四川路桥 数字化智能化转型加速
时间:2022-12-23 | 来源:中国交通报
□ 缪成银 王跃
国内首部《交通基础设施施工设备充换电技术标准》。
施工设备“油转电”试用现场。
沿江高速公路会理至会东段。
本文图片由 四川智能建造科技股份有限公司 供图
智能搬运机器人。
今年8月,由四川路桥建设集团股份有限公司(简称四川路桥)投资建设的攀大高速公路(四川境内)“绿色交通、低碳高速”分布式光储项目全线成功并网运行,标志着全国首个“交通全场景友好型”分布式光储项目正式投入运行。该项目是科技部重点科技专项“公路交通自洽能源系统的多能变换与控制技术”工程,也是四川路桥做好“双碳”工作、建设绿色智慧交通能源网的一次创新实践。近年来,四川路桥发力绿色低碳与智能建造,走出了一条节能减排、污染防治、资源节约的产业转型升级之路。
全生命周期减碳
“碳达峰、碳中和”对社会各行业提出了低碳绿色发展的要求。《“十四五”现代综合交通运输体系发展规划》和《绿色交通“十四五”发展规划》也提出鼓励绿色交通基础设施节能技术创新,要求交通运输行业加快节能环保关键技术推广应用。在此背景下,四川路桥与我国新能源产业头部企业合作,积极探索“油改电”,以实现绿色、低碳转型。
在节能减排和污染防治方面,四川路桥利用高速公路项目红线范围内各类闲置交通资产,如道路边坡、建筑屋顶、弃土场、隧道隔离带、服务区、收费站、沿线电子设备等全场景,建设分布式光储,集成光伏发电、电能储存、车辆充电、风光储氢多源协同的“冷热电”多能供应。此举实现资源的高效利用,为高速公路低碳运行提供清洁能源用能保障,同时为下一阶段高速公路充电站、交通运输系统氢能产业等一系列用能打下坚实基础。
攀大高速公路建设团队倾力研发了“智慧跟踪光伏系统﹢高标准农田建设复合利用技术”“零碳绿色多能协同装配式智慧能源站”“光储智慧车棚﹢V2G充电桩”“多功能高速公路移动充电储能车”等12项创新技术。运用AI光伏智能跟踪系统赋能传统农业,在提升发电增益的同时高效利用土地,实现绿色电能驱动数字农业。
此外,四川路桥创新使用了柴油发电机及铅酸电池清洁替代储能成套装备技术,边坡防水土流失BIPV 一体化光伏,边坡无扰动可调轻量化光伏,防眩光、防直射隔离、交通专用能源路由器直流供电技术,建筑屋面平改坡BIPV技术,光伏发电热循环联供技术等。让高速公路沿线弃土场旧貌焕新颜,道路两侧的边坡、建筑屋顶等也变成了能效聚合场,为低碳高速建设提供了新样板,为智慧高速的发展奠定良好能效基础。
在建设生产中,各项目部以“双碳”为目标引领,以绿色发展为航向,依托自然资源,不断完善自身的低碳发展之路。运用环境自动监测系统,对施工现场环境温度、PM值、扬尘、噪声等环境监测数据的自动采集、存储、预警和统计分析;实施“油改电”节能增效举措,将燃油车辆运输改为零碳排放的纯电动车辆运输,如电动装载机、电动钢筋转运小车,将传统燃油混凝土罐车创新为空轨循环式鱼雷罐运输等实际举措,提高工程施工整体效率,降耗增效;在凉山彝族自治州施工的项目部利用当地丰富的太阳能资源,运用太阳能加热的水循环系统对预制T梁进行封闭恒温养护,并使用太阳能充电板对厂内设施设备进行充电储能。据实时测算,智慧梁厂2.0项目太阳能储电装置、太阳能水蒸气累计节约电力96.31万千瓦/时,节省费用65.49万元。
不仅如此,四川路桥将绿色低碳理念贯穿于高速公路(轨道)建设运营管理的全生命周期中,从绿色能源到绿色建造、绿色运营、碳资产管理以及绿色低碳标准体系,最终实现全生命周期的减碳目标。
自动化施工示范
当下,许多企业已研发出L4级别的无人驾驶技术,但限于法律、道路复杂性等多重因素,将自动驾驶技术应用于市区内仍有较长的一段路要走。无人驾驶技术在专用场景、特殊场景已具备商用条件,如前场压路机碾压作业、拌和站砂石和粉煤灰搬运、路面施工沥青混凝土等物料转运场景。由此,电动智能搬运机器人应运而生,从技术顺应了时代发展趋势,从源头上解决了社会用工问题。
电动智能搬运机器人(电动无人装载机)是基于电动装载机并配套GPS、传感器、雷达、控制器等设备进行自动驾驶、智能物料搬运、路径智慧决策的智能机器人,可以实现拌和站砂石等物料的装载、搬运、卸载等无人化作业。四川路桥旗下四川智能建造科技股份有限公司形成了以自动驾驶、智能铲装为核心的技术体系,开发的电动智能搬运机器人已达到厘米级控制精度,搬运作业运行速度可达到每小时3.6公里。
目前,电动智能搬运机器人已在G75广南高速公路新增南部互通式立交及连接线工程路面工程项目完成场内物料转运的试点应用。多机协同作业、最优路径行驶控制、优化控制物料满斗率、料仓位置识别并自动上料、智能避障等技术特点和功能优势,帮助电动智能搬运机器人实现了全自动、无人干预的物料转运。
今年6月,四川路桥自动化施工示范点——镇广高速公路A-LM2项目首次实施无人摊压沥青混凝土下面层施工,其出色的施工质量得到了业主与监理单位的一致认可。
四川路桥将首创的“3D智能摊铺施工工法”与引进的先进无人摊压设备相结合,在施工中结合无人摊压设备性能及设计、规范要求,通过对工艺工序的调整、设备组合方式、无人摊压现场施工组织、调整设备控制参数、压路机振频振幅、贴边碾压精度控制、现场通信方式等多项细节措施进行逐步试验和改进,确保本次无人摊压顺利完成,同时无人摊压的安全性、施工效率和施工质量也得到了检验。
自动化摊压是四川路桥巩固路面施工优势,进一步打开路面机械自动化施工局面,向智能建造迈出的坚实一步,在后续施工中,项目部将继续结合高速公路特点优化无人摊压设备性能及组合,总结无人摊压施工工法,为实现施工现场自动化、无人化,有效解决交通基础设施建设施工难题提供新途径和有益参考。
智能建造显优势
四川路桥以科技驱动智慧交通建设,依托新型“黑科技”自动化设备、多工况智能三臂凿岩台车、智能拱锚喷一体台车、远程集中指挥车、智能拱架安装台车、智能湿喷机,打造隧道施工的智能体系。利用云计算和大数据等技术,研发出一套信息化管理系统,实现施工流程标准化、机械设备智能化、生产过程可视化、业务管理信息化、管理决策科学化,在全工序生产上进一步提升自动化和智能化水平,形成“智慧梁厂”2.0。
今年4月,由蜀道集团投资,四川路桥承建的沿江高速公路宁南至攀枝花段ZCB1-19合同段“智慧梁厂”2.0全面投产。该示范基地作为交通运输部自动化作业技术交通运输行业研发中心的重要试点,以科技驱动智慧交通建设,从“数”“智”“创”“引”4个方面持续发力。
“智慧梁厂”2.0作为经交通运输部认定,全国公路施工板块唯一的“自动化作业技术交通运输行业研发中心”建造基地的重要组成部分,是四川路桥智能建造最核心的体现。该项目通过智慧引领实现“钢筋制作无人化”“模板开、合、安一键化”“砼拌、运、浇无人化”“梁板运、养无人化”“梁板架设远程化”,达到了机械化换人、自动化减人、产品品质优、生产效率快、安全性能高等丰硕成果。“智慧梁厂”2.0项目的全面投产,为山区高速公路工业化生产积累了宝贵经验,也开创了预制梁全过程自动化生产线和全系统智能化管理的先河,形成了“创新智造﹢数据赋能﹢工匠品质”的制造高地新格局。新版本具有生产效率高、施工成本低、安全风险小、过程可视化、管理智能化的特点,构建了“创新智造﹢数据赋能﹢工匠品质”制造新格局。
依托“四川省劳模和工匠人才创新工作室”,四川路桥以“智慧梁厂2.0”为建设重点,致力于山区高速公路工业化生产关键技术研究,持续研发了“T梁钢筋笼自动化成型技术、钢筋笼自动转运装置、自动驾驶装配式移动台座、一键开合高精度数字模板、智能化混凝土拌和楼、空轨循环式鱼雷罐智能布料装置、自动化布料器、T梁箱室恒温生态养护、张拉压浆设备AGV小车、数控铰式调坡器”等多项创新技术,并通过对BIM技术研究和开发,搭载可视化管理系统,通过数据管理驾驶舱,把T梁钢筋制作安装、运输、混凝土拌和和预制生产无缝链接起来,对每一片T梁的生产、存放、架设全过程进行数据化管理,为现场生产提供科学的决策依据,开创了预制梁全过程自动化生产线和全系统智能化管理的先河。