數見(jiàn)衡永③丨種下數字化基因,踏上美好出行的“高速路”

時(shí)間:2024-06-12瀏覽量:

    采用BIM技術(shù),高速公路在電腦屏幕上蜿蜒伸展,橋梁、隧道、涵洞等構造繪物制得精準生動(dòng);施工過(guò)程中,應用智能化監測手段,大橋“健康狀況”一目了然;安全養護時(shí),數據代替“人跑腿”,養護需求可以一鍵申報……近日通車(chē)的G7221衡南高速衡陽(yáng)至永州段(簡(jiǎn)稱(chēng)“衡永高速”)在數字技術(shù)的加持下,被賦予蓬勃的生命力。從設計、施工到運維管理,衡永高速設計單位——湖南建投集團旗下湖南省交通規劃勘察設計院有限公司(簡(jiǎn)稱(chēng)“湖南交通設計院”)綜合運用BIM技術(shù)、電子沙盤(pán)、人工智能等多種數字化手段,支撐起衡永高速建、管、養、運全壽命周期的高質(zhì)量發(fā)展,致力打造湖南乃至全國“數字高速”的標桿。

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衡永高速

一盤(pán)觀(guān)全局

三維實(shí)景告別“紙上談兵”

    此次通車(chē)的G7221衡南高速衡陽(yáng)至永州段和S81永賀高速永州至零陵段,全長(cháng)165公里,跨衡陽(yáng)、永州9個(gè)市縣(區),4次與已通車(chē)高速相交,7次上跨下穿鐵路,4次跨越較大湘江干流和支流,以長(cháng)隧道穿越祁山山脈,建設規模大,涉鐵涉高涉水工程施工牽涉面廣、技術(shù)難度大、安全風(fēng)險高,施工組織較為復雜。如何讓設計、施工人員快速了解到項目所處的空間環(huán)境,從而更精準地給出合理設計或施工方案?湖南交通設計院創(chuàng )新地給出了答案:電子沙盤(pán)。

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傳統設計圖紙效果

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電子沙盤(pán)效果

    在項目初期,該段高速建設所涉及的近60平方公里的地理空間便被采集成為電子沙盤(pán),這在項目的精細設計、施工組織策劃、征地拆遷時(shí)發(fā)揮了重要的作用?!拔覀儾捎脽o(wú)人機和激光雷達等方式采集數據,電子沙盤(pán)的分辨率達到厘米級,誤差僅在五厘米內?!焙辖煌ㄔO計院空間信息智能感知與大數據研究院副總工程師辛杰介紹,區別于傳統設計圖紙,電子沙盤(pán)設計環(huán)境采用三維實(shí)景展現,可視化方案顯示直觀(guān)、修改便捷、便于比選,“傳統地形圖上雖然也能標明相關(guān)地物的位置,但電子沙盤(pán)可以進(jìn)一步展示它們的形狀和大小,這對于征地拆遷等工作具有重要意義?!比S實(shí)景展示便于施工管理人員直觀(guān)了解設計方案、精準掌握現場(chǎng)情況,從而更好地進(jìn)行施工方案布置。在施工籌備時(shí),位置的選擇決定后期進(jìn)出場(chǎng)距離和時(shí)間,通過(guò)電子沙盤(pán),人員不必反復前往現場(chǎng)調查,就能直接確定最佳選點(diǎn),節省了大量的時(shí)間和人力。這一創(chuàng )新應用,也使得《衡永高速電子沙盤(pán)項目》獲第四屆全國公路微創(chuàng )新大賽銅獎,衡永高速的每個(gè)標段都因此節省近百萬(wàn)元。

    值得一提的是,電子沙盤(pán)的作用不止于此。“電子沙盤(pán)大幅降低了施工人員的看圖門(mén)檻,他們不需要具備專(zhuān)業(yè)知識,也能很好地理解施工圖紙?!焙鲜『庥栏咚俟方ㄔO開(kāi)發(fā)有限公司總經(jīng)理楊建斌提到,對于新員工來(lái)說(shuō),以前可能要一到兩個(gè)月才能摸清項目情況,現在通過(guò)電子沙盤(pán),只需一到兩天就能全面掌握項目重難點(diǎn),有效保障了后續的施工進(jìn)度和質(zhì)量。數字化勘察手段的使用,使得平面圖紙立體展現、實(shí)景展示,為設計、施工人員“足不出戶(hù)也能決勝千里之外”精準賦能。

BIM技術(shù)應用

將未來(lái)公路“搬”進(jìn)電腦屏幕

    首次將BIM深化設計納入設計流程、首次開(kāi)展基于BIM的施工圖技術(shù)交底、首次基于BIM的數字化管理項目……在衡永高速設計過(guò)程中,湖南交通設計院將BIM技術(shù)的作用發(fā)揮得淋漓盡致。

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    在方案研究、初步設計以及施工圖設計階段,全流程通過(guò)三維模型展現,每一個(gè)細節都清晰可見(jiàn),便于開(kāi)展方案優(yōu)化和技術(shù)交流;在方案比選中,創(chuàng )新性地提出融入生態(tài)紅線(xiàn)和基本農田選線(xiàn)原則,設計師能夠在虛擬環(huán)境中看到選線(xiàn)對農田和生態(tài)的影響情況,從而快速進(jìn)行路線(xiàn)的調整和變更;基于數字模型對項目樞紐互通、特殊橋梁、特長(cháng)隧道開(kāi)展了全專(zhuān)業(yè)的施工圖校核,對坐標、高程、工程量等關(guān)鍵要素進(jìn)行了復核和確認,能夠更準確地評估方案的可行性,并將潛在的問(wèn)題解決在前期。原本復雜的道路、橋梁、隧道等結構被一一“搬”進(jìn)了電腦屏幕,成為了一個(gè)個(gè)生動(dòng)鮮活的數字模型?!癇IM技術(shù)就像是我們設計師的一雙‘透視眼’?!焙辖煌ㄔO計院BIM工程師張昕昊笑著(zhù)解釋?zhuān)八屛覀兡軌蛟谠O計階段就‘看到’未來(lái)高速公路的真實(shí)運行狀況,并根據呈現的三維實(shí)景,不斷調整優(yōu)化設計方案!”

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BIM平臺演示

為推進(jìn)基于BIM的可視化施工,湖南交通設計院利用GIS+BIM、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、嵌入式等數字技術(shù),開(kāi)發(fā)了基于BIM的三維可視化交互管理平臺,實(shí)現了全過(guò)程的數據匯集、管理、共享與智能決策。這一平臺讓虛擬的數字世界和真實(shí)世界產(chǎn)生連接,真正做到了“所見(jiàn)即所得”,管理人員通過(guò)“一個(gè)面板”就能隨時(shí)查看工程建設進(jìn)度、質(zhì)量、安全、人機料等數據,實(shí)時(shí)掌握現場(chǎng)情況,也能集成設計與施工資料等,形成數字資產(chǎn)匯總,在數據上實(shí)現互通性和可視化,在管理上實(shí)現電子化和精準化。

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三維可視化交互管理平臺相當“聰明”,可以整合施工進(jìn)度信息數據,對延期任務(wù)自動(dòng)預警;還可以將實(shí)際數據與計劃數據對比,發(fā)現施工存在的安全質(zhì)量隱患,并自動(dòng)關(guān)聯(lián)至對應的BIM模型部位,設立通病數據庫,通過(guò)不斷積累的問(wèn)題數據,從而規劃隱患排查,監控重點(diǎn)內容。湖南交通設計院依托衡永高速率先開(kāi)展的BIM實(shí)踐應用,已形成了高速公路BIM應用的成套標準體系,并斬獲多項大獎,在2023年榮獲Bentley全球基礎設施年度光輝大獎賽“突出貢獻決賽獎”。

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數字化檢測

“監”證大橋健康成長(cháng)

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陳家沙洲湘江大橋是永零高速關(guān)鍵控制性工程,“我們采用數字化監測手段對橋梁施工進(jìn)行全過(guò)程動(dòng)態(tài)監控,保證施工過(guò)程中結構安全和施工完成后的橋面平順、行車(chē)舒適”。湖南交通設計院試驗檢測中心總工何現啟介紹,“數字化監測手段的應用,使大橋‘健康狀況’一目了然,確保每階段施工都處于最佳狀態(tài)’?!?/span>

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    對于多跨連續橋梁來(lái)說(shuō),線(xiàn)形和受力狀態(tài)的控制至關(guān)重要,立模標高、合龍的順序和溫度都需要重點(diǎn)關(guān)注。檢測團隊結合施工方案和現場(chǎng)條件,通過(guò)有限元計算進(jìn)行預演推理,制定出了最佳合龍和調控方案,做到了理論上無(wú)誤差,實(shí)際上誤差控制在一公分內,保證了橋梁線(xiàn)形符合設計要求。為了有效感知橋梁應力和溫度狀況,檢測團隊在大橋主梁里埋設了八十多個(gè)應力和溫度傳感器,并采用了JMZX-8A綜合自動(dòng)采集模塊、JMWT-64溫度自動(dòng)采集模塊、“柔性相機”、數字孿生等數字化手段,實(shí)時(shí)進(jìn)行應力和合龍前的48小時(shí)溫度的監測。相比于傳統的人工監測,數字化監測手段精確度更高,也更省時(shí)省力,有效降低了監測成本。

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    預應力施工是橋梁施工生命線(xiàn)的重要組成部分,錨下有效預應力作為橋梁施工中的關(guān)鍵控制指標,通過(guò)智能張拉能直接監測橋梁預應力張拉的實(shí)際效果,但目前省內針對錨下預應力的檢測尚無(wú)評判標準。湖南交通設計院檢測團隊采用數字化檢測手段實(shí)時(shí)采集了數據樣本,徹底摸清衡永高速橋梁錨下有效預應力檢測技術(shù)底數,建立了基礎數據臺賬,為湖南省《公路橋梁錨下有效預應力檢測技術(shù)規程》這一地方性標準的編撰提供了科學(xué)決策依據。

人工智能+

數據“指揮”高速安全運維

    走上衡永高速,打開(kāi)“湘行相伴”APP,服務(wù)區加油站和充電樁的使用情況一目了然,司機朋友不再擔心因為找不到加油位或充電位而耽誤行程。湖南交通設計院利用視頻人工智能技術(shù),在省內首次研發(fā)和應用了服務(wù)區視頻智能分析系統,由人工智能充當“服務(wù)區管家”,不僅可以自動(dòng)識別加油站排隊、充電位占用、車(chē)輛違規停放、垃圾堆放等問(wèn)題,及時(shí)告警運營(yíng)管理人員,還能通過(guò)遠程喊話(huà)來(lái)指揮停車(chē)、通知清掃、調配疏導等,變“被動(dòng)運營(yíng)”為“主動(dòng)管理”。

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曾經(jīng),高速公路的運維養護工作猶如一場(chǎng)“馬拉松”,需要養護人員日復一日地巡查、維修。而隨著(zhù)數字技術(shù)的廣泛應用,高速公路的“心臟”連上了智慧的“脈搏”。衡永高速研發(fā)并應用了養護安全管理系統,能實(shí)現路上施工作業(yè)“一鍵申報、聯(lián)合審批、視頻跟蹤”。

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    養護人員通過(guò)掃描路側報警二維碼獲取位置,就可以上報養護需求、申報交通組織方案,再由交警、路產(chǎn)在線(xiàn)審批,全程不再需要紙質(zhì)申報,讓數據代替人跑腿,大幅提升了審批速度。養護施工時(shí),錐筒頂部夾放的視頻記錄儀,能夠自動(dòng)回傳現場(chǎng)位置、圖片和視頻,“一路多方”可在后臺的養護施工一張圖全面查看施工分布和圖像,并實(shí)施在線(xiàn)督導。同時(shí),系統還可以通過(guò)人工智能技術(shù),自動(dòng)識別錐筒擺放和回收狀況,精準獲取施工時(shí)間和位置,并向互聯(lián)網(wǎng)發(fā)布施工進(jìn)展,降低作業(yè)風(fēng)險。湖南交通設計院黨委委員、副總經(jīng)理張重祿指出:“當前,數字時(shí)代加速演進(jìn),帶來(lái)廣闊的發(fā)展空間。湖南交通設計院搶抓數字紅利,在衡永高速上進(jìn)行了先行探索,數字選線(xiàn)、BIM數字資產(chǎn)管理、電子沙盤(pán)、動(dòng)態(tài)監控、數字養護管理等眾多數字化產(chǎn)品不斷創(chuàng )造著(zhù)新的可能?!痹跀底只尿寗?dòng)下,衡永高速不僅運維管理變得更加便捷高效,更成為了一條充滿(mǎn)智慧與活力的信息高速公路,引領(lǐng)行業(yè)駛向智能出行的美好未來(lái)。












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