新建福厦铁路北起福州市，南至漳州市，全长277.4千米，沿线设8座客运车站，是 中国首条设计时速每小时350千米的跨海高铁 ，也是中国“八纵八横”高速铁路网主通道之一“沿海通道”的重要组成部分。 中铁十一局三公司新建福厦铁路4标项目经理部位于福建省莆田市秀屿区，承担正线298.826km、站线75.437km的铺轨任务。
新建福厦铁路北起福州市，南至漳州市，全长277.4千米，沿线设8座客运车站，是 中国首条设计时速每小时350千米的跨海高铁 ，也是中国“八纵八横”高速铁路网主通道之一“沿海通道”的重要组成部分。
中铁十一局三公司新建福厦铁路4标项目经理部位于福建省莆田市秀屿区，承担正线298.826km、站线75.437km的铺轨任务。
新建福厦铁路不但紧密联系长三角、海峡两岸和珠三角三大沿海经济地区，还是第一条城际间快速客货运通道，具有速度快、高密度、大能力、安全、舒适、节省运费等优势，将有效改善沿线地区交通和投资环境，为沿线周边经济发展注入强大生机和活力。
新建福厦铁路将成为福建省内第一条真正意义上的高铁
，随着福厦高速铁路建成通车，“新建福厦铁路”将缩短福州、厦门、泉州、漳州之间的时空距离，厦榕宁将形成1小时交通圈，厦漳泉将形成半小时交通圈，推进海西城市群快速发展。
智能铺架综合调度指挥管理系统
在铁路铺架工程线上
管理中的应用
铁路工程铺架施工中工程线施工存在沿线施工单位多、施工种类多、人员机具多，工程线运输环境复杂等问题。加之施工现场多为隧道、山区等信号极差，沟通、联络不畅，给现场施工带来极大安全隐患。
为解决铺架施工工程线管理中点多面广、涉及单位多、车辆机具多、交叉施工多、没有信联闭、协调难度大、安全风险高等痛点，满足大型大体量项目工程线管理的要求，公司自主研发基于物联网技术的智能铺架综合调度指挥管理系统用于新建福厦铁路工程线管理。
公司成立以主管领导为组长，总工程师为副组长，各部室负责人为组员的智能建造应用小组，形成公司总部、项目部、外部厂家多方联动的工程线智能化研究应用团队，围绕BIM、5G、物联网等技术对铺轨智能化、信息化技术应用进行详细的分析及调研并制定智能铺架综合调度指挥管理系统建设方案。
智能铺架综合调度指挥管理系统及成套设备基本上涵盖了行车调度的各项业务，解决了项目管理、工程管理、物料管理、调度管理、业主单位、线下单位等各类业务问题，另外，智能审批、智能语音、上下行自动识别、行车轨迹自动绘制，实现了智能化融合，处于行业领先水平。
一是实现站内股道自动识别。
通过RFID电子标签的铺设和车载扫码仪，实现车辆行车股道自动识别，可自动跟踪车辆行驶的线别或站场内的股道。
二是实现机车间接近报警。
通过车载智能设备（接近报警、测速设备、扫描仪）能实现车辆的精准定位、速度读取、实现机车和其他因素（机车、施工队伍、重大设备）的距离接近报警，相较其他系统解决了隧道内车辆定位、车速、数据通信问题。
三是道岔开向自动监测与预警。
通过道岔开向检测设备能实现道岔开向检测，当开向不一致时能自动实现智能声光报警，站场工作人员、机车、调度室都能实时接收到报警信息。
四是网络全覆盖。
采用了“4G+MESH自组网+移动电源”解决了全线路网络覆盖，结合车载软件、通讯软件，解决了数据传输的基本需求，也防止了网络流量被非法盗用。
五是实现长大隧道通讯。 通过MESH组网+UWB定位设备的方式搭建隧道网络体系，能实现远程视频（机车、站场）、定位信息等数据实时上传、解决了长大隧道内通讯问题。
一是通过引入基于物联网技术的智能铺架综合调度指挥管理系统的MESH自组网通讯系统+高精度定位管理系统采用最新的超宽带（UWB）精确定位技术实现长大隧道通讯，结构简单、传输距离远、抗干扰、功耗低、精度高，其定位基站的有效传输距离为800米，是普通基站的4倍，节约基站建设成本约20%。
二是传统调度模式下铁路调度中心配2个调度员，1个区间配1个调度员，引入基于物联网技术的智能铺架综合调度指挥管理系统后只需调度中心配1个调度员，显著降低了人员成本。
三是基于物联网技术的智能铺架综合调度指挥管理系统充分运用无线调度命令传输，列车运行图自动绘制，施工行车计划智能审批，设置施工防护区和限速区段，实时监控列车并对超速、超范围行车等异常情况预警，自动分析施工进度等各类功能，实现铺架施工现场全方位安全预警、监控，保证行车和施工安全，实现施工列车、设备、人员智能化调度指挥，做到科学、实时、高效，显著提高现场施工生产效率、降低了安全事故的发生率、加快施工进度、降低施工成本。研发的成套道岔开向监测、接近报警、长大隧道定位等物联网硬件设备应用使工程线管理更加科学，均处于行业领先水平。
研发的智能铺架综合调度指挥管理系统及成套设备的成功应用，促进了铁路、城市轨道交通建设单位、总包单位、施工单位等多方协同互动，对降低施工成本、减少安全风险、提高施工效率有着重要意义。
并且对比传统建造方式有多项优势，该系统在拉林铁路、福厦铁路、和若铁路、郑万铁路、广州地铁18和22号线、北京地铁19号线、上海地铁15号线等一大批国家重点铁路及重点城市地铁建造中得到全面复制推广应用，实现从铁路铺架项目推广到城市轨道铺轨项目，并在行业内同类单位的复制应用。
为城市轨道交通铺轨施工及铁路铺轨施工的升级提供了有力技术支撑，在行业内起到标杆示范作用，助力打造“中国建造”升级版。
无缝线路锁定作业管理系统
在铁路铺架铺轨施工中的应用
当前铁路无缝线路锁定作业主要是通过人工测量、判定和录入的操作方式来判断撞轨和拉伸是否到位，存在以下几个方面的问题：
随意性强，测量误差较大，施工精度较低管理单位不能获得非常准确的锁定轨温，不便查询、统计和分析；较难实现锁定作业的质量追溯和有效监管；无缝线路在极热和极寒天气极有可能存在着潜在的安全隐患。
项目引入无缝线路锁定作业管理系统，该系统包含管理平台和终端设备。
可自动检测轨温、气温和钢轨位移量，自动判断撞轨是否达到零应力状态，为施工作业人员提供数字化管理手段，实现了应力放散及锁定施工管理的信息化。
通过传感系统、采集控制器、工业平板和终端管理软件，主要对无缝线路应力放散及锁定施工进行全过程管理。
在无缝线路放散锁定作业过程中，利用高精度传感器、自动化控制和信息化等技术手段，实时采集分析作业全过程的监测数据（钢轨温度、钢轨位移、环境温度），准确引导施工单位遵守施工规范；
同时使测量、分析、预警、查询、统计工作有效集成并可互相联动，有效提高施工精度和施工质量，对管理单位获取准确的、全过程的、可追溯的、可分析的实际锁定轨温提供了重要的数据支撑。
▲ 无缝线路锁定作业管理系统传感器
智能化设备
在铁路铺架施工管理中的应用
SQD2.8t/22m型智能群吊在
铁路铺架基地长钢轨装卸中的应用
传统模式下进行长轨装卸作业作业往往需要30余人，安全风险高，人力投入成本大，吊装效率低。
针对以上情况，项目引入SQD2.8t/22m型智能群吊，该设备主要由32台2.8t/22m固定式龙门吊和长钢轨同步定位集控系统两大部分组成。是我公司在国内铁路局焊轨厂所采用的群吊智能控制系统基础上，进行研究和升级改造而成的一种新型长钢轨同步定位集控系统，引入信息化、数字化堆场概念，对长钢轨存放区进行三维建模，实现了长钢轨堆放料场的信息化、数字化、可视化管理，提前明确长钢轨存放坐标，并与控制系统关联，通过格雷母线检测技术保证系统升降、水平移动步调一致，对长钢轨存取定位精度高达10mm，具有同步动作、精准定位、集中控制、自动吊装、故障报警等功能,可完全实现长轨装卸作业的智能化、自动化。
智能群吊一是使用专用吊具和传感技术，实现了长钢轨的自动抓取，极大的减少了作业人员投入，由原来的33～35人减少至6～8人，显著降低了安全风险和成本支出。
二是由单人作业、一键操作、同步吊装，使垂直、水平移动步调一致，保证了长钢轨吊运过程中的直线状态，避免了长钢轨损伤。
三是系统集成了多种先进技术，如总线通讯技术、变频调速技术、PLC控制技术等，结合视频监控系统、触摸控制系统，实现了群控、分控的灵活、可视化操作，大大增加吊装效率。四是具备完善的故障报警功能，并纳入联锁控制，防止安全事故发生。
目前，国内500米长钢轨铺设主要采用CPG500、WZ500等铺轨设备，只能在设备所在线路进行铺轨作业，铺设相邻线路时，则需设备转线后方可对相邻线路进行铺轨作业，此种作业方式本邻两线铺轨施工工法及资源投入相同，不能多种作业交叉施工，特别是长大区间交叉作业避让时间长，施工效率低，使用人员多，施工成本高。
同时，若邻线作业面不连续时，如隧道等结构物不具备双线铺轨通过条件、邻线焊轨等交叉作业等情况下，则铺轨设备无法转线铺设邻线钢轨。
铁路双线铺轨施工过程中，尚未有通过顺坡拨轨器直接进行邻线铺轨的设备及工法。研发本邻两线铺轨设备及相应的施工方法，可加快施工进度，节约人力及机械成本，为企业创效。
BLCP500型本邻两线长钢轨铺设机组是我公司对国内现有的本线长钢轨铺设设备进行调研后，完全自主设计、研发的一种新型长钢轨铺设设备，思想创新、设计理念、加工制造均为我公司独立完成，属国内首创发明。
该设备适用于铁路建设施工中铺设500米长钢轨的需求，可同时满足无砟、有砟轨道的本线和邻线长钢轨铺设等多种工况的施工作业。
机组主要由长钢轨牵引车1台、本邻顺坡拨轨车1组、长钢轨推送车1台等三大部分组成，本邻顺坡拨轨车主要由3台DT30平板车、本线顺坡铺轨装置、邻线拨轨铺轨装置、液压系统、电气控制系统等组成。
双线长钢轨同步铺设，邻线铺轨时不使用牵引车，取消了换线铺轨牵引车折返时间。常规长钢轨铺设需配置收放滚轮、扣件安装人员 35人左右，安放滚轮约100个；本机组铺设邻线时，只需要配置引轨、拉轨等 15 人左右，减少人员约60%，安放滚轮4个，减少约96%，减少放散锁定松扣件1次。
常规长钢轨铺设每公里约100分钟，采用本机组铺设邻线时，每公里约60分钟，节约时间约40%。铺设站线时不需反复转线，节约时间约30%。
BLCP500型本邻两线长钢轨铺设机组及铺设工法在铁路施工中的应用，大幅提升了铺轨施工效率，降低了安全风险，填补了国内外该领域的技术空白，对后续双线铁路轨道施工提供了重要借鉴意义。
该技术被人民日报、新华社、科技日报等众多中央与地方主流媒体报道，受到各界高度关注与高度评价。
▲ BLCP500型本邻两线长钢轨铺设机组路基地段铺轨
▲ BLCP500型本邻两线长钢轨铺设机组桥梁地段铺轨
传统钢轨闪光焊接接头后热处理技术与设备比较落后，现场普遍采用的线上钢轨焊接后正火热处理工艺为人工操作的火焰正火，此工艺一般以氧气乙炔为热源，设备运输和存储不便，在使用过程中存在安全隐患，并且正火质量不稳定，容易受人员、环境等因素的影响，劳动强度大，生产效率低。
项目引入SZY-ZP-65型中频电正火设备，该设备采用涡流加热，热量由钢轨内部开始向表面扩张，大大提高了加热速度，避免了钢轨内部加热不到位出现焊头质量缺陷的问题。
感应加热没有火焰干扰，实时测温，温度达到要求，立即自动停止加热，保证了正火温度的可控性，感应正火整个过程一般仅需三到四分钟，生产效率高。
一是快速、清洁、节能、易于实现自动化、生产效率高。
三是工序集中、设备运行平稳、故障率底、正火质量稳定可靠、节省大量劳动力。
四是取代氧气、乙炔等危险气体加热工艺，无明火生产，符合国家消防安全条例，安全性能高。
传统轨道标记作业均由人工完成,为提高作业效率，提升标识刷印质量、减轻劳动强度，减少上道人员数量，降低作业安全风险。
项目引入了智能轨道标记机器人，该机器人系统由多功能轨道测距机器人、轨道激光清洗机器人、轨道标识机器人组成，均具有自动行走功能。并具有较强的数据处理能力，为数字化铁路的推进打好了良好的基础。
机器人可一次性完成15个字符（底色和字符）标记时间约为20秒，每小时可完成163个标记（5米正矢标)。根据对比测试,在设备连续工作情况下，智能标记综合耗费约为传统人工标记耗费的20%左右。
为探索BIM技术在铁路铺架施工应用，同时满足业主对BIM技术应用的需求。项目联合公司信息部、工程数字化科技研究中心，通过运用 BIM技术、智慧工地平台、物联网等信息化 技术手段，全面开展BIM技术应用探索与试点工作。
建立由公司牵头项目参与的BIM技术应用领导小组，从组织机构上完善人员配备的科学性、合理性，实现项目BIM技术推行的快速入轨和良性运转，达到主管领导亲自牵头，业务部门通力合作，分管领导监督指导，试点项目无缝对接的良好状态，确保管理办法可行、保障措施到位、资源配备科学合理，全面提升项目的BIM技术应用水平。
公司根据建模规则和试点项目的实际情况制定符合项目的建模标准文件，由二维的标准图集要求，直接给出项目部三维的标准族库。在具备大量的族库库存下，一个临建场地模型可能十几分钟就能完成场地布置，大大提升了效率。
线性工程中，有可能一个待建项目有很多加工厂，但所有零件的加工成本在有BIM族库的情况下很快就能计算出来。
BIM模型场景模拟相比较传统的平面布置图，能让人更加形象直观地感受到布局的美观与实用性。例如铺轨基地建设运用BIM技术进行场地布置，则可以根据现场调查及经验数据对场地进行动态模拟，对空间上合理规划；可根据主体结构不同阶段需求分别进行场地布置方案设计，确保场地布置满足不同施工阶段的要求，能够很直观的推断演练出所需求效果及方案优劣对比。
建模是将二维图纸转换成三维模型的过程，其中能够发现平面图纸存在的问题，并在建模期间对图纸遗漏的问题做出整理，及时通知设计院补充完善图纸内容，避免因图纸问题导致的误工、返工等。
通过制作WZ500、BLCP500铺轨设备和关键工序的模拟视频等，用于给基层工人交底，使工人熟知节点构造和工序流程，相比较传统交底模式，既保证了交底效果，又提高了交底效率，为现场施工一次成优做好技术准备。尤其施工现场的工人的素质参差不齐，无法达到每一个技术工人都能完全看懂图纸。
三维建模是将不同专业的图纸结合生成模型，将模型结构边界，预埋件位置坐标，高程等都标识出来，减少了技术人员测量交底时核查多份图纸不仔细，遗漏等失误所造成的不必要的经济损失。
采用无人机自动航拍技术采集整个铺轨基地的图片素材、地形地貌，再导入专用计算机进行72小时的智能自动计算，生成模型，通过倾斜摄影及GIS技术，BIM+实景模型坐标统一，融合进GIS平台，即形成铺轨基地电子沙盘。电子沙盘操作简单便捷，可快速切换不同视角，了解工点周边附属设施，为基地机械入场、运输通道选取等提供有效依据。
从2021年6月开始，公司在福厦项目进行BIM技术试点应用，通过近9个月的探索应用，分别在项目进度管理、施工组织、安全管理、质量管理、物资管理、成本管理等多方面找到了很多落地、实际、有价值的应用点，并在项目管理“减负、降本、提质、增效”方面初显成效。
试点项目的BIM应用成果都得到了业主单位的高度评价和认可。
作为项目负责人对智能建造建设及应用一些经验和感悟。
一是智能施工，通过使用无人机、激光扫描仪、机器人等智能化设备，可以实现对施工现场的自动化监控和管理。
这样可以提高施工的精度和速度，减少人力投入和人为因素对施工质量的影响。
二是智能管理，通过使用大数据分析和人工智能等技术，可以实现对铁路项目的全过程管理和优化。
这样可以提高项目管理的效率和准确性，减少资源浪费和成本增加，提高项目的整体竞争力。
总的来说，智能建造在铁路项目中的应用可以提高施工效率、降低成本、提高工程质量，并且可以实现对施工过程和设备运行状态的实时监测和预测维护，提高整个项目的管理效率和竞争力。
