摘要：随着地铁线路的急速扩张以及城市建设得到迅猛发展，地铁保护区各类外部施工数量与日俱增。如何使用科学有效的手段，对地铁保护区外部施工进行全生命周期的管控，成为未来地铁行业亟需重点关注和投入研究的全新课题。针对上述情况，结合移动互联网、3DGIS技术，研发了地铁保护区外部施工项目全生命周期信息化工程管理系统。该系统综合了对地铁保护区内施工项目进行精确定位、信息采集、方案实施符合率检查、违规施工行为查处等各项管理功能。在实现地铁保护区外部施工全生命周期管理标准化、规范化、信息化的基础上，提出了巡查结果动态查询、历史项目回溯及数据智能分析算法，为地铁保护区巡查和外部施工项目全生命周期信息化工程管理提供了新的解决方案。

1.信息化建设背景

为了更好的保护已建成轨道交通结构安全，由国家建设部于2005年颁布施行的《城市轨道交通运营管理办法》中（本文已废止并于2018年5月由交通运输部发布新的《城市轨道交通运营管理规定》施行），首次提出了“轨道交通保护区”的概念。其中第二十条和第二十一条对轨道交通保护区和保护区内各类建设施工的审查做出了具体规定。鉴于此，如何标准化、规范化、信息化对地铁保护区外部施工进行全生命周期管理，成为目前轨道交通经营单位亟需关注的重点。

结合移动互联网、3DGIS技术，我办研发了地铁保护区外部施工项目全生命周期信息化工程管理系统。该系统综合了对地铁保护区内施工项目进行精确定位、信息采集、方案实施符合率检查、违规施工行为查处等各项管理功能，同时提出了巡查结果动态查询、历史项目回溯及数据智能分析算法，为地铁保护区外部施工项目全生命周期信息化工程管理提供了新的解决方案。

2.信息化建设目标

为实现地铁保护区外部施工项目全生命周期信息化工程管理，建立信息化管理系统，为地铁设施保护业务开展过程中的结构安全现状判定与预警、应急及抢险提供帮助，确保结构安全服役。该系统经历三期建设，已上线使用4年，目前初步实现以下功能：

（1）形成已运营线路保护区巡查路线图、各巡查管理班组（中队）责任区划图、保护区外部施工项目分布图及检查信息等图面资料；

（2）地铁保护区施工作业精确定位及相关信息采集；

（3）地铁保护区施工作业方案符合性检查记录及电子台账管理；

（4）地铁保护区施工违规作业行为行政检查相关电子台账；

（5）违规施工行政处罚全部流程网络化；

（6）地铁保护区外部施工隐患点巡查与监测；

（7）地铁保护区外部施工全生命周期施工进度电子记录。

以上功能基本实现了已运营10线地铁保护区巡查执法管理的信息化，成为南京市地铁保护区外部施工项目全生命周期信息化工程管理工作中不可或缺的一部分，为外部施工全生命周期提供可视化管理。

3.信息化建设规划

传统的地铁保护区施工项目管理，不能做到三维立体即时呈现，为实现地铁保护区内巡查执法、施工项目管理、监控监测等业务过程数据与地铁结构运维业务过程数据的互联互通，打通空间壁垒，在广泛调研的基础上，结合南京地铁保护的实际需要，通过研究三维立体巡防及智能化执法系统，打造地铁保护区施工全生命周期管理系统，辅助巡查执法和结构安全管控。

（1）基于执法管理平台，实现地铁保护大数据分析应用，深化地铁保护区范围内的数据互通和业务联动，探索地铁保护区外部施工的二维管理向三维管控多要素、多尺度发展。优化保护区巡查执法工作和重大项目、复杂地质项目专项保护方案落实情况的取证和督查。

（2）利用当前越来越被成熟运用的GIS系统，构建地铁结构三维空间模型，通过对地铁桥隧空间关联分析，使执法人员无论在洞内、洞外，均能够快速访问、查询，直观的掌握保护区外部施工与自有桥隧结构的空间关系，现场在终端上搭建基础模型，实现对受控项目与地铁桥隧空间位置的快速判定；通过数字化手段建立内外里程的对应关系，实现各数据的统一与关联查询；对项目是否按照既定的保护方案落实、可能存在的风险等方面推送提醒和预判建议。

（3）远期，利用既有设施研究，进一步挖掘保护区巡查历史资料和数据的作用，实现地铁保护区巡查覆盖率和违规/受控项目巡查覆盖率的统计，探索利用BIM数据进行三维可视化巡防，通过遥感影像数据，构建数字地形模型，为各种工程的面积、体积、坡度等计算分析提供数据基础。逐步实现远程监控管理，保护区施工项目的巡查检查资料信息、监护项目信息、监测数据和执法案件信息的多方联动，以及对保护区内施工项目的地铁保护全过程跟踪和精细化管理。从巡查效率、管控强度、实施成效、安全质量等四个方面做好提升，加快推进课题研究，保障科研项目能够顺利完成，并能转化为成果应用于保护区日常巡防及执法。

4.信息化产品选型

在系统建设期间，软件方面，通过设计B/S（Brower/Server）平台架构，保证平台的采集端、数据传输端及处理端在不同硬件和软件环境下运行，结构的属性数据能在物理上、逻辑上和功能上互通互联。平台开发语言选择是整个平台设计的基础，考虑到港口设施结构多元多样的特效，选择Java语言作为平台开发工具。同时结合某BIM工程项目管理平台，搭建地铁保护区外部施工3D模型。

5.信息化应用过程及应用系统内容

地铁保护区外部施工项目全生命周期信息化工程管理系统主要功能模块包括：（1）运营线路保护区巡查路线图、各巡查管理班组（中队）责任区划图、保护区施工项目分布图及检查信息等图面资料；（2）地铁保护区施工作业精确定位及相关信息采集；（3）地铁保护区施工作业方案符合性检查记录及电子台账管理；（4）地铁保护区施工违规作业行为行政检查相关电子台账；（5）违规施工行政处罚全部流程网络化；（6）地铁保护区外部施工隐患点巡查与监测；（7）地铁保护区外部施工全生命周期施工进度电子记录。其中GPS手持终端和网页端系统的应用内容分别如下图所示。

6.信息化建设成效

南京市地铁保护区外部施工项目全生命周期信息化工程管理系统的建设费用共计约100万元，但系统的上线使用，使我办在进行南京地铁保护区巡查工作中以最低的人力物力，完成了较高的保护效果。对比国内目前运营里程排名第一（共计672公里）的上海地铁，进行保护区巡查的人员数量约为90人次，单人负责巡查里程约7公里。而里程数仅次于南京地铁的深圳地铁（共计286公里），地铁安全保护区的巡查人员数量也达到60人次，单人负责巡查里程约5公里。南京地铁保护区巡查工作目前配置的人员数量为36人，平均单人负责里程数约为10公里，远超别家地铁。由此可见，系统的上线使用创造了较高的经济效益。目前系统中在录地铁保护区外部施工项目相关信息共计665个，其中I级重点项目共计179个，对违规施工行为进行整改2000余次，对拒不整改的违规施工进行行政处罚共计逾100万元，未发生地铁结构安全事故，管理成效显著。

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