智 鵬，錢桂楓，林巨鵬

(1.中國鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司電子計算技術(shù)研究所，北京 100081；2.中國國家鐵路集團(tuán)有限公司工程管理中心，北京 100844；3.中鐵建設(shè)集團(tuán)有限公司，北京 100040)

雄安站、豐臺站和北京朝陽站等京津冀地區(qū)重點客站具有造型復(fù)雜、工程體量大、工藝工法復(fù)雜、建設(shè)難度大，工程規(guī)模大、施工作業(yè)面廣、工期緊張，專業(yè)施工相互交叉多、專業(yè)綜合性強(qiáng)，安全風(fēng)險點多、安全風(fēng)險等級高，文明施工及環(huán)水保標(biāo)準(zhǔn)要求高，施工質(zhì)量控制難度大、要求高，本工程創(chuàng)新多、技術(shù)含量高，涉及的專業(yè)分包多、人員管理協(xié)調(diào)難度大。

為了貫徹落實國鐵集團(tuán)提出的“暢通融合、綠色溫馨、經(jīng)濟(jì)藝術(shù)、智能便捷”客站建設(shè)新理念[1]，努力將雄安站、豐臺站、北京朝陽站打造成具有國際影響力的精品工程、智能客站。為此，需要積極探索客站建造全生命周期管理創(chuàng)新，創(chuàng)新應(yīng)用BIM+物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、5G、云計算、大數(shù)據(jù)等新型技術(shù)，與客站工程建造和運(yùn)營技術(shù)深度融合，通過自動感知、智能診斷、協(xié)同互動、主動學(xué)習(xí)、智能決策等手段[2-3]，構(gòu)建客站全生命周期管理體系，實現(xiàn)客站建造和運(yùn)營精細(xì)化管理、智能化提質(zhì)[4]。

1 BIM工程化創(chuàng)新應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)研究

積極探索客站建造全生命周期管理新模式，研究編制客站BIM相關(guān)技術(shù)應(yīng)用和實施標(biāo)準(zhǔn)，創(chuàng)新應(yīng)用BIM+移動互聯(lián)、5G、IOT、傾斜攝影等新技術(shù)，開展全專業(yè)、全過程采用BIM(建筑信息模型)工程化實施技術(shù)，為精品客站全生命周期建造奠定信息基礎(chǔ)。

1.1 客站BIM標(biāo)準(zhǔn)研究

參照鐵路BIM聯(lián)盟發(fā)布的《鐵路工程信息模型交付精度標(biāo)準(zhǔn)》《鐵路工程信息模型數(shù)據(jù)存儲標(biāo)準(zhǔn)》《鐵路工程信息模型分類和編碼標(biāo)準(zhǔn)》等相關(guān)BIM技術(shù)和實施標(biāo)準(zhǔn)，以及建筑行業(yè)發(fā)布的《建筑信息模型施工應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)》《建筑信息模型分類和編碼標(biāo)準(zhǔn)》等BIM技術(shù)和實施標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合鐵路客站自身專業(yè)特點和工程建造本身需求，制定了《鐵路站房信息模型技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》《建設(shè)管理平臺管理體系標(biāo)準(zhǔn)》《鐵路站房信息模型深化應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)》《鐵路站房信息模型設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》《站房施工階段BIM標(biāo)準(zhǔn)》等京津冀地區(qū)客站 BIM實施應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，明確了建造階段的模型精度、數(shù)據(jù)要求、流程等內(nèi)容，為實現(xiàn)設(shè)計向施工交付、施工向運(yùn)維交付傳遞模型提供統(tǒng)一的BIM標(biāo)準(zhǔn)體系，為BIM的全生命周期應(yīng)用提供技術(shù)支撐[5-7]。

1.2 BIM工程化技術(shù)應(yīng)用

積極探索客站建造全生命周期管理新模式，大膽創(chuàng)新應(yīng)用BIM+移動互聯(lián)、5G、IOT、VR、傾斜攝影等新技術(shù)，圍繞土建及施工策劃、結(jié)構(gòu)深化設(shè)計、裝修裝飾深化設(shè)計、樣板間深化設(shè)計、機(jī)電深化設(shè)計、三維可視化交底六大應(yīng)用場景，重點開展基于BIM的施工策劃與場地布置應(yīng)用、重大及專項方案模擬論證、裝飾深化設(shè)計應(yīng)用、裝飾樣板間模型深化、機(jī)電管線綜合排布應(yīng)用、工藝工法交底應(yīng)用等20項BIM技術(shù)核心應(yīng)用，以及基于BIM的清水混凝土，基于BIM機(jī)電設(shè)備裝配式、交互式VR虛擬仿真，基于BIM深基坑自動監(jiān)測，基于BIM高支模自動監(jiān)測，基于BIM鋼結(jié)構(gòu)自動監(jiān)測等10項創(chuàng)新應(yīng)用，為精品智能客站建設(shè)打下堅實基礎(chǔ)[8]。客站BIM工程化技術(shù)應(yīng)用示例如圖1所示。

圖1 客站BIM工程化技術(shù)應(yīng)用示例

2 建造安全質(zhì)量信息化監(jiān)測技術(shù)研究應(yīng)用

圍繞客站建設(shè)施工過程存在的重大風(fēng)險源和安全風(fēng)險隱患，廣泛應(yīng)用信息化、可視化、自動化建造技術(shù)，開展客站大體積混凝土溫控、高支模自動監(jiān)測系統(tǒng)、深基坑實時監(jiān)測、群塔吊防碰撞監(jiān)控、環(huán)境環(huán)保自動監(jiān)測、無人機(jī)全景航拍等關(guān)鍵建造技術(shù)研究及工程應(yīng)用，極大地提高了客站工程建造安全風(fēng)險和生態(tài)環(huán)保管控能力。

2.1 大體積混凝土溫度數(shù)字化實時監(jiān)測

針對大體積混凝土工程水泥水化過程中由于溫度變化導(dǎo)致混凝土開裂等質(zhì)量問題，采用自動測溫技術(shù)，準(zhǔn)確而迅速地檢測出混凝土澆筑體內(nèi)最高溫升、里表溫差、降溫速率及環(huán)境溫度變化情況，基于物聯(lián)網(wǎng)實時進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸存儲，基于BIM進(jìn)行專業(yè)數(shù)據(jù)分析、可視化顯示和預(yù)警報警預(yù)判，實現(xiàn)對保溫保濕養(yǎng)護(hù)動態(tài)分析卡控，確保各項溫度指標(biāo)可控，做到混凝土的及時養(yǎng)護(hù)，保證混凝土工程施工質(zhì)量。底板混凝土溫度監(jiān)測應(yīng)用如圖2所示。

圖2 大體積混凝土溫度監(jiān)測應(yīng)用

2.2 深基坑實時監(jiān)測與可視化監(jiān)控

對于超過一定規(guī)模的危險性較大的深基坑工程，出于安全考慮，采用BIM+自動監(jiān)測技術(shù)，實現(xiàn)對基坑各類監(jiān)測數(shù)據(jù)定時采集、統(tǒng)計匯總、專業(yè)數(shù)據(jù)分析和可視化顯示，并按照標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范對超標(biāo)結(jié)果進(jìn)行預(yù)警報警，對監(jiān)測結(jié)果及時反饋并采取相應(yīng)措施，形象直觀、快速高效地預(yù)判深基坑及周邊環(huán)境安全態(tài)勢。有效預(yù)防基坑安全風(fēng)險，達(dá)到防災(zāi)減災(zāi)的目的，全面提高深基坑信息化監(jiān)測管理水平[10]。

深基坑實時監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)如圖3所示。

圖3 深基坑實時監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)

2.3 高支模板自動監(jiān)測與可視化管理

由于站房為高大支模體系，且跨度大、荷載壓力大，為杜絕安全事故的發(fā)生，通過采用BIM+基于互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)和自動采集技術(shù)，實現(xiàn)基于BIM的高支模模板體系整體三維虛擬設(shè)計和受力分析，確保在現(xiàn)場實際工況下整體的變形、主要構(gòu)件的應(yīng)力比等滿足安全需要；基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)對模板體系的沉降、水平位移、立桿軸力、立桿傾角、支架整體水平位移等監(jiān)測數(shù)據(jù)實時采集，有線和無線及時遠(yuǎn)程傳輸，基于BIM的專業(yè)數(shù)據(jù)分析、可視化顯示、超限預(yù)警和危險報警[9]。

應(yīng)用高支模體系自動監(jiān)測信息化系統(tǒng)，提高高支模施工現(xiàn)場安全緊急響應(yīng)速度，預(yù)防高支模安全事故的發(fā)生，達(dá)到提升高支模安全管理水平的目標(biāo)。

高支模體系自動監(jiān)測架構(gòu)及監(jiān)控系統(tǒng)如圖4所示。

圖4 高支模體系自動監(jiān)測架構(gòu)及監(jiān)控系統(tǒng)

2.4 群塔吊防碰撞安全監(jiān)控

為高效組織施工，避免群塔作業(yè)出現(xiàn)的安全隱患問題，采用塔吊防碰撞系統(tǒng)，利用BIM進(jìn)行三維建模，動態(tài)模擬塔機(jī)和建筑物之間、塔機(jī)與塔機(jī)之間、塔機(jī)與材料堆場之間的位置關(guān)系，實現(xiàn)三維空間中塔機(jī)布置的合理性，達(dá)到整個塔機(jī)群作業(yè)的安全控制；利用高度、風(fēng)速、幅度、角度感應(yīng)器實時采集和監(jiān)控塔機(jī)運(yùn)行參數(shù)，實現(xiàn)塔機(jī)運(yùn)行狀態(tài)以及群塔交叉作業(yè)情況的實時監(jiān)控，并對塔機(jī)發(fā)生碰撞等安全隱患及時報警、制動控制，防止發(fā)生重大安全事故。

2.5 環(huán)境環(huán)保自動監(jiān)測

針對目前客站工程施工過程中環(huán)境監(jiān)測不到位的問題，采用自動環(huán)保監(jiān)測技術(shù)實現(xiàn)對現(xiàn)場PM2.5、PM10、噪聲、溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向等實時在線監(jiān)測，當(dāng)監(jiān)控值超過報警值時，自動觸發(fā)報警裝置和噴淋裝置，對現(xiàn)場環(huán)境采取霧化噴淋降塵措施，實現(xiàn)智能化恒流噴淋以及恒壓供水的功能，達(dá)到自動控制揚(yáng)塵治理的目的。

3 智能化裝配式建造技術(shù)研究應(yīng)用

廣泛應(yīng)用智能化建造技術(shù)，開展鋼結(jié)構(gòu)智能加工、機(jī)器人智能焊接、三維數(shù)字放樣量測，實現(xiàn)客站建造智能化提質(zhì)，使客站智能建造水平邁上新臺階；積極采用模塊化制造和裝配式集約化施工技術(shù)，進(jìn)行裝配式站臺及吸聲墻、裝配式可回收邊坡支護(hù)、深基坑綠色裝配式護(hù)坡、裝配式機(jī)電機(jī)房等建造施工[11]，實現(xiàn)了工廠化生產(chǎn)、提高了施工效率，積極實踐綠色環(huán)保降耗建造。

3.1 鋼結(jié)構(gòu)智能化建造技術(shù)研究應(yīng)用

針對鋼結(jié)構(gòu)總用鋼量大，施工穿插管理難度高等特點，通過采用BIM技術(shù)、工廠化及數(shù)字化技術(shù)，進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)三維深化設(shè)計，并將BIM模型數(shù)據(jù)與數(shù)控機(jī)床直接對接，減少了人工二次轉(zhuǎn)換的工作量，并提高了制造準(zhǔn)確性；通過激光跟蹤測量，實時掌握桿件加工精度，減小制造誤差，保證鋼結(jié)構(gòu)加工質(zhì)量。

同步基于BIM技術(shù)開展工藝工法模擬、現(xiàn)場虛擬預(yù)拼裝、整體自動提升和焊接質(zhì)量檢查等，提高鋼結(jié)構(gòu)安裝精度、施工質(zhì)量；采用智能放樣機(jī)器人，通過BIM模型中設(shè)置現(xiàn)場控制點坐標(biāo)和建筑物結(jié)構(gòu)點坐標(biāo)分別作為BIM模型復(fù)合對比依據(jù)，創(chuàng)建放樣控制點，導(dǎo)入智能放樣機(jī)器人進(jìn)行現(xiàn)場智能定位放樣，實現(xiàn)放樣施工自動化、精細(xì)化。

雄安站鋼結(jié)構(gòu)智能化建造如圖5所示。

圖5 雄安站鋼結(jié)構(gòu)智能建造

3.2 鋼筋數(shù)字化加工與智能焊接技術(shù)研究應(yīng)用

針對客站主體結(jié)構(gòu)鋼筋用量大，加工強(qiáng)度大，工作效率低下等施工問題。首先，基于BIM技術(shù)進(jìn)行鋼筋數(shù)字化建模，完成對鋼筋碰撞檢測、優(yōu)化調(diào)整、深化設(shè)計和綁扎模擬等，提前規(guī)避影響鋼筋加工的成品質(zhì)量和加工生產(chǎn)效率。

其次，研究鋼筋數(shù)字化模型與工廠加工設(shè)備接口技術(shù)，通過將可識別的鋼筋加工單導(dǎo)入鋼筋加工設(shè)備，結(jié)合研制的數(shù)控鋼筋鋸切套絲生產(chǎn)線、數(shù)控鋼筋剪切彎曲中心、數(shù)控鋼筋彎箍機(jī)等自動化設(shè)備，完成從鋼筋調(diào)直、切斷、彎鉤和彎箍等自動化加工；同時成功解決了結(jié)構(gòu)梁、柱截面中部均設(shè)凹縫造型所需的連續(xù)小尺寸彎折和框架柱陽角處造型由下向上逐漸收分、豎向鋼筋無法直通到頂?shù)纫蟆?/p>

進(jìn)一步研究應(yīng)用鋼筋網(wǎng)片焊接機(jī)、鋼筋骨架自動焊接設(shè)備，提高鋼筋網(wǎng)片和骨架焊接質(zhì)量和加工效率。

最終實現(xiàn)節(jié)約現(xiàn)場的臨時用地，達(dá)到節(jié)約投資、綠色環(huán)保。

3.3 站臺及吸聲墻集約裝配式技術(shù)研究應(yīng)用

在現(xiàn)階段鐵路客站建設(shè)中，裝配式技術(shù)尤其是混凝土裝配式建造技術(shù)尚處于起步階段。雄安站站臺吸聲墻采用預(yù)制拼裝裝配式技術(shù)，利用具有吸聲功能的裝配式復(fù)合構(gòu)件取代傳統(tǒng)現(xiàn)澆擋砟墻，在不改變原有擋砟墻整體造型的前提下，將離心玻璃棉復(fù)合于墻體中部，通過整體正立面預(yù)留密排孔洞將列車通過時產(chǎn)生的噪聲聲波引入中間離心玻璃棉內(nèi)，實現(xiàn)吸聲降噪的目標(biāo)；在安裝方面利用正面平口耳板和背面鍍鋅角鋼與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)固定，可拆性強(qiáng)，便于后期養(yǎng)護(hù)維修；采用定制加長膨脹螺栓將角鋼連接件端部與頂部穿孔鎖死，最大限度消除由于列車振動引起的墻板松動，從而提高裝配式站臺吸聲墻的整體穩(wěn)定性。

雄安站9～11站臺承軌層至站臺層裝配式站臺主體結(jié)構(gòu)和8～11站臺預(yù)制吸聲站臺墻站臺結(jié)構(gòu)形式為框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工，通過預(yù)制疊合梁、復(fù)合吸聲墻板、桁架鋼筋疊合板、SPD預(yù)應(yīng)力空心板、預(yù)制帽檐等打造了國內(nèi)首個預(yù)制裝配式站臺及吸聲板，預(yù)制率達(dá)到80%，實現(xiàn)“綠色、環(huán)保、節(jié)能”的建設(shè)理念，在客站混凝土裝配式建造方面取得了突破。

雄安站裝配式站臺及吸聲墻施工效果如圖6所示。

圖6 雄安站裝配式站臺及吸聲墻

3.4 深基坑綠色裝配式支護(hù)技術(shù)研究應(yīng)用

傳統(tǒng)的深基坑采用土釘墻支護(hù)，存在對施工現(xiàn)場環(huán)境造成污染、施工周期長、全隱患大等弊病。為此，研究采用了綠色裝配式支護(hù)技術(shù)，有效解決了上述問題，并且材料可以周轉(zhuǎn)使用，符合綠色可持續(xù)發(fā)展理念。

在土釘墻支護(hù)機(jī)理的基礎(chǔ)上，面層采用由輕質(zhì)高強(qiáng)新型混凝土、人工聚合高分子材料、高強(qiáng)度鋼材、生物材料和其他組合型材料等形成的綠色裝配式可回收面層取代噴混面層，經(jīng)過在工廠預(yù)制成標(biāo)準(zhǔn)塊件運(yùn)輸至現(xiàn)場，通過熱軋帶肋固定坡頂及坡腳處綠色裝配式面板，起固定支座作用，與面板表面的鋼絲繩共同固定坡面處綠色裝配式面板，用鋼筋連接構(gòu)件將錨釘(土釘)連接成一個整體的綠色裝配式土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)。實現(xiàn)能耗低、污染小、節(jié)省材料、綠色節(jié)能環(huán)保，有效防止膨脹土膨脹的目標(biāo)，克服了因傳統(tǒng)土釘墻支護(hù)剛性連接的局限性。

北京朝陽站深基坑綠色裝配式支護(hù)如圖7所示。

圖7 北京朝陽站深基坑綠色裝配式支護(hù)

3.5 機(jī)電設(shè)備及管線數(shù)字化建造技術(shù)研究應(yīng)用

機(jī)電設(shè)備及管線安裝工程是客站工程的重要組成部分，所牽扯的范圍十分寬泛，錯綜復(fù)雜，子系統(tǒng)眾多，對人工勞動力嚴(yán)重依賴，施工作業(yè)效率普遍低下，原材料消耗大，環(huán)境污染嚴(yán)重；采用數(shù)字化、可視化和虛擬仿真技術(shù)提升整體機(jī)電建造的技術(shù)水平和工程質(zhì)量具有重要意義。

充分結(jié)合BIM技術(shù)，對機(jī)電設(shè)備及管線進(jìn)行深化設(shè)計，開展機(jī)電各專業(yè)間及與結(jié)構(gòu)間的碰撞檢查和安裝工序模擬優(yōu)化，科學(xué)、合理布置設(shè)備及管線，預(yù)防工序沖突，避免出現(xiàn)返工等問題；運(yùn)用 BIM 技術(shù)生產(chǎn)機(jī)電系統(tǒng)單元預(yù)制加工清單和可識別的加工圖紙信息列表，通過研究完善預(yù)制加工軟件提高機(jī)電系統(tǒng)單元工廠數(shù)字化預(yù)制加工能力。

基于二維碼等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行設(shè)備及管線生產(chǎn)、運(yùn)輸、堆場、安裝的數(shù)字化分揀，實現(xiàn)精準(zhǔn)智能、簡便有效的數(shù)字化裝配管理模式[12]。

研究運(yùn)用BIM與三維激光掃描融合技術(shù)進(jìn)行機(jī)電設(shè)備及管線數(shù)字化現(xiàn)場結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)復(fù)測，通過實際測繪數(shù)據(jù)與BIM模型數(shù)據(jù)的精確對比，確保模型與現(xiàn)場實物的一致；并結(jié)合施工組織、施工方案和安裝工序進(jìn)行工廠機(jī)電單元虛擬預(yù)拼裝、重點區(qū)域安裝運(yùn)輸路線及施工工序仿真模擬和機(jī)電系統(tǒng)調(diào)試虛擬仿真及數(shù)字化安裝；運(yùn)用數(shù)字化實現(xiàn)機(jī)電設(shè)備安裝精細(xì)化進(jìn)度管理、在線數(shù)字化質(zhì)量控制、可視化安全監(jiān)控管理。

最終實現(xiàn)降低建造成本、提高工作效率、提升工程質(zhì)量和整體建筑品質(zhì)等，最大程度地提高建筑使用空間和滿足用戶的使用要求，達(dá)到降本增效的目的。

機(jī)電設(shè)備及管線裝配式安裝如圖8所示。

圖8 機(jī)電設(shè)備及管線數(shù)字化加工及裝配式安裝

4 數(shù)字化建設(shè)施工管理關(guān)鍵技術(shù)研究應(yīng)用

首次研發(fā)應(yīng)用了客站GIS+BIM建造一體化管理平臺和數(shù)字化綜合監(jiān)控中心，打造施工透明、數(shù)據(jù)真實、過程可控、質(zhì)量可溯的“智慧工地”，實現(xiàn)客站建造過程中進(jìn)度、質(zhì)量、安全、物資、投資的數(shù)字化、精細(xì)化管理。

4.1 建造一體化管理平臺關(guān)鍵技術(shù)研究應(yīng)用

針對客站樞紐建設(shè)單位項目管理工作界面復(fù)雜、與項目參與方信息不對稱、建設(shè)進(jìn)度管控困難等一系列問題，首次研發(fā)京津冀客站工程建設(shè)管理BIM平臺。

基于GIS一張圖多方位、多角度、多層次建設(shè)信息綜合管理，實現(xiàn)建設(shè)輔助決策支持；以施組管理和關(guān)鍵線路的節(jié)點控制為目標(biāo)，基于電子施工日志、施組計劃實現(xiàn)客站工程三維形象進(jìn)度管理；實現(xiàn)對客站工程危大風(fēng)險源識別、過程管控、處理閉環(huán)的“一圖四表”進(jìn)行全方位風(fēng)險管理，工程特殊部位安全管理關(guān)鍵風(fēng)險點實時監(jiān)控量測；基于實驗室、拌合站等原材料質(zhì)量控制，檢驗批的質(zhì)量檢驗管理，工程影像資料的隱蔽工程質(zhì)量管控?？驼窘ㄔO(shè)管理一體化平臺主界面如圖9所示。

圖9 客站建設(shè)管理一體化平臺

最終積極探索實現(xiàn)客站建造過程中進(jìn)度、質(zhì)量、安全、投資的精細(xì)化管理水平和智能化建造提質(zhì)，提高管理效率和降低管理成本。

4.2 綠色智慧工地系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究應(yīng)用

整合物聯(lián)監(jiān)測和項目智慧化管理，圍繞客站“進(jìn)度、勞務(wù)、物料、設(shè)備、監(jiān)控、調(diào)度”六大應(yīng)用場景，依托客站工程施工過程，進(jìn)行空間數(shù)據(jù)和時間維度信息的多方位一體化整合，構(gòu)建施工信息管理系統(tǒng)。

實現(xiàn)客站施工三級節(jié)點三維進(jìn)度精細(xì)管理，基于人臉識別實名制考勤管理和現(xiàn)場人員動態(tài)監(jiān)控，基于RFID和二維碼等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)混凝土、鋼筋、周轉(zhuǎn)料等主要物資準(zhǔn)確管理，基于自動監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)實現(xiàn)塔吊監(jiān)控、基坑監(jiān)測、電子巡更、能耗監(jiān)測等監(jiān)控預(yù)警管控，基于信息化技術(shù)實現(xiàn)對實驗室、拌合站等關(guān)鍵原材料的質(zhì)量動態(tài)監(jiān)控，施工大型設(shè)備集中監(jiān)控管理和統(tǒng)一調(diào)度，工程進(jìn)度質(zhì)量及時遠(yuǎn)程掌握，資料圖紙有序便捷等。

最終，實現(xiàn)各參與方協(xié)同高效工作，實現(xiàn)對客站施工人、機(jī)、料、法、環(huán)的全方位監(jiān)控，變被動“監(jiān)督”為主動“監(jiān)控”，有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)方法和技術(shù)在監(jiān)管中的缺陷[13]。

5 運(yùn)營維護(hù)智能化技術(shù)研究應(yīng)用

創(chuàng)新應(yīng)用信息化、智能化技術(shù)，開展電子客票、站內(nèi)導(dǎo)航、綜合顯示、語音廣播、求助查詢、綜合換乘、站臺安全門防護(hù)等系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究應(yīng)用，為旅客提供出行及安全通行智能便捷；研發(fā)智能大腦、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測、機(jī)電設(shè)備與能源管理等智能化系統(tǒng)，實現(xiàn)車站智能管理、建筑機(jī)電設(shè)備節(jié)能管控和車站結(jié)構(gòu)物服役狀態(tài)綜合預(yù)判。

5.1 車站智能大腦關(guān)鍵技術(shù)研究應(yīng)用

圍繞客運(yùn)乘降組織，客運(yùn)、行包及高鐵快運(yùn)作業(yè)等業(yè)務(wù)，提供人員自動排班、任務(wù)分發(fā)、到崗監(jiān)控、作業(yè)卡控、執(zhí)行反饋和客運(yùn)工作量統(tǒng)計等功能，提升客站作業(yè)管控能力，保證服務(wù)質(zhì)量和安全生產(chǎn)。

利用5G、物聯(lián)網(wǎng)、語音廣播、標(biāo)識引導(dǎo)、綜合顯示等技術(shù)構(gòu)建智能旅客服務(wù)系統(tǒng)，提供全面、及時、準(zhǔn)確的旅行信息服務(wù)，為旅客提供安全、溫馨、便捷的旅行服務(wù)[16]。采用智能視頻監(jiān)控分析技術(shù)，實現(xiàn)客站越界入侵檢測、人群密度估計、人流態(tài)勢檢測等分析功能，提升了車站管理的智能性和便捷性。

5.2 電子客票關(guān)鍵技術(shù)研究應(yīng)用

利用圖像識別、人機(jī)工程等技術(shù)構(gòu)建電子客票系統(tǒng)，為旅客提供購票、進(jìn)站、檢票、退票全程電子客票服務(wù)，改善售取票、進(jìn)出站體驗，為旅客提供無紙化、自助化的出行服務(wù)；將檢票乘車功能和實名核驗功能整合，實現(xiàn)人證票一致性核驗和開檢車次、票種等驗檢融合服務(wù)，節(jié)約服務(wù)人員，減少核驗環(huán)節(jié)，提升服務(wù)質(zhì)量，減少車站運(yùn)營成本；實現(xiàn)客票收入管理、值班監(jiān)控、計劃統(tǒng)計、綜合查詢等車站客票綜合管理功能[14-15]。

5.3 機(jī)電設(shè)備監(jiān)控與能源管理關(guān)鍵技術(shù)研究應(yīng)用

利用建筑智能化技術(shù)構(gòu)建建筑設(shè)備與能源管理系統(tǒng)，依據(jù)環(huán)境參數(shù)及各類傳感器采集的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對車站空調(diào)通風(fēng)、室內(nèi)給排水、電扶梯、能源管理、智能照明等的集中管理；通過能源數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)，實現(xiàn)能耗的動態(tài)監(jiān)測、能耗分析、報表統(tǒng)計、措施建議及圖形展示等功能[17]；最終通過數(shù)據(jù)的積累，運(yùn)用大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術(shù)，依托客站大腦對列車到發(fā)、人流密度、氣候環(huán)境、作業(yè)時間等信息實時分析，對照明、電梯、空調(diào)通風(fēng)等進(jìn)行合理控制，實現(xiàn)對雄安站、北京朝陽站高大空間、候車廳、車站交換層、站臺層等區(qū)域節(jié)能優(yōu)化和能效科學(xué)管理，降低建筑總體能耗，提升旅客候乘環(huán)境。

機(jī)電設(shè)備監(jiān)控與能源管理系統(tǒng)應(yīng)用效果如圖10所示。

圖10 機(jī)電設(shè)備監(jiān)控與能源管理系統(tǒng)

5.4 客站結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測關(guān)鍵技術(shù)研究應(yīng)用

針對雄安站和北京朝陽站承軌層、屋蓋、高架層、幕墻結(jié)構(gòu)等不同區(qū)域結(jié)構(gòu)風(fēng)險，構(gòu)建結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)，對站房重要結(jié)構(gòu)部位進(jìn)行實時監(jiān)測，積累原始數(shù)據(jù)，輔助了解施工后的結(jié)構(gòu)變化；實時獲取結(jié)構(gòu)當(dāng)前環(huán)境下相關(guān)結(jié)構(gòu)信息的變化，實時監(jiān)控結(jié)構(gòu)的整體行為，對結(jié)構(gòu)的內(nèi)力變化、損傷位置和程度進(jìn)行診斷，預(yù)測站房結(jié)構(gòu)的性能變化，實時掌握結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)與健康狀況；通過累計監(jiān)測，核實復(fù)雜結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)力與實際情況的一致程度，對結(jié)構(gòu)的服役情況、可靠性、耐久性和承載能力進(jìn)行評估，為結(jié)構(gòu)的日常保養(yǎng)和管理提供參考；為結(jié)構(gòu)在突發(fā)事件下或結(jié)構(gòu)使用狀況嚴(yán)重異常時積累歷史數(shù)據(jù)，當(dāng)結(jié)構(gòu)狀態(tài)存在安全隱患時及時提供預(yù)警[18-20]。

最終實現(xiàn)對結(jié)構(gòu)的使用情況、可靠性和承載能力進(jìn)行評估，為站房投入運(yùn)維階段提供必要的安全運(yùn)維的保障。

6 結(jié)論

在國鐵集團(tuán)提出的“暢通融合、綠色溫馨、經(jīng)濟(jì)藝術(shù)、智能便捷”客站建設(shè)新理念的指引下，針對京津冀地區(qū)重點客站建造過程存在的一些管理難題和技術(shù)應(yīng)用難點，深入研究BIM、移動互聯(lián)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、5G等新技術(shù)與客站工程建造技術(shù)深度融合，開展客站建造BIM工程化應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)和關(guān)鍵創(chuàng)新應(yīng)用點、施工重大危險源和安全風(fēng)險信息化監(jiān)控監(jiān)測、鋼結(jié)構(gòu)智能加工、機(jī)器人智能焊接、三維數(shù)字放樣量測、裝配式站臺及吸聲墻、建造一體化數(shù)字化管理平臺、綠色智慧工地系統(tǒng)以及運(yùn)營維護(hù)數(shù)字化智能化等關(guān)鍵技術(shù)研究，并結(jié)合雄安站、北京朝陽站、清河站等進(jìn)行工程全面試點應(yīng)用和應(yīng)用效果總結(jié)，全面提升京津冀地區(qū)重點客站建設(shè)和運(yùn)營信息化、智能化、精益化水平，為將雄安站、北京朝陽站等京津冀重點客站打造成具有國際影響力的精品工程、智能客站奠定了基礎(chǔ)。

下一步將繼續(xù)圍繞客站建造全生命周期管理理念，積極創(chuàng)新客站建造管理新模式和新方法，深入研究應(yīng)用5G、數(shù)字孿生、區(qū)塊鏈等新技術(shù)，全面承載客站勘察設(shè)計信息，持續(xù)集成工程建設(shè)數(shù)據(jù)，通過數(shù)字化交付貫穿運(yùn)維管理，實現(xiàn)客站建造全生命周期信息化、數(shù)字化和智能化提質(zhì)，積極推動鐵路客站高質(zhì)量發(fā)展。