铁路工程管理平台及其深化应用

解亚龙，李 琳 ，郑心铭

（1.中国铁道科学研究院集团有限公司 电子计算技术研究所，北京 100081；2. 中国中铁建工集团有限公司 华北分公司，北京 100070；3. 中国国家铁路集团有限公司 工程管理中心，北京 100844）

铁路工程建设项目周期长、范围广、影响大、责任重，建设过程中参与方众多，在建设过程中项目管理难度大，为提高铁路建设管理水平，实现铁路建设项目标准化管理，有必要大力发展铁路工程建设信息化。铁路工程管理平台将原有零散的铁路工程建设期应用进行整合，建立起一个完善的铁路工程建设应用“生态圈”[1]，囊括了铁路工程建设过程中所需的各项应用，整合建设过程产生的数据资源，集中部署硬件资源，并提供了统一的编码标准、数据格式等，为铁路工程建设用户以及应用系统供应商提供各项服务。

本文在原有铁路工程管理平台V1.0（数字郑万平台）[2]的基础上拓展深化，增加环保管理、设计管理和工程监督管理的体系，深化原有质量、安全、进度、投资等管理，形成铁路工程管理平台V1.1版本，使得铁路工程管理平台对铁路工程建设过程的覆盖更加全面。

1 平台功能及应用

平台按照“全业务大平台、全周期抓过程、重质量严管理、高效率保安全”的信息化管理理念，形成了安全、质量、进度、设计、环保、投资、监督、综合管理8个功能体系，对铁路建设全专业业务进行管理。平台功能框架，如图1所示。

1.1 安全管理

安全管理是铁路工程建设的重点内容，包含安全看板、超前地质预报、隧道围岩监控量测、安全步距管理以及安全视频监控5个部分，根据隧道开挖进展，综合围岩量测、超前地质预报、隧道安全步距3个关键指标进行风险监控，通过多维统计和关联分析形成综合安全看板，为管理者决策提供数据依据。安全管理架构，如图2所示。

（1）安全看板：包括隧道安全风险的综合排行、围岩量测实测比例统计与排行、围岩量测处置率统计与排行、安全步距警示排行、超前地质预报应报实报比例排行等信息。

（2） 隧道围岩监控量测：将现场测量数据进行实时采集、 传 输、报警，实现变形速率和累计变形量双控，同时引入回归分析预测计算，及时掌握围岩变形情况，出现风险及时报警，并收集预警处置措施，建立了隧道围岩预警风险闭环管理机制，有效降地低隧道施工风险[3]。

（3）超前地质预报：对隧道开挖工作面前方的工程地质与水文地质条件及不良地质的工程性质、位置、产状、规模进行探测采集、分析及预报，并对超前地质预报实做情况进行管理。深入分析超前地质预报综合分析成果报告内容，在进入高风险地段之前，提出技术措施建议，并推送主要领导及技术人员[4]。

（4）安全步距管理：严格按照规范和设计要求控制隧道安全步距，建设单位根据实际情况调整安全步距的管理阈值，对于隧道仰拱、二衬步距超标情况，及时向主要领导和技术人员报警，保证施工安全。

（5）安全视频监控：通过在隧道口和掌子面安装视频监控系统，集成到管理平台，实现对控制工程的实时监控，可通过手机端实时查看现场进度、掌握现场情况。

图2 安全管理架构

1.2 质量管理

质量是铁路工程建设的核心，涵盖铁路工程建设的各个专业，包括原材料管理、隧道、线路、桥梁、路基、轨道、站房、四电以及隐蔽工程的影像资料，通过智能化的手段及时发现并制止违反规章及标准的行为，并利用收集到的历史数据实时分析，从而掌握影响施工质量的关键工序和因素，确保工程质量，质量管理架构，如图3所示。

（1）原材料管理。主要包括拌合站生产管理和试验室生产管理，其中，拌和站生产管理通过原材料用量、设计和施工配合比、拌和时间等数据的自动采集和实时上传，对混凝土质量进行实时监管，将配料单信息与工程实体部位关联，实现工程实体可追溯，确保工程质量符合标准[5]。围绕设备信息化监控和报警处理情况开展信用评价，确保现场管理和工程质量安全。试验室生产管理通过混凝土抗压强度、钢筋等原材料试验数据的自动采集和实时上传，对不合格原材料进行报警、处置，从源头上杜绝不合格品在工程中的使用[6]。围绕施工企业试验室管理水平和原材料质量开展信用评价，为规范原材料质量管理提供数据支撑。

图3 质量管理架构

（2）隧道专业。衬砌检测系统，实现衬砌质量的快速检测和闭环整改；通过断面质量监测系统，实现超欠挖分析和初支平整度的快速测量。

（3）桥梁专业。桥梁线形监控系统、桩基施工检测系统、桥梁精准控制系统等系列技术装备系统，提高施工过程质量。在梁场生产管理方面，通过梁场管理系统与自动化静载试验、自动化张拉、自动化压浆，以及自动化养护等自动化设备相融合，实现关键工序卡控，提升预制箱梁的生产质量。

（4）路基专业。通过集成北斗技术的无人驾驶路基智能化施工系统，提高路基压实的压实程度、稳定性、均匀性，提升地基加载试验自动化检测水平，全面提升作业效率和路基压实质量，实现路基压实数字化、可视化和智能化水平[7]。

（5）线路专业。沉降观测系统，通过对沉降数据的实时采集和自动传输，及时掌握现场沉降变形趋势，保证数据真实，确保沉降评估的准确性。实现测量闭合差超限、单次沉降偏差超限即时提示，避免不合格测量成果提交，提高测量效率；提供预评估算法，实现沉降测量预评估。

（6）轨道专业。无缝线路应力放散锁定、轨道板精调、板/枕厂生产管理等系列技术装备系统，提高了轨道整体平顺性，实现了轨道关键作业参数数字化、轨道板/枕生产到铺设全过程数字化追溯和全过程质量管控。同时通过工程线运输调度系统，降低了工程线运输安全事故风险。

（7）四电专业。四电接口和设备管理系统，实现设备生产、运输、安装、调试等全过程管理，提升四电作业施工质量，同时服务于电务、供电数字化运维管理。

（8）站房专业。深基坑监测系统、钢结构焊缝质量在线检测系统、群塔作业监控、客服机电辅助施工系统等技术系统，实现深基坑的安全施工、站房钢结构焊接质量的实时检测，指导客服机电设备的安装调试，提高了客站施工的质量管理水平。

1.3 进度管理

进度管理包括调度管理、施组管理、形象进度以及施工日志管理，解决了传统施工组织分析结果不准确、效率低，无法评估关键线路工期受其他工序的影响程度等问题，提升劳动效率，降低施工过程中的资源浪费，最终达到指导现场施工的作用。

例如，在隧道施组管理中，通过电子施工日志、掌子面素描、仰拱开挖的人工填报数据和隧道围岩监测设备、二衬台车、盾构机掘进等现场自动采集数据，进行一致性分析和校核，准确掌握隧道施工作业进度；建立以EBS为最小进度管理单元，结合现场进度采集数据，提出了时效均衡的进度推演和红线预警技术，实现时效均衡的关键节点路径自动计算，快速得到影响铺架和联调联试进度预警点。通过和计划、资源的匹配优化，实现施组智能纠偏、资源优化及辅助决策，为关键节点及总工期顺利完成提供支撑。

结合施工组织在全路应用情况，其重点管理内容包括：

（1）高度重视EBS和施工日志的填报，这是施组动态管理的基础。

（2）高度重视问题库的梳理和实时填报，这是施组动态管理的前提条件，形成以问题为导向的进度管理工作机制。

（3）主要领导和工程管理人员要每日登录平台，查看施工组织设计斜率图，掌握关键线路和重点工程进展。

施工组织动态设计管理采用可缩放矢量图形（SVG，Scalable Vector Graphics）技术以及不同的进度推演计算方法实现进度管理，使施工组织可以在线进行编制、研讨、审批，实时反应项目计划的实施、执行，通过动态推演形象地反映出计划工期、实际工期、项目重难点工程的计划、实施，推演出预计完工时间[8]，并根据推演结果实时调节施工中的资源调配来动态调整施工组织计划。施工组织动态设计管理示意图，如图4所示。

图4 施工组织动态设计管理

1.4 环保管理

随着我国生态文明建设进入关键时期，各级政府主管部门对环境保护管理更加严格规范，铁路工程项目中的环保管理已经成为关注重点内容之一。利用环水保管理系统，实现环水保信息的高效传递，预警信息及时发现和处置，环水保过程文件和验收资料的汇总和归档等，通过环保管理的数字化，规范和完善环水保管理工作。环水保管理系统示意图，如图5所示。

图5 环水保管理系统

1.5 设计管理

设计管理主要对施工图进行管理，包含了施工图审核、施工图供应管理、变更设计以及动态设计，将施工图在建设阶段的供应、审核、变更等流程通过信息化手段管理，从而使施工图与现场实际施工情况保持一致。

（1）施工图审核系统辅助建设、设计和咨询单位之间开展施工图审核协同办公，在线掌握设计、咨询进度和交换审核意见，规范工作流程，提高工作效率。

（2）施工图供应是对供图计划进行管理同时对供图情况进行考核，保障施工图供应及时、准确，并对各个设计单位的供图情况以及审核单位的审核情况进行考核。

（3）变更设计和动态设计提供了信息化手段管理施工过程中所需的设计变动，对设计变动过程进行信息化管理，设计审核等工作流程线上完成，保障后期所有的变动均有迹可循。

1.6 投资管理

投资管理包括计划统计、验工计价等，将投资相关的合同、清单、资源、数据等信息关联起来，避免了数据的重复录入，并提升计算效率及准确性。

（1）计划统计管理系统结合建设单位的投资计划和工程的进度要求，辅助施工单位计划管理员安排进度及计划，综合平衡资源配置，同时便于建设单位对计划进行编报、调整和对执行情况进行检查、监督和考核。

（2）验工计价管理将验工计价过程中所涉及的合同、清单等数字化存储，打通各个文件间相互关联的数据，结合当前发生的工程量，即可准确计算其他清单数据，并发送流程审核。在完成季度验工计价后，系统自动统计单个项目下所有标段计价信息，实现数据的实时同步，减少审核单位对各施工方逐一统计，大大提高的验工计价的效率及审批速度。

1.7 工程监督管理

工程监督管理系统是工程监督业务数字化的成果，实现了监督手续、在监项目、监督检查、监督检测的在线管理；整合通报处罚、施工监理企业及人员的不良行为、信用评价及黑名单等市场信息；深度分析工程质量状况、施工安全状况以及监督处理情况；通过移动手簿实现监督检查的及时采集、电子标记、实时上传和相关管理规范的实时查阅，实现了监督业务的掌上办公[9]。监督管理管理示意图，如图6所示。

图6 工程监督管理

1.8 综合管理

综合管理包含了OA 办公、项目信息管理、工程信息发布、资料管理以及劳务用工管理，从而协助各个参建单位的重要新闻发布、展示、日常办公自动化、人员和机构信息维护、建立从业人员履历库和信用库以及实现工程建设全生命周期的电子文件信息的安全存储、高效共享、规范管理[10]。

2 应用效果及存在问题

2.1 应用效果

自铁路工程管理平台深化应用和推广以来，逐步扩展形成了安全、质量、进度、投资、设计、综合、监督管理等8个体系，开发了试验检测、超前地质预报等45个业务系统，在107个建设项目应用，OA系统覆盖97个建设管理机构。明显提升了安全质量管理能力和水平，在铁路建设中发挥重要保障作用。

2.2 存在问题

信息化推广应用工作取得了良好的成效，但也存在一些问题，如：思想认识不足，组织管理欠缺；当前工作习惯未能与信息化管理要求相适应；有些构筑物初始化数据不准确；施工日志填报和审核不及时；质量监测报警处理不及时不规范等情况等问题。针对以上问题，后续将通过定期发布平台数据质量报告，督促各建设单位、施工单位做好数据初始化、施工日志填报和质量预警处理工作。

3 结束语

本文在工程管理平台V1.0（数字郑万）的基础上，提出了平台V1.1的深化思路和建设内容，提出了面向工程建设管理的8大功能体系，并对体系建设内容进行详细描述，对平台推广情况、应用效果和存在问题进行了总结，未来将进一步研究铁路工程管理平台2.0版本，即基于BIM技术的铁路工程建设信息化平台，不断集成新应用、新技术，为工程建设阶段的机械化、工厂化、专业化打下更好的技术基础，并将覆盖范围延伸到运维管理阶段，实现建设项目从勘查、设计、建造、运维全生命周期管理[11]，助力我国铁路建设管理进入新时代。