山西路桥基建机器人大显身手

重点服务于人工劳动强度大、重复作业多、安全风险较高的施工任务

山西路桥基建机器人大显身手

图为今年夏季工作人员在施工现场用隧道量测机器人采集超欠挖分析数据。本栏图片由张博翔摄

图为山西路桥基建机器人科技有限公司所研发的焊接机器人,该机器人可替代人工进行桥梁湿接缝、防撞墙钢筋焊接等作业,稳定焊接质量、提升产能。

一台造型可爱的隧道量测机器人在作业现场测试,只见机器人按既定路线行进,精准抵达测量位置,仅需30秒即可完成从点云扫描到报表输出全流程。这是我省公路建设现场机器人应用的一个场景。

近日,国家发展改革委等6部门公布首批国家层面标志性重大应用场景项目清单,全国共136个项目入选,面向公路工程的多场景基建机器人研发及应用是我省入选项目之一。

这一项目是山西路桥基建机器人科技有限公司以公路施工场景需求为牵引,依托具身智能技术开展研发攻关,通过具身训练场与中试基地,打造的多款基建机器人新产品在公路工程项目中开展的示范应用,是我省立足能源革命综合改革,在复杂险峻的工程一线书写“机械化换人、自动化减人”改革答卷的缩影之一。

机械换人

工程一线“身影”忙

“在加快培育新质生产力、推进交通强国建设的宏大版图中,国家重点基础设施建设正经历一场由‘人海战术’向‘人机协同’的深刻变革。”山西路桥基建机器人科技有限公司负责人缑龙介绍。

在太原联络线东山1号隧道,隧道量测机器人集运动控制、三维扫描、数据分析与云平台管理于一体,通过隧道三维点云构建,可实现拱顶下沉、周边位移监测、超欠挖检测、方量计量、衬砌平整度检测和厚度测算等功能。

“除了太原联络线东山1号隧道,繁五高速岩头隧道和大同采凉山隧道的现场作业也已经用上这款机器人啦!覆盖隧道施工中的多项量测需求。”技术骨干王政对记者介绍,隧道量测机器人可覆盖隧道施工中的多项量测需求,还能适应隧道复杂地形,提供毫米级高精度量测,并将测量数据实时分析、可视化展示和云端同步相结合,为施工过程管理与决策提供数据支持,减少人员近距离操作带来的风险。

在青银二广高速公路太原联络线智慧梁场上,智慧预制场智能检测机器人穿梭于现场。通过自主规划路线,自由切换执行末端装置,代替检测人员执行重复性检测任务,目前,智慧预制场智能检测机器人已在多个预制梁场质量检测场景应用,效果良好。

智慧预制场智能检测机器人采用履带式底盘,搭载六轴机械臂、三维激光扫描仪、智能工业相机、数字回弹仪及钢筋扫描仪等检测终端,可在梁场复杂堆放环境中自主巡航,并通过末端执行器快换结构切换检测工具,完成混凝土强度、钢筋位置与保护层厚度、钢筋笼参数及外观缺陷等检测。此外,机器人还可通过搭载的相机辅助旁站监理,配套云端平台能够自动归集检测数据、生成数字化质检报告。“有了它,我们工程的预制构件质量追溯和全过程管理真是事半功倍!”梁场工作人员说。

难点攻关

施工作业更安全

“让智能装备走进幽暗狭长的隧道,嵌入一线施工流程,是我们最初的愿望。”智能机器人校企联合实验室内,技术负责人贾旺抚着一沓厚厚的研发资料陷入回忆。

长期以来,隧道工程的基础性作业高度依赖人工:排查施工安全隐患,采集拱顶下沉、周边收敛等关键变形指标时,作业人员需深入洞身与掌子面。此外,传统人工作业还普遍存在数据反馈滞后的短板。

“一定要尽可能减少人员高风险洞内作业。”贾旺掷地有声。2025年到2026年,一套逻辑明晰的项目研究开始逐步落地——扎根工程一线痛点,面向刚需场景,研发可承接专项作业任务的工程机器人。

围绕隧道施工两大核心需求,巡检机器人和量测机器人两款机器人应运而生。巡检机器人负责拓展人眼的感知边界,实时回传洞内影像、环境气体参数与自动识别的安全隐患;量测机器人专注捕捉围岩与断面的几何形变,输出结构化的变形监测数据。二者一个聚焦安全风险识别,一个聚焦结构状态演化。“有了这两台机器人,原本分散在巡查、量测、台账记录链条里的人工工作,可以被逐层拆解,由机器人替代完成。”技术负责人赵晓军说。

目光投向预制梁场的质检环节。一片预制梁的质量验收,需要依次核查混凝土强度、钢筋位置与保护层厚度、构件表观缺陷等多项指标。不同检测项目对应不同检测器具,数据分散记录,流程烦琐。

如何依托单台机器人完成多指标集成检测、统一归集质检数据,成为预制梁检测机器人的核心命题。

依托复旦大学与山西路桥集团共建的公路工程智能机器人校企联合实验室,项目团队全程自主攻关,从需求研判与总体方案设计起步,有序推进硬件结构设计、零部件选型加工,同步开展算法模型搭建、数据集采集与模型训练,完成配套控制软件开发。各模块开发完成后,开展样机装配、系统集成、联调测试,反复优化参数、排查故障,攻克多项技术难点,稳步完成机器人样机研制。

现在,岩头隧道内,技术人员依旧坚守现场,只是身旁多了协同作业的机器人。“工程监测数据有了更快速的闭环链路,为施工安全提供了更可靠的保障。”赵晓军说。

智能升级

交通基建提质效

山西路桥基建机器人科技有限公司成立于2018年,作为山西路桥集团的全资子公司、专精特新企业及晋中市技术中心,公司在2025年9月完成专业化重组更名,全面挺进智能装备与数据要素新赛道。

在不到10年的时间里,该公司已有50余项软件著作权、7项发明专利及5项数据资产登记证书,更顺利获得能力成熟度模型集成(CMMI)三级、数据管理能力成熟度评估模型(DCMM)三级等多项国际国内权威认证。其“基建机器人应用标准化创新示范点”于去年底获评省级创新示范点,标志着该公司在行业标准制定与深化改革实践中站上新高度。

机器人研发方面,该公司首批8款机器人样机已全部落地,涵盖隧道智能安全巡检机器人、隧道量测机器人、公路工程轮足式智能放线机器人、自行式焊接机器人、钢筋绑扎机器人、智慧预制场智能检测机器人、桥梁墩柱爬壁智能检测机器人及公路工程智能安全巡检机器人。产品面向隧道、路基路面、桥梁及预制梁场等作业环境,覆盖测量放线、钢筋焊接与绑扎、构件质量检测、结构病害识别和施工安全巡检等多个环节。“机器人重点服务于人工劳动强度大、重复作业多、安全风险较高的施工任务。”赵晓军说。

同时,围绕交通基建数字化升级,该公司五大主营业务全面开花,深度涵盖基建智能机器人、无人机+、智能建造、数字化管理平台及数据资产。“我们的数字化产品及服务现已覆盖省内外180余个重点项目,为京雄高速等国家重大交通枢纽工程保驾护航……”谈及应用成果,赵晓军如数家珍。

当前,山西路桥基建机器人科技有限公司正加快推进整机标准化设计与小批量生产体系建设,积极筹备北交所上市。赵晓军表示,面向“十五五”战略目标,企业将持续深耕封闭与半封闭施工场景,以更完善的智能装备和数据解决方案,切实服务交通基建行业的提质增效。

本报记者李学林

短评

加快做强智能建造产业

机械化、智能化是工程建设不可逆转的时代大势,传统基建依靠人力密集作业的模式,正迎来深刻变革。山西路桥基建机器人科技有限公司在交通基建智能化赛道上全速奔跑,是我省建设交通强省的生动缩影。

深耕智能建造赛道,手握多项知识产权与专业资质,数字化产品服务省内外180余项重点工程……近年来,山西路桥基建机器人科技有限公司按照能源革命综合改革部署,布局数据要素新产业,一条集研发、示范、产业化于一体的智能装备发展路径正逐步成型。

科技赋能一线,安全与质量双向提升。一台台基建机器人应用于高风险作业岗位,既有效降低一线人员作业风险,又以毫米级高精度采集数据,筑牢工程安全质量防线。

山西路桥打造智能机器矩阵的实践有力证明,智能建造并非简单的“机械换人”,而是依靠科技创新对基建生产模式进行系统性重塑。顺应工程建设机械化、智能化发展大势,从隧道巡检到梁场质检,从样机试验到多项目落地应用,技术创新扎根工程现场,直面施工痛点难点。

面向未来,持续立足工程场景攻关突破,做强智能建造产业,必将不断释放交通基建新动能,为我省能源革命综合改革添砖加瓦,也为交通强国建设贡献可复制、可推广的山西样本。

山西日报 李学林

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