鐵路建造工程智能管理體系及技術應用

林鑫，唐炳紅，彭鴻柳

（中鐵建工集團有限公司西北分公司，陜西 西安 710119）

0 引言

在傳統建筑工程的基礎上，結合多種高新技術與學科逐漸發展起來的建筑智能化系統工程就是智能化建筑［1］。隨著社會的不斷發展，在繼承傳統建筑功能基礎上加以拓展的智能化建筑，可以滿足現代社會生產、工作與生活的需要。建筑智能化工程比一般建筑工程有著更高的施工質量要求，對其工程管理也必然提出更高要求。當前，我國建造工程智能管理技術還存在較多問題，將影響智能化建筑的建設與發展。因此，必須采用科學有效的管理技術解決問題，進一步提高智能化建筑的工程質量。

1 建造工程智能管理技術

建造工程智能管理技術是應用互聯網技術對各種建筑進行綜合化管理，主要元素包含建筑設備、建筑材料與建筑施工人員等［2］。應用建造工程智能管理技術能夠促進建筑工程的有序實施，對比傳統的建造工程管理，其不僅能夠完成建造工程信息的智能化與系統化管理，同時還能更加方便地維修和保養。由于建造工程智能管理流程復雜，需要科學的管理技術對建造過程進行全面有效的管理，是建筑行業與計算機產業持續發展的結果。由于建造工程智能管理優勢明顯，目前更多的建造工程開始應用智能化管理技術。

建造工程智能管理技術的主要特點如下：（1）專業性。在進行建造工程智能化管理時，必須應用專業的管理技術來實施管理。智能化管理主要應用技術為數字技術與智能化技術。建造工程智能管理技術不僅重視技術的專業性，而且還重視每項技術的集中管理。（2）系統化。建造工程各專業與計算機有關技術結合的產物就是系統化，在管理過程中通過不斷應用新技術來系統化管理建筑的相關元素，使管理效果最佳化，從而符合現代建筑發展的信息化要求。

2 鐵路建造工程智能管理問題分析

（1）規劃理念存在缺陷。現階段，通過項目智慧工地建設平臺的應用，以及調研同行業建筑智能化建設系統的應用［3］，發現主要問題為：在規劃管理方面缺乏系統性。目前，受建設工期與施工技術的影響，部分施工單位對智能建筑缺乏全面了解，未能充分認識其本質所在，致使整體規劃和實際施工偏差較大。該現象的發生主要是由于施工單位沒有根據工程項目建設的整體情況充分做好建設規劃工作，同時在管理人才培養與任用方面存有一定缺陷，導致建造工程智能管理工作難以得到有效落實，從而無法保證項目建設的正常進行。

（2）設計工作不能結合實際情況開展。智能化建筑設計過程中，設計任務的實施需由專業設計單位負責，然而現階段一些設計單位無法準確了解智能化建筑，因此難以充分重視這項工作的開展。例如，弱電系統常常是設計的重點，但難以全面地對此規劃智能建筑設計。設計過程中缺乏整體意識和統籌規劃，偏重對自動化和通信技術的運用，只是簡單地將自動化、電子、通信技術集成起來，致使智能化設計不符合規范要求，實際應用達不到預期效果，工程設計質量難以得到實質性提升。另外，BIM 技術應用過程中，往往無法真正指導現場施工，只是停留在建模展示方面。

3 鐵路建造工程智能管理體系與技術應用

3.1 功能體系[4]

工程項目各崗位作業層級圍繞安全環保管理、進度管理、質量管理、成本管理四大功能體系集成應用于各個智能建造產品中［5］（見圖1）。

圖1 鐵路建造工程智能管理體系

（1）安全環保產品體系。通過智慧工地平臺和移動智能終端應用，保障項目順利實現安全環保目標。產品體系包括安全質量隱患排查治理系統、智能安全帽、VR 體驗館、安全教育培訓工具箱、視頻監控、塔吊吊鉤監測系統、智慧用電安全隱患監管服務系統、環境監測系統。

（2）進度管理產品體系。打通智慧工地平臺和BIM建造平臺［6］，產品體系包括斑馬進度、勞務管理、BIM建造集成應用、視頻監控等。

（3）質量管理產品體系。通過手機端現場檢查、整改通知、回復和復查，將質量管理履職履責全程在線，產品體系包括安全質量隱患排查治理系統。

（4）成本管理產品體系。通過物料驗收系統杜絕主材驗收過程中的缺斤少兩，從源頭上解決主材量控問題。

3.2 關鍵功能及應用

通過整合項目智慧工地平臺的碎片化系統信息，為項目部決策層/項目班子提供項目整體狀態信息呈現（見圖2），監控項目關鍵目標執行情況及預期情況，為項目成功完成保駕護航。

圖2 智慧工地平臺管理應用項目

3.2.1 模型輕量化

BIM模型建造已成為現代工程建設精益化管理的重要技術。通過廣聯達BIMFACE 專業技術，實現BIM 模型輕量化、可視化交底應用。

3.2.2 勞務管理

在施工現場進出主要出入口設置閘機，閘機與手機APP 以及智慧工地平臺相連（見圖3），通過前期施工作業人員實名制信息錄入，自動識別進出場人員并進行平臺記錄，生成智能人員分布圖，可視地進行人員調動。按隊伍及工種進行人員統計，實現對上工人數的多維度分析。

圖3 手機APP聯動實名制閘機管理

3.2.3 人工智能安全帽

項目安全帽采用人工智能安全帽，內置智能芯片，配合手機客戶端APP 系統，可對現場人員行動軌跡進行實時監測（見圖4）。在主要施工部位及通道處設置工地寶，工地寶可錄入重點工序安全信息、施工作業人員注意事項等內容，具有語音提醒功能，配合智能安全帽對施工人員進行提醒，加強作業人員安全意識。

圖4 智能安全帽配合工地寶管理

3.2.4 安全管理

通過中鐵建工集團有限公司的安全質量隱患排查治理系統對接智慧工地平臺，在APP 端實現現場質量巡檢工作在線完成檢查、整改與復查循環，同時數據可以自動同步至Web端進行綜合分析（見圖5）。

圖5 安全質量隱患排查治理系統

3.2.5 塔吊吊鉤可視化系統及防碰撞系統

在起重吊裝存在盲區時，通過現場塔吊吊鉤可視化系統，操作人員可通過吊鉤反饋視頻進行起重吊裝工作（見圖6）。在塔吊上安裝防碰撞系統，大臂擺動至限定位置時停止轉動，避免作業過程中出現碰撞，尤其是可以保證群塔作業的安全，在特定區域還能實現大臂、小車限位功能。

圖6 塔吊吊鉤可視化管理

3.2.6 配電二維碼解鎖監控系統

現場配電箱設定二維碼解鎖監控系統，安排專業電工進行管理及巡查，后臺隨時進行監督。配電箱內設置火災報警裝置，當電纜、元器件發熱或出現問題時，自動向現場管理人員短信和電話報警，提醒人員及時進行處理（見圖7），并在智慧工地平臺進行提示，持續跟進后續處理信息。

圖7 配電箱二維碼解鎖監控系統

3.2.7 環境監測

項目結合環境監測系統、PM2.5 及PM10 揚塵檢測系統與智慧工地平臺進行連接，當現場揚塵超過設定數值后，平臺將進行自動報警，并現場控制設施進行自動降塵，做到實時監控［7］。

4 智能管理實施保障機制

4.1 管理制度與監管機制相呼應

在一個完整的建筑工程項目中，常常會設立多個不同職責的管理部門，如何通過合理可靠的組織管理制度使部門之間協調發展，使管理系統內部實現有效聯動，是智能管理需要考量的主要問題之一。技術人才作為智能管理開展的有效保證，在實際管理中只有依托科學的管理制度，才能使人員之間產生良好的“化學反應”，從而有效提升工作質量和工作效率。而長效監管機制作為工程質量的保險鎖和防護門，可有效提升智能管理的水平。

4.2 加強智能建筑設計

智能建筑設計任務的實施過程應緊密結合實際情況，依據客觀條件合理設計，確保設計方案與設計成果滿足實際需求。同時，堅持多元化與個性化設計，根據不同地域、不同性質和不同規模的建筑項目，具有針對性地制定設計方案。對于設計人員而言，設計過程中應加強與現場工程師的交流、溝通，積極吸取現場意見和建議，密切結合現場實際進行智能化系統設計，確保設計成果的科學性和可行性。

4.3 建立智能化信息管理系統

建筑工程不僅是一個實踐性較強的建設項目，同時還牽涉到諸多應用理論，在現代信息化和智能化的背景下，系統程序與數據是保障建筑工程質量和安全的有效依據，而在具體設計方案中，會牽涉各種數據的推算與校核，這些數據是指導后期管理的主要依據。此外，建筑工程實際施工中，還會涉及施工圖紙、施工合同、合格證書及檢驗報告等保證資料，這些均會在項目竣工后作為竣工資料再次應用。因此，應用智能化管理措施，構建統一化和系統化的建筑工程信息管理系統，實施數據信息的科學管理，以便于后期應用和參考，使其更好地服務于工程項目管理［8］。

4.4 重視施工現場管理和后期檢查

施工現場管理在整個建設任務中具有特別重要的地位，實際管理中應嚴格遵循施工程序和管理流程。在科學技術快速發展的背景下，現代化信息技術與傳統施工管理方案的有效融合形成了現代智能化管理系統，借助于計算機技術，使施工管理更具合理性和準確性。現場施工管理的好壞直接影響到建筑工程整體品質的高低，重視施工現場管理，應用智能管理技術，對加強施工質量、施工安全與施工進度的控制具有重要意義。同時，在工程項目竣工后，還需重視后期檢查工作，確保建筑功能與服務水平滿足規劃要求和使用需求。

5 結束語

隨著現代信息技術在建筑領域的推廣和應用，產生了諸多智能化建筑，引領建筑行業的發展方向［9］。鐵路建筑施工企業應建立健全與之相適應的智能化工程管理系統，并且充分利用該系統，科學有序地進行設計與施工，有效促進建造工程智能管理工作的順利開展。