鐵路工程建設(shè)信息化研究及示范應(yīng)用

晏小英

（成蘭鐵路有限責(zé)任公司，成都 610000）

鐵路工程建設(shè)信息化研究及示范應(yīng)用

晏小英

（成蘭鐵路有限責(zé)任公司，成都 610000）

本文分析鐵路工程建設(shè)信息化現(xiàn)狀及目前存在的主要問題，提出鐵路工程建設(shè)信息化方案設(shè)計(jì)原則,并在成蘭鐵路有限責(zé)任公司實(shí)際項(xiàng)目中進(jìn)行應(yīng)用示范。實(shí)踐證明，鐵路工程建設(shè)實(shí)施信息化管理能有效加強(qiáng)鐵路建設(shè)項(xiàng)目管控和監(jiān)管力度，降低整體建設(shè)成本，提高建設(shè)項(xiàng)目質(zhì)量，保證項(xiàng)目交付期限，推動(dòng)鐵路建設(shè)管理水平邁上新臺(tái)階。

鐵路工程建設(shè)；信息化；標(biāo)準(zhǔn)化；項(xiàng)目管理

隨著鐵路工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化的推行和實(shí)施，鐵路工程建設(shè)管理必須實(shí)行“四化”管理，即工廠化、專業(yè)化、機(jī)械化、信息化管理[1～2]。信息化作為鐵路工程建設(shè)管理的有力支撐，在各條鐵路建設(shè)管理中發(fā)揮著舉足輕重的作用[3]。鐵路工程建設(shè)信息化管理作為標(biāo)準(zhǔn)化管理的重要抓手和核心支撐，在鐵路發(fā)展中起著基礎(chǔ)性和關(guān)鍵性的作用。信息化管理更是確保工程標(biāo)準(zhǔn)化、精細(xì)化、現(xiàn)代化、效能最大化的有效手段。

1 鐵路工程建設(shè)信息化現(xiàn)狀

隨著我國鐵路建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，信息化管理作為保證鐵路工程建設(shè)項(xiàng)目高質(zhì)量、高效率完成的重要性凸顯[4～5]。經(jīng)過多年的發(fā)展，鐵路工程建設(shè)已具備一定的信息化基礎(chǔ)，特別是單項(xiàng)業(yè)務(wù)應(yīng)用方面成效顯著。然而，由于各信息化系統(tǒng)分散建設(shè)，系統(tǒng)之間彼此獨(dú)立，沒有構(gòu)成有機(jī)整體，因此信息資源難以實(shí)現(xiàn)共享，信息孤島現(xiàn)象頻現(xiàn)[6]。同時(shí)，在建設(shè)過程中，技術(shù)部門與應(yīng)用部門溝通協(xié)調(diào)不夠充分，信息化系統(tǒng)建成后功能不完善，存在重復(fù)開發(fā)的問題。因此抓緊實(shí)現(xiàn)鐵路工程建設(shè)信息化系統(tǒng)集成，實(shí)現(xiàn)各信息化系統(tǒng)在設(shè)備規(guī)范、數(shù)據(jù)編碼、網(wǎng)絡(luò)IP地址等方面的標(biāo)準(zhǔn)化，消除“信息孤島”，從源頭上保證信息資源共享，是鐵路工程建設(shè)信息化亟需解決的問題。

2 鐵路工程建設(shè)信息化方案設(shè)計(jì)原則

作為一個(gè)龐大、復(fù)雜的系統(tǒng)工程，鐵路工程建設(shè)項(xiàng)目管理涉及鐵路總公司（鐵路局）、承建、監(jiān)理等單位；涉及項(xiàng)目的組織、計(jì)劃、財(cái)務(wù)、資源與控制等體系；涉及工程設(shè)計(jì)、施工、竣工驗(yàn)收等不同階段；也包括質(zhì)量、成本、安全和環(huán)保控制等一系列重要要素[7]。這些信息彼此間聯(lián)系密切，且縱橫交叉，因此，需要明確定義每個(gè)信息的發(fā)生及過程，并對(duì)其進(jìn)行梳理與分類、整合、綜合分析與處理。按照層次、體系或類別對(duì)這些復(fù)雜信息進(jìn)行分類處理，構(gòu)建相對(duì)獨(dú)立的模塊，在此基礎(chǔ)上，再進(jìn)行集成化的整合，進(jìn)而在同一信息平臺(tái)上構(gòu)建集成化網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)，從而使信息既相對(duì)獨(dú)立運(yùn)行，又可以共享與傳輸，不斷適應(yīng)現(xiàn)代項(xiàng)目管理的具體要求。要建立一個(gè)集中統(tǒng)一的數(shù)據(jù)處理中心，對(duì)鐵路工程建設(shè)項(xiàng)目管理涉及的信息進(jìn)行集中收集、儲(chǔ)存、分析與處理，反映和展現(xiàn)建設(shè)項(xiàng)目前期準(zhǔn)備、工程進(jìn)展施工質(zhì)量、安全管理、成本控制和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)等方面情況，有效對(duì)接各單元系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)信息資源共享，為管理層科學(xué)決策提供有力的技術(shù)支持和依據(jù)，并進(jìn)行及時(shí)有效的監(jiān)督檢查與控制，使施工與項(xiàng)目管理流程更加合理。

3 鐵路工程建設(shè)信息化示范應(yīng)用

利用信息化手段實(shí)現(xiàn)鐵路工程建設(shè)過程信息化是實(shí)現(xiàn)信息資源共享，保證項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)化管理的重要保障。本文依托成蘭鐵路建設(shè)施工的信息化管理，對(duì)鐵路工程建設(shè)信息化方案進(jìn)行了示范應(yīng)用。

3.1 成蘭鐵路信息化建設(shè)必要性分析

成都—蘭州（成蘭）鐵路地處山區(qū)，鐵路線路長，沿線崇山峻嶺，溝壑綜合，交通極為不便，且成蘭鐵路處于地震裂帶，受“5.12”地震影響，時(shí)常會(huì)發(fā)生山體滑坡、道路中斷的狀況。面對(duì)如此惡劣的自然環(huán)境，如何保障工程建設(shè)的高質(zhì)量、高效率完成，成為成蘭鐵路面臨的關(guān)鍵問題。

針對(duì)上述問題，成蘭鐵路有限責(zé)任公司通過分析線路實(shí)際情況，利用多項(xiàng)信息技術(shù)，構(gòu)建了具有成蘭鐵路特色的信息化項(xiàng)目管理系統(tǒng)。利用此系統(tǒng)，將成蘭鐵路建設(shè)的信息化管理納入日常管理中，實(shí)現(xiàn)了成蘭鐵路建設(shè)信息化管理全覆蓋，為工程建設(shè)管理的有效性和時(shí)效性提供了保障。通過信息化管理，成蘭鐵路建設(shè)項(xiàng)目部可以有效把控工程建設(shè)細(xì)節(jié)，提高工程建設(shè)的質(zhì)量和效率。

3.2 信息化項(xiàng)目管理系統(tǒng)建設(shè)

3.2.1 視頻會(huì)議系統(tǒng)

視頻會(huì)議系統(tǒng)是一套基于互動(dòng)多媒體平臺(tái)的通信應(yīng)用系統(tǒng)，具有多會(huì)議室、單屏多屏錄像、VGA分屏和分組、桌面共享、電子白板、會(huì)議公告、會(huì)議同步遠(yuǎn)程控制、多畫面自動(dòng)切換等功能。通過視頻會(huì)議系統(tǒng)，可遠(yuǎn)程召開公司的交班會(huì)、全線會(huì)議、監(jiān)理例會(huì)、施工單位內(nèi)部會(huì)議等，同時(shí)還可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程技術(shù)業(yè)務(wù)培訓(xùn)，節(jié)約成本，提高效率。圖1為視頻會(huì)議系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)。

成蘭鐵路的視頻會(huì)議系統(tǒng)采用電信MSTP專線連接，其配套設(shè)備設(shè)施全部采用高清設(shè)備。基于視頻會(huì)議系統(tǒng)，成蘭鐵路能夠克服距離遠(yuǎn)、環(huán)境惡劣的問題，實(shí)現(xiàn)公司、指揮部、參建單位同時(shí)或點(diǎn)對(duì)點(diǎn)召開遠(yuǎn)程會(huì)議。

3.2.2 鐵路信息基礎(chǔ)管理平臺(tái)

鐵路信息基礎(chǔ)管理系統(tǒng)以原鐵道部信息中心辦公平臺(tái)為基礎(chǔ)，結(jié)合工程特點(diǎn)，對(duì)平臺(tái)軟件的完善和擴(kuò)展，在成蘭鐵路信息基礎(chǔ)管理系統(tǒng)中，將原有企業(yè)項(xiàng)目結(jié)構(gòu)（EPS）擴(kuò)展到各標(biāo)段單位工程，以“單位工程”為管理對(duì)象進(jìn)行項(xiàng)目的全方位全過程管理；同時(shí)規(guī)范管理模塊，通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，使模塊間數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)項(xiàng)目建設(shè)全過程追蹤。圖2為成蘭鐵路信息基礎(chǔ)管理系統(tǒng)的EPS。

成蘭鐵路通過建立統(tǒng)一的信息基礎(chǔ)管理平臺(tái)，完成辦公業(yè)務(wù)的計(jì)算機(jī)輔助處理及協(xié)同辦公，實(shí)現(xiàn)了辦公業(yè)務(wù)的電子化、自動(dòng)化及網(wǎng)絡(luò)化。利用管理平臺(tái)直接發(fā)送相關(guān)通知、公告、檢查、通報(bào)等信息，參建單位可在第一時(shí)間收到信息并回復(fù)，避免了由于距離或其他不可抗力造成的信息傳達(dá)不及時(shí)而影響工程進(jìn)度。

圖2 成蘭鐵路信息基礎(chǔ)管理系統(tǒng)的EPS

3.2.3 施工現(xiàn)場(chǎng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)

施工現(xiàn)場(chǎng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)是將圖像和數(shù)據(jù)兩種類型的信息集成為可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、調(diào)度指揮的施工和安全智能管理系統(tǒng)。利用施工現(xiàn)場(chǎng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)可將施工安全與工程管理緊密結(jié)合。主要具備實(shí)時(shí)監(jiān)控、圖像存儲(chǔ)、歷史回放等功能。依靠系統(tǒng)完成圖像分析和數(shù)據(jù)分析，在鐵路工程建設(shè)過程中完成全方位監(jiān)控、上下聯(lián)動(dòng)、管控一體，實(shí)現(xiàn)施工和安全管理的科學(xué)化、智能化、信息化目標(biāo)。圖3為成蘭鐵路施工現(xiàn)場(chǎng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)界面。

圖3 成蘭鐵路施工現(xiàn)場(chǎng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)界面

成蘭鐵路施工現(xiàn)場(chǎng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)重點(diǎn)針對(duì)隧道工程進(jìn)行布控，視頻監(jiān)控點(diǎn)主要設(shè)置在有工作面的隧道洞口（正洞和輔助坑道），各隧道掌子面以及墩高大于25 m的現(xiàn)澆橋梁施工現(xiàn)場(chǎng)的板場(chǎng)、梁場(chǎng)、鋪軌基地、鋼架構(gòu)加工場(chǎng)、加工區(qū)以及大型滑坡、泥石流監(jiān)控點(diǎn)等。監(jiān)管人員通過遠(yuǎn)程控制攝像頭（球機(jī)）的拍攝角度實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)情況的監(jiān)管和上傳。

3.2.4 隧道人員進(jìn)洞管理系統(tǒng)

隧道人員進(jìn)洞管理系統(tǒng)基于新一代交互式電子標(biāo)簽（I-RFID）通信技術(shù)，具有實(shí)時(shí)監(jiān)控、軌跡查詢、軌跡回放、考勤查詢、預(yù)警等功能。通過在隧道洞口、隧道內(nèi)架設(shè)讀卡器，施工人員佩戴標(biāo)識(shí)卡等措施，對(duì)施工人員進(jìn)出隧道的情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)處于危險(xiǎn)區(qū)的工作人員進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，人員數(shù)越線時(shí)報(bào)警，提高隧道施工的安全性。圖4為成蘭鐵路隧道進(jìn)洞管理系統(tǒng)界面。

圖4 成蘭鐵路施工現(xiàn)場(chǎng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)界面

通過建立隧道人員進(jìn)洞管理系統(tǒng)，成蘭鐵路管理人員能夠及時(shí)、準(zhǔn)確了解隧道內(nèi)各個(gè)區(qū)域人員數(shù)量、設(shè)備的動(dòng)態(tài)情況，更加合理進(jìn)行調(diào)度管理。

3.2.5 拌和站生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)

拌合站生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)混凝土拌和站生產(chǎn)過程的各類重要信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、分析處理和反饋響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)混凝土施工信息處理的智能化，達(dá)到混凝土生產(chǎn)動(dòng)態(tài)管理的目標(biāo)，減少工程損失，控制生產(chǎn)成本，確保工程質(zhì)量。具有拌合時(shí)間實(shí)時(shí)監(jiān)控、材料用量實(shí)時(shí)監(jiān)控、產(chǎn)能分析、材料誤差分析、超標(biāo)查詢、預(yù)警等功能。圖5為成蘭鐵路拌合站生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)界面。

圖5 成蘭鐵路拌合站生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)界面

成蘭鐵路拌合站生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)通過將拌合站、中心服務(wù)器和用戶（監(jiān)控室、項(xiàng)目經(jīng)理部、指揮部）之間建立數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)了各拌合站的數(shù)據(jù)統(tǒng)一。其中混凝土拌合站和中心服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)由數(shù)據(jù)模塊完成。管理者通過網(wǎng)絡(luò)可訪問、查詢、監(jiān)控各拌合站的運(yùn)行情況。

3.2.6 試驗(yàn)室數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

試驗(yàn)室數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)匯總評(píng)定、綜合分析及數(shù)據(jù)追溯等功能。主要面向試驗(yàn)人員和管理人員提供服務(wù)。圖6為成蘭鐵路試驗(yàn)室數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)界面。

圖6 成蘭鐵路試驗(yàn)室數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)界面

成蘭鐵路試驗(yàn)人員通過登錄系統(tǒng)可完成試驗(yàn)報(bào)告的編制；管理人員可通過系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控試驗(yàn)狀態(tài)；同時(shí)系統(tǒng)也可自主發(fā)現(xiàn)不合格數(shù)據(jù)并報(bào)警，提醒工作人員。

3.2.7 隧道圍巖量測(cè)監(jiān)控信息系統(tǒng)

隧道圍巖量測(cè)監(jiān)控信息系統(tǒng)基于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、處理、精度評(píng)定自動(dòng)化，自動(dòng)生成報(bào)表、變形曲線圖、變形速率圖等統(tǒng)計(jì)功能，對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合和推估，實(shí)現(xiàn)變形量預(yù)測(cè)，并根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和閾值信息實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)警和報(bào)警可視化。

隧道圍巖量測(cè)監(jiān)控信息系統(tǒng)為工作人員提供最及時(shí)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及現(xiàn)場(chǎng)信息，為隧道及地下工程施工人員規(guī)避施工風(fēng)險(xiǎn)提供有效保障，該系統(tǒng)界面如圖7所示。

圖7 成蘭鐵路隧道圍巖量測(cè)監(jiān)控信息系統(tǒng)界面

3.3 實(shí)施效果分析

成蘭鐵路通過部署成蘭鐵路信息化項(xiàng)目管理系統(tǒng)，建設(shè)過程中弱化了地理環(huán)境的劣勢(shì)，實(shí)現(xiàn)了各參建單位就近參加會(huì)議，及時(shí)獲取各類信息；設(shè)計(jì)、變更、進(jìn)度、合同、驗(yàn)工計(jì)價(jià)、物資、安全、質(zhì)量、環(huán)保等資料的信息化管理；遠(yuǎn)程查看工地現(xiàn)場(chǎng)情況；及時(shí)了解隧道人員工作情況；實(shí)時(shí)獲取試驗(yàn)室試驗(yàn)數(shù)據(jù)信息及隧道圍巖量測(cè)數(shù)據(jù)。依托系統(tǒng)，建設(shè)單位和參建單位可以有效開展閉環(huán)管理，管理者可完成對(duì)項(xiàng)目整體質(zhì)量、進(jìn)度的把控，工作人員減少了路途及時(shí)間成本，同時(shí)加速了信息的上傳下達(dá)，提高了工作效率，確保了項(xiàng)目正常運(yùn)轉(zhuǎn)，

4 結(jié)束語

鐵路工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化的推廣和實(shí)施，使得鐵路工程建設(shè)項(xiàng)目的信息化管理尤其重要，本文分析鐵路工程建設(shè)信息化現(xiàn)狀，基于此提出了鐵路工程建設(shè)信息化方案設(shè)計(jì)的原則，結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目，介紹成蘭鐵路信息化建設(shè)項(xiàng)目，闡明鐵路建設(shè)信息化管理的重要作用，為更加優(yōu)質(zhì)、高效、環(huán)保、安全地完成施工任務(wù)提供支持。今后仍將進(jìn)一步深入研究鐵路工程建設(shè)信息化管理的實(shí)際應(yīng)用，為我國鐵路建設(shè)提供重要技術(shù)支撐和保障[8～9]。

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[2]谷曉明，劉衛(wèi)國.認(rèn)真落實(shí)“高標(biāo)準(zhǔn)、講科學(xué)、不懈怠”要求 全面推進(jìn)鐵路信息化工作[J].鐵路計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2010，19（3）：1-4.

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責(zé)任編輯 王 浩

Information based railway engineering construction and its demonstration application

YAN Xiaoying
( Chendu-Lanzhou Railway Co.Ltd.,Chengdu 610000,China)

This article analyzed the current situation of railway engineering construction,and the main problems existing in railway engineering construction,put forward the design principle for the plan of railway engineering construction,set an example in actual project of Chengdu-Lanzhou Railway Co.Ltd.Practical application proved that the implementation of information management for railway engineering construction could strengthen the control and supervision of railway construction project,reduce overall construction costs,improve the quality of construction projects,ensure project delivery deadlines,and promote the management level of railway construction onto a new step.

railway engineering construction;informatization;standardization;project management

U2∶TP39

A

1005-8451（2016）06-0039-04

2015-12-02

晏小英，工程師。