中國(guó)中鐵智能建造交流資料-武漢電氣化局智能建造在鐵路四電工程中的應(yīng)用

2021年3月匯報(bào)人：馬海軍信息化管控、數(shù)字化驅(qū)動(dòng)，推動(dòng)智能建造在鐵路四電工程中的應(yīng)用前言02020年7月，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部等十三部門聯(lián)合印發(fā)了《關(guān)于推動(dòng)智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展的指導(dǎo)意見》，指出要以大力發(fā)展建筑工業(yè)化為載體，以數(shù)字化、智能化升級(jí)為動(dòng)力，創(chuàng)新突破相關(guān)核心技術(shù)，加大智能建造在工程建設(shè)各環(huán)節(jié)應(yīng)用。

2015年5月，習(xí)近平總書記在河南考察中鐵工程裝備集團(tuán)時(shí)提出了“推動(dòng)中國(guó)制造向中國(guó)創(chuàng)造轉(zhuǎn)變、中國(guó)速度向中國(guó)質(zhì)量轉(zhuǎn)變、中國(guó)產(chǎn)品向中國(guó)品牌轉(zhuǎn)變”，為推動(dòng)我國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級(jí)、打造中國(guó)品牌指明了方向。

中鐵武漢電氣化局積極響應(yīng)國(guó)鐵集團(tuán)關(guān)于鐵路工程全過程智能建造的要求，以“機(jī)械化、信息化、智能化、集約化”為科技創(chuàng)新的指導(dǎo)思想，全力推進(jìn)智能化工裝的研發(fā)和人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)在鐵路四電工程建設(shè)中的應(yīng)用研究，不斷提升鐵路四電工程智能建造水平，促進(jìn)企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。智能建造實(shí)施情況經(jīng)驗(yàn)總結(jié)下一步發(fā)展方向目錄一二三一、智能建造實(shí)施情況智能化工裝研發(fā)（一）

針對(duì)鐵路四電工程建設(shè)管理現(xiàn)狀，重點(diǎn)從接觸網(wǎng)腕臂預(yù)配、整體吊弦預(yù)配、隧道錨栓打灌、接觸網(wǎng)檢測(cè)、零部件安裝、信號(hào)調(diào)試等研究自動(dòng)化、智能化的裝備，提升工程建設(shè)的機(jī)械化、智能化水平。智能化工裝研發(fā)（一）接觸網(wǎng)腕臂自動(dòng)預(yù)配平臺(tái)

針對(duì)接觸網(wǎng)腕臂預(yù)配精度要求高、力矩控制嚴(yán)格等特點(diǎn)，研制了一款由集裝箱拼裝集成的腕臂自動(dòng)預(yù)配平臺(tái)，并在多個(gè)鐵路四電工程項(xiàng)目中進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用（黔張常、牡佳、濰萊、張吉懷、玉磨、興泉等項(xiàng)目）。目前我單位共投入該產(chǎn)品5臺(tái)，使用情況良好。1接觸網(wǎng)腕臂全自動(dòng)預(yù)配平臺(tái)在中心料庫布置圖智能化工裝研發(fā)（一）接觸網(wǎng)整體吊弦自動(dòng)預(yù)配平臺(tái)

研制完成的接觸網(wǎng)整體吊弦全自動(dòng)預(yù)配平臺(tái)，將手工聯(lián)合制作的工序集成為全自動(dòng)生產(chǎn)工序，采用全液壓伺服控制系統(tǒng)，精確定位，根據(jù)輸入數(shù)據(jù)，一次成型完成整根吊弦線的預(yù)配，避免人工制作的錯(cuò)誤，提高效率，實(shí)現(xiàn)接觸網(wǎng)整體吊弦的工廠批量化生產(chǎn)加工。2接觸網(wǎng)整體吊弦全自動(dòng)預(yù)平臺(tái)實(shí)物圖智能化工裝研發(fā)（一）接觸網(wǎng)施工同步檢測(cè)裝置

為解決普通接觸網(wǎng)激光測(cè)距儀只能單點(diǎn)測(cè)量、使用效率不高的問題，集團(tuán)公司研制了接觸網(wǎng)施工同步檢測(cè)裝置，用以對(duì)接觸網(wǎng)參數(shù)進(jìn)行連續(xù)自動(dòng)測(cè)量。該裝置圍繞激光掃描雷達(dá)開發(fā)，將激光掃描雷達(dá)、便攜式計(jì)算機(jī)搭載于可計(jì)速的小車上，由專門開發(fā)的軟件進(jìn)行控制，完成對(duì)接觸網(wǎng)導(dǎo)線參數(shù)的連續(xù)測(cè)量，形成直觀的波形圖，快速指導(dǎo)接觸網(wǎng)施工。3接觸網(wǎng)同步檢測(cè)裝置實(shí)物圖實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與曲線圖智能化工裝研發(fā)（一）計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖驅(qū)動(dòng)采集模擬試驗(yàn)裝置

針對(duì)驅(qū)動(dòng)采集核對(duì)試驗(yàn)傳統(tǒng)試驗(yàn)器材效率低、容易漏項(xiàng)等現(xiàn)狀，研制出了計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖驅(qū)動(dòng)采集模擬試驗(yàn)裝置，該裝置用來對(duì)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖的驅(qū)動(dòng)、采集進(jìn)行對(duì)位檢查核對(duì)，從接口柜通過微機(jī)接口端子接入，不改變采集驅(qū)動(dòng)控制電路結(jié)構(gòu)，能夠迅速核對(duì)繼電器狀態(tài)及接點(diǎn)位置，解決了原有方式在試驗(yàn)期間需要試驗(yàn)人員多、試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)凌亂、試驗(yàn)周期長(zhǎng)等問題。4現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)況智能化工裝研發(fā)（一）隧道綜合智能作業(yè)平臺(tái)

針對(duì)目前隧道施工生產(chǎn)使用設(shè)備規(guī)格不一，施工主要依靠人力，自動(dòng)化程度低，難以保證施工進(jìn)度、質(zhì)量等施工現(xiàn)狀，研發(fā)了一款隧道綜合智能作業(yè)平臺(tái)。利用該平臺(tái)可降低人施工員作業(yè)強(qiáng)度，提高施工效率和質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)隧道電氣化施工的信息化、自動(dòng)化、智能化施工控制和管理。主要功能如下：5綜合智能作業(yè)平臺(tái)設(shè)計(jì)圖智能化工裝研發(fā)（一）隧道綜合智能作業(yè)平臺(tái)

（1）平臺(tái)自帶動(dòng)力，能無人駕駛自動(dòng)行走，能在地上輪式走行，在地上走行時(shí)可以按路面寬度改變輪距，經(jīng)轉(zhuǎn)換后能在鋼軌上走行。5

（2）在兩軌之間作業(yè)遇臨線來車時(shí)，平臺(tái)可快速移出避讓臨線來車。

（3）平臺(tái)具有牽引功能，可以在前后端進(jìn)行操控，能在隧道路基、兩軌之間通道、鐵路鋼軌三種工況雙向走行及作業(yè)。

（4）平臺(tái)預(yù)留接口，能提供符合規(guī)定的液壓源、電源等接口，具備起吊功能，自帶人工輔助平臺(tái)，成為一體化平臺(tái)。智能化工裝研發(fā)（一）隧道綜合智能作業(yè)平臺(tái)

（5）平臺(tái)能自動(dòng)定位，具有自動(dòng)定位的機(jī)械臂和不同模塊化的機(jī)械手，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的隧道打孔、腕臂及吊柱安裝、拉拔試驗(yàn)等功能。5

（6）作業(yè)機(jī)構(gòu)模塊化，作業(yè)機(jī)械手拆卸方便，能在機(jī)械臂接口上開發(fā)后續(xù)的作業(yè)模塊，便于后續(xù)作業(yè)機(jī)構(gòu)研發(fā)。

（7）所有作業(yè)記錄、作業(yè)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)信息化管理。智能化工裝研發(fā)（一）隧道無塵柔性切孔機(jī)械臂

為解決隧道錨栓打灌勞動(dòng)強(qiáng)度大、作業(yè)環(huán)境惡劣等問題，集團(tuán)公司下屬科工裝備有限公司研制了一款隧道無塵柔性切孔機(jī)械臂，在玉磨、興泉等多個(gè)項(xiàng)目中進(jìn)行了應(yīng)用。該設(shè)備兩級(jí)升降、一鍵調(diào)平，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)定位、柔性自適應(yīng)隧道斷面、自動(dòng)降增切孔速度（鋼筋層自動(dòng)降速，隨后自動(dòng)增速）、廢液自動(dòng)過濾回收，無塵切孔的設(shè)計(jì)要求。保證了作業(yè)安全，改善了作業(yè)環(huán)境，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度、附件消耗和施工成本，提高了鉆孔效率和質(zhì)量。6現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)情況激光定位柔性切孔機(jī)機(jī)械局施工的成形錨栓孔信息技術(shù)的應(yīng)用（二）

推進(jìn)BIM在鐵路四電工程中的應(yīng)用，圍繞牽引變電所、分區(qū)所、AT所及10KV配電所，開展基礎(chǔ)房屋、預(yù)留預(yù)埋、院落場(chǎng)坪、室內(nèi)外設(shè)備及設(shè)備間排布線纜等模型搭建及碰撞檢測(cè)、位置優(yōu)化工作，利用施工圖創(chuàng)建BIM模型，進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，展開模型碰撞檢查，旨在發(fā)現(xiàn)施工圖紙紕漏，進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工，避免現(xiàn)場(chǎng)返工，提高現(xiàn)場(chǎng)施工效率，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價(jià)值；同時(shí)利用創(chuàng)建的模型制作出可視化的技術(shù)交底，用以指導(dǎo)施工。BIM在四電工程項(xiàng)目中的應(yīng)用1信息技術(shù)的應(yīng)用（二）牽引變電所整體BIM圖配電所整體BIM圖信息技術(shù)的應(yīng)用（二）牽引變電所局部BIM圖信息技術(shù)的應(yīng)用（二）

針對(duì)鐵路四電工程、城市軌道交通工程的項(xiàng)目管理，按照建筑施工智能化、信息化要求，從技術(shù)管理、物資管理、安全質(zhì)量管理、成本管理、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控、視頻化調(diào)度指揮、GIS地圖等方面，開發(fā)了項(xiàng)目智能管理系統(tǒng)。解決信息互通共享及資料管理標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，快速進(jìn)行材料計(jì)劃提報(bào)與庫存清理，快速開具作業(yè)票并自動(dòng)生成領(lǐng)料單，實(shí)現(xiàn)快速實(shí)時(shí)工程量統(tǒng)計(jì)與清理，實(shí)時(shí)進(jìn)度報(bào)表快速生成與查詢，竣工驗(yàn)收資料自動(dòng)生成填報(bào)。項(xiàng)目智能管理系統(tǒng)2信息技術(shù)的應(yīng)用（二）項(xiàng)目智能管理系統(tǒng)公司級(jí)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)展示界面信息技術(shù)的應(yīng)用（二）項(xiàng)目智能管理系統(tǒng)移動(dòng)端工作界面信息技術(shù)的應(yīng)用（二）

本系統(tǒng)在發(fā)電機(jī)組上安裝4G物聯(lián)監(jiān)控模組，將發(fā)電機(jī)相關(guān)信息采集傳送至服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電機(jī)的智能監(jiān)控。本系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)和功能：（1）聯(lián)網(wǎng)定位：油機(jī)防盜、運(yùn)行軌跡檢測(cè)、聯(lián)網(wǎng)調(diào)度；（2）數(shù)據(jù)檢測(cè)：檢測(cè)記錄發(fā)電次數(shù)、時(shí)長(zhǎng)、運(yùn)行電壓、電流、功率及負(fù)載輸出監(jiān)測(cè)；（3）報(bào)警推送：油機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控，發(fā)生報(bào)警可以及時(shí)推送至各個(gè)權(quán)限內(nèi)的用戶；（4）多端共享：通過權(quán)限管控，在電腦和手機(jī)APP上實(shí)時(shí)查看油機(jī)狀態(tài)、發(fā)電歷史；（5）無人值守：遠(yuǎn)程控制、無需人員在現(xiàn)場(chǎng)即可完成油機(jī)啟停操作。智能油機(jī)物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)3信息技術(shù)的應(yīng)用（二）油機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)界面硬件模組信息技術(shù)的應(yīng)用（二）

智能安全帽一款由電腦、安全帽、手機(jī)、云服務(wù)器組成，并集成在項(xiàng)目智能管理系統(tǒng)中的物聯(lián)網(wǎng)安全管理系統(tǒng)。是施工現(xiàn)場(chǎng)穿戴式安全生產(chǎn)設(shè)備，是移動(dòng)的安全質(zhì)量守護(hù)之盾。在安全質(zhì)量管理中效果顯著。安全帽可通過一鍵拍照，采集照片上傳管理端，保存現(xiàn)場(chǎng)影像信息，項(xiàng)目部管理人員可通過項(xiàng)目智能管理系統(tǒng)的調(diào)度大屏或移動(dòng)手機(jī)APP實(shí)時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)施工情況，有效降低管理成本。智能安全帽4信息技術(shù)的應(yīng)用（二）智能安全帽實(shí)物安全帽后臺(tái)運(yùn)行界面二、經(jīng)驗(yàn)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)二領(lǐng)導(dǎo)重視、制度保障1

中鐵武漢電氣化局自重組成立以來，集團(tuán)公司主要領(lǐng)導(dǎo)和班子成員高度重視科技創(chuàng)新工作，始終堅(jiān)持科技是第一生產(chǎn)力，成立了以黨政主要領(lǐng)導(dǎo)為組長(zhǎng)的科技創(chuàng)新領(lǐng)導(dǎo)小組，研究決策集團(tuán)公司科技發(fā)展方向和重大科研課題。每年召開一次由主要領(lǐng)導(dǎo)主持的科技工作專題會(huì)和科技成果交流會(huì)，圍繞智能建造主要領(lǐng)導(dǎo)親自部署科技創(chuàng)新工作，指導(dǎo)科技創(chuàng)新發(fā)展方向。

不斷修訂完善集團(tuán)公司科技開發(fā)管理制度辦法，科研經(jīng)費(fèi)管理辦法，科研成果獎(jiǎng)勵(lì)辦法等。確立集團(tuán)公司重大研發(fā)項(xiàng)目由集團(tuán)公司科研預(yù)算專項(xiàng)支付，確保經(jīng)費(fèi)投入及時(shí)到位，同時(shí)，加大科技成果獎(jiǎng)勵(lì)力度，提升廣大員工科技創(chuàng)新的積極性。經(jīng)驗(yàn)總結(jié)二統(tǒng)一規(guī)劃，精準(zhǔn)發(fā)力2

在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)不斷升級(jí)的情況下，建筑工業(yè)化、數(shù)字化、智能化水平要求越來越高，已經(jīng)逐漸由價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)向技術(shù)、差異化競(jìng)爭(zhēng)，產(chǎn)業(yè)鏈整合能力、核心技術(shù)引領(lǐng)能力、工裝制造能力將成為建筑企業(yè)關(guān)鍵的競(jìng)爭(zhēng)要素。為此，集團(tuán)公司超前謀劃，針對(duì)企業(yè)中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃，提出要做到關(guān)鍵技術(shù)、信息化管理、關(guān)鍵智能裝備行業(yè)領(lǐng)先的科技發(fā)展總體規(guī)劃。確立了穩(wěn)步推進(jìn)接觸網(wǎng)腕臂自動(dòng)預(yù)配平臺(tái)、整體吊弦自動(dòng)預(yù)配平臺(tái)、隧道綜合智能作業(yè)平臺(tái)、智能放纜機(jī)器人、智能調(diào)度信息系統(tǒng)等重大課題的研發(fā)，由單個(gè)的智能化工裝向集約化智能建造轉(zhuǎn)變。經(jīng)驗(yàn)總結(jié)二加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研合作、引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)3

在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)不斷升級(jí)的情況下，建筑工業(yè)化、數(shù)字化、智能化水平要求越來越高，已經(jīng)逐漸由價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)向技術(shù)、差異化競(jìng)爭(zhēng)，產(chǎn)業(yè)鏈整合能力、核心技術(shù)引領(lǐng)能力、工裝制造能力將成為建筑企業(yè)關(guān)鍵的競(jìng)爭(zhēng)要素。為此，集團(tuán)公司超前謀劃，針對(duì)企業(yè)中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃，提出要做到關(guān)鍵技術(shù)、信息化管理、關(guān)鍵智能裝備行業(yè)領(lǐng)先的科技發(fā)展總體規(guī)劃。確立了穩(wěn)步推進(jìn)接觸網(wǎng)腕臂自動(dòng)預(yù)配平臺(tái)、整體吊弦自動(dòng)預(yù)配平臺(tái)、隧道綜合智能作業(yè)平臺(tái)、智能放纜機(jī)器人、智能調(diào)度信息系統(tǒng)等重大課題的研發(fā)，由單個(gè)的智能化工裝向集約化智能建造轉(zhuǎn)變。三、下一步發(fā)展方向下一步發(fā)展方向三開展人工智能在項(xiàng)目管理信息系統(tǒng)中的應(yīng)用研究，利用大數(shù)據(jù)和人工智能，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目管理的智能化。推動(dòng)智能化檢測(cè)設(shè)備的研發(fā)，例如基于CPII樁的智能精確定位裝置、接觸網(wǎng)