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第141期軌道交通設施保護數字化解決研究

2021-10-28 15:46

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【52監測網訊】第141期軌道交通設施保護數字化解決研究

52監測網專家報告分享-第141期

《軌道交通設施保護數字化解決研究》

韓結/書記、副主任、高級工程師

南京市地鐵交通設施保護辦公室

概要：基于科學的地鐵設施保護理論體系，通過數字化手段，實現安保區內巡查執法、受控項目管理、監控監測等業務過程數據與地鐵結構運維業務過程數據的互聯互通，打通空間壁壘。為地鐵設施保護業務開展過程中的結構安全現狀判定與預警、應急及搶險提供幫助，確保結構安全服務。

命題解讀

地鐵保護工作內容

① 保護區巡查管理：結合智能終端實現人員實時定位、軌跡記錄和地鐵保護控制保護區范圍顯示。

② 隱患點巡查與監測：通過移動端進行隱患點上報讀取人工監測和自動化監測的數據，實現監測項目預報警。

③ 項目申報審批：結合手持終端、網頁端和門戶網站實現各類案件、工作流的網上申報、審批管理。

④ 保護區受控項目管理：建立監護檔案卡，實現隱患點細部測距、面積測量功能，實現受控項目管理全壽命周期管理。

⑤ 結構檢查管理：建立基礎信息數據庫，掌握線路設施設備履歷信息。通過手持端，收集病害信息，建立養護數據庫，指導養護維修。

⑥ 設施設備履歷：對網線基礎信息和工程資料的綜合管理。實現地鐵工程全壽命周期資料的規范管理。

⑦ 結構狀態評估：實現控制保護區受控項目與地鐵結構本體空間位置的快速判定，實現結構本體洞內外信息互聯互通。

⑧ 技術標準、規范制定：編制適合本地的安全控制標準、安全管理分級標準、安全管理流程以及設計和施工保護技術要求等內容；

解決方案

地鐵控制保護區信息化巡查執法系統：以3DGIS為核心技術，給予對各類施工作業對于隧道本體結構影響程度的各類反饋的研究，深度融合BIM、IoT（萬物互聯數據）、以及AI（人工智能），目標打造城市軌道交通保護區管理領域最為核心的建筑物聯時空大數據平臺，兼容相關BIM模型與智能化系統數據接入，與現階段匯聚地鐵保護數據，構建地鐵保護保護智能信息管理中樞。

核心技術

開展盾構隧道周圍臨近施工對于隧道本體結構影響的研究

本項目擬在地鐵控制保護區內選擇一個有復雜影響區段作為實驗區段，采用數值分析方法建立隧道結構安全評估模型，在參數取值合理性基礎上，分析周邊典型工程活動（基坑、堆載、樁基等）對隧道結構受力變形和承載性能的影響，預測不同工程活動設計、施工參數與結構安全關鍵控制指標的對應關系，減少和預防隧道周邊施工對隧道本體結構帶來的危害。

打造地鐵控制保護千里眼（千里眼：GIS+BIM+AI）

? 實現保護區施工項目的全生命周期的精細化管理，通過與智能手持終端的結合，及時掌握施工工況、監測數據、現場巡查檢查等數據。

? 集成多方位的視屏監控設備，實現對地鐵保護區運行狀態的多方位監控，與智慧工地平臺對接，實現對人、機、料、法、環的全方位實時監控，變被動“監督”為主動“監控”。

打造地鐵控制保護透視眼（透視眼：GIS+IOT+AI）

? 基于3DGIS+BIM建立地鐵保護區三維模型（地質、水文、管線、地鐵本體結構、道路、周邊構筑物，施工項目）。

? 對接結構養修數據，實現地體隧道結構的精細化管理，及時掌握隧道本體結構的服役情況。

應用業績及效果

搭建軌道交通保護區信息化巡查系統

通過軌道交通保護區信息化巡查系統的建設已實現地鐵運營線路全網覆蓋，實現保護區巡查的數字化、智能化辦公。實現功能包括：控制保護區施工項目信息管理、人員巡查軌跡及定位實時查看、案件執法線上審批、巡查執法數據統計。

接入軌道交通運營期結構養修數據庫

接入已搭建完成額地鐵隧道結構養修數據庫，實現運營期地鐵結構養修任務記錄及派發、隧道病害數據統計和隧道結構服役性能的判斷。實現地鐵設施設備保護數據的洞內外聯通。

項目規劃及預期實現效果

進一步挖掘保護區巡查歷史資料和數據的作用，實現地鐵保護區巡查覆蓋率和違規/受控項目巡查覆蓋率的統計，探索利用BIM數據進行三維可視化巡防，通過遙感影像數據，構建數字地形模型，為各種工程的面積、體積、坡度等計算分析提供數據基礎。

結語：2017年12月8日習近平總書記在中共中央政治局國家大數據戰略第二次集體學習中，分別指出：“加快完善數字基礎設施，推進數據資源整合和開放共享，保障數據安全，加快建設數字中國”，“發揮數據的基礎資源作用和創新引擎作用，加快形成以創新為主要引領和支撐的數字經濟”。

自建立地鐵控制保護區信息化巡查系統以來，全國各省市共計13家地鐵保護單位慕名前來開展調研工作，我們結合實際使用經驗進行了大力宣傳，尤其最近在地鐵接連發生了2起保護區施工引起的重大行車安全事故后，我們軌道交通保護區信息化巡查執法系統成功使用及顯著效果得到了同行們的一致認可學習，這不僅為全國各地地鐵保護單位解決了技術問題，也在一定程度上引領國內地鐵保護事業走上新高度。