一、方案背景
随着城市化进程的逐步加速，截止到2019年底全国已开通里程和在建里程合计超过300公里的城市仅14个，国家发改委批复的43个城市中，大多数城市还未形成完善的城轨网络，尚不能满足城市公共交通的现实需要。同时国家提出要打造“轨道上的都市圈”，促进城市轨道交通与城市融合发展，未来城市轨道交通一方面将与其他交通运输体系深度融合，另一方面也将与城市相关产业发展深入融合。因此中国城市轨道交通有望迎来黄金发展期。另外城市轨道建设行业整体管理粗放，成本浪费大。安全事故过去十年内造成经济损失累计达数百亿元，企业精细化管理已是迫在眉睫。
亚控科技基于建设城市轨道中盾构施工需求，建立了盾构掘进管理与辅助决策支持系统解决方案，以盾构掘进施工计划与排程为核心，基于施工过程中所产生的数据，结合工业生产运营管理中先进的MES理念和技术，从工期、安全、质量、成本、设备等管理环节，通过计划驱动对人员、设备、物料、施工、环境等资源在施工过程中的实时监控与调度，实现对掘进施工作业智能化协同管理、施工过程数字化管理、设备运行动态管理、质量、安全、物料能耗精细化管理，实现与企业其它信息化系统的集成，从而实现盾构施工过程的数字化、网络化、自动化、可视化、智能化和精细化等管理目标。
二、面向场景
1、盾构施工行业存在管理跨度大。缺乏多人协同管理机制，存在事件盲点，现场信息过滤严重且不同步、不透明、不及时、不共享、不全面、不真实；
2、现场工程资料众多。填写工作量大，数据资料利用低。
3、信息化系统众多。系统录入工作量大。
4、现场人员和设备繁杂，施工及维保经验流失严重，缺乏知识积累，无法形成专家库或经验库为培训和施工做指导，施工安全、质量与工期等难以保障；
5、施工现场安全质量事故频发；过程中事前预警少，事后追溯难，事中经常出现无案例、无经验、无指导现象，无法全面深入了解和掌握工程实际情况；
6、设备管理决策缺乏数据支撑；设备状态的跟踪及预警机制不完善，存在设备异常工况及异常状态风险，如刀盘磨损、结泥饼等。
图1 区间首页
图2 项目首页
三、方案详情
1) 掘进计划与调度
提供掘进施工主计划与工序作业计划的制定功能。可以通过调整相关条件，生成多个版本的计划方案，供用户选择更合理的方案进行执行，利用施工计划算法辅助排工；
图3 掘进计划调度
图4掘进计划分析
2) 掘进风险管理
基于GIS技术对三图一表进行管理，实现风险点的排查评估、掘进进度标记、管片选型、监测点布置、沉降监测等管理。对施工安全相关参数实时监控，参数异常及时报警，下发安全作业指令。对阶段时间内的安全问题统计分析，指导下阶段的施工风险管理工作提供依据。
图5 安全参数实时监控
图6 基于GIS三图可视化界面
3) 掘进质量管理
实现管片“三检”的全程记录、追踪。同时能够实时监测掘进质量参数，通过预警提醒调整参数，保证拼装质量及轴线偏差在合理范围内。对施工质量的统计分析，为下一步施工质量管理工作重点提供参考依据。
图7 质量参数历史追溯分析
图8 质量参数实时监控
4) 工程信息管理
通过掘进指令表和技术交底的流程管理，实现作业文件、作业程序的审批下发能够精准执行；实现施工过程中技术交底、交接班记录、施工日志和接收文档的无纸化记录并能够快速查询及追溯。
图9 施工日志管理
图10 掘进指令管理
5) 设备管理
实现对设备台账、使用履历、维修、维修知识库、保养和停机信息动态管理，对各设备实时监控的参数多维度分析，能够及时了解设备健康状况，辅助维修保养并动态调整施工作业计划。
图11 设备故障分析
图12 知识共享管理
6) 能耗物耗管理
统计项目施工过程中油脂、砂浆、电、水等物料的实时和历史消耗量，为项目成本统计提供数据支持。
图13 能耗统计分析
图14 物耗统计分析
7) 仓储管理
实现对材料库，应急物资库以及项目办公司仓库的各采购计划、仓库出入库、盘点等管理，并对物料使用情况进行统计分析。
图15 入库管理
图16 统计分析
8) 人员管理
实现了人员排班、考勤管理，同时实现对特种作业人员，宿舍资产管理，并对入场出厂人员及特种设备人员动态分析；
图17 人员动态汇总
图18 人员台账管理
9) 施工现场可视化管理
及时了解现场各个工序的进度情况，快速协调各个工序间的问题；对掘进安全、质量、进度、成本等数据全程监控，及时纠正各种隐患；
图19施工现场可视化管理
四、方案核心价值
1、实现人、机、料、法、环、能、测等要素全面互联，为实现透明化工地及精细化管理奠定了基础；
2、基于工业互联网架构，实现云边端为一体的公司层、项目层以及各个工序协同管理，建立了完整的闭环协同体系；
3、实现工地透明化；对生产进度、设备状态、工艺参数，安全质量参数等生产实时掌握，提高处理异常事件的反应速度。
4、由事后追责转变为事前预防和事中指导；从根本上防止施工过程中出现安全质量问题，加强监管，减少事故；
5、完整的产品追溯；记录生产过程中的人、机、料、法、环、能、测所有数据，实现产品的双向完整追溯；
6、实现无纸化办公；降低成本，提高了工作效率；
7、实现全方位精细化管理；根据施工现场生产计划及实时进度拉动各部门协同作业，使项目管理者对施工项目的安全、质量、进度、成本等方面纳入了正规化、标准化、制度化的精细化管理，从而降低施工风险，节约成本，提高生产效率。
