地鐵工程遠(yuǎn)程監(jiān)控管理系統(tǒng)

1、地鐵工程遠(yuǎn)程監(jiān)控管理系統(tǒng)探索與實(shí)踐龐大而復(fù)雜的城市軌道交通建設(shè)工程，因其地質(zhì)條件復(fù)雜、設(shè)計(jì)計(jì)算理論尚 不完善，建設(shè)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)工程進(jìn)度難以把握、工程質(zhì)量難以保證、工程風(fēng)險(xiǎn)難 以控制的情況。此外，為確保工程安全進(jìn)行的施工監(jiān)測(cè)由于條件限制，使花費(fèi)大 量人力、物力獲得的數(shù)據(jù)得不到充分利用，造成了資源的極大浪費(fèi)。然而，全面 及時(shí)地了解這些信息對(duì)建設(shè)管理單位控制投資、保證工程質(zhì)量和施工安全等具有 極其重大的意義。而要快速而準(zhǔn)確地獲得決策者想得的各種數(shù)據(jù)和信息，隨時(shí)隨 地了解工程動(dòng)態(tài)和進(jìn)展，方便快捷地查詢(xún)歷史資料以及工程結(jié)束后順利進(jìn)行資料 整理、歸檔、利用等工作，以目前的水平很難實(shí)現(xiàn)。為此，地鐵工程建設(shè)管

2、理要 達(dá)到控制投資、保證質(zhì)量、確保安全、縮短工期等目的，迫切需要一套完善的管 理體系及相應(yīng)的載體。同時(shí)，信息時(shí)代的到來(lái)也帶來(lái)了克服這些困難的機(jī)遇。工程管理信息化包括 信息技術(shù)在工程建設(shè)領(lǐng)域中的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用以及工程建設(shè)領(lǐng)域的信息資源的開(kāi)發(fā) 與利用兩個(gè)方面。地鐵工程遠(yuǎn)程監(jiān)控管理系統(tǒng)正是運(yùn)用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 開(kāi)發(fā)的工程管理信息平臺(tái)。工程參與各方可以通過(guò)該平臺(tái)輕松實(shí)現(xiàn)工程信息、專(zhuān) 家知識(shí)的同步共享。該管理系統(tǒng)是地鐵工程管理信息化的一次有意義的嘗試。遠(yuǎn)程監(jiān)控管理系統(tǒng)的組成與功能該系統(tǒng)由車(chē)站遠(yuǎn)程監(jiān)控管理、隧道遠(yuǎn)程監(jiān)控管理、網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程辦公、網(wǎng)絡(luò)視頻 遠(yuǎn)程監(jiān)控、自動(dòng)監(jiān)測(cè)等五個(gè)子系統(tǒng)組成。地鐵工程遠(yuǎn)程監(jiān)控管理

3、系統(tǒng)組成以及各 部分的基本功能如圖1所示。需要說(shuō)明的是，自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是根據(jù)需要嵌入車(chē)站 或隧道遠(yuǎn)程監(jiān)控管理系統(tǒng)中運(yùn)行的。自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器一起構(gòu)成了完 整的自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集、傳輸、查詢(xún)、分析、預(yù)警網(wǎng)絡(luò)，全過(guò)程無(wú)人工干預(yù)，確 保數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)、真實(shí)可靠；通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通訊和無(wú)線通訊技術(shù)，能隨時(shí)隨地了解工地 實(shí)時(shí)狀況，保證工程數(shù)據(jù)的及時(shí)處理；在工程出現(xiàn)問(wèn)題的第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解 決問(wèn)題，保障工程的安全進(jìn)行。該系統(tǒng)多用于設(shè)計(jì)和施工都存在極大困難的重點(diǎn)、 難點(diǎn)工程。:r程姓度查詢(xún)差界沉降分析 變形速率分析藪據(jù)上傳數(shù)據(jù)下載工程概況查詢(xún) 監(jiān)桐數(shù)據(jù)查詢(xún) 賤理數(shù)據(jù)查陶工程概況輸入 捕丁一數(shù)據(jù)輸入 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)入

4、監(jiān)理數(shù)據(jù)輸入網(wǎng)絡(luò)文檔管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)視頰遍程監(jiān)控系統(tǒng)圖1地鐵工程遠(yuǎn)程監(jiān)控管理系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖遠(yuǎn)程監(jiān)控管理系統(tǒng)解決了傳統(tǒng)管理模式下工程信息傳遞和交流存在的問(wèn)題，如： 信息內(nèi)容的缺失、信息扭曲、信息傳遞的延誤等，實(shí)現(xiàn)了工程信息存儲(chǔ)的數(shù)字化 和相對(duì)集中化、信息整理和變換的程序化、信息傳輸?shù)臄?shù)字化、信息獲取的便捷 和信息透明度的提高等。具體來(lái)說(shuō)，整套系統(tǒng)可以把監(jiān)測(cè)、監(jiān)理、施工相關(guān)的各 種數(shù)據(jù)和信息，實(shí)時(shí)地上傳、匯總、整理、分析，可以對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的異常情況進(jìn) 行多種形式的自動(dòng)判定、報(bào)警；監(jiān)控者隨時(shí)隨地通過(guò)視頻技術(shù)直觀地了解現(xiàn)場(chǎng)的 施工及進(jìn)展?fàn)顩r；同時(shí)該系列軟件還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)工程文檔、進(jìn)度數(shù)據(jù)、工程合同 等工程相關(guān)

5、信息的采集和匯總。由于本系統(tǒng)中發(fā)展了 Internet網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控的新 技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸、遠(yuǎn)程控制，使得監(jiān)控中心多點(diǎn)化、低成本 任意位置移動(dòng)。管理者、專(zhuān)家組只要可以上網(wǎng)，足不出戶(hù)，即可通過(guò)該系統(tǒng)收集 所有監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，了解現(xiàn)場(chǎng)情況。同時(shí)由于各種工程資料的電子化，施工結(jié)束后資 料的整理、歸檔、利用問(wèn)題也迎刃而解。2基于遠(yuǎn)程監(jiān)控管理系統(tǒng)的管理模式基于遠(yuǎn)程監(jiān)控管理系統(tǒng)的地鐵建設(shè)管理模式的核心內(nèi)容是：在遠(yuǎn)程監(jiān)控管理 預(yù)警系統(tǒng)對(duì)項(xiàng)目實(shí)施全過(guò)程中項(xiàng)目參與各方產(chǎn)生的信息和知識(shí)進(jìn)行集中式管理 的基礎(chǔ)上，為項(xiàng)目的參與各方在Internet平臺(tái)上提供一個(gè)獲取個(gè)性化項(xiàng)目信息的 便捷入口，從而為項(xiàng)目的參與

6、各方提供一個(gè)高效率信息交流和共同工作的環(huán)境， 實(shí)現(xiàn)地鐵工程的工期、質(zhì)量和成本的控制。在基于遠(yuǎn)程監(jiān)控管理系統(tǒng)的地鐵建設(shè)工程管理模式中（見(jiàn)圖2），根據(jù)各自職 能的不同，將項(xiàng)目的參與各方分為三個(gè)部門(mén)：工地現(xiàn)場(chǎng)部門(mén)、管理部門(mén)、專(zhuān)家部 門(mén)。工地現(xiàn)場(chǎng)部門(mén)包括施工、監(jiān)理、監(jiān)測(cè)等單位。由于這些單位每天直接面對(duì)工 程現(xiàn)場(chǎng)，其最大優(yōu)勢(shì)在于信息優(yōu)勢(shì)，因此要求在遠(yuǎn)程監(jiān)控管理系統(tǒng)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)與 工程現(xiàn)場(chǎng)信息的及時(shí)同步共享。為了充分發(fā)揮專(zhuān)家的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，按日常監(jiān)控和緊急事件處理將專(zhuān)家部門(mén)分為 兩級(jí)：監(jiān)控中心和專(zhuān)家組。監(jiān)控中心負(fù)責(zé)日常的工作，對(duì)上傳至中央數(shù)據(jù)庫(kù)的各 種信息進(jìn)行專(zhuān)業(yè)分析，提出安全評(píng)價(jià)意見(jiàn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的安全隱患、

7、施工現(xiàn)場(chǎng) 的各種不規(guī)范施工行為等，匯總為日?qǐng)?bào)、周報(bào)提交管理部門(mén)，為管理部門(mén)的決策 提供依據(jù)。專(zhuān)家組則在遇到重大險(xiǎn)情、重大工程事故時(shí)啟動(dòng)，為管理部門(mén)處理險(xiǎn) 情、事故提供專(zhuān)業(yè)意見(jiàn)。專(zhuān)家部門(mén)是整個(gè)管理模式的關(guān)鍵。要真正達(dá)到高效科學(xué) 的管理，必須保證專(zhuān)家部門(mén)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。作w晚賽書(shū)導(dǎo)登工費(fèi):帛登血分圻7j程劇些空苴埋單位再g_工斡腹剃數(shù)帝 IBS（單林1出現(xiàn)場(chǎng)松腕圖2 .基于遠(yuǎn)程監(jiān)控管理系統(tǒng)的地鐵建設(shè)工程管理模式管理部門(mén)在工程建設(shè)管理中掌握著所有資源和信息調(diào)配的權(quán)力，是工程建設(shè) 中的決策部門(mén)?；谶h(yuǎn)程監(jiān)控管理系統(tǒng)的地鐵工程管理模式保證了工地現(xiàn)場(chǎng)信息 的及時(shí)可靠性和專(zhuān)家意見(jiàn)的科學(xué)性，從而確保了管理部門(mén)決策

8、的正確性。3地鐵工程遠(yuǎn)程監(jiān)控管理的實(shí)踐遠(yuǎn)程監(jiān)控管理系統(tǒng)于2000年7月在藍(lán)村路站試運(yùn)行，測(cè)試取得成功后，于 2001年8月中旬，在上海軌道交通4號(hào)線各個(gè)車(chē)站先后安裝，開(kāi)始實(shí)施遠(yuǎn)程監(jiān) 控管理。遠(yuǎn)程監(jiān)控管理模式已在上海軌道交通1號(hào)線北延伸段以及7、8號(hào)線中 得到了全面的推廣應(yīng)用，全部的車(chē)站和大部分區(qū)間隧道都安裝了遠(yuǎn)程監(jiān)控管理系 統(tǒng)。該系統(tǒng)在使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情多起，確保了地鐵建設(shè)工程的安全、質(zhì)量和進(jìn) 度。更為重要的是，可將絕大多數(shù)的安全隱患處理在萌芽狀態(tài)。凡是實(shí)施遠(yuǎn)程監(jiān) 控管理并安裝了遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的工地，沒(méi)有發(fā)生一起基坑工程事故，取得了良好 的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。下面介紹幾個(gè)典型的工程實(shí)例。1）實(shí)例一：

9、某車(chē)站基坑工程該車(chē)站標(biāo)準(zhǔn)段基坑挖深為10m，圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用地下連續(xù)墻，采用3道0 609mm鋼支撐。在標(biāo)準(zhǔn)段開(kāi)挖到C04點(diǎn)所在位置之前，每天數(shù)據(jù)的變化范圍和變化速率均在 允許值范圍內(nèi)。其中測(cè)斜點(diǎn)C04、C05的每天最大變形值基本在2mm左右。2001 年9月18日，地下墻開(kāi)始出現(xiàn)明顯的“踢腳”現(xiàn)象，但最大變形量仍然不超過(guò) 5 mm/do 9月19日，測(cè)斜點(diǎn)C04、C05附近開(kāi)挖到離基坑底1. 8m時(shí)未出現(xiàn)明 顯異常；挖除最后的1. 8m后，在9月20日測(cè)斜點(diǎn)CO4和C05的測(cè)斜的變化速 率突然明顯增大呈加速趨勢(shì)，最大變形速率分別為16. 58 mm/d、14. 24mm /d。同時(shí)，在C04點(diǎn)附

10、近的房屋沉降觀測(cè)點(diǎn)F45的沉降從每天12mm左右增 加到每天12mm，總沉降量已達(dá)66 mm（見(jiàn)圖3），房屋出現(xiàn)開(kāi)裂，坑底立柱上浮 達(dá) 133 mm。因?yàn)榭傋冃沃党^(guò)警戒值，并且總變形速度呈明顯加速趨勢(shì)，如果繼續(xù)施工 必將出現(xiàn)工程事故。遠(yuǎn)程監(jiān)控的專(zhuān)家部門(mén)于9月18日開(kāi)始即密切關(guān)注該車(chē)站 C04、C05附近的變形情況，并于9月20日及時(shí)地發(fā)現(xiàn)了險(xiǎn)情之后，立即上報(bào)管 理部門(mén)。管理部門(mén)于當(dāng)天即令現(xiàn)場(chǎng)停工處理。在停工期間地下墻的變形仍以每天 最大2mm的速度發(fā)展。專(zhuān)家部門(mén)在發(fā)生險(xiǎn)情當(dāng)天馬上研究產(chǎn)生險(xiǎn)情的原因，尋 找解決方法。該基坑變形具有如下特征：突然發(fā)生較大變形： 坑底發(fā)生較大隆起， 而坑底隆起的發(fā)

11、生也具有突然性；“踢腳”突然明顯地加劇發(fā)展。所以，初 步斷定是因承壓水水頭過(guò)大引起的可能性較大。專(zhuān)家部門(mén)經(jīng)過(guò)研究決定：增加真 空井點(diǎn)，以降低坑底的承壓水水頭。先在出現(xiàn)問(wèn)題測(cè)點(diǎn)附近的端頭井三側(cè)打設(shè)三 個(gè)井點(diǎn)。自9月25日采取真空井點(diǎn)降水之后，地下墻的測(cè)斜變形逐漸停止（未進(jìn) 行挖土施工）。至10月11日基坑的隆起下降了 40 mm，證明承壓水頭有明顯下 降，險(xiǎn)情得到基本控制，所采取的措施達(dá)到了預(yù)期效果。10月11日恢復(fù)正常施 工。自采取措施后，基坑變形日趨正常，保障了施工的正常進(jìn)行及周邊環(huán)境的安 全。2）實(shí)例二：某地鐵區(qū)間隧道的保護(hù)3現(xiàn)借用此工程實(shí)例簡(jiǎn)單說(shuō)明自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在地鐵保護(hù)中的應(yīng)用。上海某地

12、下 立交工程基坑騎跨于運(yùn)營(yíng)的2號(hào)線上方，基坑底部距離地鐵隧道的最近距離僅8 m?；娱_(kāi)挖必然引起地鐵隧道的上抬變形。根據(jù)上海市地鐵保護(hù)條例規(guī)定， 地鐵結(jié)構(gòu)設(shè)施絕對(duì)沉降值及水平位移量20 mm。該工程采用了遠(yuǎn)程監(jiān)控管理系 統(tǒng)，其中隧道沉降監(jiān)測(cè)采用了自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（系統(tǒng)界面見(jiàn)圖4），在基坑施工期間 每10 min測(cè)一次，施工間歇期內(nèi)每30 min測(cè)一次。專(zhuān)家組利用這些監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn) 行反復(fù)分析，為管理者提供決策依據(jù)，從而不斷優(yōu)化施工參數(shù)，最終達(dá)到既保證 了2號(hào)線的正常運(yùn)營(yíng)，又控制了工程質(zhì)量、進(jìn)度和成本。4結(jié)論與建議地鐵工程遠(yuǎn)程監(jiān)控管理模式在上海地鐵建設(shè)的實(shí)踐中取得了良好的效果，但 是還需要從以下兩方面來(lái)完善。1）組織制度上：現(xiàn)行的工程現(xiàn)場(chǎng)信息的采集和錄入多采用人工操作，相比自 動(dòng)監(jiān)測(cè)而言信息的完整性和及時(shí)性存在一定問(wèn)題。由于這些信息是專(zhuān)家分析和管 理決策的基礎(chǔ)，因此必須從制度上保證傳輸?shù)男畔⒓皶r(shí)可靠。2）技術(shù)上：進(jìn)一步加強(qiáng)計(jì)算機(jī)專(zhuān)家預(yù)警系統(tǒng)的研發(fā)。實(shí)現(xiàn)工程風(fēng)險(xiǎn)自動(dòng)分