數(shù)字化賦能智慧建造綠色化引領(lǐng)創(chuàng)新發(fā)展

綠色低碳發(fā)展轉(zhuǎn)型已從企業(yè)的自選項轉(zhuǎn)為必選項，不再僅僅是對生產(chǎn)方式的要求，更是融入到企業(yè)的經(jīng)營管理理念。為積極踐行國家倡導(dǎo)的節(jié)能減排降耗政策，實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，中鐵建工集團(tuán)建筑工程研究院主持研發(fā)的智能施工機器人憑借數(shù)字化、智能化等手段實現(xiàn)了提升生產(chǎn)效率，能耗、碳排雙控，有效降低了生產(chǎn)建造全過程對資源的消耗和對生態(tài)環(huán)境的影響。

此次中鐵建工集團(tuán)亮相首鋼園區(qū)工程咨詢與建筑服務(wù)專題展廳，集中展示了集團(tuán)在智能建造、綠色發(fā)展等領(lǐng)域的前沿建筑施工技術(shù)成果，智能建筑施工打磨/鉆孔機器人、智慧工地云平臺管理、“雙碳”技術(shù)最新應(yīng)用等新技術(shù)，“雪如意”國家跳臺滑雪中心、重慶東站、北京城市副中心圖書館等地標(biāo)建筑模型，讓觀展者可以身臨其境地感受到“黑科技”帶來的數(shù)智建造體驗，也向全球展示中國建造、中國服務(wù)的日新月異。

智能裝備助力綠色施工

展區(qū)內(nèi)的智能建筑施工打磨/鉆孔機器人是中鐵建工集團(tuán)自主知識產(chǎn)權(quán)智能施工機器人，采用模塊化分體式設(shè)計，由作業(yè)系統(tǒng)和運動底盤兩部分組成，應(yīng)用于混凝土結(jié)構(gòu)側(cè)墻與天花打磨、鉆孔等，具備智能遙控指揮、自主巡航、自主檢測、自主打磨與鉆孔等功能。末端作業(yè)工具安裝于機械臂的最前端，通過電缸推動實現(xiàn)末端工作的±30°橫擺運動，管理人員根據(jù)現(xiàn)場實際，切換自動控制或遙控模式；機器人搭載的電池只需充電3 小時，即可實現(xiàn)長時間連續(xù)作業(yè)。

打磨/鉆孔機器人通過整合傳統(tǒng)建筑測量的方法，將數(shù)字化應(yīng)用與施工質(zhì)量測量相結(jié)合，同時轉(zhuǎn)換施工標(biāo)準(zhǔn)，利用機器人的主動視覺檢測系統(tǒng)，通過高精度結(jié)構(gòu)光相機，對施工墻體進(jìn)行數(shù)字化處理，通過點云的算法優(yōu)化，可以輕松應(yīng)對現(xiàn)行施工中每2M 平面度和垂直度小于4mm 的要求，并可根據(jù)自身需求，實時提高測量精度。

機器人身軀雖小，但集數(shù)字化施工管理技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、基于人工智能的搖操控技術(shù)、智能傳感器技術(shù)及三維掃描技術(shù)融合于一體，為建筑數(shù)字孿生提供實時更新數(shù)據(jù)，大幅提高智能建造水平。作為智能化施工的服務(wù)端載體，對實現(xiàn)綠色施工提供了有力支撐，具有廣闊的應(yīng)用推廣前景。

打造聯(lián)動透明、萬物互聯(lián)的智能化施工現(xiàn)場

為加快推進(jìn)工程建設(shè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化管理水平，實現(xiàn)智能建造技術(shù)與施工現(xiàn)場管理的深度融合，統(tǒng)籌指導(dǎo)和規(guī)范化智慧工地建設(shè)工作，中鐵建工集團(tuán)特成立中鐵建工集團(tuán)智慧科技有限公司，主要服務(wù)于公司智能建造方面的技術(shù)咨詢、軟硬件開發(fā)、工程設(shè)計等工作。

中鐵建工智慧工地管理云平臺系統(tǒng)基于“BIM+GIS”設(shè)計思路，綜合運用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、AI 等核心技術(shù)形成的“感-傳-知-用、四位一體”工程全生命周期管理體系，集團(tuán)公司智慧工地分為三級管控體系，由項目級、子分公司級、集團(tuán)級三級管控平臺，圍繞“人、機、料、法、環(huán)、測”等關(guān)鍵要素，開展全方位感知、分析和應(yīng)用，部署集團(tuán)公司私有化服務(wù)器，保障數(shù)據(jù)安全，致力于打造聯(lián)動透明、萬物互聯(lián)的智能化施工現(xiàn)場，綜合提升管理能力和施工決策水平。

智慧工地管理云平臺集成了項目信息總覽、安全質(zhì)量管理、人員管理、環(huán)境監(jiān)測、視頻監(jiān)控、進(jìn)度管理、BIM+GIS 應(yīng)用、黨群建設(shè)等內(nèi)容，創(chuàng)建項目多維度可視化展示窗口，可適應(yīng)Web 端、移動端、大屏看板等三種可視化應(yīng)用場景。后臺管理可同時接入深基坑監(jiān)測、AI 視覺危險源監(jiān)控、人員網(wǎng)格化智能安全帽、施工能耗監(jiān)測、大體積混凝土測溫、標(biāo)養(yǎng)室監(jiān)測、臨邊周界監(jiān)測及塔吊、施工升降機、吊籃、卸料平臺、高支模等豐富多樣的物聯(lián)監(jiān)測設(shè)備，經(jīng)過海量數(shù)據(jù)積累、沉淀和分析利用，形成項目獨特的數(shù)據(jù)資產(chǎn)，助力項目品牌提升和價值創(chuàng)造。

平臺直觀呈現(xiàn)項目信息、安全、質(zhì)量、進(jìn)度、物料、人員、機械、綠色施工等關(guān)鍵指標(biāo)，多維度的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、清晰直觀的第一視角展現(xiàn)，及時了解各項管理問題，為決策安排提供數(shù)據(jù)支持，真正體現(xiàn)數(shù)據(jù)的“智慧化”。其中，勞務(wù)管理模塊由人員統(tǒng)計、籍貫分布、綜合分析、最新考勤、勞務(wù)人員工種分布、年齡分布、勞務(wù)分包、近7 日考勤趨勢等可視化數(shù)據(jù)組成，形成一個完整的勞務(wù)系統(tǒng)體系，使得勞動力配置有據(jù)可依。視頻監(jiān)控系統(tǒng)能夠直觀顯示監(jiān)控位置及實時畫面情況，監(jiān)控切換及監(jiān)控視角多樣化，對現(xiàn)場管控和問題排查提供支持，可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)督功能，施工人員在安全方面是否遵章守紀(jì)等都一目了然，有利于提升企業(yè)規(guī)章制度工作的“規(guī)矩”意識。環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)對施工項目提供揚塵、噪聲、風(fēng)速、風(fēng)向、天氣預(yù)報等數(shù)據(jù)支持，并對施工環(huán)境作出預(yù)警，以報表、圖表方式檢索查看相應(yīng)的歷史記錄。同時提供了災(zāi)害天氣預(yù)警模塊及功能，對項目所在地發(fā)布的災(zāi)害天氣預(yù)警情況進(jìn)行實時更新，并精準(zhǔn)關(guān)聯(lián)相關(guān)項目，以減少災(zāi)害天氣對項目施工的影響。安全監(jiān)測系統(tǒng)模塊對項目深基坑、高支模、施工電梯、卸料平臺、塔機監(jiān)測等進(jìn)行預(yù)警監(jiān)測，統(tǒng)計分布情況、監(jiān)測狀態(tài)、預(yù)警情況等數(shù)據(jù)，可以查看傾斜、位移、應(yīng)力等監(jiān)測數(shù)據(jù)，提升工程施工安全管理。

無人機傾斜攝影技術(shù)通過無人機航拍攝影技術(shù)開展全自動遠(yuǎn)程巡檢、實時現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、720 全景航拍、數(shù)據(jù)可視化，便于施工管理部署對現(xiàn)場進(jìn)行宏觀管控。對項目及周邊地形開展地形數(shù)據(jù)攝影采集，進(jìn)行三維地形逆向重構(gòu)，利用真實還原的三維數(shù)字地形模型來反映工程項目及周邊地形環(huán)境情況，采用BIM+GIS 技術(shù)，將BIM 模型與三維數(shù)字地形模型進(jìn)行整合，可以進(jìn)行土方量平衡、三維場布模型動態(tài)調(diào)整、進(jìn)度檢查、展示等應(yīng)用，對施工安全隱患進(jìn)行巡航排查。

BIM 技術(shù)助力數(shù)智升級

作為行業(yè)內(nèi)最早一批接觸BIM 技術(shù)的施工企業(yè)，中鐵建工集團(tuán)積極推動BIM 技術(shù)應(yīng)用發(fā)展。集團(tuán)所屬各分子公司設(shè)置BIM 工作室或BIM 中心，帶動各公司業(yè)務(wù)部門、項目經(jīng)理部在工程各個階段開展BIM 技術(shù)的應(yīng)用與研究，探索研究如何在全生命周期管理中最大化應(yīng)用BIM+云大物移智等技術(shù)，實現(xiàn)BIM 技術(shù)在各個業(yè)務(wù)部門的落地應(yīng)用。

展區(qū)內(nèi)展示的中鐵建工BIM 技術(shù)應(yīng)用實踐包括多個方面，例如BIM 模型輕量化協(xié)同管理。建立基于BIM 的輕量化協(xié)同云平臺，通過模型輕量化實現(xiàn)在平臺中快速在線瀏覽，解決現(xiàn)場人員BIM 看模、BIM 文件協(xié)同和任務(wù)協(xié)同等問題，實現(xiàn)各個部門之間的高效協(xié)同管理。

BIM+裝配式技術(shù)的應(yīng)用，實現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計、工程化預(yù)制、模塊化安裝、機械化作業(yè)、信息化管理五項智能技術(shù)為一體，充分考慮施工順序、安裝精度、運營維護(hù)等因素，形成了貫穿于設(shè)計、采購、施工全過程的管理與控制。提高施工質(zhì)量和效率，打造“數(shù)字化傳遞、預(yù)制化裝配”的新型機房施工模式。

“5G+AI”現(xiàn)場智慧綜合管控系統(tǒng)，在現(xiàn)場主要通道和塔吊上安裝監(jiān)控視頻，可以不間斷掃描辨識現(xiàn)場人員未穿反光衣、吸煙等安全隱患，并進(jìn)行語音播報提醒，保障現(xiàn)場施工安全。生活區(qū)宿舍樓走廊和物料堆場安裝火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)，通過熱感探頭自動識別煙霧、明火、高溫等信息，提醒安全員巡檢查看。在倉庫及邊界處安裝AI 管控系統(tǒng)，通過配置區(qū)域入侵和越界檢測算法，提供安全風(fēng)險事件識別和報警服務(wù)，系統(tǒng)自動識別違規(guī)闖入保護(hù)區(qū)人員、漂浮物等，并進(jìn)行廣播提醒和自動記錄。

BIM+施工模擬建造技術(shù)應(yīng)用，利用BIM 技術(shù)的預(yù)施工模擬功能，可以在工程的方案、深化設(shè)計以及標(biāo)準(zhǔn)化體系建設(shè)方面進(jìn)行提前模擬，驗證實施計劃的可行性，提高方案、設(shè)計的準(zhǔn)確度，研究基于BIM 技術(shù)的虛擬建造管理模式，對于整體工程進(jìn)度、質(zhì)量的把控相較于傳統(tǒng)有極大不同，是工程BIM 應(yīng)用點能否落地實施的關(guān)鍵性技術(shù)應(yīng)用。

綠色低碳技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用助力“雙碳”目標(biāo)實現(xiàn)

中鐵建工集團(tuán)有限公司獲批成立中國中鐵“雙碳”專業(yè)研發(fā)中心施工建造分中心，以“技術(shù)+工程”的模式組織實施綠色低碳技術(shù)研究，開展研究成果落地與轉(zhuǎn)化應(yīng)用。按照中國中鐵股份公司在“雙碳”技術(shù)中的戰(zhàn)略規(guī)劃，在施工建造過程中引入綠色低碳概念，重點開展綠色建造、智慧建造、工業(yè)化建造等新型低碳建造技術(shù)與工藝工法研究，包括裝配式、鋼結(jié)構(gòu)建筑、建筑機器人和智能建造、“綠色化、信息化、智能化”三化融合建造技術(shù)。各關(guān)聯(lián)層之間形成戰(zhàn)略定位互補、研究內(nèi)容互撲、優(yōu)勢資源與科研成果共享、合作研發(fā)，構(gòu)建施工建造業(yè)務(wù)布局，掌握世界領(lǐng)先的綠色低碳建造技術(shù)，打造企業(yè)施工建造示范品牌。

目前，中鐵建工從建材生產(chǎn)、建材運輸、建筑施工、建筑運行、改造和拆除全生命周期開展建筑碳排放影響因素分析，針對房建與鐵路工程綠色策劃、綠色設(shè)計、綠色施工、綠色運維四階段開展減碳應(yīng)對策略研究，為新建建筑提供減碳路徑，助力“雙碳”目標(biāo)實現(xiàn)。

展區(qū)內(nèi)的建筑全生命周期碳排放計算軟件可以自動計算建材生產(chǎn)、建材運輸、建筑建造、建筑運行、建筑拆除各環(huán)節(jié)的碳排放，計算方法依托《建筑碳排放計算標(biāo)準(zhǔn)GBT51366》和《綜合能耗計算通則GB/T 2589》。軟件可對全生命周期各階段碳排放計算結(jié)果進(jìn)行分析，幫助用戶快速準(zhǔn)確的分析建筑各個階段碳排放的比例，并自動生成餅圖，同時還可以自動輸出碳排放計算書，輔助設(shè)計者進(jìn)行碳排放優(yōu)化，也可以驗證各階段實際的碳排放情況。