盾構施工精準信息化管理平台應用檢視原始碼討論檢視歷史

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盾構施工精準信息化管理平台應用盾構施工精準信息化管理平台採用GIS及BIM信息技術、4/5G、工業WIFI、UWB超寬帶無線通信技術、點式及分布式傳感器技術，具有實現盾構設備參數智能監控及數據分析預警、人員設備定位跟蹤及應急救援、結構服役狀態實時自動化感知及預警功能，目前已應用於大連、徐州、深圳、北京等地的地鐵工程，累計經濟效益超過2000萬元，為基礎設施安全順利開展提供信息化技術支撐，可應用於城市軌道交通工程建設項目、鐵路工程建設項目、市政管道項目以及其他地下基礎設施工程。

一、案例簡介

盾構施工精準信息化管理平台包含盾構智能監控系統、人員精準定位系統、隧道實時監測系統三個系統，通過應用GIS、AD0數據、輕量化BIM信息技術；4/5G、工業WIFI、UWB超寬帶無線通信技術；隨身穿戴設備、點式傳感器、分布式光纖傳感器等物聯網感知技術；B/S、AD0、數據趨勢分析等大數據技術，實現盾構設備參數實時監控、人員設備定位跟蹤、結構服役狀態實時感知及預警等功能，從人、機、料、法、環幾個方面解決大型機施工現場管理難題，提升設備施工效率、提高管理水平。

本信息化平台具有盾構施工數據信息、人員設備信息、結構服役狀態信息遠程實時傳輸、施工現場視頻可見、數據趨勢分析、風險提示、預警等功能，具體系統運營維護成本低、數據傳輸實時性高、定位精度高覆蓋距離遠、布置位置靈活、自動化程度高等特點，可應用於城市軌道交通工程建設項目、鐵路工程建設項目、市政管道項目以及其他採用盾構法施工的項目。

二、案例背景介紹

1、盾構施工現狀分析

對於目前盾構行業施工管理上存在以下問題：①部分管理人員對盾構施工管理經驗不足，沒有相關成功經驗可取；②由於盾構機分散於全國各地，故不同施工單位使用情況也各不相同，所以會加大對其的管理難度；③因無法了解盾構施工的實時狀態，故對其安全風險的管理會存在漏洞；④儘管目前盾構施工信息化程度較高，但對於業主的管理而言，還是達不到信息共享的效果。

2、案例背景簡介

本信息化案例背景為大連地鐵5號線工程區間隧道施工以盾構法為主，盾構區間上下線合計36313m，全線投入了13台各式盾構機，最長的區間長達3341.837m，全線涉及上軟下硬地層、岩溶地層、富水地層等多種不良地質條件，具有施工難度大、周邊環境複雜、施工風險高，管理困難等難點。

3、解決問題

通過信息技術、互聯網技術、物聯網技術、傳感器技術，實現盾構施工過程中盾構實時施工狀態、人員實時位置及軌跡、隧道結構實時健康狀態實時控制，減小掘進控制不當、大型機械設備傷害、人員傷害、隧道結構破壞風險，提升隧道施工安全管理水平。

三、案例應用詳情

1、總體技術框架

本案例採用一個集群平台、三個子系統、多個管理模塊，通過GIS、輕量化BIM信息技術；4/5G、工業WIFI、UWB超寬帶無線通信技術；隨身穿戴設備、點式傳感器、分布式光纖傳感器等物聯網感知技術；B/S、AD0、數據趨勢分析等大數據技術，實現盾構設備參數實時監控、人員設備定位跟蹤、結構服役狀態實時感知等功能，從人、機、料、法、環幾個方面解決大型機施工現場管理難題，提升設備施工效率、提高管理水平。

2、關鍵技術應用詳情

盾構施工精準信息化管理平台包含盾構智能監控系統、人員精準定位系統、隧道實時監測系統三個系統。

（1）盾構智能監控系統

盾構智能監控系統實現基本功能：①設備數據遠程實時監控；②平面圖、縱斷面圖實時展示盾構機位置、所處地質及風險信息；③風險管理；④施工過程關鍵參數預警報警；⑤施工進度匯總分析；⑥視頻監控；⑦隱患排查；⑧手機APP。附加功能：①施工及設備維護記錄及設備問題查找；②監測測量、監測預警及安全評估管理報告管理；③工程質量管理；④盾構機施工歷史統計；⑤事故案例及知識庫，培訓功能；⑥通訊數據異常顯示；⑦統計報告；⑧自動生成掘進評估報告；⑨方案、交底、檢查記錄等文檔。

（2）人員精準定位系統

實現對現場施工設備、人員的實時定位，有效獲取①實時軌跡顯示，歷史軌跡存儲與回放；②電子圍欄報警；③區域統計與電子點名；④自動考勤與工時統計軟件；⑤自動化巡檢任務規劃，及時發現遺漏異常行為，實現自動化監管設施聯合動作，提高應急響應速度和事件的處置速度，形成人管、技管、物管、聯管、安管五管合一的立體化管控格局，變被動式管理為主動式智能化管理，有效提高施工現場的管理水平和管理效率。

（3）隧道實時監測系統

本系統基於先進的點式傳感器和分布式傳感器，可對地下設施地層土壓力、地層滲壓力、結構鋼筋應力、混凝土應變、鋼筋混凝土結構鏽蝕腐蝕、結構振動、結構位移及變形、結構溫度濕度等內容進行實時監測。本系統由點式/分布式傳感器、RTU數據採集模塊、無線/有線傳輸模塊、數據處理服務器和軟件平台組成，具有如下功能：①監測數據自動採集、傳輸、記錄、統計分析功能；②監測數據人工上傳及覆核；③結構狀態智能判斷及預警功能；④可以與其他信息化系統關聯。

四、創新性與優勢

盾構施工精準信息化管理平台由3個系統組成，分別實現盾構機掘進實時監控、人員機械設備實時定位、隧道結構服役狀態監測，即可作為集群管理系統組合使用，也可作為獨立系統進行應用。

盾構智能監控系統，實現了多台盾構機集中監控，具有如下特點：①採用ADO技術訪問數據庫，避免了在盾構機行額外安裝數據採集服務器。②系統不依賴額外的數據採集器及專用網絡，僅需普通ADSL寬度即可工作，系統運營維護成本低。

人員精準定位系統，具有如下特點：①UWB定位技術定位精度高，可達到分米級定位、設備覆蓋距離遠；②多種移動終端類型，如安全帽內置式、胸卡式、腕帶式、車載式；③具有聲音播報、閃燈提醒多種自動提醒模式。

隧道實時監測系統，基於先進的點式傳感器和分布式傳感器，特點如下：①具有布置位置靈活、自動化程度高、服役耐久性良好、數據實時性高、可基於臨時網絡或既有4G/5G公用網絡或工業WIFI內網；②可應用於地下設施施工階段的監測或設計優化和運營階段長期監測。

五、案例應用效益分析

系統自2018年下半年在大連地鐵5號線工程正式運行後，已平穩運行3年時間，累計接入大連地鐵5號線盾構機30台次，提升盾構施工效率。本信息化平台創新的實現了盾構機掘進數據不依靠新增盾構機硬件設備實時穩定傳輸盾構機參數、應用低能耗UWB技術實現精準定位、通過點式分布式監測傳感器實時監測隧道結構服役狀態，通過信息技術、物聯網、互聯網技術應用，提高盾構施工信息化管理水平，本信息化平台達到國內行業領先水平，已推廣至深圳地鐵、北京地鐵、徐州地鐵工程等。