深圳地鐵5號線信息化建設與應用探討

◎ 中國中鐵深圳地鐵5號線BT指揮部 張育雨

1 引 言

深圳地鐵5號線西起前海灣，東止黃貝嶺，全長40.001km，設有車站27座、車輛段與停車場各1個、大型綜合換乘樞紐3個，總投資約200.6億元，項目采用創新BT（投融資—設計施工總承包—回報）模式建設，深圳地鐵公司為BT項目發起方，中國中鐵股份公司為BT項目承包方。該項目線路長、工程規模大、工期緊、接口多，特別是在邊設計、邊施工的情況下，對工程建設全方位、全過程的項目管理提出了更高要求。筆者通過在深圳地鐵5號線信息化建設的實踐拋磚引玉，以供地鐵工程信息化建設的同仁參考。

2 深圳地鐵5號線信息化規劃與建設

5號線信息化建設規劃目標：通過統一信息資源和統一數據標準，實施通信-網絡、數據庫和應用軟件三大工程，開發為業主、設計、施工、監理等各方服務的實現進度控制、質量控制、投資控制和安全控制的網絡化、集成化、數字化和可視化的大型工程信息管理系統。

5號線信息化建設主要內容：一是穩定暢通的網絡與通信平臺；二是安全監測與風險管理系統；三是施工監控與視頻會議系統；四是工程項目管理系統。

圖1 網絡與通信平臺

2.1 網絡與通信平臺

為了在地鐵5號線更好地實施和推進信息化建設，全線統一建立網絡通信平臺，各參建單位2M internet專線接入，組成中鐵內部大的城域網，監控網絡由各工點2M SDH專線直接連接至地鐵公司監控中心。通過統一網絡與通信平臺布署，采用競標方式選擇通信運營商，既保障了5號線信息化平臺的快速搭建及各信息系統的穩定運行，又使通信與網絡費用獲得最大集團優惠，全線網絡及通信費用節約近千萬元，這也是統一布署信息化的優勢。

2.2 安全監測與風險管理系統

安全監測與風險管理系統是結合深圳地鐵5號線建設特點及深圳地區地質情況，依據科學的系統的巖土分析理論和各類豐富數據支持開發的安全風險分析平臺，通過完整的監測數據分析、上報、監管、應急、防范等措施的安全體系，實現對施工監測數據、設計資料、地質資料、二維GIS、三維施工仿真及數值分析、施工信息等各類信息在線綜合分析、風險評估、預警預報、應急預案和快速反饋。

系統根據5號線各標段地質復雜程度、施工難度、初勘資料、地面建筑物等綜合因素進行監測監控管理的工點18個，施工工法及附屬結構數量分別為：6個明挖基坑、1個蓋挖基坑、4個盾構區間、9個礦山法區間、36個出入口及9個風亭。

由于解析求解的需要,本文的地形多采用了較規則的幾何形狀,此外還假設氣流沿地形縱切面運動;以及略去科氏力和濕度場的影響(前者表明本文僅適合中尺度運動,后者表明本文不適合有降水情況),以上這些假定與實際大氣多少存在某些差異。不過本文的結論仍然大體符合實際情況,可供研究地形對大氣運動影響的學者參考,對航空氣象保障人員也有所幫助。

系統主要功能：

▲ 監測數據采集與分析功能

▲ 預警預報與應急預案功能

▲ 安全風險評估與專家會商功能

▲ 監測信息報表統計、圖形顯示、查詢輸出功能

▲ 風險源識別與資源庫管理功能

▲ 二維地理信息和三維仿真演示功能

安全風險控制體系：

2.3 施工監控與視頻會議系統

系統是一套基于IP網絡的分布式遠程視頻指揮調度控制平臺，實時監控地鐵沿線建設進度和施工情況，使各監管方能實時掌握和分析施工狀態，同時建立各參與方的專家診斷視頻系統，以實現“統一指揮、集中控制”，及時發現問題，及時整改。

圖2 安全風險控制體系

系統監控工點11個，分別2M SDH專線接入，共32路施工圖像，地鐵公司通過內網訪問，各施工單位及外部用戶通過10M外網專線訪問，運行圖像質量清晰、網絡傳輸穩定可靠。

2.4 工程項目管理系統

工程項目管理系統采用先進的J2EE企業級網絡技術，運用先進的項目管理理念，對深圳地鐵5號線項目建設全過程、全方位的的數據進行收集與整理、存儲與查詢、分析與決策，實現對地鐵項目參與各方的協同工作與信息共享，實現業務流程的自動化及信息資源統一管理。系統包括進度計劃管理、投資計劃管理、質量控制管理、安全控制管理與工程資料管理等功能模塊。特別是工程資料模塊，實現網上電子簽字流轉，平安卡人員數據實現實時采集。

系統結合深圳地鐵管理特點，通過前期調研、系統設計、開發、測試、培訓等各項工作，經過多次完善，系統各模塊運行良好，基本實現了網上填報與審批、工程項目全數字化管理。

3 深圳地鐵5號線信息化實施與效果

3.1 組織機構及制度建設

深圳地鐵5號線信息化建設從策劃開始，就受到深圳市政府、地鐵公司、中鐵南方公司領導高度重視，為此，地鐵公司與中鐵南方公司分別設立信息化管理的職能部門，并共同成立信息化領導小組、專家小組及各部門參與的信息化實施小組，各參建單位在合同中明確配備專職信息化工程師。同時下發了《5號線工程信息化建設實施管理辦法》、《5號線工程信息化建設考核細則》、《工程用表統一編碼規則》、《安全監測與風險管理系統閱處細則》等一系列管理文件，為深圳地鐵5號線信息化建設的順利推進起到重要作用。

3.2 信息化建設應用效果

（1）安全監測與風險管理系統正式上線后，首先組織專家對管控工點進行了詳細勘察，形成系列的《風險源分析報告》，并對風險源實行動態管理，適時更新風險源預處理方案和建議措施。科學合理地制定了適合深圳地鐵工程地質特征的安全控制標準與黃、橙、紅三級預報警警戒值，形成了有效的分級預警機制。

（2）安全監控中心針對高風險工點共完成405次現場風險巡查及踏勘，對存在的施工風險及時通過管理平臺展示并跟蹤關注。系統運行期間共發生1667次數據異常，其中245次被確認為預警（黃色預警221次、橙色預警19次、紅色預警5次），根據每次預警級別，啟動相應的預警管理機制，通過系統群發短信及時通知各參建方關注，有效跟蹤風險至事件閉合。截止2010年3月底，安全監測與風險管理的18個工點無較大的塌陷、沉降、傾斜等工程事故發生。

（3）通過監控系統，發現存在安全隱患及施工行為不規范的，及時下發整改通知單，對工地的安全文明施工、隱患排查、安全防范、責任界面等諸方面進行監督，發揮了著重要作用。

（4）工程項目管理系統實現了各參與方協同工作與信息共享，各類分析報表清晰、查詢快捷，并對工程資料模塊統一用表網上填報、電子簽轉、歸檔及平安卡數據實時采集進行了有效的探索和試點，為保證工程資料的及時性和進一步推廣使用積累了豐富經驗。

4 地鐵工程信息化建設應用探討

4.1 超前規劃是前提

對于城市地鐵這樣的大型復雜工程，信息化建設必須做到超前規劃，一是信息系統的通信網絡平臺、系統架構及功能、技術與方案等需要周密策劃和較長的實施工期；二是為使信息化能在工程建設中順利推進，應在項目立項、工可階段、概預算編制時將其納入工程建設范圍統籌考慮，明確工程信息化管理內容和要求、各參建單位職責與義務，并寫入合同條款作為合同履約的重要組成部分。

4.2 標準規范是基礎

信息系統處理的是工程全方位的數據與信息，工程各類報表、施工用表、工程文件等數據必須要有統一的編碼、規范、格式，這也是信息系統運行的基礎。地鐵工程涉及專業多，各類信息、數據的規范統一是龐大的系統工程，目前地鐵工程管理支持性文件、管理流程、各類數據格式的標準和規范系統化工作還存在較大差距。

4.3 領導重視是關鍵

大型工程建設關注的是安全、質量、工期、效益，信息化建設效果是隱性的，再加上信息管理系統牽涉面廣、業務部門多、人員多，所以工程信息化建設得到領導層的支持和重視非常關鍵，只有各級領導重視，統一認識工程信息化建設的重要性，才能使信息系統應用相關人員變被動接受為主動參與，信息化建設的實施和推進才有動力，信息化的管理作用才能更好地發揮。

4.4 管理體系是保障

工程信息化建設不僅是建立一套收集和分析數據的軟件系統，更重要的信息系統只有與常規安全、質量、工期的管理結合起來，才能充分發揮其作用和效果。信息化建設和應用須像工程安全質量管理一樣，自上至下建立完整的管理和保障體系，明確體系內人員的職責與工作內容，確保信息化系統有效運行。

4.5 監督考核是手段

大型工程信息系統涉及建設、施工、監理、開發等，單位多，業務相關人員廣，各單位信息化的實施推進必須建立配套的監督考核機制或納入工程勞動競賽管理，個人須納入工作質量績效考核，通過獎懲激勵機制和監督考核手段促進信息化的應用。

4.6 系統應用要創新

要適時地根據信息化系統的應用情況，優化系統的功能和流程，加大新技術的研究和創新，達到持續改進的目的。如地鐵工程安全風險控制體系建立，3G及手持PDA技術應用與接口，三維仿真、數值分析、自動化監測、電子簽名與第三方認證系統、平安卡系統在地鐵施工中的應用等，逐步形成標準的、系統的地鐵工程信息化管理平臺。

5 結語

（1）大型地鐵工程建設中全面引入信息化建設和數字化管理，既是提高工程建設管理水平的最有效途徑，也是提高工程建設安全、質量、工期等決策水平的最有力的手段。

（2）信息化建設需要各級領導高度重視，轉變過去傳統的項目管理觀念，把信息化建設融入工程建設的各項管理中，把信息化建設提高到關乎質量安全、精細管理的更高層次上。

（3）城市地下工程通過建立安全風險控制體系和利用信息化指導施工，實現管理工作科學化、規范化，能有效防范工程安全質量風險，提高工程經濟效益和社會效益。