北京朝阳站施工信息化建设研究

付孔亮，张少南

（1. 中铁建设集团有限公司北京中铁建建筑科技有限公司，北京 100166；2. 中铁建设集团有限公司基础设施事业部，北京 100040）

0 引言

北京朝阳站是中铁建设集团有限公司（简称中铁建设）的重点工程，承担着落实中铁建设智能建造的任务，同时为了迎合中国国家铁路集团有限公司智能客站的指导思想，北京朝阳站信息化建设必须有高度、有亮点，北京中铁建建筑科技有限公司（简称建筑科技公司）作为中铁建设信息化工作的“落地”单位，积极参与北京朝阳站信息化建设工作，研发北京朝阳站智慧建造云平台，该平台在北京朝阳站项目运行良好，并获得行业及上级单位的认可。

1 项目概况

北京朝阳站站房总面积18.3 万m2，雨棚及上盖停车结构建筑面积6.2 万m2，配套生产生活房屋共计20 000 m2。项目地处北京市朝阳区五环路内，是京哈高速铁路（简称京哈高铁）的重要组成部分，主要承担京哈高铁始发终到和京张、京沪、京包等高速铁路的通过作业。

北京朝阳站项目现场施工作业场地较大但可用空间狭小，信息化硬件设施布置难度较大，对北京朝阳站整个信息化系统设备部署要求较高。

在中铁建设信息部、北京朝阳站项目部和建筑科技公司共同努力下，北京朝阳站信息化建设最终确立“一个平台、五大终端、六智融合”的总体框架（简称156信息系统），即：北京朝阳站智慧建造云平台（1个平台）；物联端、电脑端、手机端、大屏端、微信端（5个终端）；智能进度、智能劳务、智能物料、智能场区、智能监测、智能调度（6 种智能融合）。该系统通过物联网技术对施工项目“人、机、料、法、环”各环节进行有序管控。

2 信息化建设

2.1 “一个平台”

北京朝阳站智慧建造云平台是基于多层级协作统管的“智慧工地”全过程管理云平台，平台采用物联网、云计算、BIM 等信息化前沿技术，将“智能、高效、绿色、精益”的理念植于信息化设计与实践，将智慧工地云平台打造成智能化时代建筑工地综合管理平台，促进施工现场信息化水平再上新台阶。

目前，铁路行业施工云平台大多没有BIM模型挂接功能，仅有少数平台挂接BIM软件，只能实现简单的模型查看功能。北京朝阳站智慧建造云平台将北京朝阳站BIM 与GIS 模型完美融合，体现于平台主页面，具有BIM模型构件参数查看、构件简单编辑、BIM模型拆分、模型自主漫游、模型剖切等功能，是目前市面上任何一款施工云平台不具备的功能，处于建筑行业信息化领先地位［1-4］。北京朝阳站智慧建造云平台主页面见图1。

图1 北京朝阳站智慧建造云平台主页面

2.2 “五大终端”

“五大终端”具体功能：（1）物联端。通过劳务实名制、视频监控和地磅等底层物联网设备，采集施工现场人员、物资等数据。（2）电脑端。在电脑Web 端进行数据的展示和录入。（3）手机端。在手机APP 进行施工现场数据的展示和录入。（4）大屏端。在智慧展厅大屏上进行数据集中展示。（5）微信端。通过与微信小程序的集合，将施工现场的一些人员、设备数据在北京朝阳站项目微信群里自动推送。

2.3 “六智融合”

（1）智能进度。自主研发三级节点爆灯管理系统，对项目施工进度节点进行三级管控。其中，一级节点5个，由中铁建设关注；二级节点20个，由分公司关注；三级节点88个，由项目部关注。通过该系统，可直观了解现场施工进度，更好地把控施工进度，出现偏差时可有效纠偏，实现进度管理智能化。智能进度有效地保证了北京朝阳站项目进度按时履约。智能进度界面见图2。

图2 智能进度界面

（2）智能劳务。采用中铁建设标准化产品，在施工现场南门安装1套两通道劳务实名制系统，在生活区门口安装1套四通道劳务实名制系统，通过施工现场局域网对2套劳务实名制系统数据进行同步，实现数据互通；同时，在项目部安全室安装1 套人员信息录入系统，进行信息录入。通过云平台，每个工人生成1个二维码，扫描二维码即可了解该工人详细信息。通过智能劳务，管理人员可清楚了解工人员姓名、进出场时间、工种、分包队伍、在场时长等信息，掌握现场劳务情况，并通过生成考勤记录，加强项目劳务管理，避免恶意讨薪情况发生。智能劳务界面见图3。

图3 智能劳务界面

（3）智能物料。在施工现场南门安装1 套地磅系统，将每天的过磅数据上传至云平台，经过数据分析并与运单数据对比，使管理人员详细掌握进场物资信息，加强现场物资管控。智能物料界面见图4。

图4 智能物料界面

（4）智能场区。智能场区模块主要包含施工现场全景展示、航拍视频、大型设备管理及图纸查看等功能。如大型设备管理功能，管理人员可进行大型设备的使用申请、状态实时查询等操作，有利于加强设备管理、提升设备使用效率。智能场区界面见图5。

图5 智能场区界面

（5）智能监测。智能监测模块主要包含电子巡更、智能旁站、塔吊监测、基坑监测、全过程视频记录和智能水电表监测等功能。通过在塔吊上安装智能监测系统并与云平台对接，可清楚查看每台塔吊的运行情况，如塔吊的吊装质量、幅度、转角、高度、力矩、负荷比、风速等，在塔吊或塔群出现碰撞风险时，驾驶室内终端机自动报警，提醒塔司及时制动，避免事故发生；通过在深基坑周边布置基坑监测系统，实时查看各监测点位移情况，超出预警值时及时报警，保证基坑安全；通过智能水电表，实时监测各区域水电使用情况，实现节能。智能监测界面见图6。

图6 智能监测界面

（6）智能调度。智能调度模块主要包含现场视频监控模块和罐车GPS 模块。在北京朝阳站项目施工现场相邻某小区8 号楼楼顶安装2 台远距离高清摄像头，1 台用于实时观看现场施工全貌，1 台用于定点监控，实时记录现场施工过程，且每隔1 h保存1张现场照片，用于后期项目生长视频制作；在施工现场主要部位安装20 台摄像头，可远程查看现场情况。罐车GPS 模块通过与搅拌站罐车GPS 系统对接，将搅拌站罐车位置信息对接至云平台，管理人员通过云平台实时查看罐车位置，避免出现由于混凝土罐车迟迟不到，导致施工现场混凝土浇筑工人由于等待时间过长，情绪较大情况发生。智能调度界面见图7。

图7 智能调度界面

3 难点分析及思考

3.1 施工现场环境复杂，网络环境不稳定

网络是信息化建设的基础，由于施工现场基本为临时设施，拆改情况时有发生，可能造成现场不具备铺设光纤或网线条件，而改用无线网络通信。另外，项目施工场区面积过大，也给网络环境增加了不稳定因素。

在北京朝阳站项目需要网络传输的硬件设备中，大部分区域不具备铺设光纤或网线条件，只能采用无线网络通信。通过前期策划，发现利用在施工现场相邻小区楼顶安装无线对射设备，将网络信号中继给施工现场大门、塔吊、生活区等位置，可搭建施工现场内部局域网，实现通信。

结合建筑科技公司信息化建设项目案例，由网络原因导致系统故障引起的项目投诉占比最高，约占总投诉量的65%，这要求智慧工地企业亟须研制出适用于施工现场复杂环境下稳定高效传输数据的无线设备，提高智慧工地产品稳定性，促进信息化发展。对于在施项目的信息化建设，要提前咨询信息化服务单位，统筹规划项目网络布局，找到最合理的网络解决方案。

3.2 对信息化工作重视程度不高

在施工项目管理中，关注重点多落在对施工进度、质量及安全有直接影响的环节，如人员、物资、设备等，对于信息化建设工作的重视程度不高。对于信息化建设，甲方一般没有专项资金投入，多由施工总包单位承担，导致信息化建设资金投入较少。但是，信息化建设对于提高施工项目科学管理、提升企业形象的突出作用越发明显，这要求逐渐转变项目管理对信息化工作的固有认识。以北京朝阳站项目为例，作为中铁建设的“一号工程”，对外承担着与丰台站、雄安站等大型站房同台打擂的任务，项目部通过信息化建设取得中国国家铁路集团有限公司相关领导认可，提升公司形象，有助于后续大型项目承揽；对内其科学管理水平、项目管理能力对中铁建设其他项目具有“风向标”的借鉴意义。

在后续工作中，可通过一些重点项目（如北京朝阳站项目信息化建设），加大宣传力度，组织系统内观摩，总结信息化工作对项目管理的实际意义，提升行业对信息化工作的关注度，促进信息化发展。

3.3 信息化行业整体发展水平不足

建筑行业信息化发展起步较晚，目前仍处于摸索阶段。近几年，行业内涌现出大量“智慧工地”产品企业，也出现了许多服务于施工项目的智慧工地软硬件产品，但大多未经实践检验，产品性能、质量仍需完善［5-7］。同一类型产品，因生产厂家不同，软硬件适配性参差不齐；缺乏统一的行业标准，不利于信息化工作的推广和普及；一些专注于智慧工地产品研发和制造的企业，不了解建筑行业施工项目实际情况，导致其产品实用性较差。信息化行业整体发展水平不足，造成提供智慧工地全系服务的企业，在硬件资源整合、软硬件对接等过程中存在极大阻力。尤其北京朝阳站这类大型项目，信息化工作要求细、标准高、模块多，将众多模块集成于1个智慧建造云平台，对企业软硬件集成能力要求极高。基于此，建筑科技公司将积极配合行业协会，尽快出台一系列应用标准，严格要求企业产品质量，对智慧工地产品形成标准化模式，形成良好的行业导向，促进行业内产品标准化进程，进而推动建筑行业信息化高速发展。

4 结束语

北京朝阳站智慧建造云平台经过数月的改进完善，现已正常运行，所有功能基本从项目管理真实需求出发，真正为项目管理服务，通过智能化的手段服务于项目建设，保证施工进度、安全、质量、成本等目标实现，真正践行中铁建设智慧建造的发展理念，在服务于项目管理的同时，提升企业形象，以期为类似大型项目的信息化建设提供参考。