城市轨道交通建设数字化转型实践

发表时间:2021/5/21   来源:《基层建设》2020年第31期   作者:丁达伟 岳鹏飞
[导读] 摘要:随着城市轨道交通智能化,线网化的运营,线路之间存在着复杂的相互影响关系,运用新一代信息技术和信息化体系,从信息化规划总体思路、数字化流程的业务架构、基于云的技术架构方面进行城市轨道交通信息化规划的总体设计,提出数字化转型中面临的关键技术点,为加快推进城市轨道交通企业云化、数字化、智能化转型提供总体解决思路。
        深圳市市政工程质量安全监督总站 中交(深圳)工程局有限公司  518000
        摘要:随着城市轨道交通智能化,线网化的运营,线路之间存在着复杂的相互影响关系,运用新一代信息技术和信息化体系,从信息化规划总体思路、数字化流程的业务架构、基于云的技术架构方面进行城市轨道交通信息化规划的总体设计,提出数字化转型中面临的关键技术点,为加快推进城市轨道交通企业云化、数字化、智能化转型提供总体解决思路。
        关键词:城市轨道交通;数字化转型
        引言
        城市轨道交通工程涉及专业多、建设投资大,周边环境复杂,参与单位众多,社会影响大、安全要求高。因此将信息化技术运用到轨道交通工程的规划设计、建设管理、运维等过程中,有利于实现轨道交通工程数字化、信息化和智慧化。
        1信息化相关概念
        在明确“智慧城轨”内涵的基础上,将城轨企业“业务数据化”的信息化规划构建与“数据业务化”的数字化转型提升驱动融合,向智慧化的高级目标发展。
        1.1智慧城轨
        应用云计算、大数据、物联网、人工智能、5G移动通信、卫星通信、区块链等新兴技术,全面感知、深度互联和智能融合乘客、设施、设备、环境等实体信息,经自主进化,创新服务、运营、建设管理模式,构建安全、便捷、高效、绿色、经济的新一代中国式智慧型城市轨道交通。
        1.2信息化规划
        城轨企业信息化规划是借助新一代信息技术和信息化体系,在智慧城轨建设背景下,结合城轨行业信息化实践经验,以业务发展战略为导向,遵循管理提升与建设并重的原则,重点关注业务流程优化,提出企业信息化建设的远景、目标和战略,为建设和组织实施制定完备的信息化规划体系。
        1.3数字化转型
        城轨企业数字化转型是借助数字化解决方案,将物联网、云计算、大数据等技术应用于智慧城轨建设和发展进程中,利用信息化手段,通过业务规则,实现运营或商业等模式的转型实施,为乘客、城轨企业和员工带来全新的数字化价值提升,不断提升企业数字经济环境下的新核心竞争力。
        2城市轨道交通建设数字化转型实践
        2.1业务流程管理实践
        针对城市轨道交通建设过程中琐碎的线下纸质流程,地铁整合城市轨道交通行业最佳实践,提炼市轨道交通建设先进经验,构建高效的项目管理体系,全面推进城市轨道交通全生命周期信息化管理,最大程度减少和规避市轨道交通工程建设项目中的信息共享难题,促进城市轨道交通工程项目管理规范化。
        2.2现场安全管理实践
        在工程现场安全管控方面,利用信息化技术将安全风险管理、隐患排查治理、盾构施工管理进行融合,实现安全管控。以“分级管控、动态监控、风险隐患、双重预防”为目标,按照“关口前移、精准管理、源头治理、科学预防”的原则,构建风险、隐患双重预防机制。通过业主及各参建单位的共同参与,实施全过程动态安全风险管理及隐患排查治理。
        2.3劳务人员管理实践
        人员的管理是施工管理难点。地铁搭建劳务实名制管理平台,通过在现场布置人脸识别闸机,实时采集劳务人员籍贯、年龄、工种、在场人数、教育培训等信息,发现异常时,可及时采取措施进行防控。通过建立劳务人员黑名单制度,对屡次违反生产管理规定及违规作业的劳务人员进行记录,并禁止其进入现场作业。地铁建立线网级视频监控,利用人工智能(AI)实现安全隐患自动识别。对现场安全隐患进行全天候自动识别,安全隐患识别率提升约30%,日常巡检工作量减少约35%。一方面提升了安全管理效率,另一方面对劳务作业人员形成威慑力,减少施工现场安全违规行为,保障建设过程安全可控。


        2.4机械设备管理实践
        通过前端监测设备、传感器、采集软件,对工程现场龙门吊、塔吊、配电箱、盾构机运行状态进行实时监控。其中塔吊监控内容包括载重、力矩、风速、幅度、角度、起吊高度;盾构机监控内容包括掘进土压力、主推力、扭矩、姿态;配电箱监控内容包括电流、温度等。获取的数据会实时传输到信息化平台进行汇总和处理,出现异常情况时平台发出预警信号,可及时提醒管理人员采取措施,防范于未然。
        2.5材料跟踪管理实践
        城市轨道交通工程专业多、系统复杂,材料管理也是一项系统性的工程,管理效果直接决定工程质量和服务水平。通过信息化平台对材料供应商选择、材料招标、材料申报、材料使用、材料检验、不合格材料退场等流程进行动态跟踪,实现材料全生命周期严格监管,做到事前可防范,事中可跟踪,事后可追溯,避免因材料不合格导致的质量事故。
        2.6环境监测管理实践
        通过安装监测设备,监控工程现场颗粒物浓度、扬尘、噪声、温湿度、风力风向等情况,将数据实时传输到监管平台,对数据进行统计分析、提示预警,指导现场施工,并降低工程建设对城市生活的影响,转变传统城市轨道交通建设粗放式管理形象。
        2.7联合值守沙盘实践
        结合倾斜摄影、建筑信息建模(BIM)、数字沙盘等技术,还原真实的施工场景,起到替代工程实景沙盘的展示效果,同时可将数字沙盘作为信息的载体,利用物联网技术感知前端施工现场各项业务,并将数据同步到数字沙盘中。工程管理人员通过三维数字沙盘“漫游”可以直观了解到施工现场真实环境。数字沙盘中任何重要的模型都与施工现场业务流数据保持,让工程管理人员不仅能直观看到现场整体场景,还能掌握施工现场的实时变化。当在建线路下穿或上跨运营线路及重要建(构)筑物时,可实现指挥大厅、工程现场、远程专家联合值守,调用各方技术力量诊断、解决现场问题。
        2.8数字化轨行区实践
        城市轨道交通建设铺轨阶段涉及施工专业多、交叉作业多,长达数十公里的隧道内无稳定的通信信号,导致对施工人员、轨道车、机具等要素的监控和管理难度极大。根据城市轨道交通隧道建设的需求,地铁建立了专业的轨行区信息化调度指挥及综合管控系统,实现隧道内无线网络全覆盖、隧道内外语音通信、视频监控、轨道车位置和速度实时监控、轨道车辆及施工区域临近报警、轨道车智能制动等功能。通过虚拟轨行区可直观展示机车位置与速度、施工作业区间、人员位置,实现可视化调度,有效避免人、车、机具相撞,确保轨行区施工安全。
        2.9业务融合管理实践
        融合各业务系统数据,监管轨道建设的投资、进度、安全、质量、绿色施工等情况,通过时间、单位、线路、工区、工点等维度数据的纵向及横向对比,能够实现核心数据可视可管,为建设工程的辅助管理和决策提供强有力的支持。
        2.10盾构大数据探索实践
        大数据智能建模技术的飞速发展,为大数据分析提供了基础条件。地铁建设过程中产生大量的盾构、勘察、设计、监测等工程数据,通过大数据、人工智能技术可避免和降低盾构施工安全质量风险,提升盾构施工安全质量管控水平。将人工智能技术与地铁盾构安全管理业务深度融合,研发“盾构法施工智慧大数据平台”,创建盾构机选型、地表沉降、施工掘进参数、故障诊断、姿态纠偏等与盾构安全相关的预测模型。根据预测结果对后续工程可能发生的事故进行预警,通过对盾构机环境监测和盾构机司机的技能培训,可有效保障施工人员的安全和隧道质量。
        结束语
        在新一代信息技术应用、智慧城轨业务转型赋能、泛地铁生态服务方面进行了探索。推进城市轨道交通建设业务的精细化、信息化管理,突破数据共享的壁垒,推进大数据在业务领域的深化应用。
        参考文献:
        [1]吕平.青岛智慧地铁的研究与思考[J].现代城市轨道交通,2020(4):101-105.
        [2]丁烈云.赋能融合基建助推行业转型[J].中国勘察设计,2020(10):15-18.
        [3]陈发清,叶丹.数字化转型机场更智慧[N].深圳商报,2020-11-06(A03).
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