高鐵邁入“智能建造”時(shí)代
2016-07-18
6月下旬，京沈客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)遼寧段TJ—13標(biāo)段蒲河特大橋上，一名施工人員手持類(lèi)似手機(jī)的儀器，貼近無(wú)砟軌道水泥板晃了晃，包括原材料、混凝土生產(chǎn)過(guò)程等質(zhì)量追溯信息就呈現(xiàn)在儀器屏幕上。
“這套信息化管理系統(tǒng)就是高鐵軌道板的終身電子檔案。從施工到檢測(cè)、驗(yàn)收都有記錄可追源。防止‘豆腐渣’工程現(xiàn)在也有了智能手段！” 中國(guó)鐵建二十二局集團(tuán)京沈客專(zhuān)遼寧段項(xiàng)目部經(jīng)理曾見(jiàn)說(shuō)。
高鐵，中國(guó)“智能制造”的領(lǐng)軍者，如今也率先邁入“智能建造”時(shí)代。“電子施工日志形成的可追溯電子檔案、全流程關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)控等信息化、智能化手段讓京沈客專(zhuān)建設(shè)管理水平有了質(zhì)的提高。”京沈客專(zhuān)遼寧公司總工程師孫學(xué)奎說(shuō)。
防止“豆腐渣”工程，高鐵軌道板有了“身份證”
6月，京沈客專(zhuān)遼寧段TJ—13標(biāo)段的CRTSⅢ型板式無(wú)砟軌道的兩公里先導(dǎo)段正式通過(guò)評(píng)估驗(yàn)收。從外表看，這條高鐵與2008年以來(lái)我國(guó)開(kāi)通的高鐵樣貌無(wú)二，可建設(shè)者知道，這條高鐵嵌入了“中國(guó)芯”，成為我國(guó)唯一具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的無(wú)砟軌道板。
中國(guó)鐵建二十二局集團(tuán)四公司工區(qū)橋工隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)李劍興奮地說(shuō)，“先導(dǎo)段驗(yàn)收成功，意味著這種嵌入‘中國(guó)芯’的軌道板可以投入大規(guī)模鋪設(shè)階段了。咱們無(wú)砟軌道技術(shù)有了核心競(jìng)爭(zhēng)力，使高鐵‘走出去’如虎添翼！”
在京沈客專(zhuān)蘇家屯板場(chǎng)，場(chǎng)長(zhǎng)劉樹(shù)祥拿出一個(gè)長(zhǎng)5厘米的藍(lán)色塑料小盒，“這就是軌道板的‘身份證’。”劉樹(shù)祥說(shuō)，小盒里裝的是軌道板的“芯片”——一種具有讀寫(xiě)功能的RFID電子芯片，也叫電子標(biāo)簽。“這種電子標(biāo)簽在軌道板60年的生命周期里可以持續(xù)使用。為了防止萬(wàn)一，我們?cè)诿繅K軌道板上都安裝了兩塊電子標(biāo)簽。”
“這個(gè)‘身份證’需要在布料機(jī)澆筑混凝土之前就埋入板內(nèi)。” 劉樹(shù)祥告訴記者，芯片安裝完成后，工作人員會(huì)用讀卡器將它“激活”。整個(gè)過(guò)程與銀行卡開(kāi)卡的過(guò)程類(lèi)似，每個(gè)芯片的編碼與銀行卡卡號(hào)類(lèi)似，當(dāng)卡片激活后，就能正式使用了。當(dāng)芯片被激活后，它將實(shí)現(xiàn)“聯(lián)網(wǎng)”，即接入“鐵路CRTSⅢ型軌道板生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)”。
高鐵平穩(wěn)運(yùn)行了這么多年，使用的軌道板不好嗎？為啥要在高鐵軌道板里再裝個(gè)“芯”？
“為了智能糾錯(cuò)！”中國(guó)鐵建二十二局集團(tuán)項(xiàng)目部常務(wù)副經(jīng)理鐘享華說(shuō)。他曾參加石太客專(zhuān)、津秦客專(zhuān)等高鐵項(xiàng)目建設(shè)，并組織鋪設(shè)過(guò)Ⅰ型、Ⅱ型軌道板。據(jù)他介紹，此前如果高鐵線(xiàn)路的軌道板出現(xiàn)問(wèn)題，檢修人員需要人工查詢(xún)相關(guān)資料檔案，而大多數(shù)資料都是紙質(zhì)版的，查詢(xún)起來(lái)十分不便，而且還存在遺漏、毀壞的可能。而將來(lái)京沈客專(zhuān)的軌道板如果需要維修保養(yǎng)，檢修人員只需要通過(guò)讀卡器掃描一下芯片，就能立刻讀取出軌道板的原有信息。“信息一旦錄入將不再更改，這也規(guī)避了建設(shè)與質(zhì)量追溯過(guò)程中人為操控、干擾的可能性，對(duì)偷工減料者產(chǎn)生震懾作用。”
實(shí)時(shí)監(jiān)控精準(zhǔn)破解路基沉降“死穴”，省時(shí)、省工又省力
軌道板生產(chǎn)只是高鐵建設(shè)實(shí)現(xiàn)信息化管理的板塊之一。在京沈客專(zhuān)建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)，依靠信息化手段，高鐵建設(shè)首次實(shí)現(xiàn)了全流程關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的實(shí)時(shí)管理監(jiān)控。
路基沉降是高鐵施工的“死穴”，特別是路基壓實(shí)質(zhì)量，直接關(guān)系到高鐵運(yùn)營(yíng)期是否會(huì)出現(xiàn)不均勻沉降，進(jìn)而影響運(yùn)行品質(zhì)和安全。
“以往依靠人工，對(duì)路基壓實(shí)質(zhì)量的檢測(cè)，多采用按頻次抽點(diǎn)檢測(cè)，就容易‘以偏概全’。”中國(guó)鐵建二十二局集團(tuán)項(xiàng)目部試驗(yàn)室主任史雨解釋?zhuān)哞F路基壓實(shí)檢測(cè)一般每100米選擇6個(gè)點(diǎn)檢查，換句話(huà)說(shuō)，如果這6個(gè)點(diǎn)都合格，則質(zhì)檢全部通過(guò)；如果其中一個(gè)不合格就要大面積補(bǔ)壓或作其他處理。這種概率法雖然提高了人工檢測(cè)的效率，但難免會(huì)提高成本，埋下隱患。“假如問(wèn)題點(diǎn)恰好在這6個(gè)抽檢點(diǎn)之外，那么就可能成為‘漏網(wǎng)之魚(yú)’。”
信息化系統(tǒng)的應(yīng)用，無(wú)疑為高鐵路基施工送上破解“死穴”的“武功秘籍”。建設(shè)者在壓路機(jī)上安裝一套連續(xù)壓實(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，在壓路機(jī)碾壓過(guò)程中，路基反作用力產(chǎn)生的波形反饋回監(jiān)控系統(tǒng)中，可以將實(shí)際波形實(shí)時(shí)對(duì)照提前輸入的振動(dòng)壓實(shí)目標(biāo)值進(jìn)行分析。若合格，駕駛室的顯示屏上就會(huì)呈現(xiàn)綠色，否則為紅色，提醒司機(jī)在紅色區(qū)域繼續(xù)碾壓。
“這套信息化監(jiān)控系統(tǒng)，使高鐵路基檢測(cè)從點(diǎn)狀局部檢測(cè)變?yōu)檎w實(shí)時(shí)檢測(cè)。同時(shí)，通過(guò)系統(tǒng)分析，反推路基壓實(shí)工藝，壓路機(jī)可以在不合格的地方精準(zhǔn)發(fā)力，省時(shí)、省工又省力！”史雨說(shuō)，截至目前，該項(xiàng)目路基壓實(shí)合格率為100%。
從“盆景”到“苗圃”，為鐵路信息化建設(shè)提供可復(fù)制、可推廣的經(jīng)驗(yàn)
以往高鐵混凝土站在拌和作業(yè)時(shí)，往往靠人工計(jì)量，后來(lái)盡管演變?yōu)橛?jì)算機(jī)控制，但仍然封閉管理，過(guò)程不可控制。可在京沈客專(zhuān)遼寧段，混凝土拌和站有一套自主研發(fā)的監(jiān)控系統(tǒng)。在拌和站生產(chǎn)前，項(xiàng)目部通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，確定配合比，輸入操作室電腦中形成操作標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)規(guī)定報(bào)警顯示“紅線(xiàn)”。這些信息一旦鎖定，就不能更改，系統(tǒng)內(nèi)的信息會(huì)實(shí)時(shí)上傳中國(guó)鐵路總公司，報(bào)警提示信息還能自動(dòng)發(fā)至業(yè)主、監(jiān)理和拌和站管理人員的手機(jī)上。
京沈客專(zhuān)遼寧段項(xiàng)目部安全總監(jiān)李珺打了個(gè)比方，假設(shè)對(duì)水泥、粉煤灰、礦粉、減水劑等，規(guī)定上下不超過(guò)1%是初級(jí)報(bào)警，超過(guò)1%、不超過(guò)2%是中級(jí)報(bào)警，大于2%是高級(jí)報(bào)警，針對(duì)不同報(bào)警顯示，業(yè)主、監(jiān)理和項(xiàng)目部會(huì)啟動(dòng)不同的應(yīng)急處理機(jī)制。中級(jí)以上報(bào)警顯示后，拌和站要立即停止生產(chǎn)，監(jiān)理和拌和站站長(zhǎng)要第一時(shí)間趕往現(xiàn)場(chǎng)處理。
李珺回憶，前不久，拌和站在放入減水劑時(shí)就發(fā)生了中級(jí)報(bào)警，操作手立即停止生產(chǎn)，監(jiān)理和拌和站站長(zhǎng)隨后趕到進(jìn)行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)原來(lái)是因?yàn)殚L(zhǎng)期作業(yè)，計(jì)量閥門(mén)關(guān)閉不嚴(yán)造成的。他們立即組織維修工人進(jìn)行維修，并對(duì)不合格的混凝土當(dāng)場(chǎng)做了廢棄處置。“只要質(zhì)量有問(wèn)題，實(shí)時(shí)預(yù)警。真正做到了施工透明、數(shù)字真實(shí)、過(guò)程可控！”
不僅是路基、混凝土，高鐵建設(shè)全流程管控都能依靠“電腦”。在工地項(xiàng)目部，基層技術(shù)員、安全員、質(zhì)檢員每天必須填寫(xiě)電子施工日志，再經(jīng)施工隊(duì)、工區(qū)和項(xiàng)目部層層審核上傳，各級(jí)單位都可以看到，鐵路總公司也能同時(shí)同步監(jiān)管。此外，沉降觀測(cè)系統(tǒng)、連續(xù)梁線(xiàn)形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、試驗(yàn)室信息化系統(tǒng)等各種信息化管理系統(tǒng)都在運(yùn)行，為京沈客專(zhuān)遼寧段施工建設(shè)和質(zhì)量監(jiān)管搭起一張“智慧監(jiān)測(cè)網(wǎng)”。
“在鐵路建設(shè)項(xiàng)目上應(yīng)用以現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)、通信、電子設(shè)備等為載體的信息化手段，實(shí)現(xiàn)了對(duì)施工進(jìn)程和質(zhì)量的實(shí)時(shí)化、精細(xì)化、智能化管理，對(duì)高鐵建設(shè)技術(shù)和管理水平再上層樓起到了強(qiáng)有力的推動(dòng)作用。”西南交大鐵路發(fā)展股份有限公司副總工程師沙尚典說(shuō)。
據(jù)介紹，京沈客專(zhuān)遼寧段項(xiàng)目如今已成為我國(guó)鐵路建設(shè)的全面應(yīng)用信息化示范項(xiàng)目，這套“智能建造系統(tǒng)”正從“盆景”變?yōu)?ldquo;苗圃”，為中國(guó)鐵路信息化建設(shè)提供可復(fù)制、可推廣的經(jīng)驗(yàn)。
