現(xiàn)代信息化技術(shù)助力智慧工地持續(xù)發(fā)展

1、. 現(xiàn)代信息化技術(shù)助力智慧工地持續(xù)發(fā)展 中鐵十六局集團有限公司 陳大偉摘要：本文結(jié)合成貴鐵路CGZQSG-8標地質(zhì)情況復雜、施工條件困難、質(zhì)量要求嚴等特點，利用現(xiàn)代信息化技術(shù)為支撐，建立起覆蓋參建各方、全方位的信息化管理平臺，為該工程的質(zhì)量、安全以及進度管理提供了有力保障，可為同類工程項目提供參考。關(guān)鍵詞：信息化、工程管理、自動監(jiān)控一、工程概況新建鐵路成都至貴陽線樂山至貴陽段西起四川省的樂山市，向東經(jīng)四川省的犍為縣、宜賓市、長寧縣、興文縣，云南省的威信縣、鎮(zhèn)雄縣，貴州省的畢節(jié)市、大方縣、黔西縣，東至貴陽市。樂山（含）至貴陽東（不含），正線長515.02km，其中四川省境內(nèi)258.577km，云

2、南省境內(nèi)79.299km，貴州省境內(nèi)177.144km 。本標段為CGZQSG-8標段，起訖里程D1K217+684.586D4K252+465（短鏈413.581m），全長34.367km。其中橋梁10.966km/19座，隧道19.889km/11.5座，正線路基長3.512km，涵洞405.83橫延米/11座，車站1座（興文石海車站,中心里程DK224+380），制(存)梁場1處（興文太平橋制梁場DK224+450左側(cè)），制架梁247孔，現(xiàn)澆連續(xù)梁5聯(lián)，最大跨度64m，移動模架現(xiàn)澆梁72孔。二、工程特點本標段隧道地質(zhì)構(gòu)造復雜、不良地質(zhì)和特殊巖土發(fā)育且種類多，存在高瓦斯、天然氣、采空區(qū)、巖

3、溶及巖溶水，斷層破碎帶、順層、巖爆、高地應(yīng)力、危巖落石、巖堆、滑坡等，以及特殊巖土如鹽溶角礫巖、軟巖、石膏、軟粘土、鹽巖等。施工技術(shù)復雜，安全風險較大 。本合同段共新建隧道11.5座（含明洞），總長19.889 km，占正線線路總長的57.87%。本合同段4kmL10km的隧道2座， 1kmL2km的隧道2座， L1km的隧道8座。三、信息化管理的必要性1、高風險隧道施工，建立信息化管理為安全保駕護航 本合同段重難點工程為高山田隧道及老房子隧道。高山田隧道全長8107.45m，為低瓦斯巖溶隧道，老房子隧道全長6432m，本標段負責4142m，為高瓦斯隧道，設(shè)計為有軌運輸,目前變更為無軌運輸。兩

4、座隧道均為高風險隧道，列為成貴公司全線重點工程，也是本項目部的控制工程。 關(guān)于高風險隧道工程及高風險施工的橋梁工程，標段采取了視頻監(jiān)控、高風險隧道門禁、高瓦斯隧道瓦斯自動監(jiān)控、圍巖自動量測系統(tǒng)等信息化系統(tǒng)對工程安全、進度管理起到的重要作用。2、信息化辦公，建立“視頻會議系統(tǒng)”及“辦公自動化”項目經(jīng)理部按照中國鐵路總公司和成貴鐵路公司標準化管理的要求，以及局集團公司視頻會議管理要求，建設(shè)信息化系統(tǒng)，配備相應(yīng)的終端硬件設(shè)備，并納入成貴公司（業(yè)主單位）統(tǒng)一接口，接受成貴公司（業(yè)主單位）的統(tǒng)一管理，同時指定專人負責信息化系統(tǒng)的日常管理、維護及應(yīng)用。3、質(zhì)量方面管理，建立拌和站及試驗室信息化管理系統(tǒng)。本

5、項目在質(zhì)量管理方面，采取的信息化管理如下手段：混凝土拌和站和工地試驗室等信息管理系統(tǒng)。四、項目主要采取的信息化管理 本項目工程建設(shè)信息化的主要內(nèi)容包括：視頻會議系統(tǒng)、辦公自動化、視頻監(jiān)控、高風險隧道門禁、高瓦斯隧道瓦斯自動監(jiān)控、隧道圍巖自動量測、混凝土拌和站和工地試驗室、電子施工日志等信息管理系統(tǒng)。1、高風險隧道視頻監(jiān)控系統(tǒng)本項目在控制性、重難點及高風險工點（工地）設(shè)置視頻監(jiān)控系統(tǒng)，隨時掌握現(xiàn)場施工動態(tài)。本項目在高山田隧道進口工區(qū)、橫洞工區(qū)、出口工區(qū)分別設(shè)置視頻監(jiān)控系統(tǒng)一套，并在老房子隧道進口及暗洞二襯作業(yè)面，老房子隧道平導開挖作業(yè)面，以及老房子隧道橫通口作業(yè)同均采取視頻監(jiān)控系統(tǒng)。視頻監(jiān)控系統(tǒng)

6、與互聯(lián)網(wǎng)連接后，在遠端通過網(wǎng)址可以看到隧道內(nèi)施工情況。2、人員機械定位系統(tǒng)在高風險隧道工區(qū)設(shè)置門禁管理系統(tǒng)，采用封閉式管理，門禁系統(tǒng)設(shè)置工點見下表：序號隧道名稱長度 （m）地層與洞身關(guān)系瓦斯等級設(shè)置工點1老房子 6243（本標負責4142m） 煤系 下穿 高瓦斯巖溶隧道進口工區(qū)2高山田隧道8107.45煤系下穿低瓦斯巖溶隧道 進口工區(qū)、橫洞工區(qū)、出口工區(qū) 人員機械定位系統(tǒng)，就是在施工人員的安全帽上安裝芯片，芯片通過門禁系統(tǒng)時，可以記錄在電腦里，電腦通過數(shù)據(jù)線，可以在LED顯示屏顯示隧道人員及機械位置情況、姓名情況及機械設(shè)備種類情況，當發(fā)生瓦斯隧道爆炸及突泥突水情況時，可以根根據(jù)人員定位系統(tǒng)，找

7、到失聯(lián)人員的位置，協(xié)助人員機械救援工作。3、瓦斯自動監(jiān)控系統(tǒng)老房子隧道正洞及平導均屬于高瓦斯隧道工區(qū)，為了防止瓦斯積聚，在老房子隧道采取自動瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)。項目采取瓦斯監(jiān)控采用自動監(jiān)控和人工監(jiān)控相結(jié)合的監(jiān)控方式，防止瓦斯爆炸事件。4、自動監(jiān)控量測系統(tǒng)標段所有隧道采取自動圍巖量測監(jiān)控體系；所有暗洞按監(jiān)控量測規(guī)范要求布置自動沉降觀測及周邊收斂點、洞頂構(gòu)筑物密集的淺埋隧道段落應(yīng)建立遠程自動化監(jiān)控量測系統(tǒng)，自動采集監(jiān)測信息，實現(xiàn)實時監(jiān)測、自動報警。（1）監(jiān)控量測信息化系統(tǒng)簡介鐵路隧道施工監(jiān)控量測信息化系統(tǒng)實現(xiàn)了集“現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、自動分析處理、及時預(yù)警、遠程監(jiān)控”等功能于一體，滿足監(jiān)管人員和監(jiān)測人員不同工

8、作的需求。系統(tǒng)由網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)采集端、服務(wù)器端、客戶端等部分組成。其中：網(wǎng)絡(luò)：包括有線或無線的公共網(wǎng)絡(luò)，電信、移動、聯(lián)通等均可，覆蓋至測試斷面；硬件平臺和操作系統(tǒng)：服務(wù)器為主流服務(wù)器，操作系統(tǒng)為Win 2003以上版本； PC機客戶端為主流計算機，操作系統(tǒng)為32位Win XP以上版本；數(shù)據(jù)采集端和手機客戶端為主流智能手機，4.0吋以上屏顯，Android2.3以上操作系統(tǒng)。（2）鐵路隧道施工監(jiān)控量測信息化系統(tǒng)作用主要作用是將隧道施工變形監(jiān)測轉(zhuǎn)化為一個相對智能化，標準化，實時化的一個流程系統(tǒng)。對于管理人員，只需要用到網(wǎng)絡(luò)平臺和手機客戶端；網(wǎng)絡(luò)平臺，即瀏覽器與服務(wù)器之間的通訊，程序部署于公司服務(wù)器?？?/p>

9、以在任何能上網(wǎng)的地方查看監(jiān)控量測數(shù)據(jù)、圖線、預(yù)警、測點統(tǒng)計等信息使得管理人員能夠客觀、真實、全面地掌握隧道圍巖、支護結(jié)構(gòu)以及周邊環(huán)境安全的關(guān)鍵指標，確保工程安全，也為可能的糾紛提供處理依據(jù)和獨立、客觀、公正的監(jiān)測數(shù)據(jù)。（3）平臺詳細工作內(nèi)容本平臺操作流程主要分為兩個部分；第一部分變形數(shù)據(jù)采集部分，數(shù)據(jù)采集員首先在電腦中安裝客戶端，在客戶端中進行變形監(jiān)測內(nèi)容及屬性的編輯和修改，然后將其上傳至平臺服務(wù)器，然后數(shù)據(jù)采集員在手機上安裝客戶端，手機登陸之后將服務(wù)器中的監(jiān)測內(nèi)下載至手機當中；然后測量人員將采集的監(jiān)測數(shù)據(jù)并通過手機上傳至服務(wù)器中。 第二部分，隧道施工相關(guān)管理人員可以通過手機客戶端實時查詢數(shù)據(jù)

10、、預(yù)警信息和預(yù)警處理情況，在網(wǎng)絡(luò)平臺上進行洞內(nèi)施工圍巖環(huán)境的實時掌握。（4）優(yōu)點快速監(jiān)測、快速反饋技術(shù)，保證了及時性；高效的施工期監(jiān)測信息管理系統(tǒng)，自動化程度較高，信息直觀化；隧道施工監(jiān)測信息管理平臺系統(tǒng)的推行，不但可以確保測量數(shù)據(jù)的真實性，還具有及時、便捷的特點。隧道現(xiàn)場管理人員、項目部管理人員和業(yè)主單位都能隨時隨地掌握隧道圍巖的變形情況，隧道施工的整體安全系數(shù)得到顯著提高。5、砼拌和站自動監(jiān)控系統(tǒng)標段6個混凝土拌和站均建立信息化管理系統(tǒng)，真正實現(xiàn)“事前試驗、事中監(jiān)控、事后把關(guān)”動態(tài)監(jiān)管，確?；炷辽a(chǎn)質(zhì)量，拌和站信息管理系統(tǒng)通過采集、存儲、傳輸、統(tǒng)計分析生產(chǎn)數(shù)據(jù)，達到監(jiān)控混凝土生產(chǎn)過程質(zhì)量

11、及質(zhì)量追溯的目標。（1）系統(tǒng)功能介紹。拌合站信息化管理系統(tǒng)將所有生產(chǎn)活動信息全天候進行監(jiān)控，利用無線傳輸模塊(DTU)遠程傳輸信息至服務(wù)器，通過管理平臺分析、處理數(shù)據(jù)，解決混凝土施工的過程管理信息的真實性和反饋響應(yīng)及時性問題，達到對混凝土施工過程動態(tài)管理的目標。拌和站信息化管理系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)和動態(tài)管理系統(tǒng)三個部分，可以實現(xiàn)動態(tài)監(jiān)控、數(shù)據(jù)歷史查詢、產(chǎn)能分析、誤差分析、生產(chǎn)量核算、成本核算、超標查詢、超標統(tǒng)計、短信報警等功能。 （2）工作流程。拌和站接到生產(chǎn)任務(wù)時，試驗員根據(jù)粗細骨料的含水率來調(diào)整施工配合比，開具混凝土施工配料單，并在控制電腦中輸入施工配合比數(shù)據(jù)，攪拌機操作手按

12、照已輸入的配合比生產(chǎn)混凝土，系統(tǒng)會自動采集生產(chǎn)過程中的各種數(shù)據(jù)并上傳到服務(wù)器。當誤差超標時，系統(tǒng)會自動發(fā)出通知短信。拌和站管理員、試驗室主任、監(jiān)理以及建設(shè)單位可以通過登錄信息化管理平臺，查詢生產(chǎn)數(shù)據(jù)。 1）運行流程 單盤混凝土生產(chǎn)攪拌前，拌合站站長檢測拌合站信息化采集及發(fā)送是否通暢，DTU模塊運行是否運行正常，對前一班交接班記錄進行復核。 拌合站在監(jiān)理和試驗室人員的監(jiān)督下對拌合站的計量系統(tǒng)進行日檢周校，確保計量精度，并做好校稱記錄。 拌合站在接到試驗檢測組提供的澆筑令和配料單后，在試驗人員監(jiān)督下，輸入正確的施工配合比和澆筑部位，經(jīng)技術(shù)人員、試驗人員確認后方可正式生產(chǎn)。 拌合站運行中，操作員對每

13、個計量秤進行實時監(jiān)控，確保誤差在范圍以內(nèi)，攪拌時間不得少于120秒，方能放料。 第一盤卸料后，由試驗人員做現(xiàn)場試驗，其中包括塌落度、含氣量、擴展度、出機溫度等。各項指標檢測達標后方可進行后續(xù)生產(chǎn)。混凝土生產(chǎn)過程中，檢測組按頻次進行拌合物性能檢測。 由操作員打印混凝土運輸單，確認無誤后交予運輸車司機。 澆筑完畢后，拌合站的單盤數(shù)據(jù)已上傳至信息化平臺。混凝土出站后過磅，發(fā)往目的地。 2）不合格品預(yù)案程序 在混凝土的生產(chǎn)過程中，實時監(jiān)控各項原材料的計量情況和攪拌時間。如果計量超出誤差范圍，會馬上短信報警。 按照超出誤差的范圍分為三個等級，即初級報警、中級報警和高級報警。出現(xiàn)初級報警，信息化管理員要登

14、記臺賬，詳細記錄，混凝土可正常使用。當連續(xù)3次出現(xiàn)初級報警時，就要停止混凝土生產(chǎn)，查找原因，并及時解決。當出現(xiàn)中級報警時，該盤混凝土就要降低強度等級使用，并且要留有足夠的混凝土試件，進行跟蹤檢測。當出現(xiàn)高級報警時，該盤混凝土不得用于工程實體。（3）優(yōu)點 1)工作效率提升 查詢簡單 產(chǎn)能分析省時省力2）生產(chǎn)數(shù)據(jù)實時監(jiān)控 3) 過程控制得到加強 4）誤差系統(tǒng)實時預(yù)警 6、試驗室自動監(jiān)控系統(tǒng)試驗室自動監(jiān)控系統(tǒng)能實現(xiàn)結(jié)果自動計算和判定，重要試驗數(shù)據(jù)自動采集和實時傳輸，具有提醒、分析、統(tǒng)計和監(jiān)控功能，確保數(shù)據(jù)真實可靠、檢測過程規(guī)范可控、檢測結(jié)果可以追溯。（1）系統(tǒng)概述。該系統(tǒng)是一款專門用于管理鐵路建設(shè)中

15、各試驗室的試驗檢測信息的軟件。 軟件由“鐵路試驗信息采集系統(tǒng)”和“鐵路試驗信息管理系統(tǒng)”兩個子系統(tǒng)構(gòu)成。 實現(xiàn)從試驗設(shè)備上直接采集數(shù)據(jù)到全面分析試驗數(shù)據(jù)，完成對試驗數(shù)據(jù)的全程管理和掌控，大大提升試驗室的信息化管理水平。（2）鐵路試驗信息管理系統(tǒng) 1）系統(tǒng)特點。鐵路試驗信息管理系統(tǒng)中的試驗室管理是一大特點，包括了試驗員技術(shù)檔案、試驗設(shè)備調(diào)查表、試驗室綜合管理三大塊內(nèi)容。（2）使用流程：試驗檢測信息化分兩大類。第一鋼材試驗信息化，第二，砼試驗信息化。1）鋼材試驗信息化流程。鋼材進場檢驗試驗。鋼材進場-鋼材基本信息錄入-鋼筋檢測任務(wù)（短信報警及彈出任務(wù)框）-電腦上登陸采集系統(tǒng)-采集系統(tǒng)自動彈出當天任

16、務(wù)-試驗檢測-檢測前各項準備-開始試驗-采集系統(tǒng)會自動的對試驗檢測過程中的實施數(shù)據(jù)進行采集-上傳服務(wù)器-審閱（建設(shè)單位及監(jiān)理單位審閱）-鋼筋試驗檢測結(jié)束-采集系統(tǒng)會自動把屈服力和最大拉斷力自動填報系統(tǒng)中-資料員核對試驗報告的完整性-打印報告-簽字程序-鋼筋試驗檢測流程結(jié)束。 2）砼試驗信息自動化流程。工程部-澆筑指令-物資部門出具原材報告編號-試驗室-混凝土配料單（自動生成委托編號和試件日期）-配方下發(fā)給拌和站-生產(chǎn)-試驗-質(zhì)檢混凝土質(zhì)量檢測-留樣-養(yǎng)護-28d或56d(齡期提醒)-混凝土質(zhì)量檢測-試驗員在標樣間-取試件-力學室-質(zhì)量檢測準備（檢測開始對設(shè)備、試件尺寸等信息確定）-質(zhì)量檢測-登

17、陸采集系統(tǒng)-系統(tǒng)彈出的齡期提醒中選擇相應(yīng)的試件編號，錄入相關(guān)的信息，準備試驗-試驗過程中，力值會實時的通過采集系統(tǒng)自動上傳到服務(wù)器，供各級領(lǐng)導查閱-混凝土試驗結(jié)束后，采集系統(tǒng)會自動錄入到鐵路試驗信息管理系統(tǒng)中-試驗員打印自動生成報告編號-簽字程序-該試驗結(jié)束。（4）優(yōu)點。有利于提高試驗人員責任心、節(jié)約成本。系統(tǒng)實施前，手動在記錄、報告中錄入試驗數(shù)據(jù)資料，在錄入過程中，因重復多次輸入出現(xiàn)錄入失誤，出現(xiàn)資料返工，工作效率底，增加人力物力投入成本。系統(tǒng)實施后，表單之間數(shù)據(jù)都是連接的，試驗員只需要錄入試驗任務(wù)委托單和原始檢測數(shù)據(jù)，會自動采集試驗數(shù)據(jù)并鏈接到試驗報告中，保證錄入準確性，防止重復性工作。

18、固化操作流程、減小誤差 。系統(tǒng)實施前，對鋼筋及混凝土試件檢測過程中，速率控制不精確，造成數(shù)據(jù)有波動；系統(tǒng)實施后，嚴格控制速率，縮小并固定速率范圍，避免因速率不同造成的數(shù)據(jù)波動。及時性。系統(tǒng)實施前，對到期混凝土抗壓，以往是每天按照日期逐一推算，到期檢測，偶爾出現(xiàn)漏檢、誤檢；系統(tǒng)實施后，通過手機短信報警及電腦彈窗口雙重模式報警，提醒試驗人員及時檢測。管理方便、快捷 。各級管理單位可以方便快捷的查看試驗數(shù)據(jù)。管理部門可通過實時數(shù)據(jù)進行管理和檢查，減少了因出行造成的安全風險。防止資料丟失。系統(tǒng)實施前，出現(xiàn)電腦被盜、電腦硬盤損壞，造成試驗資料丟失；系統(tǒng)實施后，通過網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器保存，出現(xiàn)丟失資料情況后，能及時找回。全面性加強。系統(tǒng)實施前，檢測數(shù)據(jù)手動錄入，容易出現(xiàn)錯誤，臺賬整理繁瑣費時。報告表格、試驗結(jié)論不統(tǒng)一，在檢查過程中經(jīng)常存在各種問題。資料排版、填寫不一致，表格中規(guī)范標準更新滯后；實施后，原始檢測數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)實時上傳各單位。所有試驗表格都是嚴格按照行業(yè)標準，表格和規(guī)范嚴格統(tǒng)一。