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为加快推进首都智能建造发展,助力北京国际科技创新中心建设,市住建委通过“安居北京”微信公众号对各智能建造创新中心的科技创新成果和经验做法进行了专题报道。
集团自主研发的装配式地铁车站技术、隧道安全快速精准测量装备、工程全寿命周期系列管理平台、香港机场大模块智能建造技术等创新成果获得重点关注和报道。
智能、高效、绿色
轨道交通建设打开智慧新世界
城市轨道交通川流不息,律动着城市经济社会发展的勃勃生机。透视地下工程世界,一系列关键技术、模式、装备的迭代升级,正推动着我国城市轨道交通领域朝着更智能、更高效、更绿色的行业前沿迈进。
循着建设新中国首条地铁——北京地铁1号线的城轨史脉起点,北京城建集团秉承服务首都轨道交通事业发展的初心使命,携手北京工业大学等组建智能建造创新中心,不断推动产学研用模式在轨道交通领域的深度融合,探索轨道交通建造领域发展的智慧答案。
装配式地铁车站——像拼乐高一样建地铁
在严寒地区如何建造地铁车站?该创新中心研发应用的地铁车站预制装配建造技术给出了有智慧的答案。
位于吉林省长春市的地铁兴隆堡站获有全国“十大最美车站”的称号。在车站建设之初,面对最低气温达-25℃、建设冬歇期4-6个月的严峻环境,该创新中心从基础研究、关键技术、装备系统、应用示范等多个环节,系统性研发应用了地铁车站预制装配建造技术,取得了覆盖结构理论、结构设计、构件生产、装配施工、系列化专用装备等支撑装配式建造全过程、具有自主知识产权的关键技术体系。
经测算,与传统现浇混凝土车站相比,应用该项技术可节省4-6个月工期,同时能显著减少建筑垃圾产生量与综合碳排放量。
这项创新成果荣获了中国城市轨道交通协会科技进步特等奖、国际隧道协会年度唯一技术创新大奖,被公认为国际隧道行业的“奥斯卡奖”。目前,该项技术已大规模应用,服务装配式车站数量达68座,并在公路隧道、竖井中得到推广应用。
装配式轨道结构——“两千公里”引领建造新模式
如何提升轨道结构施工效率?该创新中心突破传统建造模式,系统集成了一整套具有完全自主知识产权的轨道结构装配式建造技术。该项技术基于装配式工业化建造模式的新型轨道结构体系,所研发的“预制板+隔振垫+限位缓冲层”刚柔复合式轨道板结构,攻克了轨道板限位、变形控制与减振性能兼顾的重大技术难题,解决了运营线轨道结构大修更换的世界性难题。目前,已应用于杭州、苏州、青岛、重庆等十余座城市的轨道交通的建造工程中,应用规模超两千公里。
该创新中心首创了以逆作工艺和智能化测控为核心的装配化施工技术。“逆作法”先铺后灌技术攻克了一体化灌注、轨道板抗浮等一系列重大技术难题。在融合智能设计、自动测量、动态计算、自动精调等功能的基础上,经测算,每块板的精调时间由30分钟减少至1分钟,施工综合效率显著提升;研制的贯穿运输、铺设、精调、灌筑和运营维修等装配化铺轨及运维全过程、全系列的5大类专用装备,全面保障了装配化施工的机械化、自动化和智能化水平。
快速精准测量装备——高精度数据保障隧道施工安全
在城市地铁空间分布广、观测环境恶劣、结构形变复杂的条件下如何保障隧道施工安全?该创新中心针对传统监测手段存在效率低、监测周期长、监测结果不完善等缺点,研发了具有完全自主知识产权的精准测量装备及隧道安全状态快速精准测量解决方案。
这也是国内首个多位一体的移动测量装备,它解决了地铁安全测量长期以来难以实现“测全、测准、测快”的难题,具备了隧道结构隐患的智能识别关键技术。
该装备实现了隧道结构全要素关键参数的自动化提取,与国内外先进的地铁隧道检测装备相比,该装备能在一次作业中同时获取高精度激光点云和高分辨率图像数据。
目前,该解决方案已应用于北京、武汉等20多个城市的百余条地铁隧道,有效提升了我国高端精密三维测量装备的国产化水平和国际竞争力。
融入智慧储能理念——培育轨道交通新业态
储能产业是推动绿色能源发展的重要支撑,而如何将智慧储能理念融入轨道交通领域已成为行业新课题。为此,该创新中心推进储能技术与轨道交通应用场景深度融合,其自主研发的“基于铅碳电池的储能系统”实现首次推广,储能新业态初步形成。
为抢占技术先发优势,近年来,该创新中心积极探索“轨道交通+储能”的新产业,自主研发储能系统功率波动快速响应跟随技术,解决了轨道交通用电功率波动问题;探索储能用能工程设计、储能及新能源项目的投资、建设、运营、维护等业务,推动企业逐步形成了以轨道交通储能电站为核心的业务布局和差异化竞争优势。
工程全寿命周期数字化平台
让智慧城市触手可及
从城市仿真的全域洞察,到地下空间的精准勘察,再到轨道交通的高效设计;从工地管理的智能升级,到体育场馆的智慧运维,在数字化浪潮席卷全球的今天,该创新中心正以科技为笔、数据为墨,以平台建设绘就一幅智慧城市的未来图景。
“城市仿真”数字底座平台——让城市规划更智慧、更高效
“城市仿真”数字底座平台,通过融合手机信令、交通网络、人口普查等海量城市多源时空大数据,并攻克多尺度时空数据标准化、数据融合、综合扩样校核等关键技术,具备了高效的空间数据资产管理、GIS空间计算及可视化、可扩展能力。目前,该平台在全国60个主要城市全域范围内,实现了精细至建筑体颗粒度的服务能力,可提供城市全量常住人口、就业岗位、分时客流、人群画像、出行溯源、用地属性、建筑规模、公共设施等标准化数据资产和高效化数据服务。
城市工程地质大数据平台——地下空间的勘察“数据库”
为实现工程勘察“采集-试验-处理-应用”全链条数字化并打造地质时空数据底座,城市工程地质大数据平台已汇聚全国50多个城市、3000多个项目、750万延米的工程勘察数据,初步建成全国地质大数据库与北京市轨道交通勘察数据库。
该平台的技术成果已应用于智慧轨道交通、城市安全、地灾防治等领域,有效推动城市地下空间规划、建设及运维的数字化与智能化发展。同时,平台获北京国际大数据交易所《数据资产登记凭证》,完成我国首笔城市地下空间地质大数据交易,成功打通地质数据确权、登记、上架、交易全流程。
城市轨道交通数智协同数字设计体系——提升设计效率的“超级大脑”
国内首个覆盖工程全生命周期数智设计体系,通过标准化数据体系与智能工具链,实现城市轨道交通工程从传统二维设计向三维数据驱动的转型升级。首创"文件级+构件级+数据级"三维协同模式,打破专业壁垒,在设计错误率降低的同时使得协同效率提升;自主研发数字设计工具链,集成参数化区间设计、牵引网智能建模等20余项工具,提升BIM正向出图效率;构建"设计-施工-运维"一体化数据资产库,实现TB级结构化数字资产,有效支持全周期复用。
智慧工地管理平台——施工现场的“智能管家”
智慧工地管理平台融合BIM建模、物联网感知、AI视觉分析等前沿技术,攻克了工地多源异构数据实时融合、施工动态数字孪生构建、安全风险智能研判等核心技术,具备施工全要素数字化映射、全过程智能监管、全链条协同管理等核心能力。
该平台形成了覆盖人员管理、机械监控、环境监测、进度管控、质量追溯等多维度的标准化数据资产,可提供实时人员定位精度±10厘米、设备运行状态秒级监测、环境指标分钟级预警的高效化数据服务,推动传统工地向“感知互联、智能决策、自动执行”的智慧化模式转型升级。目前,该平台已在北京城建集团12家单位的144个在施项目中推广应用。
国家速滑馆智能化集成管理平台——助力智慧场馆运维服务
国家速滑馆依托“冰丝带”智慧场馆建设科研课题,以建造BIM模型为基础搭建智能化集成管理平台。
该平台接入36个系统、超12万点实时数据,可实现跨系统功能联动与场馆机电设备安全监控;同时通过馆内60个分布式传感器、馆外车载红外光谱测试仪及温室气体探测卫星数据反演技术,完成场馆周边区域碳排放实时监测,并整合构建场馆自身碳排放数据库,最终为体育场馆打造出高效、绿色、智能化的智慧运维方案。
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