北斗高精度，数字化施工的创新驱动力

一、传统施工作业的痛点

以北斗智能平地子系统应用为例，某铁路二期项目中路基填筑施工作业具有工程量大、工序重复繁琐、监管覆盖率不高特点，采用传统推土机进行铲土、推土和平整地基，以及路基填方的压实作业，面临以下三大痛点问题：一是施工前需要人工反复进行测量工作，操作步骤繁琐，劳动强度大。二是操作员根据个人经验与视觉分析进行地基整平，整体质量控制难以做到均匀准确，易导致超挖或欠挖现象。三是施工完成后，现场勘测人员进行已作业区域的高程测定，施工数据报告滞后， 增加返工风险。

图1 施工作业现场

二、 北斗智能平地系统的技术方案

为保障路基填筑质量满足设计和规范要求、确保各个工期节点如期完成，项目部采用了北斗智能平地系统。 该系统基于GNSS/倾角传感器组合导航技术、态势推导算法和滤波算法技术，采用双天线高精度北斗定位技术方案， 实现施工过程的记录与判别、施工质量的改进，并且辅助人工进行决策与执行，全面提升了工程施工过程数字化、网络化、智能化和可视化，为工程施工提供更加高效可靠的辅助手段。 

图2 北斗智能平地系统方案

系统通过高精度GNSS车载定位定向显示终端提供的实时三维位置和姿态数据及倾角传感器提供的角度数据，实时掌握推土机自身的位置、挖掘地面的铲刀和机械臂的状态以及地面情况等数据。同时，显示终端通过综合计算与基准面的高低差值，引导操作员进行升降控制，减少参考桩位的标记工作，实现作业精度提高至±3cm，作业效率提升50%，大幅提高路基施工作业效率。

三、取得的成效

本项目基于铁路地基建设的数字化施工场景，利用北斗高精 度定位技术，实现工程机械精准作业，实现智慧化、精细化的安全生产管理，作业效率提升50%以上；基于北斗高精度定位功能， 开展图形化、数字化引导，整平精度达到±3cm。为某通铁路建设节约成本投入，实现单车效益约 5 万元/年。

图3 施工作业现场

1、精准计量，保障施工建设质量。传统推土机的作业模式 采用手动操作调节工作装置，存在较大的施工主观性、迟缓性和不确定性。本项目支持自主测量与设计文件，整平作业一步到位，无需反复整平-复检，实现路基施工完成即验收通过的作业模式，有效缩短工期、降低成本、增加效益。

2、智能引导，实现施工管理信息化。传统作业过程中，对区域的高程测定，往往以点代面，难以进行全面检测，无法做 到科学有效。本项目可实现对路基施工过程精准的数字化、图形化引导，图形化展示作业成果，地势起伏一目了然，整平精度达到±3cm，保证高质量作业。 

3、自动控制，提高操作员施工安全性。传统作业过程中， 操作员既要操作挡杆控制行驶路径，同时还需要控制铲刀升降，观察周围环境，难以保障作业安全。本项目成果可实现铲刀自动化控制，支持升降、推板、平衡控制等操作，降低现场 施工难度和操作员疲劳度，避免安全事故发生。

四、结语

总之，数字化施工是建筑行业发展的必然趋势，它不仅提升了施工效率和质量，降低了成本和风险，还为行业的可持续发展注入了强大动力。随着技术的不断进步和应用的不断深化，我们有理由相信，数字化施工将在未来的建筑领域发挥更加重要的作用，成为推动行业转型升级的核心力量。