俞 峰 上海鐵路局東華地鐵公司

營業(yè)線涉鐵工程施工安全管理系統(tǒng)研究

俞 峰 上海鐵路局東華地鐵公司

以專業(yè)技術(shù)管理為基礎(chǔ)，以日常施工、安全和過程控制為主線，運(yùn)用控制過程方法、安全風(fēng)險(xiǎn)和系統(tǒng)管理理論，實(shí)現(xiàn)鐵路營業(yè)線（涉鐵工程）施工的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化管理；依托現(xiàn)代信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，跨越區(qū)域和時(shí)空的局限，對施工實(shí)施全過程、全天候和全方位的實(shí)時(shí)監(jiān)控管理，確保行車、設(shè)備和人身安全。

營業(yè)線；涉鐵工程；信息化；施工安全；管理系統(tǒng)

1 營業(yè)線施工安全管理現(xiàn)狀分析

隨著鐵路現(xiàn)代化建設(shè)的加快，特別是高速鐵路網(wǎng)絡(luò)的相繼建成，列車運(yùn)行速度大幅度提高，列車開行的密度和對次也在逐年增加，對鐵路營業(yè)線施工安全提出了更高的要求。與此同時(shí)，地方建設(shè)的興起，本公司代建設(shè)的涉及鐵路營業(yè)線工程具有點(diǎn)多面廣且有逐年增多的趨勢，建設(shè)規(guī)模也越來越大，而參建的設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理單位來自不同地區(qū)，施工管理水平參差不齊，還有個別單位對鐵路營業(yè)線施工的要求知之甚少，施工力量較弱，對鐵路營業(yè)線行車安全構(gòu)成了重大威脅。

本公司作為地方涉鐵工程營業(yè)線施工安全的管理部門責(zé)任重大。一方面，我們在鐵路施工和項(xiàng)目管理過程中經(jīng)常遇到各種困難，例如任務(wù)重、工期短、特別是安全要求高，涉及到行業(yè)多、專業(yè)多、交叉作業(yè)多，需要各施工參建部門和人員的精心組織和密切配合，稍有疏忽就會釀成安全事故和人員傷亡。另一方面，我們作為代建設(shè)管理單位，管理的水平、能力和力量要受上級部門和現(xiàn)有管理人員的專業(yè)水平、經(jīng)驗(yàn)、經(jīng)歷和責(zé)任心的約束，個體管理人員的思想、情緒和外界環(huán)境都會直接影響到管理效果。因此，僅僅依靠傳統(tǒng)的人工管理很難實(shí)現(xiàn)預(yù)期的工程管理目標(biāo)。如何管理、怎樣管理才能確保鐵路營業(yè)線施工安全是我們多年來不斷探索的課題，在不斷加強(qiáng)現(xiàn)場安全管理的同時(shí)，運(yùn)用科技手段進(jìn)行建設(shè)工程項(xiàng)目管理的要求已經(jīng)迫在眉睫。

目前，國內(nèi)外在許多大型的工程項(xiàng)目管理中普遍采用了項(xiàng)目管理信息系統(tǒng)，并且取得了一定的效果，但是這些系統(tǒng)集中于進(jìn)度管理、資源管理、合同管理、質(zhì)量管理和程序管理等方面，偏向于軟件分析。針對施工安全管理系統(tǒng)，目前國內(nèi)外還沒有很完善的信息化解決方案，因此，需要按照鐵路總公司和鐵路局對施工安全管理的特殊需求和目前的管理現(xiàn)狀進(jìn)行分析，研究對應(yīng)的全方位管理、規(guī)范化管理方案，開發(fā)相應(yīng)的管理系統(tǒng)。

2 研發(fā)的目標(biāo)

為強(qiáng)化營業(yè)線施工安全管理，落實(shí)鐵路總公司、路局和東華地鐵公司對規(guī)范施工安全管理的要求，本課題以滿足鐵路營業(yè)線施工安全管理為目的，運(yùn)用控制過程、安全風(fēng)險(xiǎn)和系統(tǒng)管理的思想，從源頭開始，規(guī)范施工全過程中每一個管理環(huán)節(jié)，通過建立系統(tǒng)的管理工具，強(qiáng)化對施工全過程標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的檢查、操作和控制，細(xì)化施工安全風(fēng)險(xiǎn)管理，從而實(shí)現(xiàn)涉及營業(yè)線施工項(xiàng)目的安全、質(zhì)量、工期、文明工地的目標(biāo)。從源頭上消除安全隱患，實(shí)現(xiàn)加強(qiáng)營業(yè)線施工安全管理和控制的目標(biāo)。

該管理系統(tǒng)是針對鐵路安全和施工管理的特殊要求，適合鐵路總公司、上海鐵路局、東華地鐵公司營業(yè)線施工安全管理特點(diǎn)的共享管理平臺。該系統(tǒng)采用先進(jìn)的科技手段，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，建立起了上級管理單位、業(yè)主單位、建設(shè)管理單位、設(shè)備管理單位、施工管理單位、監(jiān)理管理單位、檢測（監(jiān)測）管理單位、設(shè)計(jì)單位、施工項(xiàng)目部、監(jiān)理部、檢測（監(jiān)測）項(xiàng)目部之間相互溝通的橋梁，為施工現(xiàn)場規(guī)范管理、標(biāo)準(zhǔn)化管理提供切實(shí)可用的工具。

3 系統(tǒng)的組成及操作架構(gòu)

系統(tǒng)由現(xiàn)場硬件和操作軟件兩部分組成。現(xiàn)場硬件由終端顯示器、人員識別裝置、視頻攝像機(jī)及傳輸設(shè)備、客戶端電腦、掃描儀、打印機(jī)、手持終端等組成。軟件為采用windows應(yīng)用平臺，基于asp.net編程，數(shù)據(jù)庫采用sqlserver2005的系統(tǒng)操作軟件。

該系統(tǒng)采用橫向集中、縱向條狀管理的形式，以每個獨(dú)立工程項(xiàng)目為一個基礎(chǔ)操作單元。在操作架構(gòu)上分為四個不同的管理層面：

第一層面：上級管理單位層面。

第二層面：建設(shè)單位、業(yè)主單位和設(shè)備管理單位層面。

第三層面：施工單位、監(jiān)理單位、檢測（監(jiān)測）單位和設(shè)計(jì)單位層面。

第四層面：施工項(xiàng)目部、監(jiān)理部、檢測（監(jiān)測）項(xiàng)目部和現(xiàn)場設(shè)計(jì)組層面。

各層面按崗位職能設(shè)定不同的使用權(quán)限進(jìn)入系統(tǒng)操作。

4 系統(tǒng)軟件的研究

4.1 系統(tǒng)軟件總體組成

系統(tǒng)軟件由四大集控模塊和八大功能模塊組成。四大集控模塊如下圖1所示。

圖1 系統(tǒng)四大集控模塊

系統(tǒng)針對每一項(xiàng)工程設(shè)有八大功能模塊，具體如下圖2所示。

圖2 八大模塊功能

4.2 基本資料模塊

該模塊主要對工程項(xiàng)目基本情況作介紹，可供上級領(lǐng)導(dǎo)和有關(guān)部門查詢，主要包括以下內(nèi)容：工程簡介、工程效果圖、平面布置圖、有關(guān)參建單位。

4.3 安全管理模塊

該模塊是按照鐵路總公司、上海鐵路局和東華地鐵公司對營業(yè)線施工安全管理的具體要求，提供規(guī)章、文件、通知、報(bào)表等的查詢、發(fā)送功能，提供各類安全基礎(chǔ)臺賬的建立格式等。

4.4 施工管理模塊

該模塊是施工標(biāo)準(zhǔn)化管理的主要內(nèi)容，從工程施工技術(shù)基礎(chǔ)資料到施工中的技術(shù)管理臺賬等，涵蓋面較廣。

4.5 人員管理模塊

該模塊的功能即為自動識別人員進(jìn)出的電子門禁，記錄和實(shí)時(shí)顯示施工現(xiàn)場內(nèi)管理人員和作業(yè)人員情況，提供查詢和統(tǒng)計(jì)功能。

4.6 技術(shù)資料模塊

技術(shù)資料管理是工程施工中最核心的技術(shù)臺賬，由施工項(xiàng)目部、監(jiān)理部等共同完成。該模塊內(nèi)容含蓋了鐵路工程、公路工程和市政工程三個專業(yè)在施工全過程中所需的各類技術(shù)資料臺賬的標(biāo)準(zhǔn)格式表單，共計(jì)表單6583份。

4.7 材料管理模塊

該模塊是工程施工基礎(chǔ)成本核算臺賬，該功能主要是施工單位（施工項(xiàng)目部）實(shí)行工程成本核算時(shí)使用。

4.8 現(xiàn)場監(jiān)控模塊

現(xiàn)場監(jiān)控包含視頻監(jiān)控（可設(shè)1～n個視頻頭）、線路幾何狀態(tài)監(jiān)控、工程狀態(tài)監(jiān)控（按需設(shè)置）三大部分。目前僅完成遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控功能，線路幾何狀態(tài)監(jiān)控和工程狀態(tài)監(jiān)控功能已預(yù)留接入口，正在研發(fā)過程中。系統(tǒng)進(jìn)入現(xiàn)場監(jiān)控模塊后選擇工程名稱即能使用所設(shè)置的視頻頭對施工現(xiàn)場實(shí)施視頻監(jiān)控。其監(jiān)控操作控制等所有功能均與目前使用的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)相同。

4.9 安優(yōu)工程模塊

該模塊為安全優(yōu)質(zhì)文明工程創(chuàng)建檢查功能模塊。

5 系統(tǒng)硬件的研究

5.1 人機(jī)識別裝置

鐵路建設(shè)項(xiàng)目的施工現(xiàn)場存在施工人員眾多、多工種同時(shí)施工、重型機(jī)械協(xié)同、現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜等特點(diǎn)，對施工安全要求極高，一方面需要對工作人員進(jìn)出施工區(qū)域進(jìn)行合理管理，另一方面需要避免無關(guān)的非工作人員進(jìn)入施工區(qū)域，因此，施工現(xiàn)場人機(jī)識別裝置主要包含以下幾方面研究內(nèi)容（見圖3）：

圖3 施工現(xiàn)象人機(jī)識別裝置管理內(nèi)容

5.2 視頻監(jiān)控裝置

考慮到施工場地的環(huán)境惡劣、網(wǎng)絡(luò)覆蓋不健全等問題，采用了先進(jìn)的數(shù)字傳輸，以高速、高清、紅外線網(wǎng)絡(luò)球機(jī)，高頻率無線網(wǎng)橋、網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)為基礎(chǔ)，把分散在各地的工地聯(lián)網(wǎng)，提供實(shí)時(shí)視頻、回放錄像等數(shù)據(jù)的無線傳輸及存儲服務(wù)，便于上級監(jiān)管部門的統(tǒng)一管理和監(jiān)督。

在該工作機(jī)制下，前端高清紅外球機(jī)的數(shù)字視頻通過無線網(wǎng)橋傳輸至項(xiàng)目部內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)，進(jìn)行24h的錄像備份。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送數(shù)據(jù)至服務(wù)器端監(jiān)控平臺，經(jīng)過流媒體轉(zhuǎn)發(fā)至平臺內(nèi)各用戶。

5.3 終端顯示器

終端顯示器用于自動顯示當(dāng)日作業(yè)內(nèi)容揭示和當(dāng)日風(fēng)險(xiǎn)源提示內(nèi)容等。

6 系統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)新和亮點(diǎn)

（1）獨(dú)創(chuàng)適合鐵路營業(yè)線施工安全基礎(chǔ)管理的系統(tǒng)框構(gòu)，設(shè)計(jì)搭建工程管理橫向到邊（四大集控模塊）、縱向到底（八大功能模塊）的管理模塊。

（2）運(yùn)用系統(tǒng)論理論，分解工程實(shí)施過程關(guān)鍵控制階段，以每日從計(jì)劃實(shí)施作業(yè)項(xiàng)源頭進(jìn)行施工、監(jiān)理、建設(shè)方“自控、互控、它控”的聯(lián)控安全風(fēng)險(xiǎn)控制，從而消除安全隱患，提高鐵路營業(yè)線施工安全管理和現(xiàn)場控制的能力，實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場安全有序可控。

（3）提高鐵路營業(yè)線工程施工安全管理水平，確保運(yùn)輸安全穩(wěn)定，加強(qiáng)施工現(xiàn)場、施工過程、基礎(chǔ)臺賬和內(nèi)業(yè)技術(shù)資料的管理，為實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場的規(guī)范化、現(xiàn)代化、無紙化辦公、全面智能化信息管理、施工安全信息共享提供完整的軟、硬件工具。

（4）研究針對鐵路安全和施工管理的特殊要求，搭建能適合鐵路總公司、上海鐵路局、東華地鐵公司營業(yè)線施工安全管理與工程建設(shè)程序的融合、硬件系統(tǒng)前端非接觸式遠(yuǎn)距離自動讀取有方向性的信息、中央控制與上傳及管理軟件的開發(fā)特點(diǎn)的共享管理信息平臺。

（5）能針對施工現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜，工地入口范圍大、入口點(diǎn)多的特點(diǎn)，要求讀取信息為非接觸式遠(yuǎn)距離讀取（0m～10m），且要自行識別進(jìn)出方向，無線傳輸數(shù)據(jù)匯總，自動記錄、統(tǒng)計(jì)和報(bào)警。建立了上級管理單位、建設(shè)管理單位、業(yè)主單位、設(shè)備管理單位、施工管理單位、監(jiān)理管理單位、檢測（監(jiān)測）管理單位、設(shè)計(jì)單位、施工項(xiàng)目部、監(jiān)理部、現(xiàn)場設(shè)計(jì)組之間相互溝通的橋梁。實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目共建單位的全過程、全方位和全天候的立體時(shí)空聯(lián)控。

（6）為安全施工、規(guī)范施工、資料統(tǒng)計(jì)、資料積累、施工管理、標(biāo)準(zhǔn)化管理、現(xiàn)代化管理、文明建設(shè)及事故分析等構(gòu)建平臺并能及時(shí)提供真實(shí)準(zhǔn)確的現(xiàn)場第一手資料（安全管理黑匣子功能）。

7 系統(tǒng)推廣使用情況

自2011年9月份起至2014年6月，該管理系統(tǒng)在杭州地鐵公司使用單位（部門）已有237個，使用人員已有780人次，積累了大量的使用經(jīng)驗(yàn)和資料，取得了上級領(lǐng)導(dǎo)、業(yè)主單位、建設(shè)管理單位、設(shè)備管理單位、施工管理單位、監(jiān)理管理單位、施工項(xiàng)目部和監(jiān)理部的一致認(rèn)可，收到了良好的效果。系統(tǒng)經(jīng)過不斷完善（升級）擴(kuò)充了使用功能，增加了記錄信息量，提高了施工安全管理質(zhì)量和管理效率，解決了原施工管理存在的局限性，彌補(bǔ)了原管理方法的不足，改變了傳統(tǒng)管理模式，有效緩解了管理力量的嚴(yán)重缺少。目前，系統(tǒng)研究已明確了V4.0版本的研發(fā)目標(biāo)，系統(tǒng)軟件也獲得了國家版權(quán)局計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán)。

該管理系統(tǒng)在我公司的涉鐵工程代建設(shè)管理過程中，發(fā)揮了越來越有效的作用，如在我公司代建的寧波鄞東南沿山干河下穿北侖線工程施工過程中，所發(fā)生的基坑局部坍塌、基坑內(nèi)燃火事件中，都能通過該系統(tǒng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)并鎖定，提供真實(shí)全面的第一手資料。我公司通過系統(tǒng)日常檢查、監(jiān)控及定期抽查，發(fā)現(xiàn)并及時(shí)指出、要求整改、落實(shí)考核的項(xiàng)目（內(nèi)容）累計(jì)已有916次處，均及時(shí)落實(shí)了整改，消除了安全隱患。該系統(tǒng)還具有即時(shí)鎖定功能，當(dāng)事故發(fā)生時(shí)，建設(shè)單位可以瞬間鎖定系統(tǒng)，為鐵路事故分析提供準(zhǔn)確的第一手資料（安全管理黑匣子功能），確保了鐵路營業(yè)線行車、施工安全。該系統(tǒng)操作使用靈活、快捷、方便，已達(dá)到預(yù)期的目的。

責(zé)任編輯：許耀元 龔佩毅

來稿日期：2014-07-31