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(xiàng)轉(zhuǎn)為必選項(xiàng)，不再僅僅是對(duì)生產(chǎn)方式的要求，更是融入到企業(yè)的經(jīng)營(yíng)管理理念。為積極踐行國(guó)家倡導(dǎo)的節(jié)能減排降耗政策，實(shí)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(jī)器人憑借數(shù)字化、智能化等手段實(shí)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(guò)程對(duì)資源的消耗和對(duì)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(jī)器人、智慧工地云平臺(tái)管理、“雙碳”技術(shù)最新應(yīng)用等新技術(shù)，“雪如意”國(guó)家跳臺(tái)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(lái)的數(shù)智建造體驗(yàn)，也向全球展示中國(guó)建造、中國(guó)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(jī)器人是中鐵建工集團(tuán)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)智能施工機(jī)器人，采用模塊化分體式設(shè)計(jì)，由作業(yè)系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)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(cè)、自主打磨與鉆孔等功能。末端作業(yè)工具安裝于機(jī)械臂的最前端，通過(guò)電缸推動(dòng)實(shí)現(xiàn)末端工作的±30°橫擺運(yùn)動(dòng)，管理人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，切換自動(dòng)控制或遙控模式；機(jī)器人搭載的電池只需充電3 小時(shí)，即可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)作業(yè)。

打磨/鉆孔機(jī)器人通過(guò)整合傳統(tǒng)建筑測(cè)量的方法，將數(shù)字化應(yīng)用與施工質(zhì)量測(cè)量相結(jié)合，同時(shí)轉(zhuǎn)換施工標(biāo)準(zhǔn)，利用機(jī)器人的主動(dòng)視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)高精度結(jié)構(gòu)光相機(jī)，對(duì)施工墻體進(jìn)行數(shù)字化處理，通過(guò)點(diǎn)云的算法優(yōu)化，可以輕松應(yīng)對(duì)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(shí)時(shí)提高測(cè)量精度。

機(jī)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(shí)時(shí)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(duì)實(shí)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(dòng)透明、萬(wàn)物互聯(lián)的智能化施工現(xiàn)場(chǎng)

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(shí)現(xiàn)智能建造技術(shù)與施工現(xiàn)場(chǎng)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(jì)等工作。

中鐵建工智慧工地管理云平臺(tái)系統(tǒng)基于“BIM+GIS”設(shè)計(jì)思路，綜合運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)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(jí)管控體系，由項(xiàng)目級(jí)、子分公司級(jí)、集團(tuán)級(jí)三級(jí)管控平臺(tái)，圍繞“人、機(jī)、料、法、環(huán)、測(cè)”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(dòng)透明、萬(wàn)物互聯(lián)的智能化施工現(xiàn)場(chǎng)，綜合提升管理能力和施工決策水平。

智慧工地管理云平臺(tái)集成了項(xiàng)目信息總覽、安全質(zhì)量管理、人員管理、環(huán)境監(jiān)測(cè)、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(xiàng)目多維度可視化展示窗口，可適應(yīng)Web 端、移動(dòng)端、大屏看板等三種可視化應(yīng)用場(chǎng)景。后臺(tái)管理可同時(shí)接入深基坑監(jiān)測(cè)、AI 視覺(jué)危險(xiǎn)源監(jiān)控、人員網(wǎng)格化智能安全帽、施工能耗監(jiān)測(cè)、大體積混凝土測(cè)溫、標(biāo)養(yǎng)室監(jiān)測(cè)、臨邊周界監(jiān)測(cè)及塔吊、施工升降機(jī)、吊籃、卸料平臺(tái)、高支模等豐富多樣的物聯(lián)監(jiān)測(cè)設(shè)備，經(jīng)過(guò)海量數(shù)據(jù)積累、沉淀和分析利用，形成項(xiàng)目獨(dú)特的數(shù)據(jù)資產(chǎn)，助力項(xiàng)目品牌提升和價(jià)值創(chuàng)造。

平臺(tái)直觀呈現(xiàn)項(xiàng)目信息、安全、質(zhì)量、進(jìn)度、物料、人員、機(jī)械、綠色施工等關(guān)鍵指標(biāo)，多維度的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、清晰直觀的第一視角展現(xiàn)，及時(shí)了解各項(xiàng)管理問(wèn)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(jì)、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(shì)等可視化數(shù)據(jù)組成，形成一個(gè)完整的勞務(wù)系統(tǒng)體系，使得勞動(dòng)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(shí)時(shí)畫面情況，監(jiān)控切換及監(jiān)控視角多樣化，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)管控和問(wèn)題排查提供支持，可以實(shí)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(shí)。環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)施工項(xiàng)目提供揚(yáng)塵、噪聲、風(fēng)速、風(fēng)向、天氣預(yù)報(bào)等數(shù)據(jù)支持，并對(duì)施工環(huán)境作出預(yù)警，以報(bào)表、圖表方式檢索查看相應(yīng)的歷史記錄。同時(shí)提供了災(zāi)害天氣預(yù)警模塊及功能，對(duì)項(xiàng)目所在地發(fā)布的災(zāi)害天氣預(yù)警情況進(jìn)行實(shí)時(shí)更新，并精準(zhǔn)關(guān)聯(lián)相關(guān)項(xiàng)目，以減少災(zāi)害天氣對(duì)項(xiàng)目施工的影響。安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)模塊對(duì)項(xiàng)目深基坑、高支模、施工電梯、卸料平臺(tái)、塔機(jī)監(jiān)測(cè)等進(jìn)行預(yù)警監(jiān)測(cè)，統(tǒng)計(jì)分布情況、監(jiān)測(cè)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(cè)數(shù)據(jù)，提升工程施工安全管理。

無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)通過(guò)無(wú)人機(jī)航拍攝影技術(shù)開展全自動(dòng)遠(yuǎn)程巡檢、實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)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(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行宏觀管控。對(duì)項(xiàng)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(shí)還原的三維數(shù)字地形模型來(lái)反映工程項(xiàng)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(chǎng)布模型動(dòng)態(tài)調(diào)整、進(jìn)度檢查、展示等應(yīng)用，對(duì)施工安全隱患進(jìn)行巡航排查。

BIM 技術(shù)助力數(shù)智升級(jí)

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(dòng)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(dòng)各公司業(yè)務(wù)部門、項(xiàng)目經(jīng)理部在工程各個(gè)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(shí)現(xiàn)BIM 技術(shù)在各個(gè)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(shí)踐包括多個(gè)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(tái)，通過(guò)模型輕量化實(shí)現(xiàn)在平臺(tái)中快速在線瀏覽，解決現(xiàn)場(chǎng)人員BIM 看模、BIM 文件協(xié)同和任務(wù)協(xié)同等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)各個(gè)部門之間的高效協(xié)同管理。

BIM+裝配式技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、工程化預(yù)制、模塊化安裝、機(jī)械化作業(yè)、信息化管理五項(xiàng)智能技術(shù)為一體，充分考慮施工順序、安裝精度、運(yùn)營(yíng)維護(hù)等因素，形成了貫穿于設(shè)計(jì)、采購(gòu)、施工全過(guò)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(jī)房施工模式。

“5G+AI”現(xiàn)場(chǎng)智慧綜合管控系統(tǒng)，在現(xiàn)場(chǎng)主要通道和塔吊上安裝監(jiān)控視頻，可以不間斷掃描辨識(shí)現(xiàn)場(chǎng)人員未穿反光衣、吸煙等安全隱患，并進(jìn)行語(yǔ)音播報(bào)提醒，保障現(xiàn)場(chǎng)施工安全。生活區(qū)宿舍樓走廊和物料堆場(chǎng)安裝火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)，通過(guò)熱感探頭自動(dòng)識(shí)別煙霧、明火、高溫等信息，提醒安全員巡檢查看。在倉(cāng)庫(kù)及邊界處安裝AI 管控系統(tǒng)，通過(guò)配置區(qū)域入侵和越界檢測(cè)算法，提供安全風(fēng)險(xiǎn)事件識(shí)別和報(bào)警服務(wù)，系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)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(dòng)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(jì)以及標(biāo)準(zhǔn)化體系建設(shè)方面進(jìn)行提前模擬，驗(yàn)證實(shí)施計(jì)劃的可行性，提高方案、設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確度，研究基于BIM 技術(shù)的虛擬建造管理模式，對(duì)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(diǎn)能否落地實(shí)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(shí)現(xiàn)

中鐵建工集團(tuán)有限公司獲批成立中國(guó)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(shí)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(guó)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(guò)程中引入綠色低碳概念，重點(diǎn)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(jī)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(bǔ)、研究?jī)?nèi)容互撲、優(yōu)勢(shì)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(yùn)輸、建筑施工、建筑運(yùn)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(duì)房建與鐵路工程綠色策劃、綠色設(shè)計(jì)、綠色施工、綠色運(yùn)維四階段開展減碳應(yīng)對(duì)策略研究，為新建建筑提供減碳路徑，助力“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。

展區(qū)內(nèi)的建筑全生命周期碳排放計(jì)算軟件可以自動(dòng)計(jì)算建材生產(chǎn)、建材運(yùn)輸、建筑建造、建筑運(yùn)行、建筑拆除各環(huán)節(jié)的碳排放，計(jì)算方法依托《建筑碳排放計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)GBT51366》和《綜合能耗計(jì)算通則GB/T 2589》。軟件可對(duì)全生命周期各階段碳排放計(jì)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(gè)階段碳排放的比例，并自動(dòng)生成餅圖，同時(shí)還可以自動(dòng)輸出碳排放計(jì)算書，輔助設(shè)計(jì)者進(jìn)行碳排放優(yōu)化，也可以驗(yàn)證各階段實(shí)際的碳排放情況。