基于BIM+GIS 技术的大型建筑工程施工进度可视化管理与风险预警

一、引言

大型建筑工程施工涉及多专业交叉作业，进度管理需协调多方主体，应对不确定因素。传统进度管理以二维工具为主，存在“ 施工冲突发现晚、进度偏差纠偏难、风险预警不及时” 等问题。BIM 技术可精准表达建筑构件与施工工序，GIS 技术擅长处理空间地理信息。二者融合为施工进度可视化管理与风险预警提供支撑，对保障工程交付意义重大。

二、大型建筑工程施工进度管理的核心需求与传统短板

（一）核心需求

需实现可视化协同，直观呈现施工工序；进行动态化管控，实时追踪进度偏差；有前瞻性预警，提前识别进度延误风险。

（二）传统短板

信息表达抽象，易引发施工冲突；信息传递不畅，协同效率低；进度追踪滞后，难以及时纠偏；风险管控被动，应对突发风险能力不足。

三、BIM+GIS 技术融合的核心优势与应用逻辑

（一）核心优势

具备多维度可视化表达，形成“ 建筑 - 环境” 一体化三维模型；实现全周期信息集成，为决策提供数据支撑；有空间分析与模拟能力，为方案优化提供依据。

（二）应用逻辑

以一体化三维模型为载体，集成数据，通过进度模拟等实现可视化管理，结合风险识别与预警，推动管理从“ 被动应对” 向“ 主动管控” 转变。

四、基于 BIM+GIS 的施工进度可视化管理体系构建

（一）BIM+GIS 一体化模型构建

先对 BIM 模型精细化建模，准确捕捉记录建筑构件详细信息；再将GIS 地理空间数据与 BIM 模型整合，运用先进技术实现无缝融合与数据集成，包括几何信息匹配和属性数据同步，构建含建筑细节与地理环境信息的综合模型。

进度计划与模型关联绑定（4D 进度模拟）

先细致拆分整体进度计划，明确划分各施工阶段和任务；接着将拆分后的进度计划与 BIM 模型中相应构件映射绑定，利用 4D 进度模拟技术引入时间维度，实现施工过程动态模拟，以优化调整施工方案，确保项目高效推进。

（三）施工进度动态监控与可视化展示

为了实现对施工进度的动态监控，需要采集实时的进度数据，并将其与预设的进度计划进行对比分析。通过可视化技术，将进度偏差以图表、模型等多种形式直观展示出来，便于项目管理人员及时发现和解决问题。

（四）多方协同与资源优化调度

在多方协同与资源优化调度方面，首先需要搭建一个高效的协同工作平台，将设计方、施工方、监理方、业主等各方参与者纳入其中，实现信息的共享与沟通。在此基础上，利用智能化算法对资源进行动态优化配置，确保人力、材料、设备等资源在各个施工阶段得到合理分配和高效利用，从而提升项目整体的施工效率和资源利用率。

五、基于 BIM+GIS 的施工进度风险预警机制

（一）多维度风险因子识别

从施工、环境、资源三个维度全面识别影响进度的风险因子：

施工风险：包括工序交叉冲突、技术方案不合理、质量返工等，通过BIM 模型的碰撞检测功能提前识别管线碰撞、构件安装冲突等潜在风险。

环境风险：包括恶劣天气、地质条件变化、周边交通管制等，通过 GIS平台的气象数据接口获取天气预报，利用空间分析识别周边道路施工对材料运输的影响。

资源风险：包括人力不足、设备故障、材料供应延迟等，通过平台实时监控资源库存与使用情况，识别资源短缺风险。

（二）风险预警模型构建与触发

风险评估指标体系：建立“ 风险发生概率 - 影响程度” 二维评估指标体系，量化评估识别的风险因子，确定风险等级，如暴雨致室外施工延误概率 60% 、影响程度“ 严重” （延误 3 天以上）。

预警模型与阈值设定：用随机森林、神经网络等机器学习算法构建风险预警模型，以历史项目、实时进度、风险因子数据为输入预测进度延误概率；设定预警阈值（延误概率 ≥30% 触发黄色预警， ≥50% 触发红色预警），超阈值自动预警。

（三）分级响应与处置

预警信息推送：通过平台将预警信息推送给相关责任人，含风险类型、影响范围、建议处置措施，在三维模型标记风险位置，助管理人员制定应对方案。

分级响应机制：黄色预警由施工班组与现场安全员现场处置，如调整施工顺序避小雨；红色预警由项目负责人召开专题会议制定专项方案，如材料供应延迟启动备用供应商。

处置效果跟踪：平台记录风险处置过程与结果，跟踪进度恢复情况，形成“ 识别 - 预警 - 处置 - 跟踪” 闭环管理，确保风险解决。

六、工程案例分析

某大型国际机场航站楼项目（建筑面积 50 万㎡，工期 36 个月）应用 BIM+GIS 技术实施施工进度管理，取得显著成效：

模型构建：构建建筑、结构、机电等 12 个专业 BIM 模型（LOD400），整合周边地形、交通、管线等 GIS 数据，形成一体化模型，为后续管理提供基础支撑。

4D 进度模拟：通过 4D 模拟优化钢结构屋盖施工方案，将原来的 “ 整体吊装” 改为 “ 分块吊装” ，缩短工期 15 天；提前识别管线碰撞点 86处，避免施工返工，节约成本超 200 万元。

动态监控：通过 RFID 标签与视频识别采集进度数据，平台实时更新进度状态，发现机电安装比计划延误 2 天，及时调配 20 名技工加班赶工，3 天内恢复正常进度。

风险预警：通过预警模型预测暴雨天气将导致室外管网施工延误，提前调整工序，将室内装修工序提前，避免工期损失 5 天。

项目最终按期交付，施工过程中进度偏差控制在 以内，较传统管理模式减少工期延误损失超 300 万元，多方协同效率提升 40% ，验证了 BIM+GIS 技术在大型建筑工程施工进度管理中的有效性。

七、结论

BIM+GIS 技术通过一体化建模、4D 进度模拟、动态监控与风险预警，有效突破了大型建筑工程施工进度管理的传统瓶颈，实现了 “ 可视化、协同化、智能化” 管控。当前，该技术在数据标准统一、模型轻量化、移动端应用等方面仍需完善。

参考文献

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