中铁天宝智慧工地解决方案(41页 PPT).pptx

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中铁天宝智慧 工地解决方 案 智联工地，慧享数据 All your data in one place 1 、建立智慧工地 智联工地，慧享数据 All your data in one place 1.1 、建立定位基站，使用北斗定位系统 仅 GPS GPS+GLONASS+ 北斗 项目 GPS+GLONASS+ 北斗 精度提升 GPS+GLONASS GPS 卫星 20~23 颗 V.S. 14~15 颗 8~9 颗 水平最大偏差 7.2mm 16.3% 8.6mm 9.4mm 水平均方差 1.7mm 6.2% 1.8mm 1.9mm 垂直最大偏差 8.0mm 33.3% 12.0mm 17.0mm 垂直均方差 2.4mm 16.5% 2.9mm 3.8mm 智联工地，慧享数据 All your data in one place 1.2 、创建并使用 BIM 设计 构建工程模型 构建地质模型 施工组织设计  整合的基础  数字化施工要求三维设计；  实现从勘察、设计、施工到运营维护过程整合的必要载 体；  高效设计  可视化设计、参数化设计；  干涉检查、虚拟施工；  整合设计；  施工指导  开挖点提示、土方自动计算等；  直观展示 智联工地，慧享数据 All your data in one place 1.3 、在现场建立网络覆盖及视频监控 智联工地，慧享数据 All your data in one place 2 、数字化施工：三维挖掘机引导系统 智联工地，慧享数据 All your data in one place 2 、数字化施工：推土机三维引导系统 智联工地，慧享数据 All your data in one place 2 、数字化施工：平地机铲刀自动控制系统 智联工地，慧享数据 All your data in one place 2 、数字化施工：智能压实系统 智联工地，慧享数据 All your data in one place 2 、视频：数字化机械施工 智联工地，慧享数据 All your data in one place 2 、视频：数字化机械施工 智联工地，慧享数据 All your data in one place CB460 控制箱 CM310 压实传感器 MS992 北斗接收机 SNR410 SNM940 电台 无线网 关 AS400 坡度传感器  远程、实时、无缝导入设计到施工机械；  使用三星精准定位，支持北斗系统；  完整记录整个压实过程数据，包括：  精准时间与空间坐标；  连续压实值；  高程、遍数、振幅、速度、行驶方向 等；  为机手提供作业引导；  实时数据传输到远程服务器进行施工应 用；  实时为现场、远程的用户，如建设单位、 施工单位等反馈压实质量报告；  符合现有铁路路基连续压实规程； 2.1 、智能压实系统：系统架构及特点 智联工地，慧享数据 All your data in one place 2.2 、传统压实 V.S 连续压实 压实通过遍数 连续压实程度 K30 EVD 压实密实度 传统压实 连续压实 智联工地，慧享数据 All your data in one place  与传统方法相结合，为传统方法提供决策辅助：  指示压实过程信息，如：压实遍数、区域、振幅、行驶速度及方向、高 程等；  指示薄弱区域的空间及时间信息；  在一定程度上提高传统方法的效率：  优化测点的选择，如在薄弱区域选择或减少测点；  现场实时指示压实质量；  使用数字化连续压实施工工艺，辅以传统方法进行质量验收：  在工艺试验段上确认连续压实施工工艺；  进行多个循环的工艺验证；  利用连续压实施工工艺进行施工，减少碾压次数； 2.3 、智能压实系统：连续压实工程应用 智联工地，慧享数据 All your data in one place 2.3 、智能压实系统：连续压实工程应用 智联工地，慧享数据 All your data in one place 2 、数字化施工：三维摊铺控制系统 高精全站仪 光靶 数传电台 控制箱 角度传感器 接触传感器 倾斜传感器 控制箱 传 统 施 工 数 字 化 施 工 智联工地，慧享数据 All your data in one place 3 、在统一的平台上获取您所需的全部信息  实时对生产数据进行挖掘、分析；  生成符合行业规范及习惯的质量报表；  通过网页形式与用户进行交互；  所有工程参与方可在统一的平台上获取 所需资讯；  通过建立局域网络来确保数据安全；  真实、准确、实时、高扩展性； 智联工地，慧享数据 All your data in one place 3 、视频：数字化施工管理平台 智联工地，慧享数据 All your data in one place 智联工地，慧享数据 All your data in one place 智联工地，慧享数据 All your data in one place 智联工地 慧享数据 All your data in one place 案例：西成客专江油北站路基数字工地试验段 智联工地，慧享数据 All your data in one place “ 西安至成都高速铁路，简称西成客专，线路全长约 643 公里，由西成高铁西安至江油段与成绵乐 城际铁路成都至江油段组成。设计时速为 250 公里，于 2012 年 10 月 27 日正式开工，建设工期 5 年。 建成后 西安至成都火车运行时间预计在 3 小时以内。”  2013 年 6 月 ~ 2014 年 8 月，由中国中铁集团与铁总工管中心主导；  在铁路领域，第一次打通从 BIM 设计到施工应用的贯通环节；  第一次在国内建立数字化施工互联工地，并在高铁路基填筑施工的各个工序中进行实践 应用；  对数字化施工互联工地的效能及价值进行研究：  使用北斗定位系统为工地提供定位服务；  以我国铁路路基施工相关规范及作业习惯为依据，提供实时现场整合应用与过程数据 服务；  对连续压实技术的工程应用进行研究，总结应用价值及改进意见；  通过对比试验对数字化施工的应用价值进行研究与评价； 案 例 背 景 智联工地，慧享数据 All your data in one place BIM 设计模型 智联工地，慧享数据 All your data in one place 二维横断面图纸 智联工地，慧享数据 All your data in one place 分层施工模型 智联工地，慧享数据 All your data in one place 地质曲面 智联工地，慧享数据 All your data in one place 施工模拟  记录参与施工的人数、施工时间、施工机械油耗数据，并分析结果； 智联工地，慧享数据 All your data in one place 1 、试验方法  以 BIM 设计为依据进行对比填筑试验：  每次对比试验数字化施工填与传统施工各填筑一层，填筑总方量差不超过 10%;  填筑表面尺寸验收标准为：填筑厚度 30cm( 误差 -2 ~ +5cm) ， 填筑纵坡 0‰( 误差 ±1‰) ，填筑横坡 2% ( 误差 ±0.5%);  压实质量验收标准以高铁验收规范依据，采用 K 系数及 K30 验收；  数字化与传统施工采用一组相同的施工机械，传统施工时关闭 机械上的数字化设备； 智联工地，慧享数据 All your data in one place 人工估计土方量 放填筑层边线 画卸土栅格 填土 摊铺、粗平 精平 挂边线 碾压密实 洒水或晾晒 放填筑层边线 画卸土栅格 填土 引导摊铺、粗平 自动精平 信息化碾压密实 洒水或晾晒 卸料阶段 整平阶段 碾压阶段 传统施工流程 数字化施工流程 软件计算土方量 准备阶段 2 、施工流程 智联工地，慧享数据 All your data in one place  根据松铺系数计算填筑所需土方松方量 ;  数字化施工土方量预估误差较小，可有效避免材料、人工、机械台班的浪费； 传统施工  测量填筑面积；  根据填筑面积和虚铺厚度估算下一层填筑 所需的土方松方量； 数字化施工  根据设计生成本层施工结束后填筑表面；  自动计算下一层施工设计表面与本层填筑 表面的体积差； 3 、准备阶段 智联工地，慧享数据 All your data in one place 4 、卸料阶段 传统施工 & 数字化施工  依据设计资料测放路基边线及线路中心线 ;  场地中划 5m x 6m 方格网，用白灰洒出网格 ;  按自卸汽车每车的方量和松铺厚度， 计算每方格范围内的卸土车数 ;  现场领工员指挥车辆进行按顺序倾倒填料 ;  数字化施工与传统施工在本次试验中没有任何区别，但使用工程车辆管理系统后，可 对 来料及土方量进行更精确的控制； 智联工地，慧享数据 All your data in one place 传统施工  测量队根据设计放样、打桩、挂线；  推土机手根据参考桩及领工员指挥粗平；  平地机手根据参考桩及领工员指挥精平； 数字化施工  BIM 设计通过无线网络直接传输到机械；  推土机手使用三维引导系统进行粗平；  平地机手使用铲刀自动控制系统精平； 5 、整平过程 参考线 智联工地，慧享数据 All your data in one place 传统施工  领工员管理工作面较多，无法专注在一个工 作面工作；  推土机、平地机对机手的经验要求较高；  粗平过程中及填料分区边界会破坏参考桩；  精平时保存完整的参考桩已不多，将影响机 手作业，或需要再次打桩；  打桩材料如钢筋等是消耗品，整平完成后大 部分不能重复使用； 数字化施工  无需现场测量人员、无需领工员现场指挥；  无需放样打桩，不存在桩被破坏问题。可以 整个施工过程保证施工质量的稳定；  降低机手工作强度，如眼睛无需实时跟踪 桩、线、及平整表面；  平地机自动控制无需操作员控制铲刀，可极 大提高效率； 5 、整平过程 传统施工  机手按工艺进行碾压；  完成碾压后，机手根据经验分析薄弱区域；  机手对判定为薄弱区域进行补充碾压； 数字化施工  机手使用智能压实系统引导碾压；  机手使用智能压实系统生成的碾压示意图可 实时指示薄弱区域；  机手对指示为薄弱区域进行补充碾压；  自动、实时将碾压数据上传到远程服务器；  数字化施工碾压可提示机手压轮轮迹重叠区 域，减少重复碾压；  数字化施工碾压可提示机手实时压实信息， 如高程、遍数、振幅、速度、行驶方向、振 智联工地，慧享数据 All your data in one place 6 、碾压阶段 智联工地，慧享数据 All your data in one place 7 、效率对比综述 时间（小时） 油耗（升） 人员（位） 时间综合节约 30% 油耗综合节约 18% 粗平 精平 碾压 人员减少 66.7%  采用数字化施工，约每 900 方填筑施工则可以节省 26 升柴油。以江油北站试验点工点 为 例， 71.5 万方的填筑施工则可节约 20655 升油耗，相当于 15.3 万元 RMB ！ 2.25 2.53 1.27 3.63 9.68 0 放样 粗平 精平 碾压 2.55 0.83 3.37 6.75 0 2 4 6 8 10 12 测量 合计 0 0 69.3 17.3 67.1 153.7 54.2 11.07 62.2 127.47 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 测量 粗平 精平 碾压 合计 放样 4 2 2 1 1 9 0 1 1 3 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 测量 合计 传统施工 数字化施工 放样 智联工地，慧享数据 All your data in one place 8 、质量对比综述 施工质量得到大幅提升，厚度合格率提升 36% ，纵坡提升 40% ，横坡提升 40% 40 60 50 76 100 90 0 20 40 60 80 100 120 厚度 纵坡 横坡 10 2 1.5 4 0.4 0.5 0 2 4 6 8 10 12 厚度 （ cm ） 纵坡（‰） 横坡 （ % ） 传统施工 数字化施工 合格率 （ % ） 最大偏差 智联工地，慧享数据 All your data in one place 传统施工 数字化施工 8 、质量对比示意图 智联工地，慧享数据 All your data in one place * 每天工作时间内保持运行的时间比例数据来自现场对比实验中统计的机械运行时间比例； 9 、投资价值分析：直接收益 * 工作效率提升 : 0% 35% 10% 25% 0% 70% 25% 推土机 平地机 振动碾 挖掘机 卡车 测量员 监理 总计 实际工作月数 6 2 6 6 6 6 6 实际工作天数 180 60 180 180 180 180 180 每天工作时间 ( 小时 ) 9 9 9 9 9 9 9 * 每天工作时间内保持运行时间的比例 80% 75% 80% 87% 87% 90% 88% 总运行时间（小时） 1296 405 1296 1409 1409 1458 1426 每小时运行成本（元） 280 280 280 280 160 60 60 单位运行成本小计（元） 362880 113400 362880 394632 225504 87480 85536 1632312 现场机械 / 人员数量 1 1 1 1 3 1 1 运行成本总计（元） 362880 113400 362880 394632 676512 87480 85536 2083320 运行成本节约总计（元） 0 39690 36288 98658 0 61236 21384 257256 0% 35% 10% 25% 0% 70% 25% 12.35% 材料的节约 10% 100% 填料 木桩 总计 材料数量 10000 2000 材料总成本（元） 300000 2000 302000 材料成本节约总计（元） 30000 2000 32000 10% 100% 10.60% 智联工地，慧享数据 All your data in one place 9 、投资价值分析：间接收益 * 周节约及避免等待时间（小时） 6 6 8 8 8 10 15 推土机 平地机 振动碾 挖掘机 卡车 测量员 监理 总计 实际工作月数 总节约工 作时间（小时） 原总工 作时间（小时） 节约比 例 % 运行成本总计 （元） 6 155 129 6 12 % 362880 2 52 40 5 13 % 113400 6 206 129 6 16 % 362880 6 206 140 9 15 % 394632 6 206 422 8 5% 676512 6 258 1458 18% 87480 6 387 1426 27% 85536 2083320 生产力最大化收益总计（元） 43344 14448 57792 57792 33024 15480 23220 245100 11.76% * 额外费用节省（元） 减少在办公室处理生产数据，管理生产文档等的时间 减少现场技术支持的需要 频次并减少因此产生的差旅时间和费用（如现场设计） 减少设备管理 - 清点设备、 追踪设备等的工作量 减少设备管理 - 调度设备等的工作 量 减少现场会议或远程会议的频次 9288 30000 6192 25800 7740 额外费用节省（元） 79020 总计 324120 * 周节约工作时间及避免等待时间，额外费用节省的估算数据来自于天宝公司数字化施工方案在国外实际项目上的统计数据 6 小时 / 周， 60 元 / 小时 1 次 / 月， 5000 元 / 次 4 小时 / 周， 100 元 / 小时 每周减少 1 次设备调度不当， 1000 元 / 次 1 次 / 周， 300 元 / 次 智联工地，慧享数据 All your data in one place 9 、投资价值分析：无形收益  安全保障，减少事故发生；  资产有效管理，降低流失或损坏风险；  沟通及管理效率的提升；  减少返工及重复工作；  提高作业人员工作满意度，减少人员变更；  提前完工及高质量完工带来的客户高满意度，将获得额外项目机会并提升企业形象； 李岷河， 25 岁 PY185A 大华平地机手，平 地机作业经验 5 年 “ 要使用自动控制，可能你干的话比 我还快、还好”