青島地鐵工程渣土全周期智能管控平臺的建設與實踐

文：青島地鐵集團有限公司，青島青鐵環?？萍加邢薰?/p>

地鐵工程建設產生大量的工程渣土，需通過運輸單位運至合規備案的消納場或資源化利用企業。由于工程渣土被歸為建筑廢棄物，易忽視其資源化利用價值，地鐵大體量工程建設場景帶來的經濟效益往往不被重視。本文介紹了工程渣土全周期智能管控平臺的建設需求、建設目標、建設方案、實施內容及初步效果，預期形成一套可復制推廣的工程渣土、建筑廢棄物產業化經營解決方案。

地鐵工程建設產生大量的工程渣土，需通過運輸單位運至合規備案的消納場或資源化利用企業。由于工程渣土被歸為建筑廢棄物，易忽視其資源化利用價值，地鐵大體量工程建設場景帶來的經濟效益往往不被重視。運用“大經營”思維，搭建青島地鐵工程渣土產業化經營平臺，一是破解渣土運輸處置不好管、管不好的尷尬局面，進一步加強渣土運輸管理水平；二是借助國家、省、市政策利好，創新管理模式、轉變經營思路，形成渣土運輸處置產業化運作，促進我市資源化利用產業協同發展；三是建立青島地鐵模式下的產業數字化供應鏈體系，將經濟價值較高的工程渣土進行分選，作為砂石資源開展工程自用或根據市場價格對外出售，實現國有資源保值增值。

一、建設需求

（一）市場化經營

青島地鐵三期規劃線路工程已于2021 年12月底開工，三期工程共計7 條線路，線路規模139 公里，涉及青島地鐵三期規劃線路工程，預估出土量在3100 萬方，其中產生素填土、雜填土等約932 萬立方米。

為用好渣土運輸處置場景，形成產業化發展，必須實現運輸與資源化利用收益分離。運輸企業只負責將地鐵渣土拉運至指定卸點，按實際運距賺取運輸費用。為保證產業可持續發展，杜絕運輸企業倒賣工程渣土，根據實際調整運輸價格，使參建各方“有利可圖”，形成良性市場循環，保證渣土運輸處置各環節合法合規，通過信息化進行流程再造，通過智能化技術進行實時監督，通過集約化手段進行統一調配。

為實現加快現代化信息技術與產業深度融合，促進生產智能化、經營網絡化、服務精確化；打造全市建筑垃圾資源化利用的產業服務平臺，融合建筑垃圾資源化利用上下游產業；匯聚互聯網服務創新的生態產業集群，形成以信息化為創新要素的建筑垃圾循環經濟發展新生態的目標。

在加強建筑垃圾資源化利用生產線工業互聯網創新賦能的同時，積極探索和打造以高新技術為核心的生產監督管理平臺，對生產線入料、除土、破碎、篩分、除雜、輸送、分離、骨科強化、再生微粉等生產工藝全周期進行管理。以自動化技術代替人工，降低管理成本；以AI 技術進行半成品原材料的分析，提升生產效率；以大數據、云計算技術綜合分析、追溯再生產品的市場流向，推動市場運營。

（二）加強管控

青島市建筑垃圾運輸車市場呈現出“小、散、弱、低、亂”特點，即規模小、分布散、能力弱、門檻低、管理亂。行業的無序競爭帶來無序生產從而導致亂象叢生。青島地鐵作為建設單位，根據《青島市建筑廢棄物管理辦法》相關規定，在工程渣土運輸過程中負有管理責任。

目前地鐵工程渣土由土建總包單位通過招投標方式確定運輸單位并簽訂專業分包合同，運輸單位將渣土運至資源化利用企業或消納場地。線路公司按照月度工程量計量支付總包單位渣土挖運費用，總包單位根據分包合同約定向渣土運輸單位支付渣土運輸費用。在渣土運輸處置利益鏈條中，運輸單位是最直接的獲利者。一方面賺取運輸費用，同時將石渣等附加值較高的材料運輸至資源化利用企業后，賺取材料費用。在利益驅使下，部分運輸單位私自將砂石類渣土倒賣至出價更高的非法石子廠，將土、泥類渣土拉運至收費更低的非法卸點，導致出現渣土私拉亂倒等違規現象。

（三）體系建設

圍繞平臺建設目標，需通過政策法規與設施建設形成平臺建設與實施的支撐體系：一是通過政府主導，建立健全建筑垃圾資源化利用政策法規，建立特許經營模式；二是市場運營，以市場需求為導向，建立工程渣土資源化利用綜合示范基地；三是將再生產品列入地鐵綠色建材目錄和政府采購目錄，在地鐵施工建設項目以及政府市政工程如城市道路、河道、公園、廣場等，積極推廣再生產品的應用。最終實現惠民利民，多方共贏的局面，推動青島市資源化利用產業鏈綠色健康發展。

二、建設目標

青島地鐵施工過程中，工程渣土主要類型分為三種：一是利用價值低，可直接用于回填的素填土類；二是利用價值高，可直接通過分揀進行利用的砂石骨料（河沙、細沙、中微花崗巖等）；三是因盾構施工工藝產生的盾構泥漿，通過源頭處理可以篩分加工產生砂石骨料。

青島地鐵工程渣土全周期智能管控平臺項目（以下簡稱本項目）重點圍繞解決地鐵工程渣土資源化利用難點、痛點問題，保障工程進度，提升工程渣土市場資源化利用水平，逐步擴展到再生產品的生產、銷售，構建循環利用生態，促進工程建設與城市品質持續向好。

結合大數據與信息化管理等科技手段，聚攏運輸、銷售、采購、金融、保險等業務進行平臺化發展，形成一套可復制推廣的工程渣土、建筑廢棄物行業產業化經營解決方案，以推動青島資源化利用業務高速發展。

三、建設方案

青島地鐵工程渣土產業化經營平臺建設包含感知層、業務層和展示層。

（一）感知層

感知層主要包含工地側監管設備接入、運輸過程監管設備接入以及料倉監管設備接入，通過4G 網絡實現視頻數據、傳感器數據、報警圖片數據、電子運單數據的實時傳輸。

（二）業務層

業務功能設計基于資料收集、業務交流與深度探討等前期調研工作，制定資源化利用相關商業邏輯及業務流程。圍繞工程施工、資源出土、在途運輸、電子運單、資源處置、資源利用、綜合交易等方面展開原型設計。青島地鐵工程渣土全周期智能管控平臺架構為“1+3+1”模式：

“1”是指一個數據中臺，進行數據匯集、數據處理、數據清洗及數據存儲。數據中臺將匯聚車載終端傳感器、攝像頭數據等非結構化數據及業務系統數據庫與日志文件、客戶端埋點等結構化或半結構化數據；按照存儲策略將數據持久化存儲至對應的數據湖、數據倉庫、對象存儲或文件存儲中，并將部分快照數據更新至數據緩存，供各類計算服務調用；通過數據挖掘技術對原始數據或中間結果進行聚類分析、關聯分析，配合業務理解對結果進行標簽分類，畫像制作。

“3”是指三個應用平臺，即電子運單平臺、料倉生產平臺以及資源交易平臺。應用平臺總體實現工地出土、運輸過程、到達校驗、資源入庫、資源生產、資源出庫、資源交易等業務數據信息收集；料倉生產經營可視化與報表分析，減少人為干預、提升料倉周轉效率；撮合交易，通過平臺逐步實現產業聚合、生態聚集，服務行業生態。

“1”是指一個綜合管控平臺，對青島地鐵所有登記在案的渣土工地、渣土運輸車及中轉料倉、消納場進行7×24 小時全天候的技術線上監控，以技防取代人防。實時對違規行為進行告警，幫助集團、線路公司對違規工地、車輛、中轉料倉及消納場等環節出現的問題及時進行有力查處，杜絕安全隱患。

（三）展示層

構建“三位一體”的產業經營服務體系，根據使用習慣分析，采用大屏決策化、中屏多樣化和小屏便捷化的服務方式進行平臺應用。業務數據將不斷積累、沉淀，在展示層上將融合、匯總、整理的結果匯總，通過可視化門戶展示平臺，使數據展示形象化、精確化，為決策者提供有力的研判、決策依據。

本平臺產品選型有以下內容：系統基于WEB的B/S 架構，可支持業界流行的瀏覽器Chrome等；系統采用業界主流開發技術，并且支持定制開發；符合業主單位整體軟件接口開發有關技術規范和標準要求，使用單位綜合管控系統數據總線產品提供數據總線服務；系統符合開放的原則，具有良好的集成性，能夠方便地實現與其它軟件系統的應用和數據集成。可提供企業級的Web Services，支持HTTP、WSDL、SOAP 標準和協議。

四、實施內容及效果

青島地鐵工程渣土產業化經營平臺主要包含數據中臺、料倉生產管理、渣土資源交易、運單APP、料倉管理APP、資源交易小程序以及與工程渣土全周期管控平臺對接的功能。

數據中臺：數據傳輸到數據中臺后，數據中臺自動接收數據，并按相應協議自動解析數據，并根據業務邏輯自動計算相應的指標和數據，包括揚塵是否超標，噪音是否超標，所識別車牌是否是黑車，是否是套牌車，是否卸貨，知否裝貨，是否偏離線路，是否貨箱密閉等。然后將這些數據存儲到數據庫，供應用層調用。

電子運單：電子運單是平臺收據和校驗數據的基礎，通過數據自動錄入，人工確認復核的形式，收集工地出土、運輸過程、到達校驗、資源入庫、資源生產、資源出庫、資源交易等業務數據信息。主要功能包括：運單開單、料倉清運、輔料開單、生產開單、出庫開單、庫存盤點等。

料倉經營：料倉經營是整個產業經營的核心，起到承上啟下的作用，料倉管理是土方平衡的重要組成部分。其主要功能包括入庫管理、庫存管理、出庫管理、料倉統計、加工作業以及料倉信息維護等。

資源交易：資源交易平臺是工程渣土產業化經營平臺對外的重要窗口，通過該平臺逐步實現產業聚合、生態聚集，將工程渣土和再生產品進行線上撮合交易，服務行業生態。其功能主要服務于競買人和工作人員，競買人可以實現競拍交易和電子取貨憑證，后臺可以控制拍品和土方價格走勢。

全過程監管：通過該平臺，對青島地鐵所有登記在案的渣土工地、渣土運輸車及中轉料倉、消納場進行7×24 小時全天候在線監控，實時的對違規行為進行告警、查處，杜絕安全隱患。

項目初期重點圍繞解決地鐵工程渣土資源化利用難點、痛點問題，保障工程進度，提升工程渣土市場資源化利用水平，逐步擴展到再生產品的生產、銷售，構建循環利用生態，促進工程建設與城市品質持續向好；遠期將結合大數據與信息化管理等科技手段，聚攏運輸、銷售、采購、金融、保險等業務進行平臺化發展，形成一套可復制推廣的工程渣土、建筑廢棄物整體解決方案，向更大范圍地區輸出“青島地鐵模式”。

目前平臺已完成青島市1300 余輛渣土運輸車的信息錄入并開展實時監控。截止目前，已形成運單168855 條，累計完成300 余處工地共計463.7 萬方渣土的運輸處置信息化管理。通過渣土全周期智能管控平臺，已替代以往人工填表、跟車抽查等耗時費力的管理方式，在地鐵后續規劃線路工程建設中，施工合同中要求施工單位在現場設置車輛識別、智能沖洗及稱重設備，全面實現渣土運輸處置全過程信息化管控。

工程渣土全周期智能管控平臺建設與實踐已初步顯現以下效果：

一是加強城市管理。依靠信息化智能管控手段，杜絕運輸企業隨意傾倒、非法倒賣或其他影響市容市貌的“跑冒滴漏”現象，緩解城市建筑垃圾消納處置困境，協助政府完成建筑廢棄物再生利用目標。

二是有益于生態環保。通過與科研機構合作，改良工程渣土，中和盾構泥漿化學藥劑，達到合規排放標準。防止工程渣土尤其是盾構泥漿等侵占土地、污染土壤、水體。

三是降低成本。“取之于工程建設，用之于工程建設”。工程渣土經過資源化再生利用，從原料升級為建材，經過加工，生產出預制構件等成品投用于裝配式車站、TOD 板塊等工程建設，降低成本費用。

四是提高效率。有效解決地鐵工程建設出渣難的現實問題，實現出渣工點—運輸隊伍—消納場的有機匹配，提高了渣土運輸處置效率，為工程進度保駕護航。

五是節能減排。將工程建設產生的建筑廢棄物再生利用、變廢為寶，助力節能降耗，為雙碳目標達成貢獻青鐵力量。