鐵路房建設備巡檢管理信息化研究

劉康

摘要：本文根據鐵路房建設備的類型特點，針對目前相關工作中存在的諸多問題展開分析，結合2014年版本的《鐵路運輸房建設備大修維修規則》中的相關內容，圍繞科學安全的流程管理，符合場景需要展開相關研究，得出切實可行的操作方案。最終的目的在于提升鐵路房建設備巡檢管理的工作效率，解決巡檢工作不到位等現實問題，幫助針對實現設備缺陷問題的閉環管理，提供科學有效的工作考評工具，推動鐵路房建設備管理信息化進程。

關鍵詞：鐵路運輸;信息化;巡檢管理

一、現狀分析

當前鐵路系統的房建設備管理過程中，存在的主要問題有以下方面：

1.巡檢信息數據量大，保存和管理困難

在房建設備巡檢進行過程中，傳統的操作流程需要巡檢時須編制巡檢計劃、填寫巡檢記錄卡、統計巡檢數據。工作人員在巡檢過程中記錄下來的病害信息填寫到巡檢記錄卡師長，在后期需要將已經填寫過的各類信息轉填入其他的報表之中。與此同時，巡檢所得的設備信息還必須分別登記在各自設備的臺賬上面。

可以明顯的看到上述三個內容都涉及到很大的工作量，存在嚴重的重復操作，浪費大量的人力物力。且人工填寫容易出現錯誤，整改的工作量和難度都非常大，給相關信息的保存和管理帶來了相當的困難，限制了系統作用和整體效率的發揮。

2.信息傳遞滯后，問題處理效率低

根據中鐵總公司頒布的《維修規程》，各地鐵路集團公司以及下屬的站段都制定了相關的房建設備管理和檢修的辦法。對各型設備按期進行檢查，工作人員在發現問題應該及時上報，再行安排維修人員進行處理。這固然是正確的思路，但是問題在于這些辦法仍然高度依賴人，對于工作人員的專業性和責任心的要求非常高。非常容易受到人為因素的影響，會嚴重的影響問題處理的效率，難以實現相關問題的閉環跟蹤管理。

3.人工巡檢效率低下

當前的房建設備巡檢管理整體信息化程度還很低，主要工作多還是依靠人力進行。各項工作都需要通過逐級上報，逐級下達的方式進行。這種模式的效率很低，口口相傳的過程費時費力，且容易出現錯誤。

二、技術實現手段

1.技術架構

鐵路房建設備BIM 綜合運維管理系統以BIM 為核心， 整合三維可視化、地理信息（GIS）、數字標識、智能手持終端和大型數據庫等等多種技術，應對鐵路房建巡檢、維修等多方面的需求?？梢杂行M足不同層級的使用需要。整體系統采取的是開放式的架構，進行分層設計，支持多元數據和系統擴充。

這個系統主要有三個層級所構成，分別對應不同的用戶使用需要。

（1）底層是數據服務層。以鐵路房建設備的BIM（包括地理信息系統GIS）所提供的數據為核心。采取數字化的運營規程來進行數據管理而建立起來的系統基礎數據平臺。不僅能夠保存房建設備的巡檢信息，還可以與其他相關數據信息進行關聯。操作層發出操作指令，就會觸發BIM的模型，調用與這份誰被相關聯的其他信息，為業務層提供服務。

（2）中間層是業務邏輯層。整合所有的管理流程以及管理行為， 接受相關指令后，系統依據基于 BIM 三維可視化圖形引擎實現三維設施顯示包含巡檢管理、維修管理和設備資產等功能模塊。

（3）最上層是用戶訪問層。這是面向所有用戶提供相應的管理界面，使用者所需要的信息會進行直觀的呈現。使用者除了可以進行瀏覽查詢，也可以進行編輯操作，實現信息的同步共享。

三、系統功能設置

1.房建設備的巡檢管理

（1）年度計劃模塊，這個模塊的作用是幫助各工區負責人制定自身年度的巡檢計劃，通過信息系統并且進行上報。臺賬作為基礎，對本工區內的相關設備編制巡檢計劃，一般包含：線路、站名、設備、位置、巡檢方式等相關信息。在這一過程中可以依據已經關聯的設備巡檢記錄卡進行過濾篩選，優化巡檢流程，提高作業效率。這是巡檢管理最基礎也最重要的功能模塊。

（2）月度計劃模塊，這個模塊主要實現的是在年度計劃審批工作后生成月度計劃。將年度計劃分解到每個月，根據系統記錄的設備相關信息自動生成月度計劃中的巡檢任務。包含執行區間，巡檢內容等相關信息，然后提交審批。審批通過后進入下個模塊進行派工作業，要點是自動化，盡量壓縮人力操作的過程，降低勞動強度。

（3）計劃派工模塊，月度計劃審批通過之后，在系統中生成計劃派工，負責人可以根據實際的情況選擇相應的人員執行巡檢任務，生產派工單，完成之后將生成的派工單傳送到派工單模塊。

2.房建設備技術資料管理

這個部分主要包含兩個功能模塊;

（1）制度管理模塊，這個模塊記錄房建、安全、調度等相關方面的內容，支持內容檢索查詢，使用者同時可以根據自己的需要進行下載操作。

（2）設備臺賬模塊，主要內容包含房屋和構筑物兩個單獨的管理子模塊。分別記錄房屋和設備的所有相關信息。管理人員根據日常工作獲取的數據，在相關的臺賬模塊進行數據的錄入和修改。

3.輔助分析決策

智能化是好效率辦公的重要標志，信息化的房建設備管理平臺應當具備資料分析整理的功能通過日常積累的各種數據，智能化的生成日常統計的報表，幫助辦公人員進行相關的分析。自動分析每次巡檢過程的記錄并且上傳相關的數據和資料。

4.現場作業監控平臺

這部分主要是進行一線的移動端操作，包含手機APP派工單和巡檢軌跡兩個模塊。

手機APP派工單，電腦端派工之后，派工單會顯示在不同的作業人員的移動終端之上，作業人員按照要求填寫巡檢記錄卡并且進行提交，不需要依賴PC設備，大大的豐富了使用場景，確保巡檢作業質量。

巡檢軌跡模塊實現對于作業人員位置信息的實時掌握，負責人借助GIS可以清晰掌握每個終端的實時圖像，確保作業效率和作業規范。

四、關鍵技術

1.三維GIS技術

進行三維場景的渲染，從使用性上進行考慮可以采用的CityEngin技術建模，構建模型庫，WebGL技術進行模型的繪制和渲染。這種技術的優勢單位模型體量小、加載調用速度快，系統運行負荷低的特點，整體運行效率高，非常適合大范圍內的快速模型構建，缺點是單位模型精度不高。

2.BIM建模技術

這是目前在建筑模型構建方面最常用的技術?？梢詫崿F高精度的模型構建，可以實現施工前建筑的可視化，并進行相關的模擬實驗，同時也可以出圖，方便整體方案的檢查和修正。缺點是建模的過程比較復雜，不可執行批量建模的操作。而且單次建模的周期很長，效率低。

3.BIM+GIS融合技術

這里就是融合了前面兩種技術的優點，將BIM格式文件進行轉碼之后導入GIS中，最終導出含有屬性信息的多面體（Multipatch） 文件。這種技術的優點就是在保證較高系統運行效率的同時，可以最大限度的提升模型的質量。

4.模塊化建模技術

針對鐵路運輸系統的實際特點，滿足房建設施在復雜空間位置以及其相互聯系的直觀化展示需求，進而明確建模的范圍。可采取模塊化系統建模，基于GIS+BIM技術，對外部可見設備和內部隱藏設備進行建模。幫助研究房建設備的關聯關系以及各系統設備通路的建模和規律。

結論：

當前鐵路運輸房建領域的信息化程度還不高，但是隨著諸如BIM技術，圖形識別技術、大數據、AI技術等新技術的快速發展和廣泛使用。筆者認為鐵路房建巡檢的發展方向應當是自動化、智能化、機械化乃至可視化。鐵路房建設備巡檢的信息化具有深刻的現實意義：

首先對于鐵路運輸而言安全效益就是經濟效益，減少安全事故的發生，就能夠避免不必要的經濟損失。其次信息化的系統能夠大量節約紙張和通信等費用，能夠節約人力，提高整體工作效率，具有節約成本的經濟效益。

參考文獻

[1]劉忠海. 鐵路運輸房建設備巡檢管理信息系統設計與實現[D].中國鐵道科學研究院，2018.

[2]王建偉，魏小娟.基于BIM與三維GIS集成的房建設備運維監管信息系統設計與實現[J].鐵路計算機應用，2019，28（06）：69-72+82.

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