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铁路BIM及信息化技术应用与实践

2019-1-19 14:42| 查看: 219| 评论: 0|来自: 铁路BIM联盟

铁路建设管理信息化体系架构
  近年来,随着BIM、云计算、大数据、物联网、人工智能等技术发展和应用,为铁路工程建设管理信息化提供了新思路。

新技术的发展
  综合运用这些新技术,围绕人员、机械、物料、方法、环境等关键要素,实现以信息智能采集、管理高效协同、数据科学分析、过程智慧预测等为主要内容的工程建设信息化,达到提高工程建设效率,降低工程建设成本,保障工程建设安全,提升工程建设质量,形成有效的新方式和手段,实现工程建设全生命周期管理的新模式。

铁路建设管理信息化体系架构
  在中国铁路总公司(简称总公司)的统一组织下,以铁路工程设计、建设、运营全生命周期管理为目标,以标准化管理为抓手,BIM技术、云计算、大数据、物联网等技术为基础、建设项目为载体,构建铁路工程管理平台。形成一门户三平台的体系结构:工作平台、服务平台和知识平台。

平台门户
  工作平台形成了综合管理、进度管理、材料管理、质量管理、安全管理和投资管理六大应用体系。

工作平台应用体系
京张高铁BIM及信息化应用实践
  总体规划
  按照总公司“精品工程、智能京张”要求,在充分继承既有信息化建设成果基础上,确立京张高铁信息化平台建设目标:建设以BIM技术为核心的三维铁路工程管理平台,实现虚拟建造,提升安全质量,严控工程投资,服务“精品工程、智能京张”建设。在BIM技术的应用上,开展了以三站三隧(清河站、八达岭长城站、张家口南站,清华园隧道、新八达岭隧道、正盘台隧道)为重点的应用。
  综合管理方面
  通过OA办公、调度指挥、即时通讯实现“一云三端”的工程管理在线协同和工程信息实时分享。
  进度管理方面
  通过填报电子施工日志,生成格式化进度报表和形象进度,并对指导性施工组织和控制工程的进度进行实时推演和跟踪预警。
  质量管理方面
  以现场监测软件为源头,对线下、线上工程和梁、板、枕等厂制品生产制造过程,利用信息化手段进行自动作业、采集和主动上传,实现施工环节质量全过程监控和可追溯。
  安全管理方面
  通过隧道围岩监控量测、超前地质预报、既有线施工监测、视频监控和人员定位信息系统,对安全管理关键风险点实时监控,提升施工安全防范能力。
  投资管理方面
  通过验工计价、设计变更管理系统,提高管理效率、强化投资管理。
  材料管理体系
  通过对拌和站、试验室、物料进场验收等环节进行管理,对原材进出场、库存进行可视化、数字化管控,加强源头控制。

隧道BIM深化应用
  在京张清华园隧道、八达岭隧道和正盘台隧道,研发站前隧道工程BIM建设管理和施工管理系统,实现隧道工程进度、安全、质量等信息的三维可视化、精细化、数字化管理和共享。

  清华园隧道
  通过清华园隧道BIM应用,实现基于BIM的盾构隧道工程管片生产拼装质量、盾构远程监控、基坑及周边环境风险监控、隧道质量病害管理、隧道进度管理等。
  进度管理:集成盾构机远程监控实时数据,实现清华园隧道工程计划进度模拟推演、实际进度动态跟踪以及形象化进度分析。
  质量管理:实现清华园隧道管片拼装质量信息、管片椭圆度、管片病害以及成环隧道轴线偏差等质量数据可视化分析。
  盾构机监控:实现盾构机各系统工作状态及数据信息同步展示,帮助管理人员掌握盾构机姿态信息。
  风险监控:隧道盾构掘进和竖井开挖,实时采集安全风险监测数据、动态专业分析、风险提醒与报警、风险形象化三维展示,实现对盾构掘进过程中深基坑、周边环境风险源动态监控预警。
  管片生产管理:管片生产管理系统PC管理端及移动端Android、Apple版本APP研发,管片生产管理二维码标签,实现管片生产各工序物资信息、试验问题、生产进度、成品把控、产能分析、管片生产台账、检验批生成等信息综合分析管理,全面掌握盾构管片生产进度、质量和工效。
  深基坑风险监控预警:构建基坑及测点BIM模型,搭建基坑BIM风险管理平台,融合多种监测数据,实现实时感知风险、快速预报风险、形象展现风险、有效控制风险。

清华园隧道BIM协同管理平台
  八达岭隧道
  通过八达岭隧道BIM应用,实现单个工作面工序循环、分包商的精细管理和三维算量及5D模拟。
  工序循环:利用架子队管理移动端对现场工序循环进行记录,在web端实时查看工序进度情况,并对工序完成时间进行与计划时间自动计算节超时间
  分包商精细管理:利用材料管理系统对现场材料的全过程进行管理,并对材各料供应商供应的材料进行可追溯管理,对分包商及进场材料进行精细化管理。

分包商精细管理
  5D模拟:通过对施工进度计划录入并与模型关联,做到5D施工进度模拟,并能够对时间轴的调整查看不同时期的工程进度情况。

5D模拟
  正盘台隧道
  通过正盘台隧道BIM应用,实现基于三维扫描的隧道断面质量分析、关键工序作业优化和隧道围岩量测监控。
  三维扫描断面质量检测:利用三维激光扫描仪对现场施工的实际情况进行采集,包括开挖、初支和二衬各阶段,可以立体的查看实际完工情况,包括开挖轮廓、初支轮廓和二衬轮廓等,并基于点云数据进行超欠挖分析、变形分析、净空分析和平整度分析等。

三维扫描断面质量检测
  施工关键工序优化管理:
  (1)基于信息化自动采集软件APP,自动获取记录开挖、初支、喷混等各个工序的作业时间,根据记录的时间提供报警机制,并合理调整施工设备的作业时间和工作流程。
  (2)利用施工模拟专业软件,对正盘台隧道的4种围岩、7种断面类型的施工过程进行工序写实,实现对关键工序可视化三维交底和动态调优的目标。
  站房BIM深化应用
  依托京张“三站”,以清河站为主,研发站房工程BIM建管系统施工管理系统,围绕站房工程BIM深化应用、施工组织管理、安全风险监控、质量问题追溯、现场采集APP等形成精品工程、智能管理、过程管理、综合管理5大板块40多个应用模块等信息的管理和共享。

站房工程WBS示范规范
  制定站房工程EBS和WBS分解示范规程,并和检验批、工程资料、工程进度进行关联,实现基于结构树—模型—数据关联互动。
  站房工程进度管理
  基于站房工程WBS分解,实现基于BIM的工程进度计划编制、实际进度移动端采集上报、进度实时分析对比、形象进度总览和进度动态调整等。
  站房工程进度管理

站房工程安全风险管理
  基于BIM实现对站房工程深基坑、高支模、塔吊、钢结构等超过一定规模的重大危险源实时动态监测,并实时预警提醒,避免安全隐患和风险发生。
  站房工程质量管理
  制定站房工程质量检验批模板,并与WBS结构树和模型关联,实现基于BIM模型的检验批、质量追溯、隐蔽工程和试验室等管理。
  站房工程智能环保监测
  基于BIM实现站房工程环保温度、风速、湿度、PM2.5和PM10等参数实时监测,并联动自动喷淋系统进行防尘处理,实现对环境动态控制。

铁路BIM及信息化发展展望
  BIM应用向纵深发展
  BIM应用将覆盖勘察、设计、施工、运维全过程,涵盖站前、站后等全专业,涉及设计、施工、建设管理、运营维修等全体人员。

向纵深发展
  BIM与智能技术结合发展
  BIM与智能技术结合发展,使得智能决策更精准。基于海量历史数据,对多元信息进行智能综合检索、多维分析深度学习,获取更加精确的决策信息,辅助工程建设施工。

与智能技术结合
  产业生态环境更加人性化、社会化
  产业生态环境更加人性化、社会化,更具和谐性。通过建设多方参与的协同共享、合作共赢的开放平台,形成一个和谐共生的产业生态环境,使复杂的建造过程透明化,从而实现建造过程的智能化、集成化、互联化。

产业生态环境

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