高铁迈入“智能建造”时代
2016-07-18
6月下旬，京沈客运专线辽宁段TJ—13标段蒲河特大桥上，一名施工人员手持类似手机的仪器，贴近无砟轨道水泥板晃了晃，包括原材料、混凝土生产过程等质量追溯信息就呈现在仪器屏幕上。
“这套信息化管理系统就是高铁轨道板的终身电子档案。从施工到检测、验收都有记录可追源。防止‘豆腐渣’工程现在也有了智能手段！” 中国铁建二十二局集团京沈客专辽宁段项目部经理曾见说。
高铁，中国“智能制造”的领军者，如今也率先迈入“智能建造”时代。“电子施工日志形成的可追溯电子档案、全流程关键节点实时监控等信息化、智能化手段让京沈客专建设管理水平有了质的提高。”京沈客专辽宁公司总工程师孙学奎说。
防止“豆腐渣”工程，高铁轨道板有了“身份证”
6月，京沈客专辽宁段TJ—13标段的CRTSⅢ型板式无砟轨道的两公里先导段正式通过评估验收。从外表看，这条高铁与2008年以来我国开通的高铁样貌无二，可建设者知道，这条高铁嵌入了“中国芯”，成为我国唯一具有完全自主知识产权的无砟轨道板。
中国铁建二十二局集团四公司工区桥工队队长李剑兴奋地说，“先导段验收成功，意味着这种嵌入‘中国芯’的轨道板可以投入大规模铺设阶段了。咱们无砟轨道技术有了核心竞争力，使高铁‘走出去’如虎添翼！”
在京沈客专苏家屯板场，场长刘树祥拿出一个长5厘米的蓝色塑料小盒，“这就是轨道板的‘身份证’。”刘树祥说，小盒里装的是轨道板的“芯片”——一种具有读写功能的RFID电子芯片，也叫电子标签。“这种电子标签在轨道板60年的生命周期里可以持续使用。为了防止万一，我们在每块轨道板上都安装了两块电子标签。”
“这个‘身份证’需要在布料机浇筑混凝土之前就埋入板内。” 刘树祥告诉记者，芯片安装完成后，工作人员会用读卡器将它“激活”。整个过程与银行卡开卡的过程类似，每个芯片的编码与银行卡卡号类似，当卡片激活后，就能正式使用了。当芯片被激活后，它将实现“联网”，即接入“铁路CRTSⅢ型轨道板生产管理信息系统”。
高铁平稳运行了这么多年，使用的轨道板不好吗？为啥要在高铁轨道板里再装个“芯”？
“为了智能纠错！”中国铁建二十二局集团项目部常务副经理钟享华说。他曾参加石太客专、津秦客专等高铁项目建设，并组织铺设过Ⅰ型、Ⅱ型轨道板。据他介绍，此前如果高铁线路的轨道板出现问题，检修人员需要人工查询相关资料档案，而大多数资料都是纸质版的，查询起来十分不便，而且还存在遗漏、毁坏的可能。而将来京沈客专的轨道板如果需要维修保养，检修人员只需要通过读卡器扫描一下芯片，就能立刻读取出轨道板的原有信息。“信息一旦录入将不再更改，这也规避了建设与质量追溯过程中人为操控、干扰的可能性，对偷工减料者产生震慑作用。”
实时监控精准破解路基沉降“死穴”，省时、省工又省力
轨道板生产只是高铁建设实现信息化管理的板块之一。在京沈客专建设现场，依靠信息化手段，高铁建设首次实现了全流程关键节点的实时管理监控。
路基沉降是高铁施工的“死穴”，特别是路基压实质量，直接关系到高铁运营期是否会出现不均匀沉降，进而影响运行品质和安全。
“以往依靠人工，对路基压实质量的检测，多采用按频次抽点检测，就容易‘以偏概全’。”中国铁建二十二局集团项目部试验室主任史雨解释，高铁路基压实检测一般每100米选择6个点检查，换句话说，如果这6个点都合格，则质检全部通过；如果其中一个不合格就要大面积补压或作其他处理。这种概率法虽然提高了人工检测的效率，但难免会提高成本，埋下隐患。“假如问题点恰好在这6个抽检点之外，那么就可能成为‘漏网之鱼’。”
信息化系统的应用，无疑为高铁路基施工送上破解“死穴”的“武功秘籍”。建设者在压路机上安装一套连续压实监控系统，在压路机碾压过程中，路基反作用力产生的波形反馈回监控系统中，可以将实际波形实时对照提前输入的振动压实目标值进行分析。若合格，驾驶室的显示屏上就会呈现绿色，否则为红色，提醒司机在红色区域继续碾压。
“这套信息化监控系统，使高铁路基检测从点状局部检测变为整体实时检测。同时，通过系统分析，反推路基压实工艺，压路机可以在不合格的地方精准发力，省时、省工又省力！”史雨说，截至目前，该项目路基压实合格率为100%。
从“盆景”到“苗圃”，为铁路信息化建设提供可复制、可推广的经验
以往高铁混凝土站在拌和作业时，往往靠人工计量，后来尽管演变为计算机控制，但仍然封闭管理，过程不可控制。可在京沈客专辽宁段，混凝土拌和站有一套自主研发的监控系统。在拌和站生产前，项目部通过反复试验，确定配合比，输入操作室电脑中形成操作标准，同时规定报警显示“红线”。这些信息一旦锁定，就不能更改，系统内的信息会实时上传中国铁路总公司，报警提示信息还能自动发至业主、监理和拌和站管理人员的手机上。
京沈客专辽宁段项目部安全总监李珺打了个比方，假设对水泥、粉煤灰、矿粉、减水剂等，规定上下不超过1%是初级报警，超过1%、不超过2%是中级报警，大于2%是高级报警，针对不同报警显示，业主、监理和项目部会启动不同的应急处理机制。中级以上报警显示后，拌和站要立即停止生产，监理和拌和站站长要第一时间赶往现场处理。
李珺回忆，前不久，拌和站在放入减水剂时就发生了中级报警，操作手立即停止生产，监理和拌和站站长随后赶到进行调查，发现原来是因为长期作业，计量阀门关闭不严造成的。他们立即组织维修工人进行维修，并对不合格的混凝土当场做了废弃处置。“只要质量有问题，实时预警。真正做到了施工透明、数字真实、过程可控！”
不仅是路基、混凝土，高铁建设全流程管控都能依靠“电脑”。在工地项目部，基层技术员、安全员、质检员每天必须填写电子施工日志，再经施工队、工区和项目部层层审核上传，各级单位都可以看到，铁路总公司也能同时同步监管。此外，沉降观测系统、连续梁线形监测系统、试验室信息化系统等各种信息化管理系统都在运行，为京沈客专辽宁段施工建设和质量监管搭起一张“智慧监测网”。
“在铁路建设项目上应用以现代网络、通信、电子设备等为载体的信息化手段，实现了对施工进程和质量的实时化、精细化、智能化管理，对高铁建设技术和管理水平再上层楼起到了强有力的推动作用。”西南交大铁路发展股份有限公司副总工程师沙尚典说。
据介绍，京沈客专辽宁段项目如今已成为我国铁路建设的全面应用信息化示范项目，这套“智能建造系统”正从“盆景”变为“苗圃”，为中国铁路信息化建设提供可复制、可推广的经验。
