鐵路新線建設(shè)工程安全控制信息系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)分析

陳龍章

（成蘭鐵路有限責(zé)任公司， 四川 成都 610000）

鐵路工程是我國(guó)基礎(chǔ)的工程設(shè)施，同時(shí)也是區(qū)域間聯(lián)系、城鄉(xiāng)之間聯(lián)系的主要渠道，對(duì)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及交通行業(yè)的發(fā)展肩負(fù)著重要的責(zé)任和使命。對(duì)鐵路新線工程進(jìn)行分析，多數(shù)情況下其規(guī)模較大、覆蓋范圍廣闊、工期較長(zhǎng)且成本較高，對(duì)鐵路工程線行車(chē)施工來(lái)說(shuō)，僅采取傳統(tǒng)信息處理模式無(wú)法對(duì)大量的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行有效處理，不利于工程安全管理水平的提高[1]。現(xiàn)如今我們正處于大信息時(shí)代，信息技術(shù)發(fā)展迅速，鐵路新線工程安全信息管理系統(tǒng)也不斷趨于完善，有助于促進(jìn)工程的發(fā)展，提高安全管理水平?；谟?jì)算機(jī)軟件的工程安全管理信息平臺(tái)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸與實(shí)時(shí)共享，保證工程的穩(wěn)定性。因此對(duì)鐵路新線建設(shè)工程安全信息管理系統(tǒng)進(jìn)行深入研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 我國(guó)鐵路新線建設(shè)工程安全管理的重要性

1.1 是新線建設(shè)工程安全管理的需要

鐵路是我國(guó)重要的基礎(chǔ)設(shè)施，也是推動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要工具?，F(xiàn)如今我國(guó)鐵路應(yīng)用里程高達(dá)10萬(wàn)公里，大多數(shù)繁忙干線均已實(shí)現(xiàn)了客貨分線，運(yùn)輸能力能夠切實(shí)滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求，也能夠滿足廣大人民的出行要求，技術(shù)水平已經(jīng)趨于完善[2]。并且目前我國(guó)正處于鐵路建設(shè)的高速期，鐵路新線工程越來(lái)越多，規(guī)模越來(lái)越大，但是缺乏有效的安全管理措施則無(wú)法確保工程建設(shè)的質(zhì)量，因此安全管理具有重要意義。

鐵路新線建設(shè)工程投資大、覆蓋面非常廣、涵蓋的因素繁多、周期較長(zhǎng)、設(shè)計(jì)的專(zhuān)業(yè)較多，具有一定的復(fù)雜性，因此對(duì)施工安全進(jìn)行管控的難度較大。并且該工程的規(guī)模較大、對(duì)于安全技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)有較高的要求，施工部門(mén)與其他部門(mén)需要配合的流程繁多。所以在實(shí)施安全管理的過(guò)程中需要對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、分析和總結(jié)，信息量龐大，管理人員工作難度較高，所以信息處理能力低下不利于提高工程的建設(shè)水平。

1.2 是工程信息化建設(shè)的需要

信息化對(duì)于鐵路新線工程的建設(shè)具有重要意義，為了進(jìn)一步提高建設(shè)管理水平和信息化建設(shè)水平，我國(guó)鐵道部早在 2005年便發(fā)布了《關(guān)于加快鐵路建設(shè)項(xiàng)目管理信息系統(tǒng)建設(shè)的通知》，其中明確指出安全管理信息系統(tǒng)是鐵路工程信息化建設(shè)的重要組成部分，也是提高安全管理水平的重要工具，要求鐵路局加大信息化建設(shè)力度[3]。

信息化建設(shè)與鐵路建設(shè)的效益和質(zhì)量息息相關(guān)，并且科學(xué)合理的安全管控也是工程實(shí)施的基礎(chǔ)，對(duì)于鐵路的發(fā)展具有積極意義。現(xiàn)如今計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展迅速，得到了各行各業(yè)的廣泛應(yīng)用，并且信息管理系統(tǒng)相關(guān)理論區(qū)域完善，通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)施安全管理已經(jīng)成為逼人趨勢(shì)。提高工程安全管理信息化水平對(duì)于保障工程質(zhì)量以及施工人員的人身安全具有重要意義。

通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)的合理使用有助于實(shí)現(xiàn)工程管理信息的共享和傳遞，增強(qiáng)安全管理能力。構(gòu)建安全管理數(shù)據(jù)平臺(tái)，對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面整合，在這一前提下對(duì)工程展開(kāi)全面的安全管理，也是鐵路工程的必經(jīng)之路。信息化建設(shè)有助于減少風(fēng)險(xiǎn)隱患問(wèn)題，保證施工的安全性。

2 鐵路新線建設(shè)工程安全管理信息化常見(jiàn)問(wèn)題分析

根據(jù)對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)的研究以及新線工程安全管理工作中涉及的各個(gè)流程，對(duì)鐵路新線建設(shè)工程安全管理信息化常見(jiàn)問(wèn)題進(jìn)行歸納，主要包括下述幾點(diǎn)。

2.1 一些國(guó)外安全管理軟件無(wú)法有效應(yīng)用于國(guó)內(nèi)新線工程安全管理

主要體現(xiàn)在我國(guó)新線工程的安全特點(diǎn)與國(guó)外工程存在明顯差異，因此在安全管理方法以及信息化需求方面存在明顯差異，因此無(wú)法將其有效應(yīng)用于鐵路新線安全管理過(guò)程中。

2.2 安全管理軟件無(wú)法對(duì)新線工程實(shí)施安全閉環(huán)管理

目前部分安全管理軟件功能繁多，具備文檔管理以及事故分析統(tǒng)計(jì)等功能，但是無(wú)法對(duì)相關(guān)安全問(wèn)題進(jìn)行閉環(huán)管理，無(wú)法對(duì)整個(gè)工程實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)安全閉環(huán)管理[3]。

2.3 安全管理系統(tǒng)功能單一

目前我國(guó)很多鐵路新線工程則使用的安全管理系統(tǒng)功能單一匱乏，因此適用范圍十分局限，收集和分析數(shù)據(jù)不及時(shí)，無(wú)法保證安全管理信息在各個(gè)部門(mén)之間的有效共享和流動(dòng)。

2.4 安全信息儲(chǔ)存方式和加工方式缺乏規(guī)范性

因?yàn)橐恍┌踩芾聿块T(mén)仍使用文本方式處理信息，統(tǒng)計(jì)分析工作則使用計(jì)算器處理，這一人工處理方式工作量較大，效率低下，并且極易發(fā)生錯(cuò)誤，管理難度系數(shù)較高，數(shù)據(jù)查詢?nèi)狈τ行?，不利于決策工作的展開(kāi)。

2.5 信息流通渠道不流暢

對(duì)信息共享展開(kāi)分析，很多工程安全管理部門(mén)仍使用紙質(zhì)的形式記錄相關(guān)數(shù)據(jù)信息，上下級(jí)部門(mén)之間展開(kāi)工作只能通過(guò)報(bào)表了解安全施工情況，無(wú)法全面了解安全情況及工程安全動(dòng)態(tài)[4]。

因此，將現(xiàn)金的信息技術(shù)應(yīng)用于鐵路信念工程安全管理過(guò)程中，是管理工作的現(xiàn)代化保障，只有具備這一管理理念，才能構(gòu)建完整的信息系統(tǒng)，為工程的安全施工提供強(qiáng)力保障，保證工作的質(zhì)量。

3 鐵路新線建設(shè)工程施工安全特點(diǎn)

建筑業(yè)對(duì)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要的作用，但是建筑業(yè)水平缺普遍低于工業(yè)部門(mén)的平均安全水平。鐵路新線建設(shè)是建筑業(yè)的重要組成部分，下面本文對(duì)其施工安全特點(diǎn)展開(kāi)分析。第一，鐵路新建工程規(guī)模龐大，屬于一種人機(jī)結(jié)合工程。在實(shí)際施工環(huán)節(jié)，施工人員及管理人員都需要通過(guò)相關(guān)設(shè)備和材料實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，不僅需要發(fā)揮自身的作用，還需要加以配合和聯(lián)系，同時(shí)工作質(zhì)量也取決于施工設(shè)備、材料的性能和質(zhì)量。通常情況下，施工人員操作行為不規(guī)范或者設(shè)備出現(xiàn)故障都是導(dǎo)致事故發(fā)生的重要因素。同時(shí)施工容易受到外界環(huán)境的影響，事故風(fēng)險(xiǎn)較大[5]。第二，鐵路新線工程具有單件性的特點(diǎn)。單件性是同樣的兩個(gè)項(xiàng)目，不同項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)類(lèi)型各不相同，同一項(xiàng)目在不同施工環(huán)節(jié)面臨的風(fēng)險(xiǎn)也各不相同。施工人員在完成某一階段的施工后，需要面對(duì)新的工作環(huán)境，并且前往下一個(gè)區(qū)域進(jìn)行施工，所以項(xiàng)目在不同階段遇到的風(fēng)險(xiǎn)及預(yù)防的重心也存在差異。第三，鐵路新線建設(shè)工程具有離散性特點(diǎn)。離散性主要指施工人員是施工工作的主要執(zhí)行者，在生產(chǎn)環(huán)節(jié)，分散于多個(gè)部門(mén)，雖然有著明確的規(guī)章制度和方案計(jì)劃，但是面對(duì)實(shí)際問(wèn)題仍需要自主判斷決定。雖然一些施工人員經(jīng)驗(yàn)充足，但是尚不適應(yīng)人機(jī)系統(tǒng)，導(dǎo)致不安全行為較多，引發(fā)事故問(wèn)題。第四，鐵路新線工程具有突發(fā)性特點(diǎn)。多數(shù)情況下工程施工需要在露天環(huán)境展開(kāi)，并且施工活動(dòng)極易受到環(huán)境因素的影響，如地質(zhì)因素和氣候因素，都會(huì)導(dǎo)致事故發(fā)生。第五，鐵路新線建設(shè)工程的管理難度系數(shù)較高。通常情況下，工程需要多方共同參與，管理部門(mén)較多，各部門(mén)之間的關(guān)系較為復(fù)雜，因此需要做好協(xié)調(diào)管理工作，管理難度系數(shù)較高[6]。

3 鐵路新線工程安全管理信息系統(tǒng)

通過(guò)對(duì)鐵路新線安全管理工作的深入研究，以安全數(shù)據(jù)相關(guān)模型在安全管理系統(tǒng)中的應(yīng)用，有助于進(jìn)一步提高鐵路新線安全管理水平，提高安全數(shù)據(jù)信息的使用率，為施工的安全性和穩(wěn)定性提供強(qiáng)力保障。

3.1 安全管理信息系統(tǒng)的構(gòu)成

根據(jù)鐵路新線工程安全管理信息系統(tǒng)的要求，需要對(duì)地理分布系統(tǒng)進(jìn)行集中管理，所以需要應(yīng)用GIS（Geographical Information System，地理信息系統(tǒng)）安全管理綜合數(shù)據(jù)處理平臺(tái)。鐵路新線工程施工環(huán)節(jié)涵蓋的元素較多，主要包括工作人員。材料、施工工藝、方法以及環(huán)境等。在這一背景下，施工人員使用相關(guān)設(shè)備、材料后者施工工藝，便形成了一個(gè)空間體系。除此之外，施工安全管理過(guò)程中需要施工圖紙、交通情況、消防安保等地理信息，這也是空間數(shù)據(jù)的基本元素，用于空間的建設(shè)。GIS屬于綜合性學(xué)科，其目的在于對(duì)地理信息的描述、分析以及輸出，屬于一種新型技術(shù)系統(tǒng)，將空間數(shù)據(jù)庫(kù)作為主要基礎(chǔ)，為地理研究及決策提供有效服務(wù)。其中Web-GIS得到了工程的廣泛應(yīng)用，指的是以因特網(wǎng)為基礎(chǔ)的地理信息系統(tǒng)，其作用為通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)布信息以及提供相關(guān)功能應(yīng)用，通過(guò)該項(xiàng)技術(shù)有助于滿足工程管理以及數(shù)據(jù)查詢等工作的要求[7]。

3.2 安全管理信息系統(tǒng)的構(gòu)建

對(duì)鐵路新線建設(shè)工程來(lái)說(shuō)，在構(gòu)建安全管理信息系統(tǒng)的過(guò)程中需要重視地理信息系統(tǒng)的構(gòu)建。首先需要充分利用多種軟件圖像處理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)工程路面線路平面圖、影像圖以及工程全線地質(zhì)圖和基礎(chǔ)地圖的有效重合疊加。并且還需要對(duì)上述圖形的坐標(biāo)系進(jìn)行全面轉(zhuǎn)換，使其和基礎(chǔ)地圖的坐標(biāo)系趨于一致。之后需要在平面圖中對(duì)相關(guān)工程單位進(jìn)行全面提取，形成具備工點(diǎn)的分布圖[8]。最后則需要將平面圖、影像圖、工程全線地質(zhì)圖與基礎(chǔ)圖疊加，該過(guò)程中便產(chǎn)生了鐵路新線地理相關(guān)數(shù)據(jù)。結(jié)合里程對(duì)應(yīng)關(guān)系的相關(guān)數(shù)據(jù)，可以將對(duì)應(yīng)里程中的隧道、光電纜線路等相關(guān)部門(mén)存在的施工安全問(wèn)題、施工圖等數(shù)據(jù)進(jìn)行有效聯(lián)系。根據(jù)工程屬性得到的相關(guān)數(shù)據(jù)，可以將單位部門(mén)的數(shù)據(jù)作為工程圖上圖元屬性。其中能夠當(dāng)作圖元數(shù)據(jù)屬性的主要包括工程基本情況（長(zhǎng)度、中心里程、標(biāo)段信息等）以及可以體現(xiàn)工程整體情況的相關(guān)動(dòng)態(tài)參數(shù)，主要為工程安全評(píng)分等。對(duì)鐵路新線建設(shè)環(huán)節(jié)中的相關(guān)錄像信息、開(kāi)工報(bào)告、技術(shù)交底以及照片等信息無(wú)法作當(dāng)作圖元基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，需要使其和工程圖元建立有效的聯(lián)系，這樣安全管理工作人員才可以通過(guò)工程圖元搜索相關(guān)數(shù)據(jù)。在配置信息工程安全管理信息系統(tǒng)的地圖時(shí)，配置的內(nèi)容主要包括圖層顏色、范圍以及順序等的疊加，這樣才能夠提高地圖的準(zhǔn)確性和形象性，體現(xiàn)工程安全信息。最后則需要重視Web-GIS的合理應(yīng)用，將通過(guò)GIS平臺(tái)配置好的地圖呈現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)頁(yè)中，將地圖應(yīng)用于安全管理信息系統(tǒng)中，為安全管理工作人員進(jìn)行搜索和閱覽數(shù)據(jù)提供便利，并為其提供必需的工作依據(jù)，如圖紙、錄像、照片等，為工程建設(shè)的順利進(jìn)行夯實(shí)基礎(chǔ)。

3.3 安全管理信息系統(tǒng)平臺(tái)數(shù)據(jù)的有效整合

對(duì)鐵路新線工程安全管理系統(tǒng)Web-GIS平臺(tái)數(shù)據(jù)整合問(wèn)題進(jìn)行分析，其需要整合的數(shù)據(jù)較多，主要為全國(guó)鐵路基礎(chǔ)背景圖、鐵路沿線數(shù)字柵格影像圖、衛(wèi)星遙感影像以及施工進(jìn)度圖紙等。其中有關(guān)的信息主要包括以下幾種。第一，工程信息與地理信息的全面整合。首先需要合理使用地圖上的圖元，主要為線路類(lèi)型、車(chē)站、橋梁、隧道等圖層，將其和管理相關(guān)信息進(jìn)行有效聯(lián)系。通過(guò)這一方法，將工程建設(shè)相關(guān)信息與地圖進(jìn)行有效連接，進(jìn)而可以通過(guò)地圖有效體現(xiàn)相關(guān)工程數(shù)據(jù)[9]。第二，實(shí)現(xiàn)圖紙信息與地理信息的全面融合。通過(guò)對(duì)Web-GIS技術(shù)的充分利用，可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)形式的設(shè)計(jì)圖和施工圖，例如pdf格式、dwf格式以及dwg格式等，將多種格式的設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行有效整合，涵蓋的專(zhuān)業(yè)主要為橋梁專(zhuān)業(yè)、房建專(zhuān)業(yè)、電力專(zhuān)業(yè)、隧道專(zhuān)業(yè)等。第三，實(shí)現(xiàn)事故點(diǎn)和地理信息的有效融合。使用里程以及單位工程實(shí)現(xiàn)事故點(diǎn)和空間信息的有效連接，安全管理工作人員僅通過(guò)地圖便可以查閱事故點(diǎn)的圖片信息、錄像信息以及其他相關(guān)信息。第四，實(shí)現(xiàn)安全管理輔助信息和地理信息的有效融合。安全管理工作人員可以對(duì)平臺(tái)中的輔助信息圖層加以應(yīng)用，在安全信息管理系統(tǒng)中添加關(guān)于各級(jí)道路、交通信息、居民點(diǎn)以及消防安保等信息，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)可以查詢[10]。第六，實(shí)現(xiàn)安全管理信息和進(jìn)度控制的有效聯(lián)系。結(jié)合施工單位施工信息與進(jìn)度相聯(lián)系，可以通過(guò)進(jìn)度形象展示了解完成施工的案件信息，確保安全管理信息具有可視化的特點(diǎn)。

4 鐵路新線工程安全管理信息系統(tǒng)的需求及目標(biāo)

4.1 需求

首先需要具備安全信息管理功能。將安全數(shù)據(jù)輸入到系統(tǒng)中，需要系統(tǒng)具備存儲(chǔ)、分類(lèi)、修改、搜索、查詢及處理等多項(xiàng)功能，為管理人員進(jìn)行決策提供可靠參考。其次需要具備信息共享功能。新線工程單位繁多，主要為建設(shè)部門(mén)、施工部門(mén)及監(jiān)理部門(mén)等，均需要及時(shí)了解安全情況，所以系統(tǒng)需要具備統(tǒng)一規(guī)劃的功能，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享，同時(shí)保證數(shù)據(jù)傳輸和共享的安全性[11]。最后還需要具備文檔管理功能。在日常安全管理工作過(guò)程中會(huì)形成大量的文本數(shù)據(jù)和資料，需要對(duì)其進(jìn)行有效保存，因此文檔管理功能十分重要。

4.2 目標(biāo)

該系統(tǒng)的主要目標(biāo)為實(shí)現(xiàn)對(duì)安全問(wèn)題的閉環(huán)管理，安全檢查數(shù)據(jù)是安全管理的主要數(shù)據(jù)，是工作開(kāi)展的基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)安全問(wèn)題閉環(huán)管理有助于減少安全風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題。除此之外還需要保證施工部門(mén)、監(jiān)理部門(mén)安全管理評(píng)分等分析功能，實(shí)施績(jī)效評(píng)分有助于評(píng)估安全管理工作質(zhì)量的優(yōu)劣，提高工作人員的工作主動(dòng)性和積極性，根據(jù)對(duì)日常安全檢查及事故問(wèn)題的分析，形成評(píng)分比較，并且建立相應(yīng)的獎(jiǎng)懲機(jī)制，相關(guān)工作人員可以通過(guò)數(shù)據(jù)分析得知導(dǎo)致評(píng)分低下的具體原因，并采取有效的解決措施[12]。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，現(xiàn)如今我國(guó)鐵路建設(shè)工程數(shù)量繁多，規(guī)模越來(lái)越大，因此應(yīng)用安全信息管理系統(tǒng)具有重要的意義，有助于優(yōu)化鐵路建設(shè)，提高安全管理工作的質(zhì)量效率，保障整體工程的安全和質(zhì)量。