨级+2艘7万吨级散货船同时靠泊作业需求,设计年通过能力为2300万。

  • 国内直取距离最长越野带式输送系统

1400万吨镍矿通过后方40KM超长距越野带式输送系统直取。

  • 江苏省最大的沉箱结构码头

47个沉箱。单个沉箱重3954t。沉箱分6层预制,底层2.8米高,其余5层位4.4米高标准层。

  • 行业首创“卸船-破碎-直取”工艺

在码头端首创“卸船-破碎-直取”工艺,实现镍矿直取的同时提高镍矿品质。


1.4

项目难点


  • 安装工程量大

本工程码头共47个沉箱,标准断面19.85m×18.9m×24.80m,单个沉箱重3954t,混凝土约为6万m3

  • 专业化管理要求高

本项目在疏浚工程及沉箱预制、出运、安装等施工过程中,大型特种设备、船舶集中施工。

  • 技术要求高

本项目属于典型的重力式沉箱码头工程的特点,港池疏浚等安全风险较大施工内容

  • 管线迁改难度大

本项目在沿途的施工区域内,通常会碰到大量的地下管线。由于涉及管线种类多,管线排布错乱,权属问题难以区分

  • 自然环境影响

本项目区域夏季台风频发,工程附近水域潮流流速变化较大、工程水域潮差较大


1.5

项目目标

目标主要分为信息化、数字化、智能化三个阶段,项目属于数字化中后期。项目的建设目标为 “1套标准”、“1个中心” “1个平台” “N个应用”,即制定1套BIM技术应用标准、建设1个企业级BIM大数据中心、开发1个基于BIM的建管平台、涵盖建设全生命周期的多个应用。

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2、项目配置及制度


2.1

组织架构


为了更好地推进赣榆港区4号至6号散货泊位工程BIM平台应用,项目组织架构由施工单位江苏筑港建设集团有限公司代表、建设单位连云港新银湾码头有限公司代表牵头,另设BIM高级工程师两名,BIM工程师六名,联动各单位管理人员参与配合。


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2.2

软硬件配置

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服务器&电脑

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办公环境

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BIM应用软硬件组织架构理念,是通过PC端建模、移动端收集生产信息上传至项目管理平台进行模型关联并分析,通过智慧中心进行数据集成展示与项目施工、运营决策。


2.3

BIM管理标准建立

为保证项目顺利运行,我们制定了一系列BIM管理办法与标准,通过定期考核,落实制度的内容,反馈考核的结果,保障智慧中心平台有效执行、落实 。

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3、BIM应用创新亮点


3.1

BIM总体规划

以BIM智慧中心平台为核心,基于LOD400精度模型为10大应用支撑,构造全生命周期智慧中心管控平台。这十大应用及相应的板块流程是由BIM工程师搭建,具体数据的应用,端口的操作是由各单位管理人员对接进行。


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3.2

智慧中心平台

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项目BIM智慧中心基于BIM+物联网,集成设计、施工阶段信息和数据,用BIM、大数据和物联网等技术引领工程产业信息化转型,结合先进的数字建造理论方法,集成人员、流程、数据、技术和业务系统,实现工程的全过程,全要素、全参与方的数字化、在线化、智能化,从而构建项目各参建单位沟通协调的新体系,有以下四个特点:


1、1:1集成工程GIS地图、附属设施、沉箱码头、施工设施模型;

2、继承物联网传感监测数据、智能化监测监测;

3、无人机远程督察与智慧中心对接,实现与现场联动;

4、应急预警、协作统计。

3.3

智慧中心平台-数据路线

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智慧中心平台组织架构的核心路线,以智慧中心平台为主线,结合BIM+GIS+IOT物联,通过信息收集,对数据进行生产及分析,最后把数据进行集成展示。

3.4

智慧中心平台-创新亮点

项目的创新亮点为以下四个方面,分别是:

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1、智慧太阳能气象监测


气象参数主要包括日照辐射量、温度、风速、相对湿度、大气压力以及降雨量等信息。本项目所在区域夏季台风频发,又是码头项目,受自然环境影响大。项目引进太阳能气象设备,结合智慧中心平台,形成智慧太阳能气象监测管控。可以有效减少受自然环境造成的不安全因素。


2、大体积混凝土智能温控监测

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在沉箱分层预制混凝土浇筑的同时,放入温控监测设备,在每层中间区域四角放置,通过温控监测系统将数据传入智慧中心平台,可实现数据实时监测、自动预警、模型定位反查、减少了温度不均产生的沉箱预制质量问题。


3、基于BIM技术的沉降位移监测管理

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应用目的为基于项目BIM总体目标,在推进集团BIM信息化建设基础上,对“智慧码头建设管理软件专利”这一产物,以《基于BIM技术的沉降位移管理》这一常见码头较大且持续时间长的问题为切入点,实现这一产物目标。起到加强对码头沉降、位移状态的实时管控,减少事故发生,节约工程建设及运营成本作用。

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将沉降、位移传感器数据平台接入智慧中心,与BIM模型及相应观测点融合,通过BIM模型自带的基础数据与水运规范标准,对沉降、位移数据实时监控、统计分析,自动预警。

3.5

业财档一体化

除了BIM+GIS+物联网的结合、BIM+业务结合,我们实现业财档一体化管控。分为四个板块:工序报验、质检评定、计量支付和电子档案。

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1、通过EBS构件结构树选择构件,进行对应构件的工序报检工作。

2、工序报检时,填写对应的工序记录表,形成质检资料的源数据。

3、工序报检完成后,报检信息自动存档,形成过程管理资料。

并且一键提交归档资料,提高资料归档的工作效率,打破操作空间和工作环境的限制。


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系统内质检,计量等所有模块均可引用高级表单,实现流程无纸化;后台进行表单自定义配置,进行质检资料填报时,可根据需求进行表单添加;表单之间可关联数据,并且数据间可进行函数运算:如检表与分项评定表的对应关系配置完成后,在前台完成检表填报,分项评定表数据可自动生成,并自动进行平均值与合格率的计算,自动判定数据是否合格;单位,高级表单可引入签名签章并进行归档:签名签章完成备案后,资料填报后进行签署便可在签字处自动生成分部工程评定表可自动生成;电子签名,后期可作为电子档案进行归档;


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自2016年起始,国家发布电子文件归档标准,我们根据国标对电子档案管理同步跟新,进行规范化管理。


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通过统一的数据接口对接各类电子文件数据,采用原数据、电子签、有效性验证等策略,对接收的电子文件进行次性检测,采用业务授权等方式实现电子文件的接收、整理、电子签章、组卷、归档、移交、统计和利用的全生命周期管理。通过标准的数据接口与各业务模块产生的电子文。实现互联,对电子文件格式、封装方式、电子签章、原数据等信息进行统一处理。通过预设案卷提名、档号等规则自动组卷,实现在项目建设过程中的电子案卷立案管理,实现同步产生资料、同步整理形成电子案卷,对已完成整理和电子签章的案卷进行正式提交、归档。


4、施工BIM应用管理


4.1

临时设施布置规划

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在临时场地规划设计阶段,我们以LOD200的模型对临时场地布置方案进行模拟,结合GIS地形,根据1:1还原临设周边场景,对临时设施布置规划方案进行优化。同时根据临设三维场景,项目总工对沉箱出运路线方案进行了优化。达到减少规划方案所需工作时间,项目临时设施的规划及沉箱出运等工序的交底采用三维模拟的方式使得现场施工人员对方案内容及施工要点形象快速理解。

4.2

智慧进度模拟

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基于BIM管理平台将现场实际施工状态关联模型,项目管理人员通过管理平台即可实时了解到项目施工进展。通过4D进度动态管理,计划进度与实际进度的差异三维动态展示,偏差数据值统计分析,超过预计时间发布预警。根据进度条目进行BIM虚拟建造,展示进度数据,组织进度纠偏会议,优化项目进度的管控。

4.3

智慧质量管理

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通过系统发布巡检任务,利用BIM技术,使现场巡检路线可视化,增加管理人员对巡检点位的管控力度。并用平台内置的国家规范,完成现场分部分项的验收工作,实现质量验收流程化、规范性、全生命周期、全过程可追溯。BIM技术与信息化管理手段使质量全过程数字化,为后续运维管理奠定数据基础。

4.4

智慧安全管理

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通过BIM+物联网技术,实现数字安全隐患排查、安全监测、安全定位、远程安全监督,提前发现安全隐患及重大危险源,过程可追溯,结果可闭环。精细化安全管理,责任到人,减少项目安全事故发生。


项目流量水位监测、散货吊安全监测、疏浚船安全监测、通过智慧中心平台进行集约管理。基于GIS地图,各监测子系统之间数据联动。提高了安全监测功能,形成监测管理网格化、智慧化。

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结合智慧中心平台、物联网技术,实现人员、设备定位管理、无人机,对接智慧中心电子沙盘,实现现场人员设备远程督查,解决应急指挥调度、安全监督难的问题。

4.5

智慧资料管理

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BIM管理平台资料管理模块,通过将过程资料、图纸方案等与BIM模型构建关联,实现无纸化办公。与电子档案系统对接,将传统纸质资料转化为线上储存模式,便于模型构件资料分类永久储存、快速查看。同时将电子档案系统与BIM管理平台对接,实现数据资料的全过程贯通。


除了根据国标进行竣工电子资料归档之外,项目施工过程中使用平台进行数字资料共享,采用两个端口分别对接品质工程资料以及成本管理数据,如合同清单、产值统计等进行电子归档处理,形成项目自己的数字档案库。同时将集团电子档案系统与BIM管理平台对接,实现了数据资料的贯通、项目资源共享。

4.6

智慧成本管理

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结合工程实际情况,从项目建设管理角度出发,利用BIM技术辅助清单核查、多算对比、施工台账录入、变更管理,进度分析,从而提高项目建设成本管控,节约项目人力成本。



4.7

智慧运维管理


在运维阶段,通过BIM管理平台,将破碎机、散货吊、输送带等大型机械设备维护及保修提醒挂接到模型上,维护人员在收到维护通知后,将设备进行维护,通过手机APP将实时为维护信息、图片、状态等挂接模型。使每一个设备维护有开始、有过程、有结果,可追溯。做到责任到人,定人定设备,加强了施工交付后赣榆港区4-6散货泊位的运维管理。


5、BIM总结与展望


BIM技术作为建筑业新兴技术,已经成为企业能否走在建筑行业前端的决定性因素,本工程作为公司重点项目,还需要不断提高BIM团队自身能力以及确保BIM技术人才的不断发展壮大。


6、BIM应用体会


经济效益

目前连云港港赣榆港区4号至6号散货泊位工程整体模型与沉箱细部节点模型建立完成后,进行沉箱预制、出运工艺模拟,帮助项目在沉箱首件预制、出运过程中,未产生意外情况,安全抵达安装点。根据建立的项目模型,进行临设选址方案模拟,减少了临设规划上投入的人工成本。在项目模型建立的过程中,发现中小35处图纸问题,及时反馈设计院,减少现场变更约400万。

管理效益

因码头港口项目的特殊性,各参建方办公地点与现场位置分散,距离远。建立以BIM模型位中心的资料、文件等共享管理平台,提高了各参建方沟通和协作效率。通过手机端管控进度、质量,安全问题,扫描二维码等技术的信息传递与集成,实现对工程的精细化管理。

应用深度

综合运用BIM管理平台+物联网等现代信息化技术,形成连云港港赣榆港区4号至6号智慧中心运营管理平台,为项目、公司提供决策数据支持,实现对工程进度,质量、安全、成本等方面的管理,协助管理人员在施工及运营阶段有效决策和精细管理。

经验积累

充分应用BIM模型可视化模拟和形象交底,保障沉箱复杂节点和重要施工工序的顺利进行。并按照项目需求建立了港口码头完整模型以及沉箱复杂节点模型、工艺模拟等专业文件,在管理方面,通过BIM+业务的数字信息化手段解决了预制沉箱排期、质量安全解决闭环等问题,形成了后续重力式沉箱类项目可重复利用的宝贵数字资产,为后续码头运维奠定基础。


7、后续BIM计划 


1、智慧综合管沟应用

利用BIM技术,在施工前期,结合物勘报告建立原有管线模型,通过不同颜色的设置明确管线的权属单位,将搬迁方案通过模型直观展示,便于方案的技术交底,同时,利用BIM系统平台,将管线搬迁的计划进度与堆场的计划进度,进行时间维度的碰撞检查。


2、BIM标准体系优化

立足本项目,向公司提交一套完整的BIM标准化体系,配合公司建立公司级,适用于各项目的BIM管理体系与管理平台。


*以上内容整理自江苏筑港建设集团有限公司,项目BIM负责人杨舒涵在BIM大赛优秀成果云分享中的直播内容,转载请注明来源。



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