铁路房建设备巡检管理信息化研究

刘康

摘要：本文根据铁路房建设备的类型特点，针对目前相关工作中存在的诸多问题展开分析，结合2014年版本的《铁路运输房建设备大修维修规则》中的相关内容，围绕科学安全的流程管理，符合场景需要展开相关研究，得出切实可行的操作方案。最终的目的在于提升鐵路房建设备巡检管理的工作效率，解决巡检工作不到位等现实问题，帮助针对实现设备缺陷问题的闭环管理，提供科学有效的工作考评工具，推动铁路房建设备管理信息化进程。

关键词：铁路运输;信息化;巡检管理

一、现状分析

当前铁路系统的房建设备管理过程中，存在的主要问题有以下方面：

1.巡检信息数据量大，保存和管理困难

在房建设备巡检进行过程中，传统的操作流程需要巡检时须编制巡检计划、填写巡检记录卡、统计巡检数据。工作人员在巡检过程中记录下来的病害信息填写到巡检记录卡师长，在后期需要将已经填写过的各类信息转填入其他的报表之中。与此同时，巡检所得的设备信息还必须分别登记在各自设备的台账上面。

可以明显的看到上述三个内容都涉及到很大的工作量，存在严重的重复操作，浪费大量的人力物力。且人工填写容易出现错误，整改的工作量和难度都非常大，给相关信息的保存和管理带来了相当的困难，限制了系统作用和整体效率的发挥。

2.信息传递滞后，问题处理效率低

根据中铁总公司颁布的《维修规程》，各地铁路集团公司以及下属的站段都制定了相关的房建设备管理和检修的办法。对各型设备按期进行检查，工作人员在发现问题应该及时上报，再行安排维修人员进行处理。这固然是正确的思路，但是问题在于这些办法仍然高度依赖人，对于工作人员的专业性和责任心的要求非常高。非常容易受到人为因素的影响，会严重的影响问题处理的效率，难以实现相关问题的闭环跟踪管理。

3.人工巡检效率低下

当前的房建设备巡检管理整体信息化程度还很低，主要工作多还是依靠人力进行。各项工作都需要通过逐级上报，逐级下达的方式进行。这种模式的效率很低，口口相传的过程费时费力，且容易出现错误。

二、技术实现手段

1.技术架构

铁路房建设备BIM 综合运维管理系统以BIM 为核心， 整合三维可视化、地理信息（GIS）、数字标识、智能手持终端和大型数据库等等多种技术，应对铁路房建巡检、维修等多方面的需求。可以有效满足不同层级的使用需要。整体系统采取的是开放式的架构，进行分层设计，支持多元数据和系统扩充。

这个系统主要有三个层级所构成，分别对应不同的用户使用需要。

（1）底层是数据服务层。以铁路房建设备的BIM（包括地理信息系统GIS）所提供的数据为核心。采取数字化的运营规程来进行数据管理而建立起来的系统基础数据平台。不仅能够保存房建设备的巡检信息，还可以与其他相关数据信息进行关联。操作层发出操作指令，就会触发BIM的模型，调用与这份谁被相关联的其他信息，为业务层提供服务。

（2）中间层是业务逻辑层。整合所有的管理流程以及管理行为， 接受相关指令后，系统依据基于 BIM 三维可视化图形引擎实现三维设施显示包含巡检管理、维修管理和设备资产等功能模块。

（3）最上层是用户访问层。这是面向所有用户提供相应的管理界面，使用者所需要的信息会进行直观的呈现。使用者除了可以进行浏览查询，也可以进行编辑操作，实现信息的同步共享。

三、系统功能设置

1.房建设备的巡检管理

（1）年度计划模块，这个模块的作用是帮助各工区负责人制定自身年度的巡检计划，通过信息系统并且进行上报。台账作为基础，对本工区内的相关设备编制巡检计划，一般包含：线路、站名、设备、位置、巡检方式等相关信息。在这一过程中可以依据已经关联的设备巡检记录卡进行过滤筛选，优化巡检流程，提高作业效率。这是巡检管理最基础也最重要的功能模块。

（2）月度计划模块，这个模块主要实现的是在年度计划审批工作后生成月度计划。将年度计划分解到每个月，根据系统记录的设备相关信息自动生成月度计划中的巡检任务。包含执行区间，巡检内容等相关信息，然后提交审批。审批通过后进入下个模块进行派工作业，要点是自动化，尽量压缩人力操作的过程，降低劳动强度。

（3）计划派工模块，月度计划审批通过之后，在系统中生成计划派工，负责人可以根据实际的情况选择相应的人员执行巡检任务，生产派工单，完成之后将生成的派工单传送到派工单模块。

2.房建设备技术资料管理

这个部分主要包含两个功能模块;

（1）制度管理模块，这个模块记录房建、安全、调度等相关方面的内容，支持内容检索查询，使用者同时可以根据自己的需要进行下载操作。

（2）设备台账模块，主要内容包含房屋和构筑物两个单独的管理子模块。分别记录房屋和设备的所有相关信息。管理人员根据日常工作获取的数据，在相关的台账模块进行数据的录入和修改。

3.辅助分析决策

智能化是好效率办公的重要标志，信息化的房建设备管理平台应当具备资料分析整理的功能通过日常积累的各种数据，智能化的生成日常统计的报表，帮助办公人员进行相关的分析。自动分析每次巡检过程的记录并且上传相关的数据和资料。

4.现场作业监控平台

这部分主要是进行一线的移动端操作，包含手机APP派工单和巡检轨迹两个模块。

手机APP派工单，电脑端派工之后，派工单会显示在不同的作业人员的移动终端之上，作业人员按照要求填写巡检记录卡并且进行提交，不需要依赖PC设备，大大的丰富了使用场景，确保巡检作业质量。

巡检轨迹模块实现对于作业人员位置信息的实时掌握，负责人借助GIS可以清晰掌握每个终端的实时图像，确保作业效率和作业规范。

四、关键技术

1.三维GIS技术

进行三维场景的渲染，从使用性上进行考虑可以采用的CityEngin技术建模，构建模型库，WebGL技术进行模型的绘制和渲染。这种技术的优势单位模型体量小、加载调用速度快，系统运行负荷低的特点，整体运行效率高，非常适合大范围内的快速模型构建，缺点是单位模型精度不高。

2.BIM建模技术

这是目前在建筑模型构建方面最常用的技术。可以实现高精度的模型构建，可以实现施工前建筑的可视化，并进行相关的模拟实验，同时也可以出图，方便整体方案的检查和修正。缺点是建模的过程比较复杂，不可执行批量建模的操作。而且单次建模的周期很长，效率低。

3.BIM+GIS融合技术

这里就是融合了前面两种技术的优点，将BIM格式文件进行转码之后导入GIS中，最终导出含有属性信息的多面体（Multipatch） 文件。这种技术的优点就是在保證较高系统运行效率的同时，可以最大限度的提升模型的质量。

4.模块化建模技术

针对铁路运输系统的实际特点，满足房建设施在复杂空间位置以及其相互联系的直观化展示需求，进而明确建模的范围。可采取模块化系统建模，基于GIS+BIM技术，对外部可见设备和内部隐藏设备进行建模。帮助研究房建设备的关联关系以及各系统设备通路的建模和规律。

结论：

当前铁路运输房建领域的信息化程度还不高，但是随着诸如BIM技术，图形识别技术、大数据、AI技术等新技术的快速发展和广泛使用。笔者认为铁路房建巡检的发展方向应当是自动化、智能化、机械化乃至可视化。铁路房建设备巡检的信息化具有深刻的现实意义：

首先对于铁路运输而言安全效益就是经济效益，减少安全事故的发生，就能够避免不必要的经济损失。其次信息化的系统能够大量节约纸张和通信等费用，能够节约人力，提高整体工作效率，具有节约成本的经济效益。

参考文献

[1]刘忠海. 铁路运输房建设备巡检管理信息系统设计与实现[D].中国铁道科学研究院，2018.

[2]王建伟，魏小娟.基于BIM与三维GIS集成的房建设备运维监管信息系统设计与实现[J].铁路计算机应用，2019，28（06）：69-72+82.

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