智能建造理論與實(shí)踐 課件 5.5節(jié) 基于“智慧建管養(yǎng)”一體化的北京冬奧國(guó)家速滑館項(xiàng)目

第五章智能建造多場(chǎng)景實(shí)例第五章智能建造多場(chǎng)景實(shí)例5.5基于“智慧建管養(yǎng)”一體化的北京冬奧國(guó)家速滑館項(xiàng)目5.5基于“智慧建管養(yǎng)”一體化的北京冬奧國(guó)家速滑館項(xiàng)目—項(xiàng)目背景標(biāo)題文本預(yù)設(shè)國(guó)家速滑館是在北京市重大辦主持招標(biāo)下首個(gè)實(shí)現(xiàn)政府與社會(huì)資本PPP模式合作的場(chǎng)館。國(guó)家速滑館又稱為“冰絲帶”，是2022年北京冬奧會(huì)北京主賽區(qū)標(biāo)志性場(chǎng)館、唯一新建的冰上競(jìng)賽場(chǎng)館，在冬奧會(huì)期間，承擔(dān)速度滑冰項(xiàng)目的比賽和訓(xùn)練?！氨z帶”從技術(shù)工藝、材料選取、施工技法等多個(gè)方面都實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)新和突破，形成了科技亮點(diǎn)紛呈、可供國(guó)際借鑒的“中國(guó)方案”。5.5基于“智慧建管養(yǎng)”一體化的北京冬奧國(guó)家速滑館項(xiàng)目—項(xiàng)目概況北京冬奧國(guó)家速滑館項(xiàng)目03國(guó)家速滑館索網(wǎng)結(jié)構(gòu)是典型的柔性結(jié)構(gòu)，屋蓋結(jié)構(gòu)跨度大，通過(guò)對(duì)索網(wǎng)成型理論分析、多工況下數(shù)字仿真、1：12模型試驗(yàn)、環(huán)桁架預(yù)拼裝以及環(huán)桁架和索網(wǎng)智能安裝等研究，研發(fā)了環(huán)桁架低高位變軌滑移、索網(wǎng)地面編索整體提升張拉的高效高精度建造技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了超大跨度索網(wǎng)結(jié)構(gòu)屋蓋的平行施工和高效高精度建造。02國(guó)家速滑館采用了雙曲面馬鞍形單層索網(wǎng)結(jié)構(gòu)屋面設(shè)計(jì)，是目前世界上規(guī)模最大的單層雙向正交馬鞍形索網(wǎng)屋面體育館，就好像一個(gè)巨大的呈馬鞍狀的羽毛球拍“繃”在了場(chǎng)館的上方，速滑館建設(shè)團(tuán)隊(duì)將這張索網(wǎng)稱為“天幕”。01國(guó)家速滑館工程及紅線內(nèi)配套設(shè)施建設(shè)，規(guī)劃總用地面積166396平方米，包含速滑館、東側(cè)地下停車場(chǎng)及西側(cè)地下停車場(chǎng)，總建筑面積約129800平方米，南北長(zhǎng)約240米、東西寬約174米，地下二層，地上四層，建筑高度為33.8米，總坐席12058座。5.5基于“智慧建管養(yǎng)”一體化的北京冬奧國(guó)家速滑館項(xiàng)目—關(guān)鍵技術(shù)超大跨度索網(wǎng)高性能結(jié)構(gòu)建造技術(shù)首次自主研制建筑用大直徑高釩密閉索，提出了索體、Z形鋼絲、受力錨具等技術(shù)方案，建立了完整的構(gòu)件加工制作工藝流程，和完整的生產(chǎn)與質(zhì)量保證體系，實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)高釩密閉索量產(chǎn)。AB研發(fā)了全新的超大跨索網(wǎng)找形方法，考慮邊界形狀、拓?fù)潢P(guān)系、預(yù)應(yīng)力和屋頂重量分布等因素的共同影響，使索網(wǎng)初始態(tài)位形相對(duì)理論拋物面最大偏差距離不超過(guò)5mm，基本吻合雙曲拋物面；考慮彈性邊界的形態(tài)控制，通過(guò)環(huán)桁架預(yù)變形和修正索網(wǎng)初應(yīng)變，使主受力體系初始態(tài)中的索網(wǎng)形態(tài)與固定邊界結(jié)果一致，實(shí)現(xiàn)了彈性邊界下的索網(wǎng)形態(tài)控制，使索網(wǎng)相對(duì)目標(biāo)位形最大偏差由502mm降低到不超過(guò)5mm。C5.5基于“智慧建管養(yǎng)”一體化的北京冬奧國(guó)家速滑館項(xiàng)目—關(guān)鍵技術(shù)超大跨度索網(wǎng)高性能結(jié)構(gòu)建造技術(shù)型鋼混凝土結(jié)構(gòu)是鋼結(jié)構(gòu)的支座、鋼結(jié)構(gòu)是索網(wǎng)結(jié)構(gòu)的支座，三者互為前置條件和后置條件從受力關(guān)系上看從空間上考慮國(guó)家速滑館屋面環(huán)桁架安裝最終選取高空滑移的施工方案進(jìn)行安裝，且在實(shí)施階段結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，對(duì)高空滑移方案進(jìn)行優(yōu)化，最終確定“東西側(cè)滑移+南北側(cè)原位吊裝”的安裝方案。鋼結(jié)構(gòu)施工是連接混凝土結(jié)構(gòu)和索結(jié)構(gòu)的紐帶；從時(shí)間上考慮鋼結(jié)構(gòu)受屋蓋下部構(gòu)造施工安裝的影響，且索網(wǎng)結(jié)構(gòu)也影響著屋蓋下預(yù)制看臺(tái)的安裝，為滿足安全、質(zhì)量、工期、場(chǎng)地、投資的要求，對(duì)關(guān)鍵工序鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行了方案比選及優(yōu)化5.5基于“智慧建管養(yǎng)”一體化的北京冬奧國(guó)家速滑館項(xiàng)目—關(guān)鍵技術(shù)超大二氧化碳跨臨界直冷制冰系統(tǒng)技術(shù)研制跨臨界直冷制冰系統(tǒng)研究選擇了多功能、全冰面設(shè)計(jì)方案并采用二氧化碳跨臨界直冷制冰系統(tǒng)，無(wú)色無(wú)味、不助燃、不可燃、ODP（破壞臭氧層潛能值）為0，相較于傳統(tǒng)制冷劑GWP（全球變暖潛能值）由3985驟減至1，同時(shí)能效提升20%以上，是環(huán)保性和可持續(xù)性最好的冷媒之一。5.5基于“智慧建管養(yǎng)”一體化的北京冬奧國(guó)家速滑館項(xiàng)目—關(guān)鍵技術(shù)超大二氧化碳跨臨界直冷制冰系統(tǒng)技術(shù)建立動(dòng)態(tài)三維傳熱模型通過(guò)建立凍冰過(guò)程的動(dòng)態(tài)三維傳熱模型，搭建凍冰過(guò)程的試驗(yàn)臺(tái)，對(duì)澆冰厚度、初始水溫等動(dòng)態(tài)傳熱過(guò)程中的影響因素進(jìn)行分析，總結(jié)硬度、厚度、溫度、濕度等相關(guān)基礎(chǔ)研究數(shù)據(jù)，建立了國(guó)家速滑館快速滑道冰面形成理論，將1.2萬(wàn)平方米的全冰面溫差控制在±0.5℃，遠(yuǎn)低于國(guó)際速滑比賽場(chǎng)館±1.5℃的溫差要求。5.5基于“智慧建管養(yǎng)”一體化的北京冬奧國(guó)家速滑館項(xiàng)目—基于BIM技術(shù)的智慧建造基于三維可視化的施工進(jìn)度管理數(shù)據(jù)采集將Project計(jì)劃進(jìn)度關(guān)聯(lián)到多維信息的輕量化云端BIM模型，工程師現(xiàn)場(chǎng)采集數(shù)據(jù)、拍攝照片并實(shí)時(shí)上傳。進(jìn)度分析實(shí)現(xiàn)實(shí)際進(jìn)度與計(jì)劃進(jìn)度實(shí)時(shí)對(duì)比、多層級(jí)進(jìn)度信息展示、關(guān)鍵線路及里程碑節(jié)點(diǎn)管控、輕量化三維模型施工進(jìn)度管理。進(jìn)度查看施工管理人員可通過(guò)計(jì)算機(jī)端、手機(jī)微信端直觀掌握工程建設(shè)進(jìn)度情況，輔助調(diào)配現(xiàn)場(chǎng)人、機(jī)、料等資源。智建SaaS化管理平臺(tái)5.5基于“智慧建管養(yǎng)”一體化的北京冬奧國(guó)家速滑館項(xiàng)目—基于BIM技術(shù)的智慧建造基于仿真模擬的復(fù)雜結(jié)構(gòu)高效施工①環(huán)桁架采取“南北區(qū)吊裝+東西區(qū)滑移”的總體施工方案，索結(jié)構(gòu)采取“地面拼裝+整體提升”的總體施工方案。②平行施工即地下車庫(kù)封頂后，在車庫(kù)東西兩端進(jìn)行環(huán)桁架拼裝；南北看臺(tái)上部的環(huán)桁架則待看臺(tái)結(jié)構(gòu)施工完成后，立即采用履帶式起重機(jī)插入原位分段吊裝③地上結(jié)構(gòu)施工的同時(shí)進(jìn)行預(yù)制看臺(tái)板安裝；東西看臺(tái)結(jié)構(gòu)施工完成后，采用同步滑移施工方案將環(huán)桁架安裝就位④對(duì)已完成的預(yù)制看臺(tái)采取防護(hù)措施，進(jìn)行地上展索鋪裝；最終實(shí)現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)、預(yù)制看臺(tái)結(jié)構(gòu)、鋼環(huán)桁架、索網(wǎng)的平行施工。5.5基于“智慧建管養(yǎng)”一體化的北京冬奧國(guó)家速滑館項(xiàng)目—基于BIM技術(shù)的智慧建造基于大數(shù)據(jù)和人工智能的精細(xì)化管控應(yīng)用人臉識(shí)別技術(shù)，實(shí)現(xiàn)人臉識(shí)別與閘機(jī)聯(lián)動(dòng)，取代門禁刷卡等傳統(tǒng)勞務(wù)管理手段01通過(guò)以臉?biāo)涯樈缑?，拍攝作業(yè)人員照片并上傳，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)人臉匹配，從數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào)出該作業(yè)人員所有錄入信息及人員軌跡，形成集團(tuán)層面工人大數(shù)據(jù)挖掘和應(yīng)用03基于機(jī)器學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別工人不戴安全帽、抽煙等不文明行為，聯(lián)動(dòng)廣播及后端管理人員及時(shí)進(jìn)行處理025.5基于“智慧建管養(yǎng)”一體化的北京冬奧國(guó)家速滑館項(xiàng)目—基于BIM技術(shù)的智慧建造基于大數(shù)據(jù)和人工智能的精細(xì)化管控有“冰絲帶”之稱的國(guó)家速滑館，更是一個(gè)全生命周期的智慧化場(chǎng)館，引入了全新的BIM運(yùn)維系統(tǒng)、一體化定位導(dǎo)航系統(tǒng)、數(shù)字孿生系統(tǒng)等，就像是給場(chǎng)館配備了精于計(jì)算的“大腦”。2塔式起重機(jī)上球機(jī)配合云臺(tái)實(shí)現(xiàn)720度旋轉(zhuǎn)及變焦，實(shí)現(xiàn)運(yùn)籌帷幄于千里之外3通過(guò)風(fēng)速報(bào)警、防傾斜、禁行區(qū)域設(shè)置保護(hù)、防碰撞、制動(dòng)控制、黑匣子等多種功能，輔助塔式起重機(jī)安全運(yùn)行1實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)、工人生活區(qū)、辦公區(qū)的監(jiān)控全覆蓋及主要道路、重點(diǎn)區(qū)域的監(jiān)控。5.5基于“智慧建管養(yǎng)”一體化的北京冬奧國(guó)家速滑館項(xiàng)目—智慧場(chǎng)館實(shí)現(xiàn)國(guó)家速滑館智慧場(chǎng)館架構(gòu)電視轉(zhuǎn)播的模式由傳統(tǒng)電視逐步覆蓋到智能終端；01遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備（無(wú)人機(jī)）的使用逐漸增多；03高速WiFi網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)館范圍全覆蓋；025.5基于“智慧建管養(yǎng)”一體化的北京冬奧國(guó)家速滑館項(xiàng)目—智慧場(chǎng)館實(shí)現(xiàn)國(guó)家速滑館智慧場(chǎng)館架構(gòu)-北京冬奧云數(shù)據(jù)中心冬奧會(huì)“調(diào)酒機(jī)器人”

奧運(yùn)會(huì)的舉行離不開(kāi)場(chǎng)館的支撐，隨著互聯(lián)網(wǎng)、智慧科技的不斷發(fā)展，體育場(chǎng)館正式進(jìn)入智慧場(chǎng)館階段，AI技術(shù)在交通、管理、餐飲方面在逐步嘗試運(yùn)用。5.5基于“智慧建管養(yǎng)”一體化的北京冬奧國(guó)家速滑館項(xiàng)目—智慧場(chǎng)館實(shí)現(xiàn)國(guó)家速滑館智慧場(chǎng)館架構(gòu)集成智能融合寬帶泛在網(wǎng)絡(luò)和高性能公眾無(wú)線網(wǎng)絡(luò)多能源系統(tǒng)和多種能源環(huán)節(jié)全生命周期的優(yōu)化調(diào)度可視化運(yùn)維技術(shù)數(shù)據(jù)匯集融合共享和子系統(tǒng)功能聯(lián)動(dòng)室內(nèi)精準(zhǔn)定位與室內(nèi)外導(dǎo)航基于VR/AR的通用型輕量級(jí)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和虛擬現(xiàn)實(shí)奧運(yùn)技術(shù)國(guó)家速滑館通過(guò)以下先進(jìn)研究成果，為速滑館4類主要人群（場(chǎng)館運(yùn)維、冬奧組委、新聞媒體記者及觀眾）提供智慧化管理服務(wù)5.5基于“智慧建管養(yǎng)”一體化的北京冬奧國(guó)家速滑館項(xiàng)目—智慧場(chǎng)館實(shí)現(xiàn)智慧管理一體化平臺(tái)以數(shù)據(jù)為導(dǎo)向提供管理服務(wù)，針對(duì)國(guó)家速滑館多個(gè)子系統(tǒng)和產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)，向世界各國(guó)官員、運(yùn)動(dòng)員、媒體、觀眾展示冬奧、速滑館提供的極致服務(wù)、智慧管理以及交互體驗(yàn)智慧管理一體化平臺(tái)架構(gòu)15.5基于“智慧建管養(yǎng)”一體化的北京冬奧國(guó)家速滑館項(xiàng)目—智慧場(chǎng)館實(shí)現(xiàn)智慧管理一體化平臺(tái)-數(shù)據(jù)管理通過(guò)數(shù)據(jù)點(diǎn)位相關(guān)性、控制點(diǎn)位關(guān)聯(lián)性等手段，建立分析模型04以空間、地理信息、系統(tǒng)功能為分析基礎(chǔ)03智慧管理一體化平臺(tái)通過(guò)數(shù)據(jù)融合和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，收集多個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)02針對(duì)國(guó)家速滑館多個(gè)子系統(tǒng)和產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)015.5基于“智慧建管養(yǎng)”一體化的北京冬奧國(guó)家速滑館項(xiàng)目—智慧場(chǎng)館實(shí)現(xiàn)基于大數(shù)據(jù)和人工智能的精細(xì)化管控-一站式APP滿足各類人群服務(wù)冬奧、支持冬奧、欣賞冬奧的需求向世界各國(guó)官員、運(yùn)動(dòng)員、媒體、觀眾展示冬奧、速滑館提供的極致服務(wù)、智慧管理以及交互體驗(yàn)滿足速滑館日常管理、運(yùn)營(yíng)需求；滿足2022北京冬奧會(huì)、冬殘奧會(huì)辦賽、參賽、觀賽需求；5.5基于“智慧建管養(yǎng)”一體化的北京冬奧國(guó)家速滑館項(xiàng)目—智慧場(chǎng)館實(shí)現(xiàn)“云-網(wǎng)-霧-端”網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)-云A云是指云計(jì)算以及用以支撐云計(jì)算的基礎(chǔ)設(shè)施及資源B云計(jì)算是用來(lái)計(jì)算海量復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的技術(shù)C各種各樣的信息在云計(jì)算中心匯聚，然后根據(jù)需要進(jìn)行處理和分流。5.5基于“智慧建管養(yǎng)”一體化的北京冬奧國(guó)家速滑館項(xiàng)目—智慧場(chǎng)館實(shí)現(xiàn)“云-網(wǎng)-霧-端”網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)-網(wǎng)電信網(wǎng)絡(luò)電信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)由中國(guó)電信、移動(dòng)、聯(lián)通等公司構(gòu)建和運(yùn)營(yíng)；計(jì)算機(jī)及硬件終端網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)及硬件終端網(wǎng)絡(luò)，則由華為、中興等網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備公司，以及由生產(chǎn)計(jì)算機(jī)、手機(jī)等各種硬件終端企業(yè)提供產(chǎn)品和技術(shù)支持用戶及節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)用戶及節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，即是由賬號(hào)及IP（InternetProtocol，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議）組成的網(wǎng)絡(luò)，手機(jī)號(hào)、QQ號(hào)、微信號(hào)、淘寶賬號(hào)、郵件地址、服務(wù)器地址等組成的網(wǎng)絡(luò)。5.5基于“智慧建管養(yǎng)”一體化的北京冬奧國(guó)家速滑館項(xiàng)目—智慧場(chǎng)館實(shí)現(xiàn)“云-網(wǎng)-霧-端”網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)-霧、端硬件終端軟件終端低延時(shí)、位置感知廣泛的地理分布、適應(yīng)移動(dòng)性的應(yīng)用霧計(jì)算是介于云計(jì)算和個(gè)人計(jì)算之間的一種計(jì)算方式，是半虛擬化的服務(wù)計(jì)算架構(gòu)模型，強(qiáng)調(diào)具有計(jì)算能力節(jié)點(diǎn)的數(shù)量?！岸恕笔墙K端設(shè)備，如手機(jī)、智能家電、各類傳感器、攝像頭等。5.5基于“智慧建管養(yǎng)”一體化的北京冬奧國(guó)家速滑館項(xiàng)目—智慧場(chǎng)館實(shí)現(xiàn)“云-網(wǎng)-霧-端”網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)01降低延時(shí)基于5G和云網(wǎng)霧端的架構(gòu)將觀賽時(shí)延降低至國(guó)際領(lǐng)先的0.3s。045G回傳國(guó)家速滑館利用5G回傳，實(shí)現(xiàn)多機(jī)位、多角度跟蹤直播等媒體服務(wù)。02視頻分流面向觀眾提供場(chǎng)內(nèi)視頻分流服務(wù)，并對(duì)接外部賽事數(shù)據(jù)及外場(chǎng)視頻，實(shí)現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)個(gè)性化觀賽應(yīng)用。03場(chǎng)景分類根據(jù)面向2B、2C兩類場(chǎng)景，為場(chǎng)館建設(shè)一個(gè)基于UPF下沉的5G專網(wǎng)，提供與公眾用戶區(qū)相隔的媒體轉(zhuǎn)播服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，5.5基于“智慧建管養(yǎng)”一體化的北京冬奧國(guó)家速滑館項(xiàng)目—智慧場(chǎng)館實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生操作系統(tǒng)國(guó)家速滑館以現(xiàn)有智能化建設(shè)為基礎(chǔ)，圍繞BIM空間建模、AI算法引擎構(gòu)建數(shù)字孿生平臺(tái)、暖通設(shè)備監(jiān)測(cè)預(yù)警管理、健康環(huán)境管理、視覺(jué)導(dǎo)航服務(wù)等，結(jié)合國(guó)家速滑館具體情況，通過(guò)關(guān)鍵技術(shù)的集成、測(cè)試和迭代，推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用，完成國(guó)家速滑館數(shù)字孿生建筑系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)施。BIM空間建模數(shù)字孿生平臺(tái)AI算法引擎5.5基于“智慧建管養(yǎng)”一體化的北京冬奧國(guó)家速滑館項(xiàng)目—智慧場(chǎng)館實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生操作系統(tǒng)國(guó)家速滑館數(shù)字孿生系統(tǒng)通過(guò)集成上述所有信息技術(shù)，真正實(shí)現(xiàn)了“最強(qiáng)大腦”的作用?！俺?jí)大腦”會(huì)根據(jù)不同比賽場(chǎng)景、競(jìng)賽需求、觀眾數(shù)量、防疫形勢(shì)，自動(dòng)控制座椅送風(fēng)系統(tǒng)、制冰溫度、場(chǎng)地除濕系統(tǒng)、屋頂電動(dòng)窗系統(tǒng)、防疫消殺系統(tǒng)，在保障賽事進(jìn)行的同時(shí)，服務(wù)觀眾舒適觀賽。5.5基于“智慧建管養(yǎng)”一體化的北京冬奧國(guó)家速滑館項(xiàng)目—智慧場(chǎng)館實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生操作系統(tǒng)“冰絲帶”屋頂設(shè)置的氣象站，讓數(shù)字孿生系統(tǒng)實(shí)時(shí)感受外界的陽(yáng)光風(fēng)雨。場(chǎng)館建筑布設(shè)各類物聯(lián)網(wǎng)傳感器，以多種網(wǎng)絡(luò)方式實(shí)時(shí)捕捉室內(nèi)外溫度、濕度、空氣質(zhì)量、光照度等場(chǎng)館運(yùn)行數(shù)據(jù)。通過(guò)場(chǎng)館屋頂氣象站實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，場(chǎng)館可根據(jù)空氣質(zhì)量主動(dòng)吸入空氣開(kāi)啟室內(nèi)新風(fēng)系統(tǒng)