青岛地铁工程渣土全周期智能管控平台的建设与实践

文：青岛地铁集团有限公司，青岛青铁环保科技有限公司

地铁工程建设产生大量的工程渣土，需通过运输单位运至合规备案的消纳场或资源化利用企业。由于工程渣土被归为建筑废弃物，易忽视其资源化利用价值，地铁大体量工程建设场景带来的经济效益往往不被重视。本文介绍了工程渣土全周期智能管控平台的建设需求、建设目标、建设方案、实施内容及初步效果，预期形成一套可复制推广的工程渣土、建筑废弃物产业化经营解决方案。

地铁工程建设产生大量的工程渣土，需通过运输单位运至合规备案的消纳场或资源化利用企业。由于工程渣土被归为建筑废弃物，易忽视其资源化利用价值，地铁大体量工程建设场景带来的经济效益往往不被重视。运用“大经营”思维，搭建青岛地铁工程渣土产业化经营平台，一是破解渣土运输处置不好管、管不好的尴尬局面，进一步加强渣土运输管理水平；二是借助国家、省、市政策利好，创新管理模式、转变经营思路，形成渣土运输处置产业化运作，促进我市资源化利用产业协同发展；三是建立青岛地铁模式下的产业数字化供应链体系，将经济价值较高的工程渣土进行分选，作为砂石资源开展工程自用或根据市场价格对外出售，实现国有资源保值增值。

一、建设需求

（一）市场化经营

青岛地铁三期规划线路工程已于2021 年12月底开工，三期工程共计7 条线路，线路规模139 公里，涉及青岛地铁三期规划线路工程，预估出土量在3100 万方，其中产生素填土、杂填土等约932 万立方米。

为用好渣土运输处置场景，形成产业化发展，必须实现运输与资源化利用收益分离。运输企业只负责将地铁渣土拉运至指定卸点，按实际运距赚取运输费用。为保证产业可持续发展，杜绝运输企业倒卖工程渣土，根据实际调整运输价格，使参建各方“有利可图”，形成良性市场循环，保证渣土运输处置各环节合法合规，通过信息化进行流程再造，通过智能化技术进行实时监督，通过集约化手段进行统一调配。

为实现加快现代化信息技术与产业深度融合，促进生产智能化、经营网络化、服务精确化；打造全市建筑垃圾资源化利用的产业服务平台，融合建筑垃圾资源化利用上下游产业；汇聚互联网服务创新的生态产业集群，形成以信息化为创新要素的建筑垃圾循环经济发展新生态的目标。

在加强建筑垃圾资源化利用生产线工业互联网创新赋能的同时，积极探索和打造以高新技术为核心的生产监督管理平台，对生产线入料、除土、破碎、筛分、除杂、输送、分离、骨科强化、再生微粉等生产工艺全周期进行管理。以自动化技术代替人工，降低管理成本；以AI 技术进行半成品原材料的分析，提升生产效率；以大数据、云计算技术综合分析、追溯再生产品的市场流向，推动市场运营。

（二）加强管控

青岛市建筑垃圾运输车市场呈现出“小、散、弱、低、乱”特点，即规模小、分布散、能力弱、门槛低、管理乱。行业的无序竞争带来无序生产从而导致乱象丛生。青岛地铁作为建设单位，根据《青岛市建筑废弃物管理办法》相关规定，在工程渣土运输过程中负有管理责任。

目前地铁工程渣土由土建总包单位通过招投标方式确定运输单位并签订专业分包合同，运输单位将渣土运至资源化利用企业或消纳场地。线路公司按照月度工程量计量支付总包单位渣土挖运费用，总包单位根据分包合同约定向渣土运输单位支付渣土运输费用。在渣土运输处置利益链条中，运输单位是最直接的获利者。一方面赚取运输费用，同时将石渣等附加值较高的材料运输至资源化利用企业后，赚取材料费用。在利益驱使下，部分运输单位私自将砂石类渣土倒卖至出价更高的非法石子厂，将土、泥类渣土拉运至收费更低的非法卸点，导致出现渣土私拉乱倒等违规现象。

（三）体系建设

围绕平台建设目标，需通过政策法规与设施建设形成平台建设与实施的支撑体系：一是通过政府主导，建立健全建筑垃圾资源化利用政策法规，建立特许经营模式；二是市场运营，以市场需求为导向，建立工程渣土资源化利用综合示范基地；三是将再生产品列入地铁绿色建材目录和政府采购目录，在地铁施工建设项目以及政府市政工程如城市道路、河道、公园、广场等，积极推广再生产品的应用。最终实现惠民利民，多方共赢的局面，推动青岛市资源化利用产业链绿色健康发展。

二、建设目标

青岛地铁施工过程中，工程渣土主要类型分为三种：一是利用价值低，可直接用于回填的素填土类；二是利用价值高，可直接通过分拣进行利用的砂石骨料（河沙、细沙、中微花岗岩等）；三是因盾构施工工艺产生的盾构泥浆，通过源头处理可以筛分加工产生砂石骨料。

青岛地铁工程渣土全周期智能管控平台项目（以下简称本项目）重点围绕解决地铁工程渣土资源化利用难点、痛点问题，保障工程进度，提升工程渣土市场资源化利用水平，逐步扩展到再生产品的生产、销售，构建循环利用生态，促进工程建设与城市品质持续向好。

结合大数据与信息化管理等科技手段，聚拢运输、销售、采购、金融、保险等业务进行平台化发展，形成一套可复制推广的工程渣土、建筑废弃物行业产业化经营解决方案，以推动青岛资源化利用业务高速发展。

三、建设方案

青岛地铁工程渣土产业化经营平台建设包含感知层、业务层和展示层。

（一）感知层

感知层主要包含工地侧监管设备接入、运输过程监管设备接入以及料仓监管设备接入，通过4G 网络实现视频数据、传感器数据、报警图片数据、电子运单数据的实时传输。

（二）业务层

业务功能设计基于资料收集、业务交流与深度探讨等前期调研工作，制定资源化利用相关商业逻辑及业务流程。围绕工程施工、资源出土、在途运输、电子运单、资源处置、资源利用、综合交易等方面展开原型设计。青岛地铁工程渣土全周期智能管控平台架构为“1+3+1”模式：

“1”是指一个数据中台，进行数据汇集、数据处理、数据清洗及数据存储。数据中台将汇聚车载终端传感器、摄像头数据等非结构化数据及业务系统数据库与日志文件、客户端埋点等结构化或半结构化数据；按照存储策略将数据持久化存储至对应的数据湖、数据仓库、对象存储或文件存储中，并将部分快照数据更新至数据缓存，供各类计算服务调用；通过数据挖掘技术对原始数据或中间结果进行聚类分析、关联分析，配合业务理解对结果进行标签分类，画像制作。

“3”是指三个应用平台，即电子运单平台、料仓生产平台以及资源交易平台。应用平台总体实现工地出土、运输过程、到达校验、资源入库、资源生产、资源出库、资源交易等业务数据信息收集；料仓生产经营可视化与报表分析，减少人为干预、提升料仓周转效率；撮合交易，通过平台逐步实现产业聚合、生态聚集，服务行业生态。

“1”是指一个综合管控平台，对青岛地铁所有登记在案的渣土工地、渣土运输车及中转料仓、消纳场进行7×24 小时全天候的技术线上监控，以技防取代人防。实时对违规行为进行告警，帮助集团、线路公司对违规工地、车辆、中转料仓及消纳场等环节出现的问题及时进行有力查处，杜绝安全隐患。

（三）展示层

构建“三位一体”的产业经营服务体系，根据使用习惯分析，采用大屏决策化、中屏多样化和小屏便捷化的服务方式进行平台应用。业务数据将不断积累、沉淀，在展示层上将融合、汇总、整理的结果汇总，通过可视化门户展示平台，使数据展示形象化、精确化，为决策者提供有力的研判、决策依据。

本平台产品选型有以下内容：系统基于WEB的B/S 架构，可支持业界流行的浏览器Chrome等；系统采用业界主流开发技术，并且支持定制开发；符合业主单位整体软件接口开发有关技术规范和标准要求，使用单位综合管控系统数据总线产品提供数据总线服务；系统符合开放的原则，具有良好的集成性，能够方便地实现与其它软件系统的应用和数据集成。可提供企业级的Web Services，支持HTTP、WSDL、SOAP 标准和协议。

四、实施内容及效果

青岛地铁工程渣土产业化经营平台主要包含数据中台、料仓生产管理、渣土资源交易、运单APP、料仓管理APP、资源交易小程序以及与工程渣土全周期管控平台对接的功能。

数据中台：数据传输到数据中台后，数据中台自动接收数据，并按相应协议自动解析数据，并根据业务逻辑自动计算相应的指标和数据，包括扬尘是否超标，噪音是否超标，所识别车牌是否是黑车，是否是套牌车，是否卸货，知否装货，是否偏离线路，是否货箱密闭等。然后将这些数据存储到数据库，供应用层调用。

电子运单：电子运单是平台收据和校验数据的基础，通过数据自动录入，人工确认复核的形式，收集工地出土、运输过程、到达校验、资源入库、资源生产、资源出库、资源交易等业务数据信息。主要功能包括：运单开单、料仓清运、辅料开单、生产开单、出库开单、库存盘点等。

料仓经营：料仓经营是整个产业经营的核心，起到承上启下的作用，料仓管理是土方平衡的重要组成部分。其主要功能包括入库管理、库存管理、出库管理、料仓统计、加工作业以及料仓信息维护等。

资源交易：资源交易平台是工程渣土产业化经营平台对外的重要窗口，通过该平台逐步实现产业聚合、生态聚集，将工程渣土和再生产品进行线上撮合交易，服务行业生态。其功能主要服务于竞买人和工作人员，竞买人可以实现竞拍交易和电子取货凭证，后台可以控制拍品和土方价格走势。

全过程监管：通过该平台，对青岛地铁所有登记在案的渣土工地、渣土运输车及中转料仓、消纳场进行7×24 小时全天候在线监控，实时的对违规行为进行告警、查处，杜绝安全隐患。

项目初期重点围绕解决地铁工程渣土资源化利用难点、痛点问题，保障工程进度，提升工程渣土市场资源化利用水平，逐步扩展到再生产品的生产、销售，构建循环利用生态，促进工程建设与城市品质持续向好；远期将结合大数据与信息化管理等科技手段，聚拢运输、销售、采购、金融、保险等业务进行平台化发展，形成一套可复制推广的工程渣土、建筑废弃物整体解决方案，向更大范围地区输出“青岛地铁模式”。

目前平台已完成青岛市1300 余辆渣土运输车的信息录入并开展实时监控。截止目前，已形成运单168855 条，累计完成300 余处工地共计463.7 万方渣土的运输处置信息化管理。通过渣土全周期智能管控平台，已替代以往人工填表、跟车抽查等耗时费力的管理方式，在地铁后续规划线路工程建设中，施工合同中要求施工单位在现场设置车辆识别、智能冲洗及称重设备，全面实现渣土运输处置全过程信息化管控。

工程渣土全周期智能管控平台建设与实践已初步显现以下效果：

一是加强城市管理。依靠信息化智能管控手段，杜绝运输企业随意倾倒、非法倒卖或其他影响市容市貌的“跑冒滴漏”现象，缓解城市建筑垃圾消纳处置困境，协助政府完成建筑废弃物再生利用目标。

二是有益于生态环保。通过与科研机构合作，改良工程渣土，中和盾构泥浆化学药剂，达到合规排放标准。防止工程渣土尤其是盾构泥浆等侵占土地、污染土壤、水体。

三是降低成本。“取之于工程建设，用之于工程建设”。工程渣土经过资源化再生利用，从原料升级为建材，经过加工，生产出预制构件等成品投用于装配式车站、TOD 板块等工程建设，降低成本费用。

四是提高效率。有效解决地铁工程建设出渣难的现实问题，实现出渣工点—运输队伍—消纳场的有机匹配，提高了渣土运输处置效率，为工程进度保驾护航。

五是节能减排。将工程建设产生的建筑废弃物再生利用、变废为宝，助力节能降耗，为双碳目标达成贡献青铁力量。