随着民航事业的快速发展和信息技术的不断进步,数字施工技术被越来越多地应用在机场建设项目中,以其高效、规范、创新的特点为提升机场建设质量,实现降本增效提供了有效途径。尤其是随着数字经济时代的到来,打造智慧机场已是民航建设的主流发展方向。
说到智慧机场建设,湖北鄂州花湖机场是一个绕不开的话题。作为民航局首批“四型机场”示范项目,鄂州花湖机场还是国内首次全生命周期运用数字施工与智慧建造技术的工程项目,为整个民航行业提供了施工建设的新模式新标杆。在花湖机场的建设过程中,合众思壮数字施工技术发挥了重要的作用。
在鄂州花湖机场数字建设过程中,针对现场施工难度高、安全保障压力大等传统施工模式中存在的普遍难题,合众思壮结合北斗+5G、智能物联网、边缘计算、人工智能、传感器融合等多种核心技术,打造了数字化施工解决方案。数字化施工管理平台系统实现了4万多人、近1000台工程机械、2万辆车辆的全生命周期管理,并成为首个打通设计、施工、监管、ERP和计量支付等全流程、多系统、多平台间的数据流转和共享的整体解决方案。同时,结合“北斗+5G”赋能工业物联网、边缘计算、云端智能等信息化手段,实现北斗高精度定位技术在从地基处理(强夯、冲击碾、插板桩、混凝土灌注桩)到分层填筑(推土、平地、碾压)、水稳层自动控制推铺的全面应用。通过专业监测设备及配套集成系统,对施工过程中产生的数据进行收集、分析和存储,形成施工过程监测、施工进度和成本控制为一体的数字化施工系统,有效推进机场的数字化、信息化和智能化施工建设,为提高工程质量、降低成本、保障安全及提升管理效率提供了有力支持。
数字化施工管理平台
数字化施工管理平台基于网络的协同工作,以互联网为基础,借助现代测绘技术、电子信息技术、设备传感技术、管理科学等新技术实现工程建设管理的数字化、网络化;平台以“人、机、料、法、环”五要素为基础,包含数字化工地与数字化施工两大板块,涵盖人员管理、车辆管理、智能拌合、视频监控、环境检测及施工管控等方面,实现了项目的全要素、全过程的数字化管控。
人员管理系统
现场所有人员录入实名制系统,平台自动核对身份信息建立人员档案,人员通过实名制录入与机场门口人脸识别闸机联动,加强人员进出场管控。工人佩戴智能安全帽,实时获取位置,紧急情况一键救助。
车辆管理系统
车辆管理子系统由车辆信息档案、驾驶员信息、车辆实时位置、车辆轨迹、车辆视频监控五个功能组成。系统按照入场报备、信息审核、车辆入场及退场的流程进行管理。车辆通过安装数字化定位装置,实现了车辆位置实时监控、车辆速度严格把控、车辆轨迹回溯的功能,有利保障了现场车辆及机械的安全使用,保障了施工的有序进行。
智能拌合监控系统
混凝土及水稳搅拌站安装拌合监控系统,全过程自动混记录统计配合比偏差情况,从配合比环节加强质量控制,提高配比偏差监控,有问题及时处置,强化混凝土及水稳料生产拌和环节质量控制。
视频监控系统
视频监控系统由中心总控和固定视频监控、大屏图像显示子系统组成。在拌和站、料仓、施工现场、进出场通道、重点环境检测站等关键区域安装监控摄像头,采用网络传输连接到平台,并通过平台PC端和手机端进行生产情况监控。可实现辅助人工巡视现场、重点或危险部位施工全程录相存储及随时调用,视频监控、预览、录像、抓拍及自动保存,智能分析安全报警、火灾报警、人员密集预警等功能。
环境监测系统
对现场各个工区的施工进行环境小气候监测,对PM2.5、PM10等扬尘数据,噪音数据,风速、风向、温度、湿度等数据进行监测分析并发出预警,及时开启降尘设备、调配降尘车辆,从而实现对工程施工现场扬尘污染等监控、监测的远程化、可视化,实现绿色施工的目标。
数字化施工
数字化施工主要应用于机场建设中的场道工程。在场道工程中,机械系统依托北斗高精度定位导航(定位/测向/姿态)、5G高带宽低延时,多传感器数据融合及算法,实现工程机械的自动引导、自动控制、精准作业、实时进度和质量的监管。数字化施工可以辅助机械操作人员按照施工要求进行施工,管理平台可以实时显示设备的运行轨迹及施工质量数据,并生成施工图形报告作为验收的依据与质量验评系统相连接。数字化施工包含数字化强夯、数字化桩基、数字化挖掘、数字化推土、数字化平地、数字化碾压及智能摊铺模块。
强夯施工管理系统
该系统是一个包含了内外业一体化的整体解决方案。系统采用北斗高精度定位技术,结合传感器和控制模块等装置,在施工过程中对夯击遍数、夯锤落距、夯点位置、沉降量变化等进行记录和计算,并对数据存储、分析及上传,业主、监理单位、施工单位等工程各参与方都可以通过登录数字化施工管理平台实时进行数据共享,及时掌握施工质量、工程计量、施工进度等信息。
桩基智能施工系统
桩基智能施工系统采用北斗高精度实时定位技术获取桩头精准的三维位置信息,融合安装于桩机上的角度传感器等实时数据,以数字、图像的方式实时记录显示打桩坐标、倾斜角度、钻进和提钻速度、桩深、入岩深度等信息,引导操作手精准施工,同时记录施工过程数据,对基础工程施工进行有效监管。
挖掘机智能施工系统
挖掘机智能引导系统综合微电子技术、无线通讯技术、GNSS厘米级高精度定位等现代化技术于一体。通过在挖掘机上的各种传感器数据,解算校准枢轴尺寸,获得铲斗实时、精确的三维位置。系统可以实现无桩化施工,无需测量放样施工基准线,减少对测量的依赖,以数值、图形等方式指示铲斗与目标工作面的相对位置,精准引导,保证施工快速成型。
推土机智能引导系统
推土机智能引导系统采用北斗高精度定位技术,结合传感器等装置,实时对推土机铲刀位置姿态进行三维引导。系统应用三维数据文件作为施工基准,在无测量、无放样的环境中快速精确的实现施工要求。
平地机智能引导系统
平地机智能引导系统,采用北斗高精度定位定向技术,结合传感器等装置,实时对平地机刮刀位置姿态进行三维显示。系统应用三维数据文件为基准,在无测量、放样的环境中快速实现施工要求。
通过以上系统在相关机械设备上的应用,实现施工无桩化、引导智能化和管理信息化,解决了传统施工方式下的人力资源消耗大、质量难保证等问题,显著提高了施工效率和管理水平,大大减少返工,降低成本,保障作业安全及工期。不仅如此,所有的施工过程经过数据电子化、数字化后,机场完工之日,在交付一个物理机场的同时,交付一个孪生的线上数字机场。
随着大数据时代的到来,民用机场工程建设的数字化、信息化、智慧化施工已成为必然趋势。《中国民航四型机场建设行动纲要(2020-2035年)》提出,要加快北斗导航在机场自动化作业、精准定位等领域的应用,逐步推进各项设施全面物联,使状态可感知、数据可获取,为实现网络协同、智慧运行创造条件。
聚焦新基建和“四型机场”建设需求,近年来,合众思壮发挥自身产业和技术优势,积极探索北斗时空技术在民航建设领域的应用,在智慧机场建设方面积累了丰富的实践经验。2021年6月,合众思壮与机场建设集团联合成立了“中国民航智慧(数字)技术联合创新中心”。以创新中心为基础,在针对民航信息化、数字建造、智慧运行等领域重难点问题不断实现技术攻关,积极推动了“北斗+” 相关技术及产品在民航领域的创新应用。
除数字施工方案外,合众思壮民航机场北斗高精度管理平台、基于北斗及多传感器融合的高精度室内外定位产品及解决方案也已经在北京大兴国际机场、成都天府国际机场等国内多个大型枢纽国际机场成功应用,为赋能国内四型机场的建设做出了积极的贡献。
步履不停,前景无限。数字化时代的未来充满机遇和挑战。合众思壮深刻感知到数字经济浪潮赋予北斗产业发展的无限想象和可能,未来,将不断突破创新,携手合作伙伴努力打造“北斗+”融合应用生态,为推动民航等领域的高质量发展添砖加瓦。未来,让我们一起探索“+北斗”在各行各业的新突破,共同见证数字经济的高质量发展。
