鐵路四電工程智慧生產(chǎn)管理平臺的運用

沈 聰，姜曉輝，榮正官

（1.中鐵建電氣化局集團南方工程有限公司，湖北武漢 430071；2.中國鐵建電氣化局集團第二工程有限公司，山西太原 030000）

浩吉鐵路（原蒙華鐵路），縱貫內(nèi)蒙古、陜西、山西、河南、湖北、湖南、江西等7省（區(qū)），線路全長1814km。中國鐵建電氣化局集團有限公司承建浩吉鐵路（原蒙華鐵路）MHSD-2標(biāo)段，線路長度735.76 km 范圍內(nèi)的四電工程及襄州基地綜合維修段的房建工程。具有線路跨度長，施工控制點多、同站前及房建單位的接口多，管理內(nèi)容跨度大，施工工期緊等特點。

近年來，基于物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的智慧工地逐漸被引入施工項目管理，消除了傳統(tǒng)工地中安全生產(chǎn)不夠信息化或者信息化水平低，安全監(jiān)管防范手段落后等問題。智慧工地生產(chǎn)管理平臺主要采用現(xiàn)場施工情況信息化和數(shù)字化、現(xiàn)場施工環(huán)境、條件的物聯(lián)網(wǎng)云計算技術(shù)等在內(nèi)的各種先進技術(shù)對工程項目進行綜合高效率的管理。施工管理人員使用手機APP，更加全面地掌握施工現(xiàn)場內(nèi)包括關(guān)鍵工序的把控、重點關(guān)鍵部位施工的記錄，施工現(xiàn)場的安全質(zhì)量把控，還可以利用互聯(lián)網(wǎng)云計算信息化技術(shù)進行區(qū)域內(nèi)的資源信息共享。所有的施工管理人員能夠通過智慧工地網(wǎng)絡(luò)平臺管理系統(tǒng)對工程現(xiàn)場的施工進度、施工安全質(zhì)量進行及時地了解和掌握，并且還可以及時發(fā)現(xiàn)施工現(xiàn)場的各種突發(fā)情況和問題隱患，可以采取有效地措施加以預(yù)防和解決。能夠幫助企業(yè)實施自我監(jiān)管，將工程施工工地的現(xiàn)場信息實時掌握住，企業(yè)的管理成本將會隨之大幅度降低。

1 浩吉鐵路（原蒙華鐵路）智慧工地生產(chǎn)管理系統(tǒng)平臺的運用

鐵路四電標(biāo)準(zhǔn)化施工是未來鐵路電氣化施工的趨勢，在四電專業(yè)中結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、二維碼、BIM 技術(shù)、實現(xiàn)“可視化”施工管理在鐵路行業(yè)的探索和實踐，構(gòu)建智慧生產(chǎn)管理信息化平臺，進行精細(xì)化施工管理，提高了施工現(xiàn)場的信息化管理水平和管理效率，強化現(xiàn)場安全質(zhì)量意識和風(fēng)險把控，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動采集、自動上傳、自動分析和記錄，實現(xiàn)工程項目施工過程中的不同時期階段的智慧生產(chǎn)管理。

蒙華鐵路（原蒙華鐵路）四電施工管理，采用“互聯(lián)網(wǎng)+BIM+信息化+工程管理”的智慧生產(chǎn)管理平臺，包含施工的可視化技術(shù)交底，施工一線的工區(qū)中心料庫的管理：物資設(shè)備材料的入庫到開箱檢驗以及四電設(shè)備的交接試驗、材料預(yù)配等，施工現(xiàn)場的管理：班組人員、機械設(shè)備、安全技術(shù)交底、現(xiàn)場手機APP 上填報智能化表單，現(xiàn)場安全質(zhì)量信息化監(jiān)督把控等。

現(xiàn)場勞務(wù)管理系統(tǒng)：勞務(wù)公司、人員信息（工種、年齡等信息）、人員考勤、安全教育、視頻監(jiān)控，電子地圖上GPS系統(tǒng)定位（現(xiàn)場施工人員佩戴GPS 安全帽）進行在線工點作業(yè)人員考勤，結(jié)合人臉識別進行重要工點人員進出記錄。

1.1 基于平臺的現(xiàn)場物資管理系統(tǒng)

登錄智慧工地平臺，點擊物資管理系統(tǒng)模塊可查看各崗位人員通過掃碼自動加載上報的實時信息。二維碼技術(shù)、視頻監(jiān)控技術(shù)把控物資設(shè)備材料的到貨入庫、存儲、開箱檢驗以及四電設(shè)備的交接試驗、材料預(yù)配、領(lǐng)料出庫情況。使用二維碼技術(shù)給入庫的每一臺設(shè)備和材料一個二維碼信息，信息包含廠家信息和入庫時間，入庫自檢記錄，在出庫時，可以掃描二維碼來記錄出庫時間，現(xiàn)場施工安裝完畢后掃描二維碼記錄完成安裝時間?，F(xiàn)場物資掌中寶：采用掃描二維碼技術(shù)，掃描已安裝于現(xiàn)場并貼有二維碼的設(shè)備材料，可以獲取設(shè)備的出廠信息和維護電子手冊等重要信息。

1.2 基于平臺的安全質(zhì)量管理系統(tǒng)

現(xiàn)場施工人員信息化管理，及時掌握施工人員入場時間及教育情況，確保人員安全可追溯和工程質(zhì)量有保證。平臺中的安全（質(zhì)量）管理功能具備安全問題的填報記錄、整改處理、回復(fù)銷項、資料歸檔的全過程閉環(huán)管理。做到流程可跟蹤，問題可記錄，結(jié)果可追溯。提高項目管理人員處理質(zhì)量安全問題的及時性、準(zhǔn)確性、智能性、便捷性。項目應(yīng)用基于模型生成的綜合管控型二維碼。打開手機掃描設(shè)備二維碼即可實現(xiàn)安全質(zhì)量問題上報，由負(fù)責(zé)人審核確認(rèn)問題后，及時派發(fā)處理流程。實現(xiàn)了問題人人可上報。提高了現(xiàn)場人員的安全質(zhì)量意識，為項目安全質(zhì)量施工提供了信息化保障。

安全管理系統(tǒng)：使用掃描二維碼和人臉識別技術(shù)給現(xiàn)場施工人員打考勤；通過掃描二維碼，施工人員可以快速檢索和查詢工程資料、質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范等信息；手機記錄、管理、查閱檢查問題，指定責(zé)任人、整改人、提出整改要求、限時整改，實現(xiàn)問題整改閉環(huán)管理，領(lǐng)導(dǎo)在線督辦。安全風(fēng)險排查功能，通過數(shù)據(jù)庫在線建檔，形成危險源清單；設(shè)置日常安全檢查記錄——安全整改——整改復(fù)查，調(diào)用手機照相功能對現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)的安全問題和安全隱患進行檢查記錄，上傳至管理平臺，現(xiàn)場照片保存到安全相冊中保存；安全資料中查閱相關(guān)安全資料，分享圈用于分享給其他工區(qū)或項目，或引以為戒，或好的做法進行學(xué)習(xí)，其他內(nèi)設(shè)安裝檢查日志（每天填寫安全情況）；視頻監(jiān)控模塊用于調(diào)取安裝于現(xiàn)場的移動視頻監(jiān)控攝像機的實時錄像便于實時安全監(jiān)控。

質(zhì)量管理系統(tǒng)：質(zhì)量檢查功能，依據(jù)現(xiàn)行質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，記錄、管理、查閱檢查問題，發(fā)起問題指定整改人、提出整改要求、限時整改，實現(xiàn)問題整改閉環(huán)管理，責(zé)任人督辦。質(zhì)量驗收功能，進行工序“三檢制”驗收，記錄驗收人員、時間及結(jié)論，可追溯驗收情況。施工圖紙、實測實量、質(zhì)量檢查記錄、質(zhì)量檢查拍照、質(zhì)量整改、整改復(fù)查、問題類別分析、分包單位分析、責(zé)任人分析、工作周報、例行檢查分析、質(zhì)量檢查和整改情況的曲線圖和數(shù)據(jù)匯總。

1.3 BIM+智慧工地數(shù)據(jù)平臺

其他模塊的一個匯總，工地的人員情況、物料情況、質(zhì)量情況、安全情況的數(shù)據(jù)顯示界面；數(shù)字工地：環(huán)境監(jiān)測、大型機械設(shè)備的監(jiān)測；智能監(jiān)測：現(xiàn)場施工和生活臨時用電用水、施工電梯、塔機、卸料平臺；調(diào)用安裝在施工現(xiàn)場的視頻監(jiān)控平臺來，現(xiàn)場作業(yè)進行實時監(jiān)控；BIM 建造：BIM 模型的調(diào)用，實現(xiàn)BIM 可視化技術(shù)交底。

1.4 基于平臺的作業(yè)班組管理系統(tǒng)（智能化表單填報）

平臺支持任意定制化的表單樣式，且支持隨時隨地利用碎片化時間通過移動終端填報，確保了工程質(zhì)量驗收表格比如用料申請、預(yù)配任務(wù)填報等各類工程資料的填報完整性與同步性。此外，可以通過平臺導(dǎo)出驗收資料簽字蓋章后形成竣工資料。

2 四電工程智慧生產(chǎn)管理平臺的未來發(fā)展趨勢和展望

目前在浩吉鐵路（原蒙華鐵路）采用互聯(lián)網(wǎng)+BIM+大數(shù)據(jù)+APP 技術(shù)為突破；覆蓋人、材、機、料、法、環(huán)、安全、環(huán)保和質(zhì)量管理的重點難點；縮減了管理信息傳遞的時間，有效保障了現(xiàn)場施工質(zhì)量，降低了現(xiàn)場作業(yè)人員的安全風(fēng)險；提高了管理效率，降低了項目管理成本；有效保障了企業(yè)安全生產(chǎn)。下一步智慧工地管理平臺將BIM 技術(shù)貫穿于項目的全生命周期，深入設(shè)計和運用BIM 技術(shù)與其他高新技術(shù)的結(jié)合運用：

施工方案模擬：利用BIM 技術(shù)對車站和區(qū)間所亭四電設(shè)備用房的所有電纜敷設(shè)預(yù)先布置好，提前調(diào)整線纜交叉和分層，減少了現(xiàn)場布線所花時間，設(shè)計出每根線纜最短優(yōu)化路徑，減少線纜耗材，預(yù)演施工流程。

利用BIM 管理平臺對設(shè)備信息進行集成并管理。在線纜方面，所有現(xiàn)場集成線纜起點、終點、半徑等信息，選取電纜隔離路徑，在平臺上詳細(xì)查看線纜詳細(xì)路徑和集成信息，從而加強了對車站、所亭四電設(shè)備用房的龐雜線纜的管理。

可視化交底和三維會審：通過BIM 模型的可視化交底，使技術(shù)交底更清楚、更直白，現(xiàn)場的施工人員更容易理解，避免對圖紙理解錯誤，提高施工質(zhì)量和工效。通過基于模型的三維會審功能，解決多方異地溝通協(xié)同的難題，提高多方協(xié)同效率及溝通效率。

BIM 與物聯(lián)網(wǎng)集成應(yīng)用：BIM 技術(shù)利用上層信息的集成、信息交互、信息展示和管理的作用，而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)則是底層的信息感知、采集、傳遞、監(jiān)控的功能。物聯(lián)網(wǎng)和BIM 技術(shù)的融合集成應(yīng)用可以將智能建造提升到智慧建造的新高度。

BIM 技術(shù)與GIS（地理信息系統(tǒng)）：BIM 與GIS 集成應(yīng)用，是通過數(shù)據(jù)集成，系統(tǒng)集成或應(yīng)用集成來實現(xiàn)，各自發(fā)揮優(yōu)勢，使功能更加強大以利于現(xiàn)場使用。

BIM 技術(shù)與3D 掃描、3D 打印技術(shù)：BIM 與3D 掃描技術(shù)的集成，是將BIM 模型與所對應(yīng)的3D 掃描模型進行模板匹配對比分析，用來輔助工程質(zhì)量檢查、減少返工的目的。3D打印技術(shù)將會突破一些傳統(tǒng)的方法，比如接觸網(wǎng)的腕臂和吊弦預(yù)配等方面體現(xiàn)出較大價值。

BIM 運維模型：在施工過程中，利用BIM 技術(shù)對施工全過程進行模擬，優(yōu)化施工方案。在運維過程中，BIM 技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合，利用運維管理平臺，時間、人力、成本將會大量減少，提高了運維管理效率和資源利用率。交付給運維部門一份寶貴的數(shù)字化資產(chǎn)，完善的信息數(shù)據(jù)庫，能夠方便運維信息的管理、修改、查詢和調(diào)用，同時結(jié)合可視化技術(shù)，使得項目的運維管理更具操作性和可控性。

3 結(jié)語

鐵路四電工程現(xiàn)場施工管理人員通過四電集成智慧工地管理平臺能夠有效地開展施工現(xiàn)場的監(jiān)督和管理工作，可極大地提升工地施工現(xiàn)場的管理水平、管理效率，對工程現(xiàn)場項目管理具有重要指導(dǎo)意義。