智能高速铁路概论 课件 第四章 高速铁路智能建造

第四章高速铁路智能建造第四章高速铁路智能建造目录/Contents2024/5/10智能高速铁路概论201概述02空天地一体化智能勘察03基于BIM的协同设计04数字化工厂05智能化施工06基于

BIM的铁路工程管理平台2024/5/10智能高速铁路概论31概述第四章高速铁路智能建造以BIM+GIS技术为核心，综合应用物联网、云计算、移动互联网、大数据等新一代信息技术。智能建造板块横向上划分为勘察设计、工程施工、建设管理3个领域。2024/5/10智能高速铁路概论4概述1移动互联网物联网云计算工程建造技术大数据BIM+GIS技术第四章勘察设计工程施工建设管理空天地一体化工程勘察基于BIM工程设计桥隧路轨工程智能化施工客运站工程智能化施工四电工程智能化施工基于BIM+GIS工程建设管理智能高速铁路体系架构高速铁路智能建造1概述第四章2024/5/10智能高速铁路概论5第四章高速铁路智能建造目录/Contents2024/5/10智能高速铁路概论601概述02空天地一体化智能勘察03基于BIM的协同设计04数字化工厂05智能化施工06基于

BIM的铁路工程管理平台2024/5/10智能高速铁路概论7“天”类勘察技术主要指基于太空中运行的卫星平台获取各类影像信息进行特征提取、分类识别、地质判释，包括高分卫星遥感、雷达卫星遥感、北斗卫星定InSAR形变监测、多（高）光谱岩性识别等。“空”类勘察技术包括航空高分摄影、航空热红外扫描、机载激光雷达、无人机倾斜摄影、航空电磁、航磁、半航空瞬变电磁等在大气层内低空域开展的基于航空平台和低空直升机、无人机类勘察技术。“地”类勘察技术指地质调绘、物探、钻探及原位测试等在地面和钻孔中实施的勘探及测试技术。地面地质调绘包括地质调查和测绘，主要采用智能终端调绘系统、定点摄像、三维激光扫描等新的调查和测绘手段。空天地空天地一体化智能勘察2第四章技术体系2024/5/10智能高速铁路概论8空天地一体化智能勘察2第四章获得地形、地势、地貌、地质灾害情况。定测（补定测）阶段初测阶段初测前地质加深阶段踏勘阶段查明不良地质问题，提出地质选线建议。开展详细的地质调绘，评价其对线路方案及工程的影响。获取施工图设计需要的物理力学参数。技术成果2024/5/10智能高速铁路概论9空天地一体化智能勘察2智能化创新第四章智能化技术推动“一体化工程勘察”在两个方向创新发展。一是创新“空”“天”“地”不同层级智能装备的发展与综合应用。二是加快勘察内外业数据的一体化处理进程。“空天地信”一体化智能勘察第四章高速铁路智能建造目录/Contents2024/5/10智能高速铁路概论1101概述02空天地一体化智能勘察03基于BIM的协同设计04数字化工厂05智能化施工06基于

BIM的铁路工程管理平台2024/5/10智能高速铁路概论12基于BIM的协同设计3第四章概述基于BIM的协同设计具有数字化、可视化、多维化、协同性、模拟性等特点，可贯穿设计、施工、运营、维护整个铁路生命周期，各有关人员基于统一的建筑信息模型实现工程建设设计图纸、设计资料、设计手册等资料的共享，实现多专业协同、多阶段无缝衔接，减少施工阶段因设计变更等造成的成本浪费，提升项目管理能力，使管理更加精细化、决策更加科学化。2024/5/10智能高速铁路概论13基于BIM的协同设计3第四章协同设计平台基于BIM的协同工作应根据铁路行业技术标准和管理体系，建立协同工作平台、确定标准化的工作流程，建立标准化的项目分解结构和工作分解结构，最终采用协同方式创建信息模型，协同过程交付物及阶段成果交付物内容、格式、结构形式应满足标准要求。协同设计平台架构示例2024/5/10智能高速铁路概论15基于BIM的协同设计3第四章协同设计关键环节（1）标准体系制定BIM标准是保证信息模型在工程全生命周期内信息有效传递的前提，在协同设计过程中应特别注重对BIM标准的执行，涉及行业级BIM标准、企业级BIM标准及项目级BIM标准。（2）设计流程再造协同设计以地形、地质为基本设计资料，按照设计流程依次进行线路设计、站前工程设计和站后工程设计。设计过程与传统二维设计过程类似，但需要有序地组织协同设计工作流和BIM数据流。2024/5/10智能高速铁路概论16基于BIM的协同设计3第四章受BIM技术发展水平及外部环境、配套法律法规限制，目前二维设计图纸仍是法定交付物，也是支付设计费的主要依据。以信息模型作为法定交付物仍需要一定过渡时间，为此需要基于BIM协同设计进行二维图纸的交付。数字化交付应用信息模型制图指通过对信息模型进行投影、剖切或信息提取操作，进而生成二维剖面图或设计图的过程。根据专业需要指定位置平面对模型进行剖切后提取截面轮廓线，并通过定制专业模板对截面完成尺寸自动标注。协同设计关键环节以数据为核心的协同设计模式2024/5/10智能高速铁路概论18基于BIM的协同设计3第四章协同设计关键环节以信息模型为最终交付物是BIM技术的发展方向，交付信息模型和交付二维图纸有着本质的区别：交付信息模型以信息模型为核心，信息模型是可视化的、可计算的、机器可读的；二维图纸的核心是图纸，主要面向“人”可识别。考虑铁路设计阶段划分，BIM设计数字化交付包括预可行性研究模型、初步设计模型、施工图设计模型、施工图深化设计模型和设计变更模型等。这些模型是铁路工程项目全生命周期各阶段信息模型交付成果的统称。2024/5/10智能高速铁路概论20基于BIM的协同设计3第四章高速铁路协同设计应用高速铁路协同设计按照“先策划、后实施、再评审”流程开展工作，在开展BIM设计之前，先编制项目总体设计原则和项目BIM实施标准，制定工程组织结构树，借助BIM协同设计平台，以实现设计成果数字化、设计信息标准化、成果交付集成化、重点工程虚拟化、工程决策可视化为目标，开展全线全专业BIM协同设计。在BIM协同设计过程中，遵循铁路的各方面标准，并编制项目级BIM设计实施标准，从模型信息、模型组织和设计行为等方面进行约定，以保证BIM设计模型的标准化。应用信息模型协同设计流程2024/5/10智能高速铁路概论22基于BIM的协同设计3高速铁路协同设计应用全专业BIM设计模型集成的目的在于，将铁路工程信息模型从BIM建模软件的“重客户端”中剥离出来，借助轻量化图形引擎的多LOD层级资源调度策略，实现大数据量铁路工程BIM数据的高效浏览和查看。第四章应用信息模型协同设计示例第四章高速铁路智能建造目录/Contents2024/5/10智能高速铁路概论2401概述02空天地一体化智能勘察03基于BIM的协同设计04数字化工厂05智能化施工06基于

BIM的铁路工程管理平台2024/5/10智能高速铁路概论25数字化工厂4第四章铁路数字化工厂的典型代表包括智能梁场、轨道板场、枕场等，其智能化建设以两方面技术为代表：一是面向生产全过程的信息采集与综合管理，二是关键生产装备的智能化升级。信息采集与综合管理依托生产管理系统进行，包括生产计划管理、生产过程数据采集、生产日志记录、进度/安全/质量预警、智能化装备数据接入等功能。智能装备应用于工厂生产的关键环节，形成了自动化作业流水线，并逐步实现质量诊断、智能控制、装备健康管理等功能提升。概述2024/5/10智能高速铁路概论26数字化工厂4第四章功能与组成智能梁场具体包括：梁场综合信息管理平台、关键工序智能化设备和质量控制信息化系统等。（1）梁场综合信息管理平台高速铁路梁场综合信息管理平台以BIM技术为支撑，结合建设和施工的管理需求，围绕三维导航、进度管理、安全环保管理、综合管理和系统管理五大模块。以质量管理为主线，将物资管理、试验管理、混凝土拌和站、工序管理、出库管理、统计分析紧密结合。同时对梁场生产进度、安全环保等方面进行管控，实现施工工序、安全质量、运营维护的全生命周期管理。智能梁场铁路梁场综合管理平台2024/5/10智能高速铁路概论28数字化工厂4第四章功能与组成（2）关键工序智能化设备①钢筋数控加工系统。应用BIM技术，将钢筋半成品模型导入智能钢筋自动剪切机、智能斜面式钢筋弯曲机、智能钢筋弯箍机等钢筋数控加工设备。②箱梁自驱式液压内模。采用无线遥控技术伸缩控制和电驱行走机电设备配合替代传统卷扬机拖拉工艺，实现箱梁液压内模快速安拆。③自动养护系统。采用高压水泵、感应测温、自动控制器的自动喷淋系统，根据实际温度变化，利用混凝土成熟度发展规律对养护用水的需求，自动进行自然洒水养护。钢筋数控加工系统自动养护系统2024/5/10智能高速铁路概论29数字化工厂4第四章功能与组成④预应力自动张拉系统，由预应力自动同步张拉设备及其计算机控制系统足尺，一键式操作，张拉力合格率100%。⑤预应力管道自动压浆系统，由制浆、抽真空、压浆、辅助等硬件部分和控制系统组成，实现根据预应力管道规格，自动配浆，保证管道密实度。预应力自动张拉系统预应力管道自动压浆系统2024/5/10智能高速铁路概论30数字化工厂4第四章功能与组成（3）质量控制信息化系统①梁场拌和站信息化管理系统。②梁场试验室信息化管理系统。③静载试验自动加载系统。静载试验自动加载系统2024/5/10智能高速铁路概论31数字化工厂4第四章关键技术基于BIM的信息集成技术，在梁场综合信息管理平台中，利用BIM技术展示梁场布置，形象展示人员管控的效果。先进的传感器技术，智能梁场系统中使用大量先进传感器，是各个子系统的感知末端，是生产数据的主要来源。数据驱动的控制技术，智能梁场的实现是基于设计数据及统计数据的关键工序控制。智能梁场已在郑万、京张、京雄等高铁的32m简支箱梁梁场及济郑高铁的40m简支箱梁梁场进行工程应用，显著提升了预制梁的生产效率。2024/5/10智能高速铁路概论32数字化工厂4第四章功能与组成CRTSⅢ型无砟轨道板智能化生产主要体现在生产管理信息化、生产过程自动化和关键生产工位智能化三个方面。（1）轨道板生产管理信息化采用轨道板制造信息化集成生产线系统，配置自动化设备，在生产控制中心进行集中智能控制，使轨道板生产实现信息化管理、生产全程视频监控及生产网络调度管理。智能轨道板场生产控制中心信息化管理系统2024/5/10智能高速铁路概论33数字化工厂4第四章功能与组成（2）轨道板生产过程自动化生产关键技术工位实现自动化控制，各工序标准化作业，做到生产全程可控。轨道板整个生产工序按生产工艺要求分成若干个工位，生产时，制品随同模型借助于起重和运输设备沿着工艺流水线从一个工位移至下一个工位，各工位分别完成所应完成的规定工序。轨道板预埋套管自动安装轨道板预应力自动放张2024/5/10智能高速铁路概论34数字化工厂4第四章功能与组成（3）关键生产工位智能化CRTSⅢ型轨道板通常采用双向先张预应力结构，轨道板生产在关键工位上实现了智能化控制，主要包括：轨道板预应力自动张拉、混凝土自动养护和外形尺寸3D扫描检测等。轨道板外形尺寸3D扫描检测2024/5/10智能高速铁路概论35数字化工厂4关键技术复杂工艺条件下的双向先张预应力轨道板智能化制造技术，提出了复杂力学行为、高频振捣、高温高湿养护条件下预应力整体式模具设计技术。基于3D激光图像测量的轨道板智能检测技术及装备,基于3D激光图像测量技术及融合点云融合、曲面拟合、凸台消影等数据处理技术的优化算法。基于物联网技术的轨道板制造信息综合管理平台，基于轨道板制造工艺模拟与车间布局优化技术，构建了流水生产线中央控制系统，搭建了轨道板制造信息综合管理平台。第四章2024/5/10智能高速铁路概论36数字化工厂4第四章功能与组成通过将机器人、互联网及物联网等智能信息化技术融合应用于高铁轨枕生产，实现从钢筋加工、运送、摆放、混凝土浇筑、养护及产品检测、出库等环节的轨枕生产全过程智能化管理。（1）轨枕生产工艺自动化根据双块式轨枕生产工艺流程，通过对模具清理、脱模剂喷涂、预埋套管安装、桁架钢筋加工、混凝土浇筑及养护等双块式轨枕生产线各工序进行自动化、智能化的升级优化和改造。智能双块式枕场钢筋自动加工技术混凝土自动精准布料技术2024/5/10智能高速铁路概论37数字化工厂4第四章功能与组成（2）轨枕智能化检测双块式轨枕智能检测技术针对近年来各开通运营线路双块式轨枕易发病害，应用机器学习技术实现所有轨枕外形尺寸参数和挡肩裂纹的快速检测。（3）轨枕生产管理信息化双块式轨枕智能生产管理系统实现轨枕场内人员、物资、设备、生产工艺环节、成品等的统一集中在线管理。轨枕智能检测系统2024/5/10智能高速铁路概论38数字化工厂4第四章关键技术基于工业机器人技术的工序机械自动化双块式轨枕生产线，有效减少了人员投入，降低了施工人员劳动强度，消除了人为作业错误，实现减员增效、提高材料利用率、减少材料浪费及环境污染等。采用了面向工业互联网的生产管理信息系统，实现轨枕场全要素的在线统一集中管理，数据统计效率显著提升。基于激光测量与机器学习的双块式轨枕智能化快速检测技术，实现了按批抽检向逐根全检的转变，检测精度、检测效率显著提高。2024/5/10智能高速铁路概论39数字化工厂4第四章功能与组成机制砂生产已由分散的人工或半机械的生产方式逐步向标准化规模化的工厂转变，开发了自动化机制砂生产质量在线监测系统、智能化机制砂生产线控制系统及信息化机制砂生产管理系统。（1）机制砂生产质量在线监测石粉含量、细度模数、颗粒级配和颗粒形貌间接反映了机制砂母岩的性质和机械加工水平，是表征机制砂生产质量的关键参数。智能机制砂加工场测试原理2024/5/10智能高速铁路概论40数字化工厂4第四章功能与组成（2）机制砂生产线控制机制砂生产控制系统具有设备可视化、操作智能化、设备维护监控等功能。（3）机制砂生产管理机制砂生产管理系统用于满足机制砂加工场管理人员对生产过程监管的需求。机制砂生产控制系统操作界面2024/5/10智能高速铁路概论41数字化工厂4第四章关键技术μm至cm级大尺度粒径范围的颗粒形貌分析技术，机制砂生产质量在线监测系统在“颗粒+粉体”μm级至cm级大尺度范围内，真实反映出机制砂石粉含量、细度模数、颗粒级配、颗粒形貌等关键参数。生产设备关键参数自动调控技术，机制砂生产线控制系统是由工业计算机、可编程逻辑控制器（PLC）、电机起动柜组成的现场网络式计算机控制系统，采用DCS架构控制网络。智能机制砂加工场技术已在川藏、池黄、宣绩、杭温等铁路工程机制砂加工场中应用，提高了生产过程的自动化水平，推动了机制砂生产科学管理、质量把关、信息共享目的。第四章高速铁路智能建造目录/Contents2024/5/10智能高速铁路概论4201概述02空天地一体化智能勘察03基于BIM的协同设计04数字化工厂05智能化施工06基于

BIM的铁路工程管理平台2024/5/10智能高速铁路概论43智能化施工5第四章桥梁智能施工高铁桥梁以混凝土梁桥为主，包括简支梁桥、连续梁桥、连续钢构桥等。智能化预制和装配化是高铁桥梁建设的重要成就之一，包括梁体的节段拼装、桥墩的节段拼装、预制管桩的应用及桥面设施的预制拼装等。为了保障既有线的运营安全，高铁桥梁采用的转体施工连续梁或连续刚构，转体过程的智能化控制是提升其施工质量的关键手段之一。此外，高铁桥梁中还有大跨度的拱桥、斜拉桥和悬索桥，其建设指标达到了世界领先水平。2024/5/10智能高速铁路概论44智能化施工5第四章高铁简支梁智能运架我国高速铁路32m简支梁重约800t，采用的运架设备是900t级，包括运梁车、步履式架桥机、运架一体机等。2018年，济郑高铁首次应用了预制40m简支箱梁，梁重925t，应用了1000t级的运架设备，实现了运架施工的智能化。高铁混凝土桥梁预制装配智能化施工2024/5/10智能高速铁路概论45智能化施工5第四章高铁混凝土桥梁预制装配智能化施工京雄城际铁路、和若铁路、连徐高铁建设实现了从基础、桥墩、梁到桥面系的全装配式结构设计和施工，完成了预制结构基于BIM的装配式构件正向设计和预制场生产信息管理，为我国铁路桥梁建造向工业化、智能化方向转型升级奠定了坚实基础。济郑高铁应用的1000t级架桥机2024/5/10智能高速铁路概论46智能化施工5第四章高铁混凝土桥梁智能转体施工混凝土桥梁转体智能施工系统由三部分组成：一是智能称重系统，指导现场施工；二是转体施工智能监测系统，实时监测转体过程的风速，提供转体速度、转体加速度和姿态偏差预警，保障施工质量和安全；三是智能转体系统，精细控制牵引千斤顶的启动状态和牵引状态。福厦高铁西溪特大桥转体施工2024/5/10智能高速铁路概论47智能化施工5第四章高铁桥梁钢结构智能焊接高铁桥梁钢结构焊接的难点主要体现在正交异性钢桥面板的加工，通过智能焊接技术的应用有效提升了施工质量和效率。京张高铁官厅水库桥正交异性桥面板智能焊接2024/5/10智能高速铁路概论48智能化施工5第四章千米级特大桥梁智能施工技术沪苏通长江公铁大桥采用主跨1092m的钢桁梁斜拉桥结构，设计建造技术实现了五个“世界首创”，即实现千米级公铁两用斜拉桥设计建造技术、实现2000MPa级强度斜拉索制造技术、实现1800t钢梁架设成套装备技术、实现1.5万t巨型沉井精准定位施工技术、实现基于实船—实桥原位撞击试验的桥墩防撞技术。沪苏通长江公铁大桥2024/5/10智能高速铁路概论49智能化施工5第四章千米级特大桥梁智能施工技术五峰山长江公铁大桥为主跨1092m的悬索桥，建成后将填补世界高速铁路悬索桥、中国公铁两用悬索桥和中国铁路悬索桥三项空白，并在国际范围率先建立起中国高速铁路悬索桥的设计方法、计算理论和相关技术标准。五峰山长江公铁大桥2024/5/10智能高速铁路概论50智能化施工5第四章系统编制了完善的项目级桥梁BIM标准，基于“三端一云”的应用模式，搭建了参建各方共享信息的BIM管理系统，解决了BIM模型轻量化问题，实现多用户多端接入，保证了模型展示和操作流畅度。沪苏通长江公铁大桥BIM管理系统和五峰山长江公铁大桥BIM模型。基于BIM的全生命周期管理系统概述五峰山长江公铁大桥BIM模型2024/5/10智能高速铁路概论51智能化施工5第四章利用智能施工监控系统指导了沪苏通长江公铁大桥和五峰山长江公铁大桥的建造全过程，在深水基础施工、超高桥塔施工、缆索体系施工和主梁施工等方面均进行了精细控制。智能施工监控大型沉井施工监控系统2024/5/10智能高速铁路概论52智能化施工5第四章

千米级特大桥梁的钢梁建造实现了“工厂化、专业化”，采用三维图纸设计与加工详图设计一体化、数字化套料系统、测量控制系统、焊接群控技术、虚拟预拼装技术和物联网质量跟踪系统，促进了钢梁制造技术革新。钢梁智能建造水下三维声呐技术应用2024/5/10智能高速铁路概论53智能化施工5第四章大跨度混凝土拱桥智能施工技术沪昆高铁北盘江特大桥主跨445m，为上承式劲性骨架钢筋混凝土拱桥，为世界上最大跨度钢筋混凝土高铁拱桥，建造过程中实现了基于BIM技术的三维参数化建模，开发非线性稳定性评估系统，解决了钢管骨架施工稳定性控制难题，提出高性能混凝土六工作面施工方法。沪昆高铁北盘江特大桥2024/5/10智能高速铁路概论54智能化施工5第四章隧道智能施工铁路隧道主要施工方法包括钻爆法和掘进机法（盾构、TBM）。在京张高铁建设中，铁路隧道依托机械化配套、传感、物联、三维可视化等技术，通过对地质、结构、机械、人员和材料等信息的综合管理，集约化利用时间、空间、人力资源。铁路隧道智能建造总体架构2024/5/10智能高速铁路概论55智能化施工5第四章超前地质预报信息系统超前地质预报信息系统基于地质调查法、物探法、超前钻探法的技术特性，形成了铁路隧道超前地质预报快速响应机制。建立了铁路隧道超前地质预报信息闭环，实现了地质风险预警和风险控制措施及时反馈，保障了预报作业的真实性及数据完整性。隧道超前地质预报信息系统界面2024/5/10智能高速铁路概论56智能化施工5第四章隧道开挖与支护智能化施工以机械化、信息化施工技术为基础，深度融合物联网技术，形成了隧道开挖与支护智能化施工装备及系统，提升了施工效率、施工质量及管理水平。隧道智能化施工装备包括智能型注浆台车、智能型凿岩台车、智能型拱架安装台车、智能型喷射台车、智能型锚杆台车、智能型衬砌台车、智能型养护台车。智能型注浆台车2024/5/10智能高速铁路概论57智能化施工5第四章隧道掘进机智能化施工隧道掘进机智能化施工通过传感技术、BIM+GIS及物联网技术，搭建了集掘进参数、监测数据及施工管理信息于一体的隧道施工可视化的协同管理平台，实现了盾构施工全过程可视化动态监控与管理、实时预测预报临近建（构）筑物危险性。隧道施工进度分析与展示2024/5/10智能高速铁路概论58智能化施工5第四章隧道监控量测信息系统隧道监控量测信息系统能极大提高测量数据的真实性；实现变形测量的及时预警；将传统的逐级上报管理模式变为各级的共同监管模式，显著缩短报警处置的响应时间；积累了大量监测数据，为隧道安全开展大数据分析奠定坚实基础。隧道监控量测信息系统工作组成2024/5/10智能高速铁路概论59智能化施工5第四章盾构隧道轨下结构全预制智能化施工轨下结构全预制智能化施工技术作为一种新型隧道基底结构施工建造方法，解决了现浇轨下结构施工对掘进机掘进的干扰，实现了轨下结构和掘进作业平行同步施工，不但提高了功效和工程质量，而且大幅度改善了作业环境。隧道边箱涵预制件拼装机2024/5/10智能高速铁路概论60智能化施工5第四章轮胎式隧道衬砌质量检测技术及装备针对隧道衬砌质量目视巡检、敲击和手持雷达检测等效率低、准确性差、标准化程度低的缺点。围绕高铁隧道建设期间质量检测需求，从检测装备、方法原理、关键缺陷等方面入手，解决了隧道建设期衬砌质量的快速检测难题。轮胎式隧道衬砌质量检测技术及装备2024/5/10智能高速铁路概论61智能化施工5第四章路基智能施工路基智能施工在路基勘察、设计、施工作业参数全面感知的基础上，结合新一代信息技术成果实现地基处理、路基填筑、边坡支挡防护结构、路基变形监测等环节的智能化机械施工，解决了地基处理、路基分层填筑、沉降变形监测等关键环节质量管控难题。路基智能建造架构2024/5/10智能高速铁路概论62智能化施工5第四章地基处理智能施工桩基施工需要对桩长、桩深、垂直度等工艺参数进行严格控制，通过融合北斗定位、多源信息传感、物联网的桩基智能施工机械，可实现各项关键施工参数的自动监测，实时反馈、引导操作手钻进作业。桩基施工现场作业管理2024/5/10智能高速铁路概论63智能化施工5第四章地基处理智能施工地基处理智能施工的发展方向是在地基处理桩基施工关键参数自动监测的基础上，进一步发展集成化、智能化的桩基施工装备与工艺。通过桩机钻进动力参数与地质参数对比验证，判断土层分界线及软弱情况，适时动态调整不同地层的桩机作业参数。桩基检测数据管理2024/5/10智能高速铁路概论64智能化施工5第四章路基智能填筑路基填筑质量对高铁长期运营安全至关重要，目前我国铁路路基压实质量主要采用压实系数K、动态变形模量Evd和地基系数K30进行控制。在路基质量连续检测的基础上，综合土动力学、BIM、北斗定位、自动化控制、图像识别等理论和技术。路基智能填筑组成2024/5/10智能高速铁路概论65智能化施工5第四章路基变形观测信息化路基变形观测系统有两种类型：路基变形自动监测系统和路基变形观测信息化管理系统。采用自动化监测传感器及仪器等实现对路基变形的24h实时观测与数据上传。目标是实现对观测过程和数据质量的集中监管，提高沉降变形观测管理效率和沉降变形观测工作质量。沉降变形的自动监测总体架构图2024/5/10智能高速铁路概论66智能化施工5第四章轨道智能施工无砟轨道因具有稳定性好、平顺性高、轨道状态可长期保持、维修工作量可大幅减少等优点，已成为我国高速铁路轨道结构的首选形式，我国设计时速300km以上的高速铁路均采用无砟轨道结构。高铁建设各方从高速铁路轨道工程智能建造需求出发，对无砟轨道施工中的智能建造装备及关键技术进行研究，针对无砟轨道道床施工、轨道板/枕精调、钢轨施工等关键环节研发了多类智能化施工技术。主要介绍无砟轨道智能化铺设技术及无缝线路智能应力放散锁定技术。2024/5/10智能高速铁路概论67智能化施工5第四章无砟轨道智能化铺设当前我国新建高速铁路主要采用CRTSⅢ型板式无砟轨道及双块式无砟轨道两种结构形式，CRTSⅢ型板式无砟轨道铺设工艺流程主要包括底座及限位凹槽施工、隔离层及弹性垫层施工、轨道板铺设、自密实混凝土施工等。双块式无砟轨道铺设工艺流程主要包括支承层/底座施工、隔离层及弹性垫层施工、轨排组装及精调、道床板混凝土施工等。2024/5/10智能高速铁路概论68智能化施工5第四章无砟轨道智能化铺设底座一体化自动整平技术底座一体化自动整平机自带电源，具备遥控操作、高程自动控制、推平布料、振捣密实、提浆、整平塑型等功能。它能高效地铺筑高强混凝土、低坍落度混凝土，在作业的同时其强力振动器板振动频率达3000次/min，确保混凝土振捣密实，使整个铺筑的混凝土基体均质、致密。底座一体化自动整平2024/5/10智能高速铁路概论69智能化施工5第四章无砟轨道智能化铺设轨道板/轨枕智能化精调轨道板/轨枕智能化精调机是一种用于替代人工进行CRTSⅢ型轨道板或双块式轨枕轨排精调作业的专用设备。该设备主要由精调托架、精调机执行系统和精调软件系统组成。精调机执行系统主要由精调机机架、走行机构、导向机构、升降机构、横移机构、对位机构、精调系统等组成。智能精调机现场作业2024/5/10智能高速铁路概论70智能化施工5第四章无砟轨道智能化铺设无砟轨道混凝土自动养护无砟轨道智能化铺设技术在京张、京雄、朝凌等高速铁路工程中得到了大量应用，在工期紧、工程量大的情况下实现了无砟轨道的高效施工，有效提升了无砟轨道施工质量，减少了人员机械的投入和二次返工。在无砟轨道施工关键作业环节，通过底座智能整平、轨道板/枕智能精调、混凝土智能养护等系列智能化装备和技术的应用，有效提高了无砟轨道智能化建造水平，保证了关键工序的施工质量、进度和成本，取得了良好的经济和社会效益。2024/5/10智能高速铁路概论71智能化施工5第四章智能铺轨概述铺轨作业是高速铁路轨道工程施工的重要环节，其施工质量与效率直接影响高铁线路平顺性与整体工程进度。传统的铺轨作业属劳动密集型施工，作业过程的辅助人员多、劳动强度大、自动化程度低。智能铺轨技术以无人或少人辅助作业为原则，通过智能化、自动化设备进行钢轨铺设前中后等一系列作业，其核心是智能装备的应用和信息集成。利用物联网、云计算、大数据、机器视觉等新一代信息技术，构建智能、高效、节能、环保的铺轨作业体系，提高作业过程可控性与调度管理水平，实现铺轨作业、管理和决策的智能优化。2024/5/10智能高速铁路概论72智能化施工5第四章智能铺轨钢轨智能群吊系统应用了PLC、格雷母线定位、堆场信息化、自动抓轨放轨等技术，具有同步动作、精准定位、集中控制、自动吊装、故障报警等功能。中央操控室可对门吊实现多台联动控制或单台控制切换，并实时监控起重量、起升高度、横移行程等工作状态参数，节约人工成本的同时，钢轨装卸工效提高20%以上。钢轨智能群吊钢轨智能群吊2024/5/10智能高速铁路概论73智能化施工5第四章智能铺轨无砟轨道长钢轨智能铺轨机组集轮胎、轮轨和履带走行于一体，由长钢轨智能分拣车、长钢轨智能推送车、长钢轨智能滚筒回收车和长钢轨智能牵引车等设备单元组成。铺轨机组充分利用了智能机器人、物联网、大数据、激光扫描精确定位、自动导航装备（AGV）循迹控制等前沿高新技术。长钢轨智能铺设智能铺轨机组2024/5/10智能高速铁路概论74智能化施工5第四章智能铺轨铁路工程线（轨行区）调度管理水平关系到施工与铺轨的统筹兼顾、人车和施工安全、铺轨进度是否影响联调联试及运营通车，是铁路工程建设过程中的关键环节，也是铁路工程信息化建设的重要组成部分。轨行区智能调度指挥系统通过北斗定位、无线射频、大数据分析等技术的应用，实现了对铺轨机组、长钢轨运输车、焊轨车等设备运行状态及作业位置的全天候实时监控和统一调度指挥，以信息化手段对铺轨作业进度、施工计划、人员等进行全过程管控，确保铺轨施工安全有序。轨行区智能调度指挥2024/5/10智能高速铁路概论75智能化施工5第四章无缝线路智能应力放散及锁定无缝线路应力放散及锁定是保证铁路轨道平顺性和稳定性的关键作业环节，无缝线路智能应力放散及锁定系统利用信息化技术与高精传感技术。管理平台主要面向工管中心、建设单位、运营单位、施工单位和监理单位，平台主要功能包括基础数据管理、施工组织管理、查询管理、报表管理和统计分析等。无缝线路智能应力放散及锁定系统架构2024/5/10智能高速铁路概论76智能化施工5第四章无缝线路智能应力放散及锁定系统采用高精度传感技术，智能感知现场钢轨温度及应力放散位移量，通过zigbee无线自组网和传输技术将各测点钢轨位移和作业轨温数据实时上传、汇总和计算，为应力放散过程提供实时准确的作业数据，为现场施工规范化、标准化提供指导。面阵激光扫描钢轨位移传感器在系统自动测量中的应用2024/5/10智能高速铁路概论77智能化施工5第四章客站智能施工高速铁路站房作为高速铁路车站建筑的主体，关系着铁路服务水平，影响着乘客的铁路交通体验，具有跨度大、空间大、形式特殊、变化多样、异形构件多、建设难度大等特点。智能建造在高速铁路站房建设中的应用，改变了传统建造模式，提高了建造效率和质量。客站智能施工中集成应用了BIM、人工智能、物联网、虚拟现实、三维扫描、智能装备、建筑机器人等技术。2024/5/10智能高速铁路概论78智能化施工5第四章机电一体化BIM应用应用BIM技术对管线模型中进行综合排布，可确保各专业管线之间、与装修工程等专业布置合理。根据管线布置情况设计一体化支架，在主体结构施工完成后进行复测并对管线布置进行微调。各专业根据已固定的支架位置按顺序组织预制管线施工。实现机电管线工厂化预制加工，减少现场切割焊接，提高施工质量，加快施工进度，机电一体化BIM应用。机电一体化BIM应用2024/5/10智能高速铁路概论79智能化施工5第四章装配式机房BIM应用通过BIM技术在装配式机房中的应用，有效提高了施工效率与质量，具体BIM模型设计效果与安装效果对比。装配式机房设计与安装2024/5/10智能高速铁路概论80智能化施工5第四章深化设计BIM应用（1）土建专业通过模型的碰撞检查核对主体结构是否存在位置不合理、工作面尺寸不足等问题（2）机电专业通过碰撞检查功能，找出设计与施工流程中的空间碰撞，通过BIM软件的碰撞检查功能（3）装修专业通过模型提前掌握装修材料模数、效果，精准掌握材料的种类选择、采购数量。BIM深化设计应用2024/5/10智能高速铁路概论81智能化施工5第四章碰撞检测BIM应用碰撞检测BIM应用指基于碰撞检查功能，迅速、准确地查找出碰撞点，并加以处理，将问题矛盾前置。对专业协调的结果进行全面检查，机电与建筑、结构之间的冲突及机电各专业之间的碰撞是检查的重点。通过软件建模，对模型进行分析、检查，通过碰撞检查等功能提前发现各专业间的冲突、预留孔洞的问题，有效弥补在设计前端出现的失误。碰撞检测BIM应用2024/5/10智能高速铁路概论82智能化施工5第四章施工方案模拟BIM应用施工方案模拟BIM应用指基于BIM模型，模拟钢网架安装、机电安装等重大施工方案，验证方案可行性，提升方案的表现力。提前进行虚拟仿真安装模拟，可以对施工过程中的施工机械站位、材料运输通道、人员调配方案进行预演及优化，制定出更加完善的施工方案。施工方案模拟BIM应用2024/5/10智能高速铁路概论83智能化施工5第四章关键节点精细模拟BIM应用关键节点精细模拟BIM应用指针对关键节点，建立精细BIM模型，并应用于交底、协调、方案编制与方案论文等。根据BIM模型，可以推演施工组织设计，对各个施工工艺及施工顺序进行施工模拟，寻找施工难点、重点，合理安排施工人员、材料、机械等资源投入，又能提前了解各施工过程中安全隐患，提前加以防范及提示施工人员注意。关键节点精细模拟BIM应用2024/5/10智能高速铁路概论84智能化施工5第四章可视化交底BIM应用可视化交底BIM应用可视化交底BIM应用指针对关键工序，基于BIM模型，以视频、图片等多种形式对交底内容进行直观展示。2024/5/10智能高速铁路概论85智能化施工5第四章物联网跟踪BIM应用物联网跟踪BIM应用指通过将BIM数据信息附着到二维码或RFID芯片上，对钢构件、混凝土构件安装等环节实时监控，并对施工过程中的信息进行跟踪追溯。物联网跟踪BIM应用2024/5/10智能高速铁路概论86智能化施工5第四章物联网跟踪BIM应用基于BIM模型，可以进行工艺模拟，指导现场施工，并逐步形成BIM工艺工法库。经过工程实践形成综合配套的施工方法查询应用，让施工人员能实时查询工艺工法标准和施工流程，对现场施工及安全质量验收提供依据和指导。工艺工法库BIM应用2024/5/10智能高速铁路概论87智能化施工5第四章幕墙优化及管控BIM应用幕墙优化及管控BIM应用指针对幕墙工程专业性强、节点复杂、构件繁多等特点，建立BIM模型，结合模型进行调整和优化。对于防水节点等复杂细部工序，运用BIM技术建立动画指导书，进行可视化交底。采用BIM技术结合RFID技术的物料管理系统，对构件信息进行全过程管理，利用BIM软件统计材料用量，幕墙优化BIM应用。幕墙优化BIM应用2024/5/10智能高速铁路概论88智能化施工5第四章接触网智能预配及自动化安装接触网工程工厂化加工主要包括：吊弦自动化预配及接触网腕臂。（1）接触网吊弦自动化预配接触线的平顺性是影响弓网关系的直接因素。高速铁路接触网吊弦自动化预配生产线能完成整体吊弦的本体制作，以及两端线夹、六角螺栓、螺母、止动垫片等相关附件的自动装配。智能化预配可提高预配质量、进度和精度。接触网工程工厂化加工吊弦自动化预配生产线预配的吊弦2024/5/10智能高速铁路概论89智能化施工5第四章接触网智能预配及自动化安装接触网工程工厂化加工高速铁路接触网吊弦自动化预配生产线主要由操作台、本体制造模块、线夹装配模块、双工位桁架模块、捆包、出料模块等构成。吊弦自动化预配生产线示意图高速铁路接触网吊弦自动化预配生产线2024/5/10智能高速铁路概论90智能化施工5第四章接触网智能预配及自动化安装（2）接触网腕臂自动化预配腕臂预配质量、预配精度和预配进度等是影响腕臂系统应用的关键要素。基于高速铁路接触网系统部件的定制化特点，腕臂预配平台需实现智能化预配、柔性化生产。高速铁路接触网腕臂预配平台主要用于350km/h高铁接触网腕臂预配的自动化和智能化。接触网工程工厂化加工腕臂自动化预配生产线示意图2024/5/10智能高速铁路概论91智能化施工5第四章接触网智能预配及自动化安装高速铁路接触网支柱组立智能装备基于现有一体化工艺数据信息，实现可靠精准的智能化施工控制和管理，降低施工人员的体力劳动强度，提高施工效率、施工质量。关键技术主要包括：（1）基于智能测量底座的支柱斜率精准调整（2）基于视觉引导系统的机械臂自动对位安装（3）高精度重载机械臂多自由度控制接触网支柱组立高速铁路支柱组立智能装备作业图2024/5/10智能高速铁路概论92智能化施工5第四章接触网智能预配及自动化安装接触网腕臂安装智能装备具备接触网腕臂的预装、对位、安装功能。关键技术主要包括：基于机器视觉引导的高精度腕臂自动对位安装。基于北斗+实时动态差分法（RTK）+惯性测量单元（IMU）的停车引导技术。基于关节分解的机械臂末端控制技术。接触网腕臂安装接触网腕臂智能安装作业图2024/5/10智能高速铁路概论93智能化施工5第四章接触网智能预配及自动化安装接触网吊弦标定智能装备实现吊弦安装位置的自动定位和标定、接触线几何参数的自动测量，并通过搭载公铁两用平台实现高空作业。工作原理是采用激光检测和图像检测相结合的方法，提高户外环境下无接触测量导高和拉出值的精确性。关键技术主要包括基于行走作业平台的机械手对接触线的实时跟随技术、基于接触线测量的零点定位技术、基于独立行走的高精度测距整定技术、接触线几何参数连续自动测量技术等。吊弦标定吊弦标定智能装备2024/5/10智能高速铁路概论94智能化施工5第四章接触网智能预配及自动化安装隧道内接触网吊柱自动化安装接触网吊柱智能化安装设备由自行走车辆、零重力机械臂、多关节主机械臂、水平调整机械臂、底板模块、电力液压动力模块及操作平台等部分组成，实现吊柱抓举、自动行走、精确定位、螺栓紧固、远程监控和遥控等功能。吊柱智能安装装备2024/5/10智能高速铁路概论95智能化施工5第四章接触网智能预配及自动化安装隧道内接触网吊柱自动化安装吊柱智能化安装示意图工作原理是预先将隧道内的吊柱放置到工装上，机械手由控制系统控制自动抓取吊杆，并将吊柱移动到目标位置，并用安装机械手上的视觉系统对螺杆进行精确定位，同时可检测螺杆相对位置是否正确。关键技术主要包括：设备远程监控和遥控、设备状态自诊断、基于轨道控制网的测控网络快速布置、吊柱安装自主精确定位等。2024/5/10智能高速铁路概论96智能化施工5第四章通信信号仿真优化及智能施工面对越来越密集的铁路网，铁路数字移动通信系统建设的复杂度越来越高，给网络的规划工作带来很大的挑战。（1）功能与组成铁路场景复杂而特色鲜明，含有大量特殊且不规则的结构体，具有高度的空间异质性和频率依赖性。因此，构建影响电波传播特性的高精度铁路场景三维模型库成为无线网络规划与优化的基础和前提。首先建成铁路场景BIM+GIS融合数据库，通过将电波传播特性准确高效地表达为多径信号多维特征的方法，实现无线网络规划与优化的“精、准、快”，显著提升交叉并线、综合枢纽等复杂区段的GSM-R无线网络质量。基于BIM+GIS的网络优化无线网络规划与优化2024/5/10智能高速铁路概论98智能化施工5第四章通信信号仿真优化及智能施工功能与组成实现北斗导航系统和千寻连续运行参考站（CORS）系统卫星差分信号传输，通过手持终端和云平台服务器连接，将修正后的卫星差分信号传输至手持RTK测量移动站，使RTK测量移动站具备现场测量及定测放样能力，具有倾斜测量纠偏定位、测量数据批量导入导出、轨道区段测量、限界测量和融合测量等功能，提高了定位测量精度。基于北斗系统的铁路信号工程精准测量北斗系统RTK测量轨道区段长度2024/5/10智能高速铁路概论99智能化施工5第四章通信信号仿真优化及智能施工功能与组成铁路信号室内外设备模拟试验仿真系统主要功能包括：基于多模组合的信号室内设备调试、一体化室内转辙机电路调试、基于联锁模式的室外信号机调试、组合式室外转辙设备模拟调试、独立的室外轨道电路设备模拟调试等。室内外设备模拟试验仿真上位机设备操作试验度2024/5/10智能高速铁路概论100智能化施工5第四章通信信号仿真优化及智能施工（1）铁路轨道板自动打孔装置铁路轨道板自动打孔装置可解决传统打孔和半自动机械打孔方式精度低、成本高、效率低等问题。（2）防撞墙自动钻孔设备防撞墙自动钻孔设备采用小型化、模块化设计，可快速拆解上线，组装方便。设备可在150mm和200mm厚度的防撞墙上行走，满足最大直径100mm的钻孔应用。设备安装自动钻孔铁路轨道板自动打孔装置2024/5/10智能高速铁路概论101智能化施工5第四章通信信号仿真优化及智能施工高速铁路信号机房智能焊线机器人可代替人工完成铁路信号机房中多个组合柜线缆的自动焊线功能。可以对线缆自动分类、自动抓取、自动焊接。高速铁路信号机房智能焊线机器人包含辅助线架和焊线机器人系统，其中焊线机器人系统包括上半部分智能焊线机器人和底部自主移动机器人两大部分，两部分可以整体工作，也可分离独立工作。信号机房智能焊线机器人信号机房智能焊线机器人结构示意图2024/5/10智能高速铁路概论102智能化施工5第四章通信信号仿真优化及智能施工信号机房智能焊线机器人关键技术主要包括：面向自主移动机器人和焊线机器人组合使用的模块化串联机器人组合设计方法，针对柔性线缆的抓取、定位、剥线、套管、焊接等动作的新型六自由度焊线机器人运动学分析，面向柔性对象的精密定位抓取的六自由度并联柔性铰链微动夹爪设计、焊接质量检测的机器视觉与深度学习技术等。信号机房智能焊线机器人2024/5/10智能高速铁路概论103智能化施工5第四章基于BIM的四电设备管理1.系统功能与组成①订单管理：施工单位根据现场实际设备需求，分批次向供应商下达订货清单。②发货管理：四电设备供应商线上确认订单后，根据订单约定生产制造设备，并在系统上完善设备生产厂家等信息③进场检验管理：设备到现场或到库房以后，施工单位（建设单位）和监理单位通过扫描设备二维码完成设备报验。④设备安装（调试）管理：设备安装完成后，通过扫描二维码，选择设备安装工点及位置，补充安装（调整）信息。⑤设备属性管理：设备安装完成后，施工单位根据运维阶段需求，通过Excel表格导入方式补充四电设备属性，形成四电设备附带各阶段属性的设备台账。四电设备管理系统功能框架图2024/5/10智能高速铁路概论105智能化施工5第四章

1.工厂化预配车间工厂化预配车间配置机柜配线区、预配布线操作平台区和物资存放区。机柜配线区应至少满足1个标准4股道车站的预配空间。预配布线操作平台区可在无机柜的情况下，完成线缆的预制，物资存放区用于预配前物资存放及预配后成品打包。机房电缆工厂化预配技术机柜配线区2024/5/10智能高速铁路概论106智能化施工5第四章

2.BIM技术辅助工厂化物资排产应用BIM技术对施工图深化设计，对室内施工进行虚拟建造，精准实现架间配线、柜内配线，建立工厂化模型库并实现平台管理，形成适用于工厂化施工的程式化建模方法。根据BIM输出成果指导预配设备材料的定制与排产，指导工厂化施工及现场施工。机房电缆工厂化预配技术BIM机房设备及配线建模2024/5/10智能高速铁路概论107智能化施工5第四章

3.工厂化施工工厂化施工包括预配施工、物资打包及运输、现场施工三部分。

4.基于BIM技术的电缆模拟敷设径路优化通过BIM技术创建三维电缆模型，准确连接各电缆起点设备，终点设备，完成电缆敷设初始模型。结合四电各专业要求，针对各专业电缆的走向、布放位置、空间状态等进行模拟敷设径路优化。机房电缆工厂化预配技术主变低压侧电缆敷设图2024/5/10智能高速铁路概论108智能化施工5第四章5.基于BIM技术的电缆模拟敷设径路优化智能布线工艺机器人解决了传统手工制作信号线耗时较长、对人员技术水平要求较高、在工艺质量和准确度上存在较大不确定性等问题，可实现信号线把制作的机械化、自动化。操作人员根据制作线把的类型，通过操作面板设置布线模板程序后，布线工艺机器人即开始自动布线、自动绑扎、自动绕线的流水线工作。智能布线工艺机器人智能布线工艺机器人2024/5/10智能高速铁路概论109智能化施工5第四章智能布线工艺机器人（1）送线线缆盘上的线先被送入送线裁线剥线机，根据预设的程序，对线缆进行定长切割、环向纵向裁切、线缆两端头剥皮后，从送线口送出，线缆皮废料可实现自动回收。送线裁线剥线机结构示意图2024/5/10智能高速铁路概论110智能化施工5第四章智能布线工艺机器人（2）布线

定长线缆送出时，布线机械臂已在送线处等候，线缆会自动套入布线机械臂的线缆套圈中；再由布线机械臂送到该条线缆的布线起始点。定位机械臂已根据预设程序在该起始点位置等候，线缆送到时，定位机械臂将其夹紧固定；布线机械臂按预设的轨迹和布线模板上的定位桩指引，将线缆布放到布线模板上，并由模板上的夹子夹紧固定。布线机械臂结构示意图及实物图2024/5/10智能高速铁路概论111智能化施工5第四章智能布线工艺机器人（3）自动绑扎绑扎工作由自动绑扎机完成，可实现将扎带自动吹入绑扎枪头，自动进行绑扎、扎带尾部切割、废料回收功能。自动绑扎机结构示意图及实物图2024/5/10智能高速铁路概论112智能化施工5第四章智能布线工艺机器人（4）自动绕线绕线工作由自动绕线机完成。操作人员将单根线缆端部对准绕线器中心圆孔插入固定，启动自动绕线机将环线自动缠绕在芯线外部；绕线完成后，由操作人员手工切断环线，折弯为圆圈形，尾部用线缆上的套管覆盖住，即完成单根线缆的绕线制作。自动绕线机结构示意图及实物图2024/5/10智能高速铁路概论113智能化施工5第四章光电缆自动化敷设光电缆线路是电能输送和信号传输的载体，是四电集成系统最重要工程之一，光电缆线路稳定可靠运行与列车运行安全密切相关。高铁双向电缆自动敷设作业车由作业车车体和动力设备、卧式电缆放线架系统、电缆自动敷设牵引系统、电缆敷设导向系统等上装设备组成，具备双向操纵、自动敷设牵引等功能。高铁双向电缆自动敷设作业侧、俯视图2024/5/10智能高速铁路概论114智能化施工5第四章光电缆自动化敷设高铁双向电缆自动敷设作业车技术已在西成客专四电集成工程施工中得到实际应用，在全线建设中保证了施工质量同时，缩短了施工时间，减少了施工人员，节约了施工成本。高铁双向电缆自动敷设作业图第四章高速铁路智能建造目录/Contents2024/5/10智能高速铁路概论11501概述02空天地一体化智能勘察03基于BIM的协同设计04数字化工厂05智能化施工06基于

BIM的铁路工程管理平台2024/5/10智能高速铁路概论116基于BIM的铁路工程管理平台6第四章平台定义与体系架构——定义与内涵基于BIM的铁路工程管理平台是以面向工程建设对象为核心，与现代管理技术、信息技术、建造技术相结合，通过一体化信息平台，创新管理手段，促进铁路工程建设过程协同、资源配置优化，强化工程质量约束，提升安全管理水平的一套系统管理体系。平台通过对数据的真实记录、系统集成和有效组织，从信息维度、过程维度和价值维度为铁路工程建设管理提供创新手段，实现协同管理。项目群协同管理单项目云化建管6第四章2024/5/10智能高速铁路概论117确立了铁路工程建设信息化总体规划，启动铁路建设管理系统1.0研制工作。2013年启动四级工程调度系统的研制与推广，上线中心及门户系统。2014年全路建设电视电话会议，要求铁路工程管理平台的试试作为开工标准化的必要条件。2015年启动新开工项目的平台实施工作，累计完成78个项目的平台实施工作。2016年形成铁路建设管理系统V1.0固话版本。2017年铁路建设管理系统V1.0通过总公司技术审查，上半年完成50多个项目推广实施。2018年形成铁路建设管理系统V1.1，进一步完善铁路工程建设安全管理体系。2019年形成铁路建设管理系统V2.0，在雄忻铁路雄安新区东西轴线工程开展试点应用。2022年平台定义与体系架构——发展历程基于BIM的铁路工程管理平台6基于BIM的铁路工程管理平台第四章2024/5/10智能高速铁路概论118平台定义与体系架构——总体架构6基于BIM的铁路工程管理平台第四章2024/5/10智能高速铁路概论119基于BIM的铁路工程管理平台（以下简称“平台”）以标准化管理为抓手，BIM+GIS技术为核心，云计算为平台架构，感知技术为基础，移动互联为传输结构，建设项目为载体，按照“一门户，六体系，N应用”模式搭建，建立支撑协同应用的铁路三维空间数据体系，建立以进度质量安全相互校核的业务管理模型，实现形象化与自动推演的进度管理、自动感知预判的安全风险管理、持续追踪的人机料质量溯源管理等，提高工程建设数据多角度、多维度、多尺度综合分析应用，强化现场“人、机、料、法、环”等全要素管理水平，形成了面向竣工交付的数字资产，实现数字资产从建设向运营的转移。平台定义与体系架构——功能体系2024/5/10智能高速铁路概论120基于BIM的铁路工程管理平台6第四章基于BIM的设计管理——基于BIM的数据交付与传递基于BIM的数据交付与传递包含包含资料数据描述、资料数据交付、资料数据存储、资料数据整理、资料数据利用等方面，打通设计交付、文档总线和基础数据的数据传递模式，实现线下流程转线上的作业总线，改善传统工程资料管理所面临的资料收集滞后、存储分散、整理繁琐、过程监管难等一系列问题，提高工程竣工档案采集、整编、组卷的效率。基于BIM的数据传递与交付流程多源数据融合传递技术路线2024/5/10智能高速铁路概论121基于BIM的铁路工程管理平台6第四章基于BIM的设计管理——基于BIM的数据交付与传递基于BIM的数据交付与传递—设计模型交付设计模型平台承接后效果2024/5/10智能高速铁路概论122第四章基于BIM的施工图审核基于BIM的铁路工程管理平台6基于BIM的施工图审核系统实现重难点工程的BIM模型的形式化审查和在线的施工图审核，另外包括咨询报告的管理和维护、施工图管理、咨询工作周报等。提供可行性研究和初步设计阶段的外部条件落实情况电子文件及设计成果电子文件的审核、跟踪、存档等功能。在施工图设计阶段主要提供供图计划的录入、审核流程、审核进度及重要问题跟踪、审核意见落实情况查询、审核过程记录等功能。2024/5/10智能高速铁路概论123第四章基于BIM的施工图审核基于BIM的铁路工程管理平台6128m简支梁拱桥腹板端头位置二维蓝图存在错误二维蓝图支撑垫石高度标注错误图纸会审：将设计模型与二维施工蓝图进行对比校核2024/5/10智能高速铁路概论124第四章基于BIM的施工进度管理——进度跟踪基于BIM的铁路工程管理平台6通过电子施工日志、工程调度、航拍影像监控等多种方式，基于图形图像识别、施工机械状态感知等手段，实现对各专业各工序施工进度综合识别与动态跟踪，满足管理人员对工点施工状况的全面掌握，利用报表输出与图形结合对施工进度进行管控。隧道平面进度图隧道形象进度图2024/5/10智能高速铁路概论125第四章基于BIM的施工进度管理——进度跟踪基于BIM的铁路工程管理平台6施工组织数据动态更新服务通过数据接口接收设计及施工组织信息，并以数据驱动铁路工程模型进行实时更新，展示最新的施工组织计划、施工进度、设计工程量等信息。施工组织数据动态更新服务2024/5/10智能高速铁路概论126第四章基于BIM的施工进度管理——进度跟踪基于BIM的铁路工程管理平台6结合进度管理、施工组织管理，利用采集的数据，对比施工进度计划，结合BIM模型对实际施工进度进行展示，精确反映每个部位目前所处施工阶段，做到了对进度信息的精细化管理。隧道三维进度桥梁三维进度2024/5/10智能高速铁路概论127第四章基于BIM的施工进度管理——进度跟踪基于BIM的铁路工程管理平台6通过进度推演功能可实现对桥梁、隧道等重点构筑物施工工期的模拟推演，对隧道或桥梁的施工进度进行推演，根据推演信息预测工期是否会影响下步工序，能否满足施组计划要求，提醒施工管理进行资源的合理分配，确保隧道或桥梁等构筑物能够及时完工。铁路施工组织编制与模拟界面隧道施工进度模拟2024/5/10智能高速铁路概论128第四章基于BIM的施工进度管理——施工组织优化基于BIM的铁路工程管理平台6对项目进行WBS分解，满足工程项目WBS与BIM模型的自动关联，在此基础上进行基于位置的计划编制与资源配置，通过施组计划和进度推演模型的偏差分析，提出关键路径约束的施组计划动态优化技术，实现保证工期条件下资源最优配置和施工进度的有效管控。基于资源配置的施组模拟界面2024/5/10智能高速铁路概论129第四章基于BIM的施工进度管理——施工组织优化基于BIM的铁路工程管理平台6通过BIM技术对施组计划进行仿真模拟，及时找出施组计划中不合理的地方，进行优化，优化后的施组计划作为工单编制的依据。工单通过移动端APP派发给现场施工人员，在施工过程中通过传感器及手持设备实时采集施工进度信息。采集到的施工进度信息作为施工模拟推演的依据，从而提高施组计划的合理性。基于资源配置的施组模拟界面2024/5/10智能高速铁路概论130第四章基于BIM的施工质量管理——循环工序优化基于BIM的铁路工程管理平台6通过移动端app对各施工工序的顺序及施工队伍进行派发，各工序负责人按照派工单的工作时间安排人员进入现场进行施工，同时对各施工工序的实际开始，自动获取记录开挖、初支、喷混等各个工序的作业时间。将各工序循环用时动态推送至Web端系统，可实时查看工序进度情况，并对工序完成时间与计划时间自动计算节超时间，细化工序循环的物资工效和安质指标，优化生产计划，实现工点的精细化管理。循环工序优化2024/5/10智能高速铁路概论131第四章基于BIM的施工质量管理——循环工序优化基于BIM的铁路工程管理平台6利用架子队管理移动端实现面向施工作业一线班组—架子队的派工单管理，并对现场工序循环进行记录，在web端实时查看工序进度情况，并对工序完成时间进行与计划时间自动计算节超时间。2024/5/10智能高速铁路概论132第四章基于BIM的施工质量管理——循环工序优化基于BIM的铁路工程管理平台6隧道循环工序优化系统基于“模数驱动、轴面协同”思想，实现交通物流畅通、人机作业面多点协同和信息共享，保障了京张高铁地下站隧多点（13个工作面）施工高效推进与对接，解决了单通道多点施工组织难题。施组动态管理大型机械化配套施工进度管理2024/5/10智能高速铁路概论133第四章基于BIM的施工质量管理——断面质量管理基于BIM的铁路工程管理平台6在隧道断面质量检测方面，针对隧道超欠挖、初支厚度、初支平整度、二衬厚度、二衬净空等现场质量管控问题，借助信息化手段进行监测。运用三维扫描技术获取隧道开挖、初支、二衬的断面点云数据，生成隧道实际轮廓扫描点云图像模型，通过点云模型与BIM模型融合。断面质量管理2024/5/10智能高速铁路概论134第四章基于BIM的施工质量管理——断面质量管理基于BIM的铁路工程管理平台6运用三维扫描技术获取隧道开挖、初支、二衬的断面点云数据，生成隧道实际轮廓扫描点云图像模型，通过点云模型与BIM模型融合，实现对隧道施工关键工序内轮廓的检测，结合切分深化后的模型和断面监测数据，实现隧道任意截面设计与实际施工参数对比，强化隧道断面轮廓质量控制。2024/5/10智能高速铁路概论135第四章基于BIM的施工质量管理——断面质量管理基于BIM的铁路工程管理平台6系统实现了隧道断面质量的超欠挖分析、厚度检测及平整度检测分析，通过点云数据与BIM模型的融合分析，计算得出每个里程段落隧道断面的超欠挖位置及方量，并将分析结果实时上传至系统中进行预警管控，结合监测数据，可进行预留变形量调控或爆破工艺优化，控制超挖方量降低施工成本。2024/5/10智能高速铁路概论136第四章基于BIM的施工质量管理——断面质量管理基于BIM的铁路工程管理平台6初支平整度检测：通过初支扫描后，准确评估该段落初支平整度，对不合格区域进行快速定位，指导施工整治。消除由于初支不平整而造成的衬砌脱空或防水板破裂安全隐患。2024/5/10智能高速铁路概论137第四章基于BIM的施工质量管理——三维技术交底基于BIM的铁路工程管理平台6依托BIM技术可视化特点，结合施工工艺工法，通过动画、模拟、虚拟现实等手段建立各专业关键工序施工技术交底库。为直观地指导施工，避免施工人员对施工图的理解有误，依托建立的三维模型，根据施工需求对重点设备或者特殊区段安装施工进行现场模拟，有助于施工预想、发现方案缺漏、熟悉施工流程、提高施工质量。清华园隧道盾构始发竖井及始发段复杂节点模拟建造2024/5/10智能高速铁路概论138第四章基于BIM的施工质量管理——三维技术交底基于BIM的铁路工程管理平台6清华园隧道基于BIM技术的模拟建造：通过BIM虚拟建造与仿真技术对清华园隧道2-A始发井前后施工过程进行动态模拟，重点模拟始发井及始发段复杂节点的关键工艺工序、确保了盾构隧道穿越过程中沿线构筑物、道路及管线的安全，完成对盾构始发竖井及始发段复杂节点施工风险控制和方案优化。2024/5/10智能高速铁路概论139第四章基于BIM的施工质量管理——三维技术交底基于BIM的铁路工程管理平台6八达岭隧道基于BIM技术的模拟建造：八达岭隧道的最大跨度断面的开挖宽度为32.7m，施工方案极其复杂，经过多次讨论后确定采用超大断面“喦”字形施工方法，对拱顶围岩（关键围岩）采用锚索锚杆提前支护，利用BI