郑万铁路数字化平台建设实践

■ 马明正

0 引言

郑万铁路线路全长818 km，采用设计—招标—建造（DBB）模式[1]。郑万铁路客运专线河南有限责任公司承建郑万铁路河南段，该项目建设管理难度大、质量和安全要求高，为提高铁路建设管理水平、实现建设项目标准化管理，采用信息化管理技术显得十分必要[2]。

铁路工程建设信息化始于铁路建设项目管理信息系统（RCPMIS）。然而，基于RCPMIS的传统铁路工程建设信息化平台存在一些问题，主要为：不同标段的建设方式和系统架构存在差异，导致不同建设单位的信息难以共享；信息化数据的有效性、实时性较差；信息化建设重复投入，造成资源浪费。因此，传统铁路工程建设信息化整体发展水平较低。2013年以后，随着云计算、移动互联网、大数据、智能传感技术的快速发展，铁路工程建设信息化实现了快速发展，尤其是中国铁路总公司启动了“互联网+云计算”的铁路工程管理平台建设[3-4]，主要由中国铁道科学研究院集团有限公司（简称铁科院）承担平台建设及相关研究。铁路工程管理平台的成功应用，实现了铁路工程建设各参建单位、各专业间的信息共享和协同工作，大幅提高施工、管理信息的有效性和实时性，增强安全、质量、进度、投资的把控力度，提高工作效率，降低管理成本，整体提升了铁路建设项目管理水平。

以郑万铁路工程项目为例，结合铁路工程管理平台，提出“以创新为引领、需求为导向、施组为主线、施工管控为核心”的建设思路，以实现工程建设过程的信息化全覆盖、业务数字化表达为目的，以采用硬化合同条款、统一实施标准、关联过程考核为手段，系统总结了郑万铁路数字化平台的创新应用管理方式，为安全优质的铁路工程建设提供借鉴[5-7]。

1 组织实施

信息化建设是企业结构调整和管理权利的再分配，面临复杂而严峻的问题，为达到预期目标，工程信息化建设需系统组织、加强管理；为顺利建设郑万铁路数字化平台，始终围绕“抓起步、强推进、保持续”3个关键环节开展建设组织工作[8-9]。

（1）统一思想、建立机制，狠抓起步。从深入宣贯“数字郑万”建设理念入手，明确分工、健全制度，细化推进措施、强化岗位职责，逐渐理顺了管理关系，较好解决了“如何起步”的问题。

（2）硬化合同、严格考核，强力推进。信息化模块的全面真实应用是郑万铁路数字化平台有效数据源的基础，也是实现数据流、信息流层层传递的重要途径。为使各参建单位不折不扣地落实郑万铁路数字化平台推进计划，一方面从依法建设方面入手，引导参建单位正确认识信息化对企业长远健康发展的重要意义，消除“一旦上了信息化，就自缚手脚”的思想误区；另一方面，充分发挥建设单位在建设管理中的龙头和主导地位，用好手中的权力，硬起手腕，强力推进，绝不停步。

（3）需求引导、融合创新，确保持续。在应用过程中，坚持以创新为引领、以需求为导向，积极与铁科院对接，优化模块功能、改进用户体验，努力构建全覆盖的信息化网络、智能化的预警防控体系、无盲点的数据融合共享机制，使郑万铁路数字化平台更好地服务于建设管理大局。因此，主要从3方面进行组织落实：①根据需求新增模块，实现信息化对建设过程的全程覆盖。结合实际工作需要，研发并部署实施一些新增模块，不断拓展郑万铁路数字化内容，努力实现对建设管理全过程的无死角覆盖。②结合使用优化功能，确保信息化与建设管理的紧密贴合。③按照专业管理整合模块，促进各模块数据间的深度融合。信息化管理过程实质上就是“工作、管理、决策”3个层级的信息流畅传递和分析研判。为此，将相对零散的模块进行整合，将工作流程与信息化紧密结合，消除信息孤岛，使施工生产信息与建设管理信息深度融合，实现专业化管理。

2 设计与应用

郑万铁路数字化平台已上线应用30余个模块，取得了“杜绝人为干预、扩展监控视野、自动警示风险、真实反映过程、提高应急能力”的明显效果，实现了项目参与方对现场管理工作的覆盖和掌控，协助保障工程质量安全可控，工程进度快速推进，工程管理科学有序。

2.1 平台架构设计

在郑万铁路数字化平台的运行过程中，用户层为各工程建设单位，包括建设单位、设计单位、监理单位、施工单位和第三方检测单位。各单位通过手机APP、PC端等人机交互界面登录平台。平台主要包括综合管理、进度管理、材料管理、质量管理、安全管理和投资控制6大体系。每个体系内部根据相应功能特征又划分为若干子模块，各子模块与工程项目中的具体环节相互对应，进而实现平台对郑万铁路工程的精细化管理。郑万铁路数字化平台体系架构见图1。

2.2 平台功能特点

（1）“点穴式”管理让决策层和工作层各取所需。管理平台“综合首页”，通过对管理层和工作层日常需求的研究，将平台30余个模块中工作层关注的“烟囱式”信息进行遴选，整合出建设管理层最为关注的“质量安全、当前作业点总览、形象进度、红线预警、投资完成、信用评价”等关键栏目及其数据信息，自动推送至平台首页，用户通过平台首页实时了解项目建设重点动态信息，便于管理层在海量数据中“点穴式”获取关键信息，满足管理层统筹总览的管理需求，“综合首页”功能模块见图2。

图1 郑万铁路数字化平台体系架构

图2 “综合首页”功能模块

（2）“智能化”监测让质量管理更放心。郑万铁路数字化平台监测流程见图3。通过信息化平台，展示项目标准化管理执行情况，及时发现并制止不按标准和规章施工的行为，同时运用真实数据及时分析掌控风险源，预防质量安全事故，是工程管理平台的核心工作之一。郑万铁路数字化平台包括拌合站、试验室、隧道围岩量测、隧道安全步距、沉降变形观测、连续梁线形监控6大监测模块，每个模块负责本专业的监测工作。其中，“拌合站”对混凝土质量进行有效管控；“试验室”杜绝了不合格品在工程中的使用；“隧道围岩量测”模块实时采集、传输外业量测数据、预警测点变形，及时掌握围岩变形情况；“隧道安全步距”模块实现仰拱→二衬→掌子面安全距离的实时监控，对超标步距及时报警；“沉降变形观测”模块实现对所有构筑物沉降观测数据的实时采集、传输和预警，及时掌握现场观测频次和沉降变形情况；“连续梁线形监控”模块规范连续梁线形监控量测工作，加强偏差超限控制，对连续梁变形超差情况进行预警，辅助连续梁结构分析和后续施工控制，确保成桥后的线形符合设计要求。这些模块的应用让过去的人为管理和干预变为让数据和机器“说话”，设备自动实时采集的数据更加真实可靠，基本消除了数据造假、以次充好等现象，有效防范了重大安全事故的发生和质量事故的出现。

图3 郑万铁路数字化平台监测流程

（3）“千里眼”监控让现场管理得心应手。视频监控模块见图4。平台基本实现了对建设项目重要工点、关键部位的全覆盖和全天候监控。郑万、郑阜线的梁场、板场、跨既有线施工现场和隧道掌子面等104个工点的252个高清摄像设备，是平台远程实时监控的“千里眼”。为提高辨析率，公司内部安装大屏显示器，安质部专人负责电子巡查，每天对所有监控进行浏览，填写监控日志，对发现的如现场违章、场地混乱、防护不到位乃至摄像头故障、网络不畅等问题登记在册，通知责任单位整改。这些举措，一方面提高了管理层对关键场所和事件（作业现场、危险场所、关键工序、违章违规、文明施工、环保作业、突发事件等）的快速反应能力。管理者发现问题可直接与现场人员对话，减少了参建单位的在途时间和费用，减少了人力物力财力，提升了管理效率。另一方面，视频监控对现场施工人员起到了震慑和提醒作用，较好地杜绝了施工过程中的违章蛮干行为，保证了施工质量安全。

（4）“全过程留痕”让主体责任永久可追溯。为了体现工程建设“谁建谁负责，永久可追溯”的理念，平台按照《关于规范铁路工程建设项目隐蔽工程视频资料管理工作的通知》（铁总建设〔2017〕151号）要求，对所有隐蔽工程在报验环节进行影像留存。各施工单位利用手机拍摄施工照片、各监理单位将施工过程进行录制，将相关作业人员信息、工程验收信息、设计信息、影像资料实时上传给平台。后期各相关人员可通过桥墩墩号、预制梁编号和CRTSⅢ型轨道板电子标签（RFID）从平台端查询相关信息。施工信息存档与调阅流程见图5。

图4 视频监控模块

（5）“红黄灯”预警让施组管理有序可控。施组管理模块以建立科学预控为目的，引入工程进度系统评估理念，对形象进度和投资计划完成情况进行评估，提前向管理者发送预警信息，为及时调整资源配置和工作部署提供决策依据。施组管理涉及因素众多，需充分利用平台的信息协同功能。将录入的施工日志形成工程进度，与对应整理的工程计划进行同期对比，辅以形象化的手段，可直观展示全线各专业工程总量、开累完成量、完成百分比及剩余工程推演完工时间，便于掌握剩余工程是否滞后施组计划要求。在形象化的同时，平台可根据工程进度与工程计划的对比结果，结合工程建设过程中所面临的征地拆迁、三电迁改等因素进行评判，对于工程进度过慢、推演完工时间触碰“施组红线”的标段进行及时预警。施组工程师可根据红线预警结果进行人员、机械、材料等资源配置的调整和优化，保证工程保质按期完成。施组红线预警流程见图6。

图5 施工信息存档与调阅流程

（6）“阳光下”评判让信用评价公平公正廉洁。信用评价流程见图7。信用评价模块把“参建单位的不良行为、标准化管理和信息化应用考核”3项内容综合集成。平台利用安质部所认定后不良行为分数和记录及工程部对参建单位标准化管理的考核得分数据，自动评估参建单位应用信息化情况；同时，平台对各项目部的“施工日志填报率、数据实时上传兑现率、质量安全风险问题处置率”等数据进行自动抓取并量化考核评分，完成对参建单位信用级别的评判并公示于平台。参建单位可在平台模块上随时调阅本单位信用评价全过程的分数和相关记录。平台公布的数据真实可靠、不可更改，不仅避免了信用评价暗箱操作和人为干预，同时一定程度上预防了腐败问题的发生，实现了施工过程中的公正透明。

（7）“口袋化”办公让政务效率极大提高。在既有手机移动“OA系统”的基础上，增加了“落实反馈”，实现了“待办、待阅”与“在办、办结”的呼应，公文处理和流转效率显著提高。各相关单位可充分体验到“一机在手，走遍九州”的便利。

（8）“沙箱式”运行让平台信息传递更加安全保密。郑万铁路数字化平台在“沙箱”内运行，由铁科院进行统一管理，保证了平台的技术性、安全性、保密性。针对移动“OA系统”，平台设置了更高的安全体系。系统不允许在手机上进行下载、拷贝、截屏和离线查询文件。这些举措较好保证了公文信息安全，满足了中国铁路总公司互联网运行安全要求。

图6 施组红线预警流程

图7 信用评价流程

3 结论与展望

从郑万铁路数字化平台构想提出、设计、实施及运用过程中得到一些值得借鉴的经验和体会，主要包括以下4方面：

（1）必须对“四个创新”有深刻认识。郑万铁路数字化平台建设之初，一些部门对信息化认识程度不高，主要是对铁路发展“理论创新、理念创新、管理创新、技术创新”的认识不深刻，对科技创新驱动发展不敏锐，没有深入思考信息化技术对建设管理带来的深远影响。

（2）必须有坚决的行动和规范的制度作保障。郑万铁路数字化平台没有成熟模式照搬照抄，必须创新和突破，实践中多次遇到人力不足、技术不匹配、工作推不动等困难，在有关单位的支持下，坚定信心，强力推进，发挥建设单位的龙头作用，规范建立保障信息化建设的落实制度。

（3）必须有成熟的技术团队和管理团队作支撑。技术是践行郑万铁路数字化平台的重要保障，没有强大的技术支撑，再好的信息化建设理念和思路也无法变为现实。平台建成试用初期，问题不断，技术团队必要的维护和坚强的韧性显得极为重要；各专业人员深入思考信息化技术在郑万铁路项目中的实际应用，及时向技术团队提出思路和想法，提供基础数据，积极参与平台设计和建设调试；各参建单位积极响应郑万铁路数字化平台建设号召，全力搞好现场配合，使平台建设在不太长的时间取得了长足进步。

（4）必须将传统管理手段与信息化手段进行有机结合。信息化技术在铁路建设上的应用还处于初级阶段，虽然用途和前景广阔，但也存在管理盲区和缺陷，必须正确看待新鲜事物和传统精髓之间的关系。一方面，建设管理中的思想引领、实地指导、抽查巡检等手段传承几十年，有极强的生命力；另一方面，新型管理手段的运用也能激励和推动既有管理模式的不断创新。只有综合运用好传统管理和信息化管理2种手段，两相互补，取长补短，才能取得“1+1＞2”的效果。

采用信息化技术已成为铁路工程建设管理趋势和目标，前景广阔。中国高铁作为“大国重器”，需要不断创新才能赢得主动、占领先机。

郑万铁路数字化平台一年多的建设实践，给项目建设管理带来了变革和便利。平台在实践中仍存在完善空间，主要包括继续完善轨道、四电、站房等后续工程及联调联试相关应用；为运营维护提供数据接口，形成设计、施工、管理完整的数据链；探索“二维”到“三维”信息平台的转换，深化BIM技术应用，方便项目管理者更加精细、高效、便捷地管控铁路工程项目建设。