“數字化施工”在民用機場場道建設中的應用

方滿勝 （蕪湖宣城機場建設投資有限公司，安徽 宣城 230063）

隨著大數據、物聯網的發展以及5G時代的到來，“智慧工地”在民航建設領域的快速發展，民用機場場道工程建設的數字化、信息化、智慧化施工是必然趨勢。民用機場場道建設是“智慧機場”建設中的核心工程，在場道施工中，地質復雜、含水量不穩定、作業規范難統一、專業人員少、監管難度大等問題，通常造成返工、工期拖延、質量等問題。為克服以上問題的發生，利用物聯網技術，采用數字化施工系統可以做到強夯、碾壓、振搗等現場實時監控，同時通過將實際施工情況與施工進度計劃同時在地理信息系統（GIS）中進行可視化展示，形成完整的進度、質量管理閉環。

1 工程概況

某機場飛行區等級指標4C，主要建設1條長2800m，寬45m的跑道，主、次降方向均設置I類精密進近系統，1條長1522m的局部平行滑行道和2條垂直聯絡道；建設2.5萬m2的航站樓和11個機位的站坪；配套建設空管、供油、供電、消防救援等設施。

2 民用機場場道建設數字化施工的基本認知與理論依據

2.1 民用機場場道建設數字化施工基本認知

數字化施工是采用定位技術、傳感器技術等信息手段對工程機械的施工指標進行記錄，用數字化的手段對工程質量進行判斷，輔助人工進行決策。施工管理過程其實就是一個信息流動的過程，通過信息自上而下或自下而上的縱向流動以及同層次之間的橫向流動，達到對施工過程管理和控制的目的。數字化施工就是將施工管理過程中的信息進行數字化、網絡化、可視化及智能化，充分運用物聯網、大數據等技術手段，解決施工過程中產生的問題，最大程度提升施工過程信息的利用價值和使效率最大化。

2.2 民用機場場道建設數字化施工理論依據

數字化施工管理的理論基礎及技術支撐應包括空間信息技術、系統仿真計算、可視化與虛擬現實、多智能體施工等幾個部分。

空間信息技術是數字化施工的核心理論，主要包括遙感技術（RS）、地理信息系統（GIS）和全球定位系統（GPS），也就是所謂的“3S”。地理信息系統（GIS）具有存儲、處理、傳輸和顯示海量地理信息或空間數據的功能，因而適合用于管理規模越來越龐大的工程建設系統的信息，在建設工程施工管理中的作用越來越重要。系統仿真技術是以相似性原理、系統工程方法、信息技術以及應用領域相關專業技術為基礎，以計算機等設備為工具，利用系統模型對真實的或設想的系統進行動態研究的一門多學科的綜合技術。可視化與虛擬現實技術可以對整個施工現場場景和施工過程進行三維展現，充分挖掘人類視覺獲取信息的潛能，使工程技術人員和決策人員可以最大限度地獲得施工過程的信息，有效地檢驗施工組織設計方案的可行性；用戶也可以進入數據本身所在的環境，通過實時交互修改參數來對不同施工方案進行比較。多智能體技術具有自主性、分布性、協調性，并具有自組織能力、學習能力和推理能力。采用多智能體系統解決施工過程中出現的問題，具有效率高、可靠性強等特點，在解決復雜大系統的問題上具有明顯的優勢。

3 民用機場場道建設數字化施工具體問題探究

3.1 目前場道施工中存在的問題

①工程進度問題體現在施工標段劃分較多、交叉任務多、現場結合面多、工期緊、協調難度大；②工程質量問題體現在地質復雜、含水量不穩定、作業規范難統一、返工率高；③監管難度大體現在施工規模大、范圍廣、監管不到位；④管理人員不足體現在場道專業性高，監管人員需求大。

3.2 場道數字化施工管理

數字化施工應用的相關技術有可視性、模擬性、及時性、可追溯性等幾大特點，在場道施工中的實際應用范圍可根據業主的經濟狀況及管理水平來決定。業主單位可以用它來對場道施工進度、質量、安全、人員、檔案資料等進行管理。

①進度管理。通過將實際施工情況與施工進度計劃同時在地理信息系統（GIS）中進行可視化展示，形成完整的進度管理閉環，并且明確責任；通過對現場設備、施工材料的管理為施工進度計劃管理提供保證；實時對現場數據進行掌控，發現問題及時處理，避免不必要的返工。

②質量管理。顛覆質量管理模式，以過程管理為主導，保證結果管理；實時反映現場施工質量；嚴控施工、監理、第三方檢測單位作業規范性，為施工質量提供保障；通過視頻監控為現場成品保護提供保障。

③安全管理。以信息化的方式展現現場安全管理狀況，實現安全生產過程的可視化動態管控，提升業主方項目管理技術水平。

④人員管理。通過信息系統完成監理單位、施工單位、勞務班組等人員數據錄入，實現工種分類、班組建設、進出場管理等；建立農民工工資發放電子臺賬，使得業主單位及時掌握農民工工資兌現情況，滿足國家農民工管理相關要求。

⑤檔案資料管理。對各場道專業設計圖紙、變更簽證、分項報驗、檢驗批資料等信息進行專業電子化模型處理和存儲，以便查詢各個施工階段的文檔資料；通過瀏覽器和移動設備隨時隨地瀏覽工程模型，進行相關圖檔的查詢、標記及溝通，從而為現場辦公和跨專業協作提供極大的便利；為后期工程管理理論研究提供數據支撐。

4 數字化施工在某機場場道建設中的應用

某機場“數字化施工”是以新技術、新理念為驅動，特別是基于新一代信息技術的發展，在場道建設管理中引入“壓實監控系統”、“混凝土振搗監控管理系統”、“道面狀況綜合檢測系統”，推動運用物聯網、大數據、云計算等信息技術改進場道建設業務流程，使場道建設成為一個進度管理更有保障，安全管理更有保證，質量管理更加可靠，協同管理智能高效的智慧化管理平臺。

4.1 場道智能壓實監控系統

通過在壓路機上安裝機載采集站（車輛數據采集）、機載終端（壓路機實時碾壓軌跡展示）、振動傳感器（壓路機振動數據采集），將采集的數據通過物聯網通訊技術實時傳輸到系統后臺，由計算機軟件系統進行加工處理。在碾壓作業過程中，壓路機手通過車載終端顯示屏可以看到當前的工作狀態、碾壓情況。如果出現某些區域沒有壓實到位，壓路機手可以通過顯示屏導航到漏壓區域，進行補壓；壓路機手也可根據顯示屏上的碾壓情況圖分辨哪些是欠壓或超壓區域，在碾壓過程中避開超壓區域，補壓欠壓區域。業主和監理、項目經理等人員可以通過系統后臺電腦對壓實過程和結果進行遠程管理，也可以通過手機APP實時查看現場場道地基壓實情況。通過壓實監控系統保證施工過程規范性，減少現場旁站時間，提升工作效率。完成三維建模工作，能夠動態回放施工過程。

4.2 場道混凝土振搗監控管理系統

通過在混凝土聯合振搗器上安裝機載采集站（振搗器數據采集）、機載終端（振搗器實時振搗軌跡展示）、振動傳感器（振搗器振搗數據采集），同樣將采集的數據實時傳輸到系統后臺并通過計算機軟件系統進行加工處理。管理人員可通過手機APP或計算機實時查看振搗器振搗的頻率、速度、深度情況，同樣也可以通過圖形的方式展示振搗的質量情況，對于漏振或者振搗深度及次數不達標的系統會及時提示，作業人員就會根據提示調整作業及修復。同樣通過三維建模工作，完成施工過程動態回放。

4.3 道面狀況綜合檢測系統

該系統通過車載設備、傳感器、車載探地設備相結合，用于場道的道面、道基質量缺陷和安全隱患探測，場道各種燈光管線定位，以及鋼筋網布置、傳力桿、拉桿的設置情況的檢測。車載探地設備利用微波雷達探底技術，探測深度在70cm-120cm，實現施工區域的快速全面檢測。該系統可檢測地下裂紋和密度，可進行全范圍的地下異物探測，實現薄弱區判斷，為第三方檢測提供數據支持。

4.4 場道高清實時監控系統

通過在場道的中心位置設置20m左右的攝像機立桿，在立桿上安裝不少于4個高清長鏡頭攝像機，利用有線或無線技術進行視頻流傳輸，同時將監控數據接入數字化施工平臺管理系統，便于管理人員實時查看現場施工情況，實時監控攪拌站等重點區域，便于抽查材料及制作工藝。

5 結語

隨著“四型機場”建設理念的提出與推廣，打造智慧機場勢在必行。發展智慧，意味著機場建設朝著創新、集約高效、綠色低碳、以人為本的全新模式發展。數字化施工在場道施工中的應用是貫穿于整個施工過程中的，它的優越性就在于能解決場道工程施工管理中的一系列難題，數字化施工在場道施工管理中的應用前景一片廣闊。但數字化施工在具體的項目應用中要結合場道項目的具體特點，例如根據場道施工的規模、地質的復雜程度以及當地可施工時間確定是否應用數字化施工系統。盲目地引入場道數字化施工，反而會增加施工管理難度，數字化施工也會失去作用，造成成本增加。認真分析場道工程專業特點，做好技術上的要求和人員的培訓工作，才能發揮數字化施工最大的優勢，場道數字化施工之路才能更加地科學、可靠、有價值。