鄭萬鐵路數字化平臺建設實踐

■ 馬明正

0 引言

鄭萬鐵路線路全長818 km，采用設計—招標—建造（DBB）模式[1]。鄭萬鐵路客運專線河南有限責任公司承建鄭萬鐵路河南段，該項目建設管理難度大、質量和安全要求高，為提高鐵路建設管理水平、實現建設項目標準化管理，采用信息化管理技術顯得十分必要[2]。

鐵路工程建設信息化始于鐵路建設項目管理信息系統（RCPMIS）。然而，基于RCPMIS的傳統鐵路工程建設信息化平臺存在一些問題，主要為：不同標段的建設方式和系統架構存在差異，導致不同建設單位的信息難以共享；信息化數據的有效性、實時性較差；信息化建設重復投入，造成資源浪費。因此，傳統鐵路工程建設信息化整體發展水平較低。2013年以后，隨著云計算、移動互聯網、大數據、智能傳感技術的快速發展，鐵路工程建設信息化實現了快速發展，尤其是中國鐵路總公司啟動了“互聯網+云計算”的鐵路工程管理平臺建設[3-4]，主要由中國鐵道科學研究院集團有限公司（簡稱鐵科院）承擔平臺建設及相關研究。鐵路工程管理平臺的成功應用，實現了鐵路工程建設各參建單位、各專業間的信息共享和協同工作，大幅提高施工、管理信息的有效性和實時性，增強安全、質量、進度、投資的把控力度，提高工作效率，降低管理成本，整體提升了鐵路建設項目管理水平。

以鄭萬鐵路工程項目為例，結合鐵路工程管理平臺，提出“以創新為引領、需求為導向、施組為主線、施工管控為核心”的建設思路，以實現工程建設過程的信息化全覆蓋、業務數字化表達為目的，以采用硬化合同條款、統一實施標準、關聯過程考核為手段，系統總結了鄭萬鐵路數字化平臺的創新應用管理方式，為安全優質的鐵路工程建設提供借鑒[5-7]。

1 組織實施

信息化建設是企業結構調整和管理權利的再分配，面臨復雜而嚴峻的問題，為達到預期目標，工程信息化建設需系統組織、加強管理；為順利建設鄭萬鐵路數字化平臺，始終圍繞“抓起步、強推進、保持續”3個關鍵環節開展建設組織工作[8-9]。

（1）統一思想、建立機制，狠抓起步。從深入宣貫“數字鄭萬”建設理念入手，明確分工、健全制度，細化推進措施、強化崗位職責，逐漸理順了管理關系，較好解決了“如何起步”的問題。

（2）硬化合同、嚴格考核，強力推進。信息化模塊的全面真實應用是鄭萬鐵路數字化平臺有效數據源的基礎，也是實現數據流、信息流層層傳遞的重要途徑。為使各參建單位不折不扣地落實鄭萬鐵路數字化平臺推進計劃，一方面從依法建設方面入手，引導參建單位正確認識信息化對企業長遠健康發展的重要意義，消除“一旦上了信息化，就自縛手腳”的思想誤區；另一方面，充分發揮建設單位在建設管理中的龍頭和主導地位，用好手中的權力，硬起手腕，強力推進，絕不停步。

（3）需求引導、融合創新，確保持續。在應用過程中，堅持以創新為引領、以需求為導向，積極與鐵科院對接，優化模塊功能、改進用戶體驗，努力構建全覆蓋的信息化網絡、智能化的預警防控體系、無盲點的數據融合共享機制，使鄭萬鐵路數字化平臺更好地服務于建設管理大局。因此，主要從3方面進行組織落實：①根據需求新增模塊，實現信息化對建設過程的全程覆蓋。結合實際工作需要，研發并部署實施一些新增模塊，不斷拓展鄭萬鐵路數字化內容，努力實現對建設管理全過程的無死角覆蓋。②結合使用優化功能，確保信息化與建設管理的緊密貼合。③按照專業管理整合模塊，促進各模塊數據間的深度融合。信息化管理過程實質上就是“工作、管理、決策”3個層級的信息流暢傳遞和分析研判。為此，將相對零散的模塊進行整合，將工作流程與信息化緊密結合，消除信息孤島，使施工生產信息與建設管理信息深度融合，實現專業化管理。

2 設計與應用

鄭萬鐵路數字化平臺已上線應用30余個模塊，取得了“杜絕人為干預、擴展監控視野、自動警示風險、真實反映過程、提高應急能力”的明顯效果，實現了項目參與方對現場管理工作的覆蓋和掌控，協助保障工程質量安全可控，工程進度快速推進，工程管理科學有序。

2.1 平臺架構設計

在鄭萬鐵路數字化平臺的運行過程中，用戶層為各工程建設單位，包括建設單位、設計單位、監理單位、施工單位和第三方檢測單位。各單位通過手機APP、PC端等人機交互界面登錄平臺。平臺主要包括綜合管理、進度管理、材料管理、質量管理、安全管理和投資控制6大體系。每個體系內部根據相應功能特征又劃分為若干子模塊，各子模塊與工程項目中的具體環節相互對應，進而實現平臺對鄭萬鐵路工程的精細化管理。鄭萬鐵路數字化平臺體系架構見圖1。

2.2 平臺功能特點

（1）“點穴式”管理讓決策層和工作層各取所需。管理平臺“綜合首頁”，通過對管理層和工作層日常需求的研究，將平臺30余個模塊中工作層關注的“煙囪式”信息進行遴選，整合出建設管理層最為關注的“質量安全、當前作業點總覽、形象進度、紅線預警、投資完成、信用評價”等關鍵欄目及其數據信息，自動推送至平臺首頁，用戶通過平臺首頁實時了解項目建設重點動態信息，便于管理層在海量數據中“點穴式”獲取關鍵信息，滿足管理層統籌總覽的管理需求，“綜合首頁”功能模塊見圖2。

圖1 鄭萬鐵路數字化平臺體系架構

圖2 “綜合首頁”功能模塊

（2）“智能化”監測讓質量管理更放心。鄭萬鐵路數字化平臺監測流程見圖3。通過信息化平臺，展示項目標準化管理執行情況，及時發現并制止不按標準和規章施工的行為，同時運用真實數據及時分析掌控風險源，預防質量安全事故，是工程管理平臺的核心工作之一。鄭萬鐵路數字化平臺包括拌合站、試驗室、隧道圍巖量測、隧道安全步距、沉降變形觀測、連續梁線形監控6大監測模塊，每個模塊負責本專業的監測工作。其中，“拌合站”對混凝土質量進行有效管控；“試驗室”杜絕了不合格品在工程中的使用；“隧道圍巖量測”模塊實時采集、傳輸外業量測數據、預警測點變形，及時掌握圍巖變形情況；“隧道安全步距”模塊實現仰拱→二襯→掌子面安全距離的實時監控，對超標步距及時報警；“沉降變形觀測”模塊實現對所有構筑物沉降觀測數據的實時采集、傳輸和預警，及時掌握現場觀測頻次和沉降變形情況；“連續梁線形監控”模塊規范連續梁線形監控量測工作，加強偏差超限控制，對連續梁變形超差情況進行預警，輔助連續梁結構分析和后續施工控制，確保成橋后的線形符合設計要求。這些模塊的應用讓過去的人為管理和干預變為讓數據和機器“說話”，設備自動實時采集的數據更加真實可靠，基本消除了數據造假、以次充好等現象，有效防范了重大安全事故的發生和質量事故的出現。

圖3 鄭萬鐵路數字化平臺監測流程

（3）“千里眼”監控讓現場管理得心應手。視頻監控模塊見圖4。平臺基本實現了對建設項目重要工點、關鍵部位的全覆蓋和全天候監控。鄭萬、鄭阜線的梁場、板場、跨既有線施工現場和隧道掌子面等104個工點的252個高清攝像設備，是平臺遠程實時監控的“千里眼”。為提高辨析率，公司內部安裝大屏顯示器，安質部專人負責電子巡查，每天對所有監控進行瀏覽，填寫監控日志，對發現的如現場違章、場地混亂、防護不到位乃至攝像頭故障、網絡不暢等問題登記在冊，通知責任單位整改。這些舉措，一方面提高了管理層對關鍵場所和事件（作業現場、危險場所、關鍵工序、違章違規、文明施工、環保作業、突發事件等）的快速反應能力。管理者發現問題可直接與現場人員對話，減少了參建單位的在途時間和費用，減少了人力物力財力，提升了管理效率。另一方面，視頻監控對現場施工人員起到了震懾和提醒作用，較好地杜絕了施工過程中的違章蠻干行為，保證了施工質量安全。

（4）“全過程留痕”讓主體責任永久可追溯。為了體現工程建設“誰建誰負責，永久可追溯”的理念，平臺按照《關于規范鐵路工程建設項目隱蔽工程視頻資料管理工作的通知》（鐵總建設〔2017〕151號）要求，對所有隱蔽工程在報驗環節進行影像留存。各施工單位利用手機拍攝施工照片、各監理單位將施工過程進行錄制，將相關作業人員信息、工程驗收信息、設計信息、影像資料實時上傳給平臺。后期各相關人員可通過橋墩墩號、預制梁編號和CRTSⅢ型軌道板電子標簽（RFID）從平臺端查詢相關信息。施工信息存檔與調閱流程見圖5。

圖4 視頻監控模塊

（5）“紅黃燈”預警讓施組管理有序可控。施組管理模塊以建立科學預控為目的，引入工程進度系統評估理念，對形象進度和投資計劃完成情況進行評估，提前向管理者發送預警信息，為及時調整資源配置和工作部署提供決策依據。施組管理涉及因素眾多，需充分利用平臺的信息協同功能。將錄入的施工日志形成工程進度，與對應整理的工程計劃進行同期對比，輔以形象化的手段，可直觀展示全線各專業工程總量、開累完成量、完成百分比及剩余工程推演完工時間，便于掌握剩余工程是否滯后施組計劃要求。在形象化的同時，平臺可根據工程進度與工程計劃的對比結果，結合工程建設過程中所面臨的征地拆遷、三電遷改等因素進行評判，對于工程進度過慢、推演完工時間觸碰“施組紅線”的標段進行及時預警。施組工程師可根據紅線預警結果進行人員、機械、材料等資源配置的調整和優化，保證工程保質按期完成。施組紅線預警流程見圖6。

圖5 施工信息存檔與調閱流程

（6）“陽光下”評判讓信用評價公平公正廉潔。信用評價流程見圖7。信用評價模塊把“參建單位的不良行為、標準化管理和信息化應用考核”3項內容綜合集成。平臺利用安質部所認定后不良行為分數和記錄及工程部對參建單位標準化管理的考核得分數據，自動評估參建單位應用信息化情況；同時，平臺對各項目部的“施工日志填報率、數據實時上傳兌現率、質量安全風險問題處置率”等數據進行自動抓取并量化考核評分，完成對參建單位信用級別的評判并公示于平臺。參建單位可在平臺模塊上隨時調閱本單位信用評價全過程的分數和相關記錄。平臺公布的數據真實可靠、不可更改，不僅避免了信用評價暗箱操作和人為干預，同時一定程度上預防了腐敗問題的發生，實現了施工過程中的公正透明。

（7）“口袋化”辦公讓政務效率極大提高。在既有手機移動“OA系統”的基礎上，增加了“落實反饋”，實現了“待辦、待閱”與“在辦、辦結”的呼應，公文處理和流轉效率顯著提高。各相關單位可充分體驗到“一機在手，走遍九州”的便利。

（8）“沙箱式”運行讓平臺信息傳遞更加安全保密。鄭萬鐵路數字化平臺在“沙箱”內運行，由鐵科院進行統一管理，保證了平臺的技術性、安全性、保密性。針對移動“OA系統”，平臺設置了更高的安全體系。系統不允許在手機上進行下載、拷貝、截屏和離線查詢文件。這些舉措較好保證了公文信息安全，滿足了中國鐵路總公司互聯網運行安全要求。

圖6 施組紅線預警流程

圖7 信用評價流程

3 結論與展望

從鄭萬鐵路數字化平臺構想提出、設計、實施及運用過程中得到一些值得借鑒的經驗和體會，主要包括以下4方面：

（1）必須對“四個創新”有深刻認識。鄭萬鐵路數字化平臺建設之初，一些部門對信息化認識程度不高，主要是對鐵路發展“理論創新、理念創新、管理創新、技術創新”的認識不深刻，對科技創新驅動發展不敏銳，沒有深入思考信息化技術對建設管理帶來的深遠影響。

（2）必須有堅決的行動和規范的制度作保障。鄭萬鐵路數字化平臺沒有成熟模式照搬照抄，必須創新和突破，實踐中多次遇到人力不足、技術不匹配、工作推不動等困難，在有關單位的支持下，堅定信心，強力推進，發揮建設單位的龍頭作用，規范建立保障信息化建設的落實制度。

（3）必須有成熟的技術團隊和管理團隊作支撐。技術是踐行鄭萬鐵路數字化平臺的重要保障，沒有強大的技術支撐，再好的信息化建設理念和思路也無法變為現實。平臺建成試用初期，問題不斷，技術團隊必要的維護和堅強的韌性顯得極為重要；各專業人員深入思考信息化技術在鄭萬鐵路項目中的實際應用，及時向技術團隊提出思路和想法，提供基礎數據，積極參與平臺設計和建設調試；各參建單位積極響應鄭萬鐵路數字化平臺建設號召，全力搞好現場配合，使平臺建設在不太長的時間取得了長足進步。

（4）必須將傳統管理手段與信息化手段進行有機結合。信息化技術在鐵路建設上的應用還處于初級階段，雖然用途和前景廣闊，但也存在管理盲區和缺陷，必須正確看待新鮮事物和傳統精髓之間的關系。一方面，建設管理中的思想引領、實地指導、抽查巡檢等手段傳承幾十年，有極強的生命力；另一方面，新型管理手段的運用也能激勵和推動既有管理模式的不斷創新。只有綜合運用好傳統管理和信息化管理2種手段，兩相互補，取長補短，才能取得“1+1＞2”的效果。

采用信息化技術已成為鐵路工程建設管理趨勢和目標，前景廣闊。中國高鐵作為“大國重器”，需要不斷創新才能贏得主動、占領先機。

鄭萬鐵路數字化平臺一年多的建設實踐，給項目建設管理帶來了變革和便利。平臺在實踐中仍存在完善空間，主要包括繼續完善軌道、四電、站房等后續工程及聯調聯試相關應用；為運營維護提供數據接口，形成設計、施工、管理完整的數據鏈；探索“二維”到“三維”信息平臺的轉換，深化BIM技術應用，方便項目管理者更加精細、高效、便捷地管控鐵路工程項目建設。