北京朝陽站施工信息化建設(shè)研究

付孔亮，張少南

（1. 中鐵建設(shè)集團有限公司北京中鐵建建筑科技有限公司，北京 100166；2. 中鐵建設(shè)集團有限公司基礎(chǔ)設(shè)施事業(yè)部，北京 100040）

0 引言

北京朝陽站是中鐵建設(shè)集團有限公司（簡稱中鐵建設(shè)）的重點工程，承擔(dān)著落實中鐵建設(shè)智能建造的任務(wù)，同時為了迎合中國國家鐵路集團有限公司智能客站的指導(dǎo)思想，北京朝陽站信息化建設(shè)必須有高度、有亮點，北京中鐵建建筑科技有限公司（簡稱建筑科技公司）作為中鐵建設(shè)信息化工作的“落地”單位，積極參與北京朝陽站信息化建設(shè)工作，研發(fā)北京朝陽站智慧建造云平臺，該平臺在北京朝陽站項目運行良好，并獲得行業(yè)及上級單位的認(rèn)可。

1 項目概況

北京朝陽站站房總面積18.3 萬m2，雨棚及上蓋停車結(jié)構(gòu)建筑面積6.2 萬m2，配套生產(chǎn)生活房屋共計20 000 m2。項目地處北京市朝陽區(qū)五環(huán)路內(nèi)，是京哈高速鐵路（簡稱京哈高鐵）的重要組成部分，主要承擔(dān)京哈高鐵始發(fā)終到和京張、京滬、京包等高速鐵路的通過作業(yè)。

北京朝陽站項目現(xiàn)場施工作業(yè)場地較大但可用空間狹小，信息化硬件設(shè)施布置難度較大，對北京朝陽站整個信息化系統(tǒng)設(shè)備部署要求較高。

在中鐵建設(shè)信息部、北京朝陽站項目部和建筑科技公司共同努力下，北京朝陽站信息化建設(shè)最終確立“一個平臺、五大終端、六智融合”的總體框架（簡稱156信息系統(tǒng)），即：北京朝陽站智慧建造云平臺（1個平臺）；物聯(lián)端、電腦端、手機端、大屏端、微信端（5個終端）；智能進度、智能勞務(wù)、智能物料、智能場區(qū)、智能監(jiān)測、智能調(diào)度（6 種智能融合）。該系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對施工項目“人、機、料、法、環(huán)”各環(huán)節(jié)進行有序管控。

2 信息化建設(shè)

2.1 “一個平臺”

北京朝陽站智慧建造云平臺是基于多層級協(xié)作統(tǒng)管的“智慧工地”全過程管理云平臺，平臺采用物聯(lián)網(wǎng)、云計算、BIM 等信息化前沿技術(shù)，將“智能、高效、綠色、精益”的理念植于信息化設(shè)計與實踐，將智慧工地云平臺打造成智能化時代建筑工地綜合管理平臺，促進施工現(xiàn)場信息化水平再上新臺階。

目前，鐵路行業(yè)施工云平臺大多沒有BIM模型掛接功能，僅有少數(shù)平臺掛接BIM軟件，只能實現(xiàn)簡單的模型查看功能。北京朝陽站智慧建造云平臺將北京朝陽站BIM 與GIS 模型完美融合，體現(xiàn)于平臺主頁面，具有BIM模型構(gòu)件參數(shù)查看、構(gòu)件簡單編輯、BIM模型拆分、模型自主漫游、模型剖切等功能，是目前市面上任何一款施工云平臺不具備的功能，處于建筑行業(yè)信息化領(lǐng)先地位［1-4］。北京朝陽站智慧建造云平臺主頁面見圖1。

圖1 北京朝陽站智慧建造云平臺主頁面

2.2 “五大終端”

“五大終端”具體功能：（1）物聯(lián)端。通過勞務(wù)實名制、視頻監(jiān)控和地磅等底層物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，采集施工現(xiàn)場人員、物資等數(shù)據(jù)。（2）電腦端。在電腦Web 端進行數(shù)據(jù)的展示和錄入。（3）手機端。在手機APP 進行施工現(xiàn)場數(shù)據(jù)的展示和錄入。（4）大屏端。在智慧展廳大屏上進行數(shù)據(jù)集中展示。（5）微信端。通過與微信小程序的集合，將施工現(xiàn)場的一些人員、設(shè)備數(shù)據(jù)在北京朝陽站項目微信群里自動推送。

2.3 “六智融合”

（1）智能進度。自主研發(fā)三級節(jié)點爆燈管理系統(tǒng)，對項目施工進度節(jié)點進行三級管控。其中，一級節(jié)點5個，由中鐵建設(shè)關(guān)注；二級節(jié)點20個，由分公司關(guān)注；三級節(jié)點88個，由項目部關(guān)注。通過該系統(tǒng)，可直觀了解現(xiàn)場施工進度，更好地把控施工進度，出現(xiàn)偏差時可有效糾偏，實現(xiàn)進度管理智能化。智能進度有效地保證了北京朝陽站項目進度按時履約。智能進度界面見圖2。

圖2 智能進度界面

（2）智能勞務(wù)。采用中鐵建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品，在施工現(xiàn)場南門安裝1套兩通道勞務(wù)實名制系統(tǒng)，在生活區(qū)門口安裝1套四通道勞務(wù)實名制系統(tǒng)，通過施工現(xiàn)場局域網(wǎng)對2套勞務(wù)實名制系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行同步，實現(xiàn)數(shù)據(jù)互通；同時，在項目部安全室安裝1 套人員信息錄入系統(tǒng)，進行信息錄入。通過云平臺，每個工人生成1個二維碼，掃描二維碼即可了解該工人詳細信息。通過智能勞務(wù)，管理人員可清楚了解工人員姓名、進出場時間、工種、分包隊伍、在場時長等信息，掌握現(xiàn)場勞務(wù)情況，并通過生成考勤記錄，加強項目勞務(wù)管理，避免惡意討薪情況發(fā)生。智能勞務(wù)界面見圖3。

圖3 智能勞務(wù)界面

（3）智能物料。在施工現(xiàn)場南門安裝1 套地磅系統(tǒng)，將每天的過磅數(shù)據(jù)上傳至云平臺，經(jīng)過數(shù)據(jù)分析并與運單數(shù)據(jù)對比，使管理人員詳細掌握進場物資信息，加強現(xiàn)場物資管控。智能物料界面見圖4。

圖4 智能物料界面

（4）智能場區(qū)。智能場區(qū)模塊主要包含施工現(xiàn)場全景展示、航拍視頻、大型設(shè)備管理及圖紙查看等功能。如大型設(shè)備管理功能，管理人員可進行大型設(shè)備的使用申請、狀態(tài)實時查詢等操作，有利于加強設(shè)備管理、提升設(shè)備使用效率。智能場區(qū)界面見圖5。

圖5 智能場區(qū)界面

（5）智能監(jiān)測。智能監(jiān)測模塊主要包含電子巡更、智能旁站、塔吊監(jiān)測、基坑監(jiān)測、全過程視頻記錄和智能水電表監(jiān)測等功能。通過在塔吊上安裝智能監(jiān)測系統(tǒng)并與云平臺對接，可清楚查看每臺塔吊的運行情況，如塔吊的吊裝質(zhì)量、幅度、轉(zhuǎn)角、高度、力矩、負荷比、風(fēng)速等，在塔吊或塔群出現(xiàn)碰撞風(fēng)險時，駕駛室內(nèi)終端機自動報警，提醒塔司及時制動，避免事故發(fā)生；通過在深基坑周邊布置基坑監(jiān)測系統(tǒng)，實時查看各監(jiān)測點位移情況，超出預(yù)警值時及時報警，保證基坑安全；通過智能水電表，實時監(jiān)測各區(qū)域水電使用情況，實現(xiàn)節(jié)能。智能監(jiān)測界面見圖6。

圖6 智能監(jiān)測界面

（6）智能調(diào)度。智能調(diào)度模塊主要包含現(xiàn)場視頻監(jiān)控模塊和罐車GPS 模塊。在北京朝陽站項目施工現(xiàn)場相鄰某小區(qū)8 號樓樓頂安裝2 臺遠距離高清攝像頭，1 臺用于實時觀看現(xiàn)場施工全貌，1 臺用于定點監(jiān)控，實時記錄現(xiàn)場施工過程，且每隔1 h保存1張現(xiàn)場照片，用于后期項目生長視頻制作；在施工現(xiàn)場主要部位安裝20 臺攝像頭，可遠程查看現(xiàn)場情況。罐車GPS 模塊通過與攪拌站罐車GPS 系統(tǒng)對接，將攪拌站罐車位置信息對接至云平臺，管理人員通過云平臺實時查看罐車位置，避免出現(xiàn)由于混凝土罐車遲遲不到，導(dǎo)致施工現(xiàn)場混凝土澆筑工人由于等待時間過長，情緒較大情況發(fā)生。智能調(diào)度界面見圖7。

圖7 智能調(diào)度界面

3 難點分析及思考

3.1 施工現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境不穩(wěn)定

網(wǎng)絡(luò)是信息化建設(shè)的基礎(chǔ)，由于施工現(xiàn)場基本為臨時設(shè)施，拆改情況時有發(fā)生，可能造成現(xiàn)場不具備鋪設(shè)光纖或網(wǎng)線條件，而改用無線網(wǎng)絡(luò)通信。另外，項目施工場區(qū)面積過大，也給網(wǎng)絡(luò)環(huán)境增加了不穩(wěn)定因素。

在北京朝陽站項目需要網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)挠布O(shè)備中，大部分區(qū)域不具備鋪設(shè)光纖或網(wǎng)線條件，只能采用無線網(wǎng)絡(luò)通信。通過前期策劃，發(fā)現(xiàn)利用在施工現(xiàn)場相鄰小區(qū)樓頂安裝無線對射設(shè)備，將網(wǎng)絡(luò)信號中繼給施工現(xiàn)場大門、塔吊、生活區(qū)等位置，可搭建施工現(xiàn)場內(nèi)部局域網(wǎng)，實現(xiàn)通信。

結(jié)合建筑科技公司信息化建設(shè)項目案例，由網(wǎng)絡(luò)原因?qū)е孪到y(tǒng)故障引起的項目投訴占比最高，約占總投訴量的65%，這要求智慧工地企業(yè)亟須研制出適用于施工現(xiàn)場復(fù)雜環(huán)境下穩(wěn)定高效傳輸數(shù)據(jù)的無線設(shè)備，提高智慧工地產(chǎn)品穩(wěn)定性，促進信息化發(fā)展。對于在施項目的信息化建設(shè)，要提前咨詢信息化服務(wù)單位，統(tǒng)籌規(guī)劃項目網(wǎng)絡(luò)布局，找到最合理的網(wǎng)絡(luò)解決方案。

3.2 對信息化工作重視程度不高

在施工項目管理中，關(guān)注重點多落在對施工進度、質(zhì)量及安全有直接影響的環(huán)節(jié)，如人員、物資、設(shè)備等，對于信息化建設(shè)工作的重視程度不高。對于信息化建設(shè)，甲方一般沒有專項資金投入，多由施工總包單位承擔(dān)，導(dǎo)致信息化建設(shè)資金投入較少。但是，信息化建設(shè)對于提高施工項目科學(xué)管理、提升企業(yè)形象的突出作用越發(fā)明顯，這要求逐漸轉(zhuǎn)變項目管理對信息化工作的固有認(rèn)識。以北京朝陽站項目為例，作為中鐵建設(shè)的“一號工程”，對外承擔(dān)著與豐臺站、雄安站等大型站房同臺打擂的任務(wù)，項目部通過信息化建設(shè)取得中國國家鐵路集團有限公司相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)認(rèn)可，提升公司形象，有助于后續(xù)大型項目承攬；對內(nèi)其科學(xué)管理水平、項目管理能力對中鐵建設(shè)其他項目具有“風(fēng)向標(biāo)”的借鑒意義。

在后續(xù)工作中，可通過一些重點項目（如北京朝陽站項目信息化建設(shè)），加大宣傳力度，組織系統(tǒng)內(nèi)觀摩，總結(jié)信息化工作對項目管理的實際意義，提升行業(yè)對信息化工作的關(guān)注度，促進信息化發(fā)展。

3.3 信息化行業(yè)整體發(fā)展水平不足

建筑行業(yè)信息化發(fā)展起步較晚，目前仍處于摸索階段。近幾年，行業(yè)內(nèi)涌現(xiàn)出大量“智慧工地”產(chǎn)品企業(yè)，也出現(xiàn)了許多服務(wù)于施工項目的智慧工地軟硬件產(chǎn)品，但大多未經(jīng)實踐檢驗，產(chǎn)品性能、質(zhì)量仍需完善［5-7］。同一類型產(chǎn)品，因生產(chǎn)廠家不同，軟硬件適配性參差不齊；缺乏統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，不利于信息化工作的推廣和普及；一些專注于智慧工地產(chǎn)品研發(fā)和制造的企業(yè)，不了解建筑行業(yè)施工項目實際情況，導(dǎo)致其產(chǎn)品實用性較差。信息化行業(yè)整體發(fā)展水平不足，造成提供智慧工地全系服務(wù)的企業(yè)，在硬件資源整合、軟硬件對接等過程中存在極大阻力。尤其北京朝陽站這類大型項目，信息化工作要求細、標(biāo)準(zhǔn)高、模塊多，將眾多模塊集成于1個智慧建造云平臺，對企業(yè)軟硬件集成能力要求極高?；诖耍ㄖ萍脊緦⒎e極配合行業(yè)協(xié)會，盡快出臺一系列應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格要求企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量，對智慧工地產(chǎn)品形成標(biāo)準(zhǔn)化模式，形成良好的行業(yè)導(dǎo)向，促進行業(yè)內(nèi)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化進程，進而推動建筑行業(yè)信息化高速發(fā)展。

4 結(jié)束語

北京朝陽站智慧建造云平臺經(jīng)過數(shù)月的改進完善，現(xiàn)已正常運行，所有功能基本從項目管理真實需求出發(fā)，真正為項目管理服務(wù)，通過智能化的手段服務(wù)于項目建設(shè)，保證施工進度、安全、質(zhì)量、成本等目標(biāo)實現(xiàn)，真正踐行中鐵建設(shè)智慧建造的發(fā)展理念，在服務(wù)于項目管理的同時，提升企業(yè)形象，以期為類似大型項目的信息化建設(shè)提供參考。