軌道交通線網(wǎng)安全保護區(qū)管理信息系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

吳蕩 張敏智 何偉

一、引言

隨著城市化進程的深入，城市軌道交通不斷加密和延伸其覆蓋區(qū)域，不僅給市民帶來了十分高效的出行方式，也極大地改善了城市的投資環(huán)境。隨著軌道交通高速發(fā)展，軌道交通建設、運營維護的一些問題也逐漸凸顯：（1）軌道交通建設和運營維護的工期長、工序復雜，各種檔案資料門類極多，可謂汗牛充棟。如何有效的管理并利用好這些資料成為一大難題；（2）隨著軌道交通覆蓋區(qū)域的加密和延伸，臨近軌道交通線網(wǎng)安全保護區(qū)的建設項目也越來越多，保護區(qū)內(nèi)地面堆載、基坑開挖、鉆孔作業(yè)等時常造成地鐵結(jié)構(gòu)受損，進而醞釀重大安全事故，損害國家和人民的生命財產(chǎn)安全。如何快速提升保護區(qū)內(nèi)建設項目技術(shù)審查效率、采取有效監(jiān)護措施防范安全事故發(fā)生的需求日益迫切。

為提高軌道交通建設和運營過程的信息化與智能化水平，減少運營安全事故，本文設計并研發(fā)了軌道交通線網(wǎng)安全保護區(qū)管理信息系統(tǒng)，實現(xiàn)了從軌道交通建設到運營等過程中相關(guān)工程數(shù)據(jù)的在線管理、保護區(qū)內(nèi)建設項目便捷審查、軌道交通運營安全實時監(jiān)護和安全保護區(qū)信息云端共享，規(guī)范了地鐵保護業(yè)務流程，提高了項目審查工作效率，有力地保障了軌道交通線路的高效建設和安全運營。

二、系統(tǒng)總體架構(gòu)設計

系統(tǒng)為B/S架構(gòu)，包含PC端和手機端APP，由“一網(wǎng)一庫五系統(tǒng)”組成，如下圖1所示。“一網(wǎng)”即多源采集監(jiān)測網(wǎng)，包含日常巡查、項目監(jiān)護、視頻監(jiān)護、公眾上報等多種監(jiān)測手段，由采集層和傳輸層組成，是系統(tǒng)的基礎支撐層；“一庫”包含基礎空間框架數(shù)據(jù)、軌道交通線網(wǎng)數(shù)據(jù)、軌道交通工程數(shù)據(jù)、軌道交通監(jiān)護數(shù)據(jù)、系統(tǒng)配置數(shù)據(jù)等組成，是系統(tǒng)的核心數(shù)據(jù)庫；“五系統(tǒng)”由服務層和應用層組成，其中服務層包含GIS服務、GPS服務、智能分析服務、統(tǒng)計報表服務、數(shù)據(jù)共享服務、WebService接口及其他服務等組成，應用層則由工程數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)、項目審查管理子系統(tǒng)、工程監(jiān)護管理子系統(tǒng)、安全保護服務子系統(tǒng)及安全保護區(qū)一張圖子系統(tǒng)等5個子系統(tǒng)組成，面向不同組織機構(gòu)和公眾用戶。

圖1 總體架構(gòu)

三、系統(tǒng)功能設計與實現(xiàn)

1.工程數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)

工程數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)主要針對軌道交通設計和建設階段進行全流程數(shù)據(jù)檔案管理，主要包括軌道交通線路維護、站點維護、檔案資料目錄建庫、檔案上傳、檔案預覽、檔案借閱、借閱審核等功能模塊。本子系統(tǒng)主要面向軌道交通線網(wǎng)建設相關(guān)部門。

2.項目審查管理子系統(tǒng)

項目審查管理子系統(tǒng)實現(xiàn)對軌道交通線網(wǎng)保護區(qū)內(nèi)新建項目安全審查相關(guān)功能模塊，主要包括項目資料上傳、項目標圖、影響評估、報告導出等功能模塊。本子系統(tǒng)主要面向軌道交通線網(wǎng)安全保護相關(guān)部門。

3.工程監(jiān)護管理子系統(tǒng)

工程監(jiān)護管理子系統(tǒng)實現(xiàn)對軌道交通線網(wǎng)全線巡查監(jiān)護一體化，主要包括查詢定位、隱患上報處置、隱患點查詢、長期測量監(jiān)護、工程影響監(jiān)護、線路巡查監(jiān)護、監(jiān)測數(shù)據(jù)分析、報告導出等功能模塊。本子系統(tǒng)主要面向軌道交通線網(wǎng)運營相關(guān)部門。

4.安全保護服務子系統(tǒng)

安全保護服務子系統(tǒng)面向社會公眾，方便公眾初步自行審查建設項目是否進入軌道交通線網(wǎng)安全保護區(qū)范圍及對其影響，主要包括新建項目標圖、違建上報處置、法規(guī)指南等功能模塊。

5.安全保護區(qū)一張圖子系統(tǒng)

安全保護區(qū)一張圖子系統(tǒng)實現(xiàn)軌道交通線網(wǎng)數(shù)據(jù)集成展示和統(tǒng)計分析，主要包括數(shù)據(jù)瀏覽、線路站點查詢、項目審查檔案資料調(diào)閱和審核、工程監(jiān)護統(tǒng)計分析等功能模塊，主要面向軌道交通線網(wǎng)高層管理層。

系統(tǒng)詳細功能設計如下圖2所示。

圖2 系統(tǒng)詳細功能設計圖

系統(tǒng)主要功能介紹如下:

（1）線路維護：用戶在系統(tǒng)中輸入新建軌道交通線路名稱，并與數(shù)據(jù)庫中已有軌道交通線路空間數(shù)據(jù)進行關(guān)聯(lián)，支撐系統(tǒng)對其進行檔案管理、線路監(jiān)護等管理。

（2）檔案借閱：用戶點擊查看軌道交通線路結(jié)構(gòu)已上傳檔案資料時，可瀏覽已有資料，如下圖3所示，并選擇需要借閱的檔案資料提交借閱申請，由管理員進行審核后下載。

（3）項目標圖：用戶從提交至軌道交通線網(wǎng)保護相關(guān)部門的待審查項目資料中提取項目范圍線，上傳至系統(tǒng)中進行顯示，并與軌道交通線網(wǎng)結(jié)構(gòu)及安全保護區(qū)進行疊加分析。

（4）隱患上報：巡查員依據(jù)《城市軌道交通結(jié)構(gòu)安全保護技術(shù)規(guī)范》，對在軌道交通線網(wǎng)安全保護區(qū)內(nèi)的違建隱患進行上報，上報信息包括地址、隱患等級、現(xiàn)場情況描述及現(xiàn)場照片、推送人員、推送方式等。巡查員可通過PC端或手機端APP進行上報。

（5）違建處置：管理員依據(jù)《城市軌道交通結(jié)構(gòu)安全保護技術(shù)規(guī)范》對上報的違建隱患進行處置，同時填寫處置情況描述、處置現(xiàn)場照片、推送人員及推送方式等信息，存檔備查。管理員可通過PC端或手機端APP進行處置。

（6）監(jiān)測數(shù)據(jù)分析：選取一段時間的某個監(jiān)測指標，按照時間進行變化曲線繪制，通過設立經(jīng)驗警戒值，便于及早發(fā)現(xiàn)隱患，提出修復建議，如下圖3所示。

圖3 某區(qū)段隧道變形量

四、系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及特色

1.系統(tǒng)整合了GIS、GPS、移動無線通訊等技術(shù)，研發(fā)了工程數(shù)據(jù)管理、項目審查管理、工程監(jiān)護管理、安全保護服務及安全保護區(qū)一張圖等5個子系統(tǒng)，實現(xiàn)了覆蓋軌道交通設計、建設、運營管理全流程的全數(shù)字化閉環(huán)式管理。

2.運用圖表結(jié)合的方式，對地鐵監(jiān)測數(shù)據(jù)進行一鍵式分析和便捷展示，強化了軌道交通監(jiān)測表達效果，提升了軌道交通監(jiān)護效率。

3.系統(tǒng)同步研發(fā)了PC端和手機端APP，其中移動端包括線路查詢和移動端統(tǒng)計分析等模塊，實現(xiàn)隨時隨地云端監(jiān)護。

五、結(jié)語

軌道交通線網(wǎng)安全保護區(qū)內(nèi)工程監(jiān)護及軌道交通線網(wǎng)安全運營長期監(jiān)護是確保地鐵安全建設和運行的重要課題。本文設計并研發(fā)了基于GIS的軌道交通線網(wǎng)安全保護區(qū)管理信息系統(tǒng)，構(gòu)建了“一網(wǎng)一庫五系統(tǒng)”總體架構(gòu)，實現(xiàn)軌道交通建設運營全數(shù)字化管理和智能巡檢，有力地保障了軌道交通線路的高效建設和安全運營。目前該系統(tǒng)已運用于武漢軌道交通線網(wǎng)安全保護實際工作中，取得了良好的應用效果。