青島地鐵工程渣土全周期智能管控平臺的建設(shè)與實踐

文：青島地鐵集團有限公司，青島青鐵環(huán)?？萍加邢薰?/p>

地鐵工程建設(shè)產(chǎn)生大量的工程渣土，需通過運輸單位運至合規(guī)備案的消納場或資源化利用企業(yè)。由于工程渣土被歸為建筑廢棄物，易忽視其資源化利用價值，地鐵大體量工程建設(shè)場景帶來的經(jīng)濟效益往往不被重視。本文介紹了工程渣土全周期智能管控平臺的建設(shè)需求、建設(shè)目標(biāo)、建設(shè)方案、實施內(nèi)容及初步效果，預(yù)期形成一套可復(fù)制推廣的工程渣土、建筑廢棄物產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營解決方案。

地鐵工程建設(shè)產(chǎn)生大量的工程渣土，需通過運輸單位運至合規(guī)備案的消納場或資源化利用企業(yè)。由于工程渣土被歸為建筑廢棄物，易忽視其資源化利用價值，地鐵大體量工程建設(shè)場景帶來的經(jīng)濟效益往往不被重視。運用“大經(jīng)營”思維，搭建青島地鐵工程渣土產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營平臺，一是破解渣土運輸處置不好管、管不好的尷尬局面，進一步加強渣土運輸管理水平；二是借助國家、省、市政策利好，創(chuàng)新管理模式、轉(zhuǎn)變經(jīng)營思路，形成渣土運輸處置產(chǎn)業(yè)化運作，促進我市資源化利用產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展；三是建立青島地鐵模式下的產(chǎn)業(yè)數(shù)字化供應(yīng)鏈體系，將經(jīng)濟價值較高的工程渣土進行分選，作為砂石資源開展工程自用或根據(jù)市場價格對外出售，實現(xiàn)國有資源保值增值。

一、建設(shè)需求

（一）市場化經(jīng)營

青島地鐵三期規(guī)劃線路工程已于2021 年12月底開工，三期工程共計7 條線路，線路規(guī)模139 公里，涉及青島地鐵三期規(guī)劃線路工程，預(yù)估出土量在3100 萬方，其中產(chǎn)生素填土、雜填土等約932 萬立方米。

為用好渣土運輸處置場景，形成產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，必須實現(xiàn)運輸與資源化利用收益分離。運輸企業(yè)只負(fù)責(zé)將地鐵渣土拉運至指定卸點，按實際運距賺取運輸費用。為保證產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，杜絕運輸企業(yè)倒賣工程渣土，根據(jù)實際調(diào)整運輸價格，使參建各方“有利可圖”，形成良性市場循環(huán)，保證渣土運輸處置各環(huán)節(jié)合法合規(guī)，通過信息化進行流程再造，通過智能化技術(shù)進行實時監(jiān)督，通過集約化手段進行統(tǒng)一調(diào)配。

為實現(xiàn)加快現(xiàn)代化信息技術(shù)與產(chǎn)業(yè)深度融合，促進生產(chǎn)智能化、經(jīng)營網(wǎng)絡(luò)化、服務(wù)精確化；打造全市建筑垃圾資源化利用的產(chǎn)業(yè)服務(wù)平臺，融合建筑垃圾資源化利用上下游產(chǎn)業(yè)；匯聚互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)創(chuàng)新的生態(tài)產(chǎn)業(yè)集群，形成以信息化為創(chuàng)新要素的建筑垃圾循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展新生態(tài)的目標(biāo)。

在加強建筑垃圾資源化利用生產(chǎn)線工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新賦能的同時，積極探索和打造以高新技術(shù)為核心的生產(chǎn)監(jiān)督管理平臺，對生產(chǎn)線入料、除土、破碎、篩分、除雜、輸送、分離、骨科強化、再生微粉等生產(chǎn)工藝全周期進行管理。以自動化技術(shù)代替人工，降低管理成本；以AI 技術(shù)進行半成品原材料的分析，提升生產(chǎn)效率；以大數(shù)據(jù)、云計算技術(shù)綜合分析、追溯再生產(chǎn)品的市場流向，推動市場運營。

（二）加強管控

青島市建筑垃圾運輸車市場呈現(xiàn)出“小、散、弱、低、亂”特點，即規(guī)模小、分布散、能力弱、門檻低、管理亂。行業(yè)的無序競爭帶來無序生產(chǎn)從而導(dǎo)致亂象叢生。青島地鐵作為建設(shè)單位，根據(jù)《青島市建筑廢棄物管理辦法》相關(guān)規(guī)定，在工程渣土運輸過程中負(fù)有管理責(zé)任。

目前地鐵工程渣土由土建總包單位通過招投標(biāo)方式確定運輸單位并簽訂專業(yè)分包合同，運輸單位將渣土運至資源化利用企業(yè)或消納場地。線路公司按照月度工程量計量支付總包單位渣土挖運費用，總包單位根據(jù)分包合同約定向渣土運輸單位支付渣土運輸費用。在渣土運輸處置利益鏈條中，運輸單位是最直接的獲利者。一方面賺取運輸費用，同時將石渣等附加值較高的材料運輸至資源化利用企業(yè)后，賺取材料費用。在利益驅(qū)使下，部分運輸單位私自將砂石類渣土倒賣至出價更高的非法石子廠，將土、泥類渣土拉運至收費更低的非法卸點，導(dǎo)致出現(xiàn)渣土私拉亂倒等違規(guī)現(xiàn)象。

（三）體系建設(shè)

圍繞平臺建設(shè)目標(biāo)，需通過政策法規(guī)與設(shè)施建設(shè)形成平臺建設(shè)與實施的支撐體系：一是通過政府主導(dǎo)，建立健全建筑垃圾資源化利用政策法規(guī)，建立特許經(jīng)營模式；二是市場運營，以市場需求為導(dǎo)向，建立工程渣土資源化利用綜合示范基地；三是將再生產(chǎn)品列入地鐵綠色建材目錄和政府采購目錄，在地鐵施工建設(shè)項目以及政府市政工程如城市道路、河道、公園、廣場等，積極推廣再生產(chǎn)品的應(yīng)用。最終實現(xiàn)惠民利民，多方共贏的局面，推動青島市資源化利用產(chǎn)業(yè)鏈綠色健康發(fā)展。

二、建設(shè)目標(biāo)

青島地鐵施工過程中，工程渣土主要類型分為三種：一是利用價值低，可直接用于回填的素填土類；二是利用價值高，可直接通過分揀進行利用的砂石骨料（河沙、細(xì)沙、中微花崗巖等）；三是因盾構(gòu)施工工藝產(chǎn)生的盾構(gòu)泥漿，通過源頭處理可以篩分加工產(chǎn)生砂石骨料。

青島地鐵工程渣土全周期智能管控平臺項目（以下簡稱本項目）重點圍繞解決地鐵工程渣土資源化利用難點、痛點問題，保障工程進度，提升工程渣土市場資源化利用水平，逐步擴展到再生產(chǎn)品的生產(chǎn)、銷售，構(gòu)建循環(huán)利用生態(tài)，促進工程建設(shè)與城市品質(zhì)持續(xù)向好。

結(jié)合大數(shù)據(jù)與信息化管理等科技手段，聚攏運輸、銷售、采購、金融、保險等業(yè)務(wù)進行平臺化發(fā)展，形成一套可復(fù)制推廣的工程渣土、建筑廢棄物行業(yè)產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營解決方案，以推動青島資源化利用業(yè)務(wù)高速發(fā)展。

三、建設(shè)方案

青島地鐵工程渣土產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營平臺建設(shè)包含感知層、業(yè)務(wù)層和展示層。

（一）感知層

感知層主要包含工地側(cè)監(jiān)管設(shè)備接入、運輸過程監(jiān)管設(shè)備接入以及料倉監(jiān)管設(shè)備接入，通過4G 網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)、傳感器數(shù)據(jù)、報警圖片數(shù)據(jù)、電子運單數(shù)據(jù)的實時傳輸。

（二）業(yè)務(wù)層

業(yè)務(wù)功能設(shè)計基于資料收集、業(yè)務(wù)交流與深度探討等前期調(diào)研工作，制定資源化利用相關(guān)商業(yè)邏輯及業(yè)務(wù)流程。圍繞工程施工、資源出土、在途運輸、電子運單、資源處置、資源利用、綜合交易等方面展開原型設(shè)計。青島地鐵工程渣土全周期智能管控平臺架構(gòu)為“1+3+1”模式：

“1”是指一個數(shù)據(jù)中臺，進行數(shù)據(jù)匯集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)清洗及數(shù)據(jù)存儲。數(shù)據(jù)中臺將匯聚車載終端傳感器、攝像頭數(shù)據(jù)等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)及業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫與日志文件、客戶端埋點等結(jié)構(gòu)化或半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)；按照存儲策略將數(shù)據(jù)持久化存儲至對應(yīng)的數(shù)據(jù)湖、數(shù)據(jù)倉庫、對象存儲或文件存儲中，并將部分快照數(shù)據(jù)更新至數(shù)據(jù)緩存，供各類計算服務(wù)調(diào)用；通過數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對原始數(shù)據(jù)或中間結(jié)果進行聚類分析、關(guān)聯(lián)分析，配合業(yè)務(wù)理解對結(jié)果進行標(biāo)簽分類，畫像制作。

“3”是指三個應(yīng)用平臺，即電子運單平臺、料倉生產(chǎn)平臺以及資源交易平臺。應(yīng)用平臺總體實現(xiàn)工地出土、運輸過程、到達(dá)校驗、資源入庫、資源生產(chǎn)、資源出庫、資源交易等業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息收集；料倉生產(chǎn)經(jīng)營可視化與報表分析，減少人為干預(yù)、提升料倉周轉(zhuǎn)效率；撮合交易，通過平臺逐步實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)聚合、生態(tài)聚集，服務(wù)行業(yè)生態(tài)。

“1”是指一個綜合管控平臺，對青島地鐵所有登記在案的渣土工地、渣土運輸車及中轉(zhuǎn)料倉、消納場進行7×24 小時全天候的技術(shù)線上監(jiān)控，以技防取代人防。實時對違規(guī)行為進行告警，幫助集團、線路公司對違規(guī)工地、車輛、中轉(zhuǎn)料倉及消納場等環(huán)節(jié)出現(xiàn)的問題及時進行有力查處，杜絕安全隱患。

（三）展示層

構(gòu)建“三位一體”的產(chǎn)業(yè)經(jīng)營服務(wù)體系，根據(jù)使用習(xí)慣分析，采用大屏決策化、中屏多樣化和小屏便捷化的服務(wù)方式進行平臺應(yīng)用。業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)將不斷積累、沉淀，在展示層上將融合、匯總、整理的結(jié)果匯總，通過可視化門戶展示平臺，使數(shù)據(jù)展示形象化、精確化，為決策者提供有力的研判、決策依據(jù)。

本平臺產(chǎn)品選型有以下內(nèi)容：系統(tǒng)基于WEB的B/S 架構(gòu)，可支持業(yè)界流行的瀏覽器Chrome等；系統(tǒng)采用業(yè)界主流開發(fā)技術(shù)，并且支持定制開發(fā)；符合業(yè)主單位整體軟件接口開發(fā)有關(guān)技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)要求，使用單位綜合管控系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線產(chǎn)品提供數(shù)據(jù)總線服務(wù)；系統(tǒng)符合開放的原則，具有良好的集成性，能夠方便地實現(xiàn)與其它軟件系統(tǒng)的應(yīng)用和數(shù)據(jù)集成?？商峁┢髽I(yè)級的Web Services，支持HTTP、WSDL、SOAP 標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議。

四、實施內(nèi)容及效果

青島地鐵工程渣土產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營平臺主要包含數(shù)據(jù)中臺、料倉生產(chǎn)管理、渣土資源交易、運單APP、料倉管理APP、資源交易小程序以及與工程渣土全周期管控平臺對接的功能。

數(shù)據(jù)中臺：數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中臺后，數(shù)據(jù)中臺自動接收數(shù)據(jù)，并按相應(yīng)協(xié)議自動解析數(shù)據(jù)，并根據(jù)業(yè)務(wù)邏輯自動計算相應(yīng)的指標(biāo)和數(shù)據(jù)，包括揚塵是否超標(biāo)，噪音是否超標(biāo)，所識別車牌是否是黑車，是否是套牌車，是否卸貨，知否裝貨，是否偏離線路，是否貨箱密閉等。然后將這些數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫，供應(yīng)用層調(diào)用。

電子運單：電子運單是平臺收據(jù)和校驗數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)，通過數(shù)據(jù)自動錄入，人工確認(rèn)復(fù)核的形式，收集工地出土、運輸過程、到達(dá)校驗、資源入庫、資源生產(chǎn)、資源出庫、資源交易等業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息。主要功能包括：運單開單、料倉清運、輔料開單、生產(chǎn)開單、出庫開單、庫存盤點等。

料倉經(jīng)營：料倉經(jīng)營是整個產(chǎn)業(yè)經(jīng)營的核心，起到承上啟下的作用，料倉管理是土方平衡的重要組成部分。其主要功能包括入庫管理、庫存管理、出庫管理、料倉統(tǒng)計、加工作業(yè)以及料倉信息維護等。

資源交易：資源交易平臺是工程渣土產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營平臺對外的重要窗口，通過該平臺逐步實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)聚合、生態(tài)聚集，將工程渣土和再生產(chǎn)品進行線上撮合交易，服務(wù)行業(yè)生態(tài)。其功能主要服務(wù)于競買人和工作人員，競買人可以實現(xiàn)競拍交易和電子取貨憑證，后臺可以控制拍品和土方價格走勢。

全過程監(jiān)管：通過該平臺，對青島地鐵所有登記在案的渣土工地、渣土運輸車及中轉(zhuǎn)料倉、消納場進行7×24 小時全天候在線監(jiān)控，實時的對違規(guī)行為進行告警、查處，杜絕安全隱患。

項目初期重點圍繞解決地鐵工程渣土資源化利用難點、痛點問題，保障工程進度，提升工程渣土市場資源化利用水平，逐步擴展到再生產(chǎn)品的生產(chǎn)、銷售，構(gòu)建循環(huán)利用生態(tài)，促進工程建設(shè)與城市品質(zhì)持續(xù)向好；遠(yuǎn)期將結(jié)合大數(shù)據(jù)與信息化管理等科技手段，聚攏運輸、銷售、采購、金融、保險等業(yè)務(wù)進行平臺化發(fā)展，形成一套可復(fù)制推廣的工程渣土、建筑廢棄物整體解決方案，向更大范圍地區(qū)輸出“青島地鐵模式”。

目前平臺已完成青島市1300 余輛渣土運輸車的信息錄入并開展實時監(jiān)控。截止目前，已形成運單168855 條，累計完成300 余處工地共計463.7 萬方渣土的運輸處置信息化管理。通過渣土全周期智能管控平臺，已替代以往人工填表、跟車抽查等耗時費力的管理方式，在地鐵后續(xù)規(guī)劃線路工程建設(shè)中，施工合同中要求施工單位在現(xiàn)場設(shè)置車輛識別、智能沖洗及稱重設(shè)備，全面實現(xiàn)渣土運輸處置全過程信息化管控。

工程渣土全周期智能管控平臺建設(shè)與實踐已初步顯現(xiàn)以下效果：

一是加強城市管理。依靠信息化智能管控手段，杜絕運輸企業(yè)隨意傾倒、非法倒賣或其他影響市容市貌的“跑冒滴漏”現(xiàn)象，緩解城市建筑垃圾消納處置困境，協(xié)助政府完成建筑廢棄物再生利用目標(biāo)。

二是有益于生態(tài)環(huán)保。通過與科研機構(gòu)合作，改良工程渣土，中和盾構(gòu)泥漿化學(xué)藥劑，達(dá)到合規(guī)排放標(biāo)準(zhǔn)。防止工程渣土尤其是盾構(gòu)泥漿等侵占土地、污染土壤、水體。

三是降低成本?！叭≈诠こ探ㄔO(shè)，用之于工程建設(shè)”。工程渣土經(jīng)過資源化再生利用，從原料升級為建材，經(jīng)過加工，生產(chǎn)出預(yù)制構(gòu)件等成品投用于裝配式車站、TOD 板塊等工程建設(shè)，降低成本費用。

四是提高效率。有效解決地鐵工程建設(shè)出渣難的現(xiàn)實問題，實現(xiàn)出渣工點—運輸隊伍—消納場的有機匹配，提高了渣土運輸處置效率，為工程進度保駕護航。

五是節(jié)能減排。將工程建設(shè)產(chǎn)生的建筑廢棄物再生利用、變廢為寶，助力節(jié)能降耗，為雙碳目標(biāo)達(dá)成貢獻青鐵力量。