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国务院亲自部署,投资354亿元的工程:如何落地BIM+智慧工地?

2021-04-23 15:45:58

 

一、中铁隧道公司企业简介

 

中铁隧道股份有限公司是由世界双500强企业中国中铁旗下中铁隧道局集团为主发起人出资组建的国家综合大型一级施工企业。主营城市轨道交通、长大隧道、市政公用工程、公路工程、机电设备安装工程施工,TBM、盾构及隧道施工技术咨询与服务。

 

公司拥有员工3000余人,装备有适用于城市轨道交通施工和穿江越海的盾构机51台、矩形顶管机2台、山岭隧道施工的TBM11台、液压凿岩台车14台套等。公司拥有200亿元以上的年经营能力和100亿元以上的年施工生产能力。

 

公司参建项目获中国土木工程詹天佑奖15项,中国建设工程鲁班奖8项,国家优质工程奖17项,国家科技进步奖7项。中国市政金杯示范工程奖5项,省部级奖项58项,11项工程入选“百年百项杰出土木工程”。公司获全国建设科技进步先进集体、全国优秀施工企业称号,并获国际项目管理大奖。

二、公司信息化发展

 

1、现状

 

2006年企业开始信息化探索,着力打造企业视频监控系统;

 

2008年搭建了精益项目管理系统,实现项目业务管理电子化,在取得国际项目管理大奖中发挥重要作用;

 

2011年搭建了应急通讯保障系统,与外部企业合作研发无线中继台,实现隧道全通讯;

 

2014年搭建中铁项目成本管理系统,实现企业资金合同监管、项目成本管控数据分析;

 

2015年郑万高铁实现智慧工地运行,全面感知现场施工状态,及时应对施工调整进度;

 

2019年公司推行BIM+智慧工地应用,实现从计划到生产、从管理到效益全方位一体化施工的转变。

 

2、存在问题

 

现有系统存在以下四大问题:

(1)已有系统运行效果差。公司已建成和推广了10余套管理系统和应用系统,但是落地性和推广不足.

 

(2)信息系统的集成度和耦合度低。系统应用各系统互相独立,数据不聚合不交互。

 

(3)信息平台建设缺乏高层设计。系统建设基于部门业务管理,没有关注到高层的决策需求,不能满足决策支持。

 

(4)技术体系落后。现有系统的技术体系落后,可维护性差,维护成本高,性能和稳定性问题突出。

 

3、发展方向

 

公司计划向三个方向发展:

(1)业财资税一体化。关注单业务管理的同时,解决各个业务之间互联互通的问题,进行系统顶层设计。

 

(2)项企一体化。在关注企业层信息化系统建设的同时,着重解决项目信息化。

 

(3)软硬一体化。在现有系统基础上,使用云、物联网、大数据、BIM等先进技术,整合形成全方位、多层级、软硬一体化BIM+智慧工地管理平台、决策平台。

 

三、珠三角水资源项目信息化建设

 

1、项目背景

 

为了解决粤港澳大湾区水资源分配不均的问题,国务院部署了珠三角水资源配置工程。

 

为了最大限度保护生态环境,工程采用地下深埋盾构施工与深埋管道输水的方式,在粤港澳大湾区纵深40米至60米的地下建造113公里长的“地下长河”。

 

珠三角水资源配置工程是广东历史上投资规模最大、输水线路最长、受水区域最广的水利工程,也是世界上输水压力最大、盾构隧洞最长的调水工程。

 

工程受水区人口近3000万,总投资约354亿元,总工期60个月。

 

中铁隧道局负责A6、B3、B4三个标段,11个工作井施工。

 

2、工程建设难点

 

(1)难点一:线路长,长距离深埋盾构施工,监管难

 

(2)难点二:高水压衬砌结构设计及施工,技术复杂

 

(3)难点三:宽扬程变速水泵研发,技术难度大

 

(4)难点四:长距离深埋管道检修,维护难

 

3、系统建设目标

 

在工程信息化建设方面,需要对各个标段的工程设计、施工、运营等方面进行全面的信息化管理。

 

并遵循中央、水利部、广东省政府、广东省水利厅等各级管理单位对水利信息化的建设要求及规范进行实施。要求形成统一的信息化建设规范对全线工程的信息化建设提供指导建议。

 

在珠三角水资源配置工程施工中创造比、学、赶、帮、超的良好建设氛围,促进本项目安全、质量、进度、投资及廉洁等五大管理体系落地,创建“广东优质水利工程奖”、“中国水利工程优质(大禹)奖”、“中国土木工程詹天佑奖”、“中国建设工程鲁班奖”、档案管理的“广东省重大建设项目档案金册奖”相关要求,安全、优质、高效推进工程建设,智慧工地建设是打造新时代生态智慧水利工程的需要。

 

4、整体规划

 

根据珠三角工程的工程重难点,项目与业主配合,进行智慧工地建设规划:以监管平台为核心,以信息化系统和物联网应用、BIM+GIS为辅助,统一门户,建立智慧监管平台。

5、建设具体内容

 

(1)数字化管理-智慧工地平台

智慧工地信息化建设是珠三角智慧水利工程建设的重要组成部分和关键环节,为全线工程的智慧管理提供重要的基础数据和管理平台。

 

智慧工地系统的建设,着力解决珠三角水资源配置工程现场管理的突出问题,围绕现场人员、材料、设备等重要资源的管理,构建一个实时高效的远程智能监管平台,有效的将人员监控、人员定位、工作考勤、应急预案、物资管理等资源进行整合。

 

通过现场相关信息的采集和分析,为管理层进行人员调度、设备和物资监管以及项目整体进度管理提供决策依据。

 

(2)BIM应用成果-BIM+GIS

与业主一起建设工程全线BIM+GIS平台,对工程全线BIM与GIS数据进行集中与统一的管理,施工单位利用BIM与GIS技术、倾斜摄影、无人机,开展服务期内的BIM、GIS模型的创建和应用工作,最终提交与实体配套的完整的BIM竣工模型与相应数据。

 

主要作用:

 

①三维线路导览

本项目具有建设期长、工程线路长的特点,为便于用户对项目沿线情况进行快速掌握,可通过电子沙盘中的三维线路导览功能,沿引水线路从视觉漫游的角度对项目进行直观的三维查看浏览。

 

②整体面貌把控

将项目整体施工进展情况通过三维建模形成带有建设管理信息的建筑模型,然后导入至本系统中,以人机交互的手段实现展示。从宏观的角度进行项目查看浏览,有利于用户对项目整体形象面貌的把握。

 

③关键指标查询

关键指标查询包括进度、质量、安全等方面的关键数据展示,为管理者判断实际施工情况提供量化指标。

 

进度关键指标展示,包括截至当前的主要工程量计划和实际完成值、未完成作业任务数量、作业任务按期完成率等。质量关键指标展示,包括单位工程、分部工程、分项工程等多个维度的单元工程质量评定优良率统计,并提供选择时间段内的数据统计查询功能;

 

以及展示质量缺陷台账和缺陷消除率指标。质量关键指标展示,包括单位工程、分部工程、分项工程等多个维度的单元工程质量评定优良率统计,并提供选择时间段内的数据统计查询功能;

 

以及展示质量缺陷台账和缺陷消除率指标。安全管理与三维电子沙盘结合,能够实时查看各项目、各施工部位的安全状态,系统提供对危险源进行分类统计功能,能够快速查看各危险源的详细信息和位置。

 

④施工资源清点

施工资源清点是在电子沙盘中展示本项目中各施工部位所使用的人、材、机等施工资源,并进行统计汇总,能够使管理者直观掌握本项目目前的资源投入和匹配情况,以作为判断是否增加或减少资源投入的根据。

 

(3)IOT应用成果-盾构机监测

6月28日11时30分,历经建设者们一年多的奋战,珠江三角洲水资源配置工程迎来首台下穿狮子洋盾构机“粤海36号”始发时刻,标志着这项国家重大水利工程、粤港澳大湾区标志性项目正式迈入“穿洋过江”施工新阶段,为庆祝建党99周年献上一份特殊“礼物”。

 

项目全部采用盾构法施工,盾构法在城市轨道交通工程建设中的应用非常普遍,但盾构法施工也存在盾构选型不匹配、盾构机淹没、盾构突泥喷涌、盾构偏移等安全质量事故。

 

智慧盾构监测系统是一套实现对盾构推进过程中的各项施工参数(包括盾构姿态控制情况)在线实时监测、预警、报警,方便施工管理人员掌控盾构区间整体风险状况,明确管控重点,提供强大的数据分析功能,做出正确的判断和决策。

 

还将盾构施工数据永久保存,为研究与提高盾构法施工技术的可靠性与针对性提供数据依据。

 

(4)信息化成果-劳务实名制+人员定位

施工竖井深度大,工作面多,盾构线路长,安全管控难度大,为了确保隧道施工安全、施工质量、施工进度等,需要把规范现场安全管理放在首要位置来抓,特别要防范人身安全事故的发生。

 

建立工地人员定位+人脸识别系统,门禁实时显示所有进入施工现场(包括隧洞内)人员定位信息,与BIM模型结合,能在监控中心实时了解人员当前的位置状态。

 

(5)信息化成果-物料验收

项目使用的材料种类多,特别是预制管片使用数量大,生产供应周期长,必须采用智能物资管理系统,提高物资生产中的采购、使用与储备的效率,提高企业物资管理的质量,确保施工现场的生产需要。

 

主要作用:

①现场验收防范验收作弊

②过程资料实时留存,为纠纷

解决提供依据

③材料核算快速生成

 

(6)IOT应用成果-车辆进出管理系统

利用视频监控技术,在各建筑工地出入口装备图像抓拍识别设备管理车辆进出并记录合法车辆进出记录明细和图片,记录渣土车出场覆盖记录,记录材料车辆进出装载情况,预防黑车出入导致的车辆事故,同时支持将出入信息推送至物料验收等系统,实现系统联通。

 

监控分中心可以通过车载监控系统上传的视音频数据、报警数据、地理位置等信息快速了解车辆有没有在预定区域和规定线路上行驶,可对作业车辆的工作过程的实时监控、定位和指挥。

 

主要作用:实现车辆偏离规定区域、线路、发生事故等设备会自动报警。

 

(7)IOT应用成果-扬尘监测+喷淋

本项目的环境影响主要集中在施工期长,施工期大量人力、机械、车辆的投入使用将产生废污水、固体废弃物、噪声以及扬尘等。

 

工程建设过程中,施工区粉尘、废气的处理,施工期噪声控制措施,固体废弃物处理,对大气环境和周边环境影响要满足国家环境保护的要求。

 

主要作用:

①工区环境远程监控,数据永久留存

②预警自动推送

③超阈值自动喷淋

④科学施工提醒

 

(8)IOT应用成果-智能配电箱

根据管理、安全运营的双重需要,用电将实现三个转变:由传统的粗放管理向精细管理转变;由被动管理向主动管理转变;由经验型管理向现代科技型管理转变。

 

主要作用:

①工区关键部位用电远程实时统计

②预警自动推送

③漏电、温度、电能、烟雾监测

 

(9)IOT应用成果-龙门吊、升降机监测

升降机、龙门吊的安全使用不仅与项目管理息息相关,而且涉及务工人员的生命财产安全,加强对龙门吊、升降机的信息化管理才能有效预防事故发生。布设施工龙门吊、升降机远程监控管理系统,提高工地的信息化水平,有利于智慧工地整体解决方案完善。

 

主要作用:

①运行状态监测

②报警控制

③系统自检修正

④一键止停

⑤作业量统计及信息留存

 

(10)IOT应用成果-智能视频监控

在工地分布广泛、现场环境恶劣的珠三角项目,确保规范施工,保证工程质量及工地的建筑材料、设备等财产安全是项目管理者关心的头等大事。珠三角水资源配置工程环境复杂,人员复杂的区域。考虑到工程监督、项目进度、设备及人员的安全,一套有效的视频监控系统对于管理者来说是非常有必要的。

 

主要作用:

①企业远程监管

②AI智能抓拍

③施工生成抓拍

④延时摄影自动生成

 

4、项目及企业未来展望

 

 1、一平台多应用

继续深入对于信息化的应用,并且加强对于各个业务口各个应用的数据集中,将底层数据全面集中至统一平台,统一进行管理,结合数据内容,进行统一的数据决策,实现一平台N应用的全方位数据展示读取。

 

2、多集成多方向

将企业的各个子系统,包括OA系统、ERP系统、财务系统等各个系统进行全面的数据集成,打通各个数据口之间流通的壁垒,提升企业对于数据的应用深度,以及提升企业的管理决策效率、流程运作效率。

 

3、智能化规范化

全面打造IOT物联网设备的深入应用,提升建筑信息化新技术的项企融合,实现数据的精准读取,减少人员对于数据的主动干扰,制定详细的应用使用政策,规范人员使用流程,实现信息化开展的高效规范。

 

4、重应用凸价值

从一开始的对于数据量的重视全面过渡到对于应用价值的重视,保证数据的真实性、可用性、支撑性,保证数据的价值完全可以呈现在企业层的方向决策以及管理层的管理决策上。

 

5、建标杆树品牌

通过对于企业各个项目的信息化开展,持续输出项目应用标杆,为企业在行业里边的信息化发展能够起到牵头作用,实现企业在行业里边的信息化带头作用,形成企业的信息化建设品牌以及整体企业品牌。

 

6、铸人才创团队

结合项企信息化的开展,以及各个项目的实际应用,包括企业项目信息化团队的建设,输出一批有责任、有担当、有能力的信息化专业人才,打造企业自身的专业信息化建设团队并进行经验复制输出推广。

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