鐵路四電工程智慧生產管理平臺的運用

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），縱貫內蒙古、陜西、山西、河南、湖北、湖南、江西等7省（區），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標段，線路長度735.76 km 范圍內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，管理內容跨度大，施工工期緊等特點。

近年來，基于物聯網為基礎的智慧工地逐漸被引入施工項目管理，消除了傳統工地中安全生產不夠信息化或者信息化水平低，安全監管防范手段落后等問題。智慧工地生產管理平臺主要采用現場施工情況信息化和數字化、現場施工環境、條件的物聯網云計算技術等在內的各種先進技術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場內包括關鍵工序的把控、重點關鍵部位施工的記錄，施工現場的安全質量把控，還可以利用互聯網云計算信息化技術進行區域內的資源信息共享。所有的施工管理人員能夠通過智慧工地網絡平臺管理系統對工程現場的施工進度、施工安全質量進行及時地了解和掌握，并且還可以及時發現施工現場的各種突發情況和問題隱患，可以采取有效地措施加以預防和解決。能夠幫助企業實施自我監管，將工程施工工地的現場信息實時掌握住，企業的管理成本將會隨之大幅度降低。

1 浩吉鐵路（原蒙華鐵路）智慧工地生產管理系統平臺的運用

鐵路四電標準化施工是未來鐵路電氣化施工的趨勢，在四電專業中結合物聯網、二維碼、BIM 技術、實現“可視化”施工管理在鐵路行業的探索和實踐，構建智慧生產管理信息化平臺，進行精細化施工管理，提高了施工現場的信息化管理水平和管理效率，強化現場安全質量意識和風險把控，實現數據的自動采集、自動上傳、自動分析和記錄，實現工程項目施工過程中的不同時期階段的智慧生產管理。

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

現場勞務管理系統：勞務公司、人員信息（工種、年齡等信息）、人員考勤、安全教育、視頻監控，電子地圖上GPS系統定位（現場施工人員佩戴GPS 安全帽）進行在線工點作業人員考勤，結合人臉識別進行重要工點人員進出記錄。

1.1 基于平臺的現場物資管理系統

登錄智慧工地平臺，點擊物資管理系統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、視頻監控技術把控物資設備材料的到貨入庫、存儲、開箱檢驗以及四電設備的交接試驗、材料預配、領料出庫情況。使用二維碼技術給入庫的每一臺設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，現場施工安裝完畢后掃描二維碼記錄完成安裝時間。現場物資掌中寶：采用掃描二維碼技術，掃描已安裝于現場并貼有二維碼的設備材料，可以獲取設備的出廠信息和維護電子手冊等重要信息。

1.2 基于平臺的安全質量管理系統

現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量有保證。平臺中的安全（質量）管理功能具備安全問題的填報記錄、整改處理、回復銷項、資料歸檔的全過程閉環管理。做到流程可跟蹤，問題可記錄，結果可追溯。提高項目管理人員處理質量安全問題的及時性、準確性、智能性、便捷性。項目應用基于模型生成的綜合管控型二維碼。打開手機掃描設備二維碼即可實現安全質量問題上報，由負責人審核確認問題后，及時派發處理流程。實現了問題人人可上報。提高了現場人員的安全質量意識，為項目安全質量施工提供了信息化保障。

安全管理系統：使用掃描二維碼和人臉識別技術給現場施工人員打考勤；通過掃描二維碼，施工人員可以快速檢索和查詢工程資料、質量驗收標準、規范等信息；手機記錄、管理、查閱檢查問題，指定責任人、整改人、提出整改要求、限時整改，實現問題整改閉環管理，領導在線督辦。安全風險排查功能，通過數據庫在線建檔，形成危險源清單；設置日常安全檢查記錄——安全整改——整改復查，調用手機照相功能對現場發現的安全問題和安全隱患進行檢查記錄，上傳至管理平臺，現場照片保存到安全相冊中保存；安全資料中查閱相關安全資料，分享圈用于分享給其他工區或項目，或引以為戒，或好的做法進行學習，其他內設安裝檢查日志（每天填寫安全情況）；視頻監控模塊用于調取安裝于現場的移動視頻監控攝像機的實時錄像便于實時安全監控。

質量管理系統：質量檢查功能，依據現行質量驗收標準和規范，記錄、管理、查閱檢查問題，發起問題指定整改人、提出整改要求、限時整改，實現問題整改閉環管理，責任人督辦。質量驗收功能，進行工序“三檢制”驗收，記錄驗收人員、時間及結論，可追溯驗收情況。施工圖紙、實測實量、質量檢查記錄、質量檢查拍照、質量整改、整改復查、問題類別分析、分包單位分析、責任人分析、工作周報、例行檢查分析、質量檢查和整改情況的曲線圖和數據匯總。

1.3 BIM+智慧工地數據平臺

其他模塊的一個匯總，工地的人員情況、物料情況、質量情況、安全情況的數據顯示界面；數字工地：環境監測、大型機械設備的監測；智能監測：現場施工和生活臨時用電用水、施工電梯、塔機、卸料平臺；調用安裝在施工現場的視頻監控平臺來，現場作業進行實時監控；BIM 建造：BIM 模型的調用，實現BIM 可視化技術交底。

1.4 基于平臺的作業班組管理系統（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，確保了工程質量驗收表格比如用料申請、預配任務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 四電工程智慧生產管理平臺的未來發展趨勢和展望

目前在浩吉鐵路（原蒙華鐵路）采用互聯網+BIM+大數據+APP 技術為突破；覆蓋人、材、機、料、法、環、安全、環保和質量管理的重點難點；縮減了管理信息傳遞的時間，有效保障了現場施工質量，降低了現場作業人員的安全風險；提高了管理效率，降低了項目管理成本；有效保障了企業安全生產。下一步智慧工地管理平臺將BIM 技術貫穿于項目的全生命周期，深入設計和運用BIM 技術與其他高新技術的結合運用：

施工方案模擬：利用BIM 技術對車站和區間所亭四電設備用房的所有電纜敷設預先布置好，提前調整線纜交叉和分層，減少了現場布線所花時間，設計出每根線纜最短優化路徑，減少線纜耗材，預演施工流程。

利用BIM 管理平臺對設備信息進行集成并管理。在線纜方面，所有現場集成線纜起點、終點、半徑等信息，選取電纜隔離路徑，在平臺上詳細查看線纜詳細路徑和集成信息，從而加強了對車站、所亭四電設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，使技術交底更清楚、更直白，現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同的難題，提高多方協同效率及溝通效率。

BIM 與物聯網集成應用：BIM 技術利用上層信息的集成、信息交互、信息展示和管理的作用，而物聯網技術則是底層的信息感知、采集、傳遞、監控的功能。物聯網和BIM 技術的融合集成應用可以將智能建造提升到智慧建造的新高度。

BIM 技術與GIS（地理信息系統）：BIM 與GIS 集成應用，是通過數據集成，系統集成或應用集成來實現，各自發揮優勢，使功能更加強大以利于現場使用。

BIM 技術與3D 掃描、3D 打印技術：BIM 與3D 掃描技術的集成，是將BIM 模型與所對應的3D 掃描模型進行模板匹配對比分析，用來輔助工程質量檢查、減少返工的目的。3D打印技術將會突破一些傳統的方法，比如接觸網的腕臂和吊弦預配等方面體現出較大價值。

BIM 運維模型：在施工過程中，利用BIM 技術對施工全過程進行模擬，優化施工方案。在運維過程中，BIM 技術與物聯網技術的結合，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字化資產，完善的信息數據庫，能夠方便運維信息的管理、修改、查詢和調用，同時結合可視化技術，使得項目的運維管理更具操作性和可控性。

3 結語

鐵路四電工程現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場的監督和管理工作，可極大地提升工地施工現場的管理水平、管理效率，對工程現場項目管理具有重要指導意義。