随着深圳地铁建设规模慢慢的变大，施工现场的“人、机、料、法、环、测”等重要的条件管控难度与日俱增，管理成本增高。为提高生产管理效能，充分的发挥信息化、数字化技术在工程建设领域的优势，深圳地铁围绕“科技地铁、数字地铁”启动了数字化建设探索工作。

  本项目借助数字沙盘轻量化引擎、倾斜摄影、BIM、GIS、全自动化监测、物联网、智能感知、云计算、大数据、AI人工智能等先进的技术对工程建设过程中安全风险及隐患、进度、投资、质量、环境等状态实时感知并进行数据分析评估，整合海量多源异构数据，通过数据融合等手段，实现深圳地铁建设工程安全巡航、实时感知。

  本项目功能包括智慧建造一张图、智能值班管理、视频监控与AI分析、BIM应用、智慧工地建设（实名制、塔式起重机监测、门式起重机监测、环境监视测定、用电监测等）、安全管控新模式、应急指挥管理等，用智能化生产管理系统强化工程生产管理水平。

  本项目是深圳地铁工程建设由传统向智慧建造升级的有益尝试，也是深圳地铁数字化转型中新技术与传统工程行业结合的成功案例，成为“全国轨道交通建设首创线网级工程数字化管理中心”。

  在深圳市轨道交通线条线多个商业项目，地铁建设过程中需同时考虑周边建设、上盖物业、综合管廊等。深圳地铁建设的复杂性决定了对工程建设管理的更加高的要求。随着深圳地铁建设规模慢慢的变大，施工现场的“人、机、料、法、环、测”等重要的条件管控难度与日俱增，管理成本增高。为提高生产管理效能，充分的发挥信息化、数字化技术在工程建设领域的优势，深圳地铁围绕“科技地铁、数字地铁”启动了数字化建设探索工作。

  深圳地铁集团建设板块主要建设轨道交通项目，建设类型分国家铁路、城际铁路、城市轨道交通，下辖深圳铁路投资建设集团（简称：铁投）、深圳地铁建设集团两大集团（简称：建设）。截至目前，铁投集团在建城际、高铁项目6个，投资2152.88亿元，建设里程334公里。建设集团在建地铁项目18个、枢纽工程3个、市政代建工程10个，投资2747.12亿元，建设里程235公里。

  本项目借助数字沙盘轻量化引擎、倾斜摄影、BIM、GIS、全自动化监测、物联网、智能感知、云计算、大数据、AI人工智能等先进的技术，打造一套工程数字化管理中心，实现智慧工地数字化解决方案。以支撑深圳市轨道交通大规模的数字化和智能化建设，助推新型智慧城市建设和管理。本项目的数字化及智慧化施工管理系统可形成示范样板，推广应用至国内其他城市的轨道交通工程建设应用中，为轨道交通行业的数字化转型发展赋能。

  轨道交通建设本身就是一个庞大、复杂、多行业、多专业的系统工程，在施工全套工艺流程中深基坑开挖、高支模建设、区间隧道盾构施工、铺轨施工等高风险阶段安全风险隐患及事故层出不穷。本项目将对工程的进度实时同步采集、隐患实时监控暴露、风险提前预判提醒、安全实时智能预警、质量实时监管巡查，形成轨道交通从基坑施工-整体的结构-区间隧道-轨行区全链条安全管控新模式。该创新模型可为其它城市轨道交通的智慧工地管理提供技术支撑。

  与传统的线下管理方法不一样，本项目利用大数据、物联网、BIM、AI等先进的技术，全方位融入轨道交通工程建设全过程，实现轨道交通全线网宏观数据与微观数据、静态数据与动态数据、状态数据与预测数据的创新融合，助推全专业、全流程、全要素的数字化、智能化水平，有利于全面积累轨道交通工程海量的数字资产，打造数字孪生地铁。积累的数字资产包括实景、地质、地下管线、站点、参数化构件等数据。相关数字资产遵循轨道交通工程相关规范要求，可推广应用至其它城市的轨道交通工程，有利于数字基础的标准化、统一性和结构化。

  通过开发地铁工程数字化管理中心项目，积累了地铁工程全专业、全要素的数字资产，并探索出一条轨道交通工程生产建设数字化、智慧建造转型之路，形成了一套有效、可落地、系统性的应用方案，将推动轨道交通工程从建设到运营的数字化、智能化、一体化交付，打通建设到运营的产业链条，为轨道交通行业创新发展赋能。

  本项目包括智慧建造一张图、智能值班管理、视频监控与AI分析、智慧工地建设、安全管控新模式、应急指挥管理等业务模块，各模块功能具体如下：

  （1）智慧建造一张图囊括深圳地铁全部项目综合概况、投资、进度、风险源、隐患、大型设备等信息，并结合GIS地图可视化呈现；

  （2）智能值班管理包括线上排班、在岗人员抽查、公告管理、值班日志、视频巡查、安全监控、算法配置、算法开关；

  （3）视频监控与AI分析包括线网级视频监控平台，并研发部署6种AI算法（安全帽、反光衣、护栏翻越、电子围栏、吸烟、烟雾明火），进行违反规定行为自动识别；

  （4）智慧工地建设包括劳务人员实名制信息监管（年龄、性别、籍贯、工区、工种、职务、进出场、考勤、超龄预警）、塔式起重机监测、门式起重机监测、施工电梯监测、环境监测、用电监测；

  （5）独创安全管控新模式包含数字轨行区管理、盾构穿越联合值守、深基坑全自动化监控、高支模作业监控；

  （6）应急及三防管理包括突发事件上报、融合会商、指挥调度、融合通讯、应急资源管理、事件回溯、三防响应。

  2019年，深圳地铁完成了项目建设内容的规划。对标一线城市地铁公司，在工程项目数字化转型及智慧建造应用情况方面，开展了实地考察、交流访谈。同时在国际经验借鉴方面查阅大量国外地铁智慧建造应用案例，过程中邀请新加坡相关领域专家参与研讨。经调研分析行业内无成熟套装软件产品，同级别企业已开展的应用也不能满足深圳地铁工程管理数字化及智慧建造要求，国外亦没有成熟可借鉴的案例作为指导。在对标国内外应用之后，决定走定制研发之路。统依托深圳地铁工程项目，开展智慧建造技术探索，紧扣建设“科技地铁、数字地铁”的主线，针对生产施工关键因素管理难度大的问题，借助先进的信息化、数字化技术，采用试点应用、全面铺开两阶段研究方法，实现对工程建设过程中安全风险及隐患、进度、投资、质量、环境等智能感知并进行数据分析评估，整合海量多源异构数据，通过数据融合等手段，实现深圳轨道交通建设工程智慧监控。本系统研究成果可在城市轨道交通及类似工程建设领域中广泛应用。

  本系统借助数字沙盘轻量化引擎、倾斜摄影、BIM、GIS、全自动化监测、物联网、智能感知、云计算、大数据、AI人工智能等先进技术对工程建设过程中安全风险及隐患、进度、投资、质量、环境等状态实时感知并进行数据分析评估，整合海量多源异构数据，通过数据融合等手段，实现深圳地铁建设工程安全巡航、实时感知。本系统功能包括智慧建造一张图、智能值班管理、视频监控与AI分析、BIM应用、智慧工地建设（实名制、塔式起重机监测、门式起重机监测、环境监测、用电监测等）、安全管控新模式、应急指挥管理等，用智能化生产管理系统强化工程生产管理水平。

  智慧建造一张图通过数据降维、化繁为简的方式提炼出工程生产建设有价值的数据，提高决策效率。整体涵盖施工现场人、机、料、法、环、测等关键要素，通过数据间不同维度关联，让感知更透彻、互通互联更全面、智能化更深入。分析宏观变化，统计趋势，预测未来；分析微观变化，用于比较，发现最佳实践。

  融合参建各方工程建设经验，梳理轨道交通工程生产建设深基坑、高支模、区间隧道、铺轨建设阶段的安全、进度、质量监管要点，因地制宜开展数字化监管应用建设。借助数字沙盘虚拟真实施工场景，应用BIM、IoT、GIS、AR、5G等业界先进技术手段，对工程的进度实时同步采集、隐患实时监控暴露、风险提前预判提醒、安全实时智能预警、质量实时监管巡查，从而提高工程生产建设效率、安全管理水平，强化安全防范意识，实现数字化应用建设赋能工程生产建设全过程、全要素管理，建立数字化监管新体系，形成轨道交通从基坑施工-主体结构-区间隧道-轨行区全链条安全管控新模式。

  在基坑开挖施工环节通过引入BIM、GIS、IoT技术实现了基坑开挖由二维图纸施工转向三维立体化呈现，形象进度管控及开挖工序线上监管。优化了基坑开挖方案，达到了进度、工序的三维可视化，同时结合光学传感、力学传感、声学传感智能化监测技术对基坑结构进行全自动化水位、全自动化既有线、全自动化钢支撑轴力、全自动化测斜等全天候监测，进一步解放劳动力，提高了基坑施工效率及安全保障。

  在高支模施工环节通过利用物联网、5G、无线传输等技术，结合高精度传感器、自动采集仪等设备，对高大模板支撑系统的模板沉降、支架变形和立杆轴力实现了24小时云端监测及自动预警替代了传统人工监测方式提升了监测效率保障了施工安全；

  在盾构施工下穿上跨、始发接收等关键环节利用IT+IOT+BIM+5G+AR等核心技术独创盾构穿越智能管控新模式，实时监控盾构运行状态、智能感知施工风险、提前预警提示，直观呈现施工情况，AR视频语音联动，实现线上+线下双重安全值守机制，保障工程关键节点施工安全可控。

  在铺轨施工环节通过物联网、大数据、5G通信、智能控制等先进技术，针对轨行区中的运输车辆进行智能化改造实现了定位监控、超速报警、自主刹车等功能，针对轨行区中施工人员配备了定位设备、电子防护牌等设备实现了人员定位及危险提醒等功能，针对轨行区关键区域加装了监控摄像头实现了关键区域视频监控全覆盖，针对整个轨行区施工命令调度、限速区划分、封锁区设置等业务进行了信息化集成。达到轨行区从计划至施工全过程数字化监管，强化轨行区内最大风险源（轨道车）的安全管控能力，避免人车冲突、车车冲突、车物冲突。实现了整个铺轨施工阶段的数字化监管，极大提升了铺轨效率及安全防范水平。

  通过在线网级的视频监控管理平台部署AI算法，包含：未戴安全帽、未穿反光衣、违规翻越、吸烟行为、电子围栏、烟雾明火等对工地违反相关规定的行为智能识别自动抓拍，颠覆了传统视频监控需要人工巡检的作业方式，提升了工地安全巡检效率及安全管理水平，改变了安全监控现状由“人防”转变为“技防”，满足了轨道交通建设工点更主动、更全面、更持续、更有效、更智能的监控需求。

  把应急救援工作前置，一张图整合全线网应急资源和救援方案。通过信息化手段，实现应急上报、应急反馈、应急指挥、物资调度、融合通信等功能，以指挥大厅为大脑中枢，全局总览，统一指挥，调动全线网资源为局部突发事件提供最及时、最有效的支援，让指挥者看得见、喊得通、调得动。

  将智慧理念完美应用在轨道交通生产中，通过安装在工地的各类物联网感知设施，对现场人员、设备、用电、环境、材料等进行监管，对异常情况实时预警，及时通知相关人员，防范于未然，用技术手段将安全事故遏止在风险阶段，降低事故发生概率，提升管理纵深和广度，“一竿子插到底”。

  深圳地铁工程数字化管理中心项目自2019年11月项目启动，2020年8月完成了设计评审，形成各类调研记录、需求分析、原型参考、系统设计材料182份；先后培训近3000用户，于2021年1月正式上线 实施过程总览

  1）工程生产与数字化技术有机结合方面：形成了轨道交通工程生产建设系统性智慧建造解决方案，让数字化、智慧化渗入工程生产建设各个阶段成为可能，并在实际应用中得到验证，是工程建设与信息技术有机融合的成功案例。2）智慧工地建设方面: 面对工程生产“人、机、料、法、环、测”等重要的条件管控难度大的问题，本项目利用智能感知技术实现了“技防”，并制定了一套标准实施方案。可提升管控实效、规避“人防”管理存在的风险，降低生产管理成本。

  3）工程生产安全管控模式方面：本项目利用数字化技术在深基坑、高支模、区间隧道、铺轨等高风险阶段独创了定制化应用场景。这也表明，可根据工程生产需要，通过对数字化技术方法进行组合，形成不同的业务解决方案，解决实际工程生产问题，实现生产管理模式创新，为后续更深更广应用方案的挖掘提供了一种有效的思路。

  通过深圳地铁工程数字化管理中心项目的建设，完成对智慧施工工地“人、机、料、法、环”全自动化监测，有效得提高对施工现场管理规范。增加了智慧工地集中管理能力，加强了施工安全防护意识，丰富了工程施工各阶段管控手段，提高了工程建设时期防灾、减灾能力，将对城市轨道交通建设过程产生直接和间接的经济效益。1）直接经济效益

  本项目成果可直接应用在城市轨道交通工程实际项目，具有巨大经济效益。例如，利用AI视频巡查，7*24小时不间断巡查模式，断绝劳务人员侥幸心理，提升劳务人员隐患意识，通过机器代替人工巡查，降低人工巡查成本，提升巡检效率；建设盾构穿越值守、深基坑监控、高支模监控加强了施工关键节点安全管控，增加线上值守、远程协助，提升安全管理效率，保障远程人员有效指导盾构风险施工，降低由于部分专家无法到达现场指导带来得进度拖延问题。

  通过海量数字化工程、智慧化施工数据的积累，形成地铁大数据资源池，实现投资、建设、对海量资产的施工安全监管，使“建设高效化、数据自动化、监管智能化”，经营管理更高效。

  本项目成果可服务城市施工建设各业务场景，具有间接经济效益。例如：高支模监控模块，通过对高大模板支架的受力、倾斜、沉降的情况进行实时监测，保证浇筑过程风险的及时提醒，能够有效避免风险的发生，避免二次成本的发生；大型设备监测模块，通过对塔吊、龙门吊、电箱的运行情况进行实时监测，对异常数据的及时告警，能够有效降低风险事故发生的概率，降低风险事故造成的经济损失。

  本项目探索出了一条轨道交通工程生产建设数字化、智慧建造转型之路，不仅可保障城市轨道交通项目建设安全、高效地进行，也可为国内其他城市轨道交通项目的生产建设提供借鉴：1）制定一套管控工程生产关键因素的标准实施方案，提升管控实效、规避“人防”管理存在的风险，降低生产管理成本；

  2）创新生产管理模式，独创深基坑、高支模、区间隧道、铺轨等高风险阶段定制化应用场景，解决实际工程生产问题；

  3）形成轨道交通工程生产建设系统性智慧建造解决方案，推广应用到同类地铁工程建设施工管理；

  4）编制《深圳地铁建设集团有限公司-工程数字化管理中心项目管理办法》，提高轨道交通工程施工信息化管理的标准化、规范化、参数化水平；

  5）积累轨道交通海量的数字化资产，形成可复制、可扩展的数字化应用模式，助力打造数字孪生地铁。

  通过实施深圳地铁工程数字化管理中心项目，深圳地铁探索出了一条轨道交通工程生产建设数字化、智慧建造转型之路，形成了一套有效、可落地、系统性的应用方案，可供其他城市轨道交通工程生产建设借鉴。本系统实施所取独创的数字化基坑、高支模、盾构穿越、轨行区4种安全管控新模式及AI智慧天眼、数字孪生工程交底等关键技术与“新基建”、“数字中国”、“科技地铁、数字地铁”的理念相吻合，创新的工程生产建设技术可为工程建设领域可持续健康发展助力，为类似工程建设提供借鉴，对经济、社会、技术发展意义重大。主要表现如下：

  （1）工程生产与数字化技术有机结合方面：形成了轨道交通工程生产建设系统性智慧建造解决方案，让数字化、智慧化渗入工程生产建设各个阶段成为可能，并在实际应用中得到验证，是工程建设与信息技术有机融合的成功案例。

  （2）智慧工地建设方面: 面对工程生产“人、机、料、法、环、测”等关键因素管控难度大的问题，本系统利用智能感知技术实现了“技防”，并制定了一套标准实施方案。可提升管控实效、规避“人防”管理存在的风险，降低生产管理成本。

  （3）工程生产安全管控模式方面：本系统利用数字化技术在深基坑、高支模、区间隧道、铺轨等高风险阶段独创了定制化应用场景。这也表明，可根据工程生产需要，通过对数字化技术方法进行组合，形成不同的业务解决方案，解决实际工程生产问题，实现生产管理模式创新，为后续更深更广应用方案的挖掘提供了一种有效的思路。

  (4) 数字孪生应用方面：在系统建设和应用过程中，积累了轨道交通海量的数字化资产，包括构件、地质、地下管线、车站、区间、实景等模型数据，形成了可复制、可扩展的数字化应用模式，助力打造数字孪生地铁。

  通过深圳地铁工程数字化管理中心项目的成功推广应用，开创了一套轨道交通工程生产建设数字化、智慧建造应用落地方案，促进了传统工程建设与信息技术的有机结合，是工程建设领域抓住新时代发展机遇的成功案例。本系统在城市轨道交通建设数字化转型探索与实践成果，吸引了广州、杭州、长沙、大连、绍兴、重庆等国内60余家工程建设企业调研交流，在新基建、智慧建造数字化时代背景下让城市轨道交通建设发展产生新的生命力，也促进了信息技术行业的进步，开创行业“合作共赢”的局面，在轨道交通、城市地下空间开发、房屋建筑领域具有广阔的应用前景。