鐵路工程地質(zhì)信息的管理論文(信息化鐵路運輸論文)
鐵路工程地質(zhì)信息的管理論文
鐵路工程地質(zhì)信息的管理論文
1鐵路工程地質(zhì)勘察流程
實(shí)現集成化，首先要了解鐵路行業(yè)工程地質(zhì)勘察特點(diǎn)和工作程序。圖1比較客觀(guān)地反映了鐵路工程地質(zhì)勘察所要經(jīng)過(guò)的工作流程。它包含了外業(yè)調查和內業(yè)整理兩部分工作，兩者有時(shí)需要交叉進(jìn)行。圖1中顯示，鐵路工程地質(zhì)勘察涉及的工序較多，過(guò)程較為復雜，服務(wù)的專(zhuān)業(yè)較多，滿(mǎn)足的要求也不一樣。
2工程地質(zhì)勘察信息
集成化的前提應是信息化。實(shí)現系統集成化的途徑就是要以信息為紐帶，通過(guò)信息的傳遞和作用，貫穿勘察整個(gè)周期。因此，信息的組織和管理在集成化中起著(zhù)關(guān)鍵作用。一般工程地質(zhì)信息包含的內容是多方面的。就鐵路工程地質(zhì)勘察而言，按工序可分為前期信息、中期信息和后期信息。前期信息多為指定性和任務(wù)性信息，包括勘察大綱、各種勘探點(diǎn)事前指導書(shū)(任務(wù)書(shū))、巖土水試樣試驗委托書(shū)等;中期信息一般為中間成果信息和過(guò)程信息，有勘探點(diǎn)成果圖表、野外調查的觀(guān)測點(diǎn)表、巖土水試驗報告、物探報告等;后期信息以成果文件為主，含工程地質(zhì)平面圖、工程地質(zhì)縱斷面圖、各種類(lèi)型的匯總表、計算表單、各類(lèi)工程勘察報告或說(shuō)明、工程地質(zhì)勘察總說(shuō)明等。總之，信息十分龐雜也十分多樣化。集成化的目的就是為了信息的有效利用、有效管理。為了達到集成化，就必須實(shí)現鐵路工程地質(zhì)勘察過(guò)程信息化，信息化的前提顯然就是信息必須存儲。因此，首先著(zhù)重考慮了各期信息存儲的方式和內容、信息傳遞途徑以及信息作用的方式。
2.1信息存儲
工程地質(zhì)勘察有關(guān)信息類(lèi)型無(wú)外乎有3種:文本型信息、數值型信息和圖形信息。不同信息存儲的格式和目的有所不同。而且實(shí)際工作中，需要將不同類(lèi)型信息整合在一張表上，如勘探事前指導書(shū)，既含文本型信息，如技術(shù)要求，又有數值型信息，如孔深、里程、坐標;觀(guān)測點(diǎn)表和巖心鑒定表中既含文本信息，如地層描述，又含圖形信息，如素描圖和巖心柱狀圖。
2.1.1文本型信息
文本型信息包括word、excel及txt格式文件，多是一些描述性和說(shuō)明性的信息，它必須與其他數值型和圖形信息一起使用才有意義。存儲的目的主要是便于以后查詢(xún)、瀏覽以及與其他信息合并組成一種規定的格式，以便整體輸出。
2.1.2數值型信息
數值型信息主要包括數字、術(shù)語(yǔ)、符號和excel格式文件，這類(lèi)信息用途最廣。存儲的目的是為了后期查詢(xún)、核對、糾錯、調用、匯總、統計、計算時(shí)方便調用。哪些信息需要按數值型信息存儲是根據后期需要來(lái)確定的。
2.1.3圖形信息
圖形信息包括照片、CAD圖等。存儲的目的是為了后期調用、修改，同時(shí)也為了與數值型信息和文本型信息有關(guān)聯(lián)性，如一張照片的里程位置，CAD圖中所涉及的勘探信息、計算結果等。
2.2信息傳遞
各部分相互間的聯(lián)系就是通過(guò)信息傳遞來(lái)完成的。信息傳遞既有單向的，又有雙向的。需要信息傳遞的內容均設為單獨字段。單向傳遞的多為文本信息，如描述性的內容;雙向傳遞的多為數值型信息，如里程、坐標、試驗數據等。圖形信息既有單向的，如平面圖中的符號、小柱狀圖等;也有雙向的，斷面圖中的靜探分層等。單向信息傳遞按工作流程設計，其目的就是為了簡(jiǎn)化人工干預、提高工作效率和準確性，為此，可以設置信息字段的繼承性、遞增性，避免重復輸入。雙向傳遞是根據后期信息結果反饋給前期信息庫進(jìn)行核對和修改，然后再返回到后期信息。如砂土的定名、黏性土的稠度、粉土的密實(shí)程度和潮濕程度等，野外定名和試驗室定名有時(shí)不一致，就需要根據試驗室定名來(lái)修改野外定名，即根據試驗室定名自動(dòng)修改前期相應字段內容。平面圖勘察點(diǎn)的里程、坐標換算、順號、換號等也是信息雙向傳遞的典型例子。
2.3信息作用
信息作用和信息傳遞是分不開(kāi)的。大部分字段都是根據信息作用設置的，如鉆探事前指導書(shū)中設定孔深、是否取樣等為單獨字段，就是為了實(shí)際完成后進(jìn)行核對是否按指導書(shū)要求的孔深進(jìn)行，是否進(jìn)行了取樣。信息的主要作用反映在后期信息處理上，如統計、匯總、滑坡計算、沉降計算、濕陷計算、節理統計、赤平投影等。
3系統介紹
3.1系統概述
系統建設的目標是建立和鐵路勘察工作業(yè)務(wù)流程相符合的工程地質(zhì)信息管理與應用系統，以數據管理為核心，包含野外勘察、資料整理、資料提交等內容，實(shí)現項目?jì)葦祿旃芾怼⑵矫鎴D編輯、斷面圖編輯、統計分析、計算評價(jià)、專(zhuān)業(yè)接口等功能，使系統實(shí)現集成化、信息化和智能化，提高工作效率和工作質(zhì)量。
3.2系統功能架構
本系統包括了工程地質(zhì)勘察所需的大部分功能，從數據錄入到提交相關(guān)專(zhuān)業(yè)的數據接口，都在本系統內完成。為保證與項目有關(guān)的內容都能方便管理和查詢(xún)利用，系統設計時(shí)就按上節討論的信息內容依據不同的目的和用途放入數據庫中進(jìn)行管理。基于集成化的考慮，本系統主要包含了項目管理、數據錄入、數據管理、平面圖編輯、斷面圖編輯、計算分析、統計匯總、輔助工具、出圖管理、接口管理等模塊組成(圖2)。其中的計算分析工具也將大部分常用的工程地質(zhì)計算方法，如赤平投影圖，納入到系統中，以便充分利用數據庫進(jìn)行有關(guān)分析計算(圖3)。
3.3系統集成特點(diǎn)
3.3.1勘察管理功能的集成
(1)項目管理系統實(shí)現對項目?jì)鹊男畔纯辈煸O計階段、勘察起始時(shí)間、勘察分段、方案勘察進(jìn)行分類(lèi)管理，具體的應用都是在方案下進(jìn)行的。同時(shí)考慮了其他項目資料、其他段落資料、其他方案資料的引用管理。也考慮了不同段落、不同人員、不同方案下資料的歸并管理。通過(guò)各種項目管理方式，可以實(shí)現一條鐵路線(xiàn)的工程地質(zhì)勘察信息一體化，方便勘察信息的歸檔管理。該系統的項目管理方式也是類(lèi)似軟件中首次使用。(2)數據管理系統基本將整個(gè)勘察過(guò)程中發(fā)生的所有資料進(jìn)入數據庫并進(jìn)行有效的管理，數據庫包括了現場(chǎng)信息數據庫、勘察點(diǎn)數據庫、土工試驗數據庫、設計文件數據庫、工點(diǎn)資料數據庫、平面圖和斷面圖數據庫等。值得一提的是，系統首次將現場(chǎng)管理、內業(yè)資料整理、分析計算、統計匯總、出圖管理、數據接口等進(jìn)行了集成。實(shí)現了對野外勘察工作中有關(guān)工序文件的管理，包括鉆探事前指導書(shū)、試坑事前指導書(shū)、原位測試事前指導書(shū)、物探事前指導書(shū)、土巖水試驗委托書(shū)等;實(shí)現了各種圖的圖紙選擇、自動(dòng)分頁(yè)、批量出圖的管理。
3.3.2圖形編輯的集成
系統中設計圖形編輯的內容很多，包括巖芯鑒定表、原位測試成果表、觀(guān)測點(diǎn)表、平面圖、斷面圖、剖面圖等。前兩種在自主平臺上實(shí)現圖形編輯和生成，徹底避免了過(guò)去在A(yíng)utoCAD下出圖順序難調、批量出圖困難的缺點(diǎn)，也方便了資料的順序歸檔。觀(guān)測點(diǎn)因編輯量較大，主要依托AutoCAD進(jìn)行編輯，然后依靠系統生成pdf圖，實(shí)現批量生成和出圖。平面圖和斷面圖編輯主要是利用AutoCAD功能，充分利用勘察點(diǎn)數據庫，實(shí)現圖形的部分內容自動(dòng)填繪，圖上查詢(xún)數據庫，智能連層，并到達斷面圖接口數據生成的目的。總之，圖形編輯的集成是信息化的基礎上進(jìn)行的，是靠信息的傳遞實(shí)現了圖與數據庫的有效串通。
3.3.3分析工具的集成
分析工具由計算、統計、匯總、分析四部分組成。計算包括滑坡計算、地基沉降計算、樁基計算、黃土濕陷計算、液化判定、鹽漬土計算等功能，后三種能實(shí)現成批計算，并將計算結果放入相應勘探點(diǎn)數據庫，以便后期統計、匯總。統計有工作量統計、節理統計、地基土的物理力學(xué)參數統計等。分析主要為赤平投影圖。
3.3.4專(zhuān)業(yè)協(xié)作功能的集成
(1)與勘探和土工試驗的協(xié)作勘探包括鉆探、試坑、原位測試等內容。勘探作業(yè)人員可以只錄入最原始的數據，后期由地質(zhì)人員根據需要進(jìn)行整理，這樣就保證了數據的真實(shí)性，也方便了在此基礎上的二次分析整理。更重要的是提供了各種勘探成果圖表的生成和輸出功能。地質(zhì)人員可根據實(shí)際需要，調整靜探分層位置，重新計算各層參數等。系統明確了土工試驗數據的接口標準，依據試驗結果，自動(dòng)對勘探數據進(jìn)行校核。依據事前指導書(shū)和試驗委托書(shū)，對勘探取樣數量和質(zhì)量進(jìn)行比對，以方便地質(zhì)人員監控勘探質(zhì)量。(2)與上、下游專(zhuān)業(yè)的協(xié)作系統提供了對其他專(zhuān)業(yè)提供圖紙的一系列數字化處理功能，從而使地質(zhì)專(zhuān)業(yè)在同一張圖紙上進(jìn)行本專(zhuān)業(yè)的工作，并確保空間上的統一。同時(shí)，隨著(zhù)上游專(zhuān)業(yè)圖形的變動(dòng)而變動(dòng)，如線(xiàn)路方案的調整引起的各種地質(zhì)內容里程的變化。地質(zhì)專(zhuān)業(yè)產(chǎn)生的成果提交給其他專(zhuān)業(yè)時(shí)，同時(shí)提交標準格式的數據接口文件。
3.3.5行業(yè)標準的集成
鐵路工程地質(zhì)勘察不僅要執行鐵路行業(yè)制定的規范標準，而且還要針對改移公路、房屋建筑執行公路行業(yè)和工民建地基勘察相應的規范和標準。因此，本系統在基礎數據錄入、圖形的生成也一并進(jìn)行了考慮，用戶(hù)使用時(shí)根據需要選擇即可，無(wú)需再用其他軟件完成。最重要的是實(shí)現了數據的共用。
3.3.6系統設置的模板化
模板化也是系統集成化的一種體現。本系統秉承系統設置模板化的先進(jìn)做法，把一些通用的圖表、符號設置為標準模板，集成在系統中，使整個(gè)系統圖表輸出和符號標注保持統一，也為用戶(hù)個(gè)性修改提供了條件。如巖芯鑒定表，試坑鑒定表，原位測試成果表，各種統計匯總表，地層時(shí)代符號標注、各種計算表單等，用戶(hù)可以根據自己的需要設置編輯，而不用再修改程序代碼。
3.3.7功能實(shí)現的.靈活性
長(cháng)大鐵路線(xiàn)的工程地質(zhì)勘察，會(huì )遇到各種各樣的問(wèn)題，即使同一類(lèi)問(wèn)題因條件不一樣也會(huì )出現不同的情況，要求采取不同的解決方式。如果有線(xiàn)路的中線(xiàn)數據和斷鏈數據，在圖下即可完成坐標里程換算;如果沒(méi)有中線(xiàn)數據，則可利用CAD圖進(jìn)行。平面圖上的地質(zhì)小柱狀圖填繪既可人機交互完成，也可利用既有勘探資料自動(dòng)生成。地質(zhì)產(chǎn)狀既能人機交互標注，也能讀數據庫自動(dòng)解決。最具特色的就是在系統的任何位置都可很方便地查詢(xún)到勘察數據中的內容。
3.3.8輔助工具的集成自然界地層種類(lèi)繁多，因工程目的，命名和表示方式也不盡相同，系統不可能開(kāi)發(fā)出所有地層花紋、地層時(shí)代成因符號、巖性符號、地質(zhì)線(xiàn)型、不良地質(zhì)和特殊巖土符號等。本系統以集成輔助工具的方式有效地解決了系統符號、線(xiàn)型、花紋不足的問(wèn)題。這也是同類(lèi)軟件中的首創(chuàng )。
3.3.9對BIM技術(shù)的支持隨著(zhù)BIM技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的持續走紅，近年來(lái)鐵路行業(yè)也在大力推廣BIM技術(shù)的應用。作為最重要的基礎信息，鐵路工程地質(zhì)信息模型的建立也勢在必行。本系統為實(shí)現鐵路工程地質(zhì)信息模型建立已經(jīng)打下了堅實(shí)的基礎，其龐大的數據庫為模型建立提供了強有力的支撐，信息化的二維斷面圖為模型信息的傳遞提供了有力的幫助。一旦三維地質(zhì)建模技術(shù)成熟，將具備快速建立地質(zhì)BIM模型的能力。
4應用實(shí)例
本系統不僅已在多個(gè)鐵路項目中得到應用，而且還在公路項目勘察中發(fā)揮了巨大作用，尤其是系統中的里程、坐標換算，自動(dòng)順號、統計匯總、計算等使地質(zhì)人員從繁瑣的數字處理中解脫出來(lái)，極大地提高了工作效率。下面以西安至銅川城際鐵路可研勘察為主，介紹系統使用效果。西安至銅川城際鐵路長(cháng)110km左右，可研階段的項目管理結構如圖4所示。由圖4中可以看出，項目管理是以設計階段為一個(gè)完整周期考慮的。這樣考慮的原因是鐵路工程地質(zhì)勘察涉及的數據量非常巨大，如果將各個(gè)勘察階段放在一個(gè)庫里管理，會(huì )影響計算機處理速度，甚至無(wú)法啟動(dòng)。可研(初測)階段就劃分為一個(gè)段落，主要有3個(gè)方案，每個(gè)方案下包括從任務(wù)下達到資料提交整個(gè)周期內的各種勘察內容。所以，勘察數據是以方案為依托進(jìn)行管理的，所有勘察信息都是基于線(xiàn)路方案進(jìn)行存儲和管理的。圖4項目管理結構西銅城際鐵路從西安北客站引出，與鄭西、大西客運專(zhuān)線(xiàn)鐵路并行幾公里后跨渭河北上。所以，需要大量引用鄭西、大西客運專(zhuān)線(xiàn)的勘察資料。本系統導入其他線(xiàn)路勘察資料功能就提供了很大的方便，使我們順利地將鄭西、大西客運專(zhuān)線(xiàn)勘察資料導入到西銅城際鐵路勘察數據庫中。大量的鉆孔、靜力觸探、試坑等勘探任務(wù)都是通過(guò)該系統直接生成下達，基本是一氣呵成，并存入系統，后期很方便地查閱。觀(guān)測點(diǎn)、鉆探、試坑、靜力觸探等輸入基本符合規范要求和單位工作習慣，重復內容的繼承性和遞增性極大地減少了操作人員的工作量，尤其是自主平臺的成果圖表輸出更是克服了過(guò)去不能成批完成的缺點(diǎn)，最重要的是可以人為控制排列順序，使輸出按用戶(hù)要求的順序完成，大大降低了工作強度，提高了工作質(zhì)量。此外，分離出來(lái)的一些內容，如黏性土的塑性狀態(tài)、粉土的密實(shí)程度和潮濕程度、砂土及碎石類(lèi)的潮濕程度和密實(shí)程度、巖石的層理產(chǎn)狀和節理產(chǎn)狀，以及濕陷性、液化判定結果等都為后期信息的分析、計算提供了必要條件。西安至銅川城際鐵路主要走行于黃土塬上，黃土濕陷是其遇到的主要工程地質(zhì)問(wèn)題，所以，針對大批量的濕陷計算，該系統只一鍵完成鐵路工程地質(zhì)勘察最為繁瑣的是各種勘察點(diǎn)和地質(zhì)產(chǎn)狀的標注。本系統充分發(fā)揮了集成化的優(yōu)勢，一鍵完成從數據庫調用勘察點(diǎn)、地質(zhì)產(chǎn)狀，并自動(dòng)按坐標標注到平圖上。同時(shí)完成順號、里程計算等回饋到數據庫。僅此一項，提高工作效率達70%以上。此外，本系統在廣西資興高速公路詳勘項目的應用也集中體現了標準集成的好處。資興高速公路全長(cháng)82km，詳勘加上利用的初勘資料共計有1200多個(gè)鉆探、500余個(gè)觀(guān)測點(diǎn)、100多個(gè)試坑、千余張照片，涉及的工程有500多個(gè)橋、隧道、路基工點(diǎn)等。系統對此都進(jìn)行了有效管理，實(shí)現了里程坐標換算、編號順號、紙上布孔、平面圖勘察點(diǎn)及產(chǎn)狀標注、斷面圖勘探點(diǎn)標注、工作量統計等自動(dòng)化。實(shí)現了各種地質(zhì)符號標注、斷面圖地層連層及標注等的智能化。節理統計和赤平投影的功能為地質(zhì)人員分析巖體穩定性提供了有力的幫助，極大地提高了工作效率和質(zhì)量。在此公路上的應用也充分說(shuō)明了該系統標準集成的成功。
5結語(yǔ)
(1)集成化使信息管理和應用有機地結合在一起，避免了信息的重復輸入，提高了信息的利用效率，保證了信息的通暢交流，減輕了地質(zhì)人員的工作量。
(2)信息的集成化有助于對鐵路工程地質(zhì)巨大信息量的有效管理，使不同段落、不同人員的工作得到合理的歸并成為一個(gè)整體，為單位勘察信息的有效管理提供了有利的條件。
(3)工程地質(zhì)勘察信息的分門(mén)別類(lèi)管理特別適合于鐵路行業(yè)線(xiàn)長(cháng)、分段實(shí)施、參加的人員眾多、勘探種類(lèi)繁雜的特點(diǎn)。
(4)圖形信息化和數據接口的形成，都為工程地質(zhì)BIM應用提供了堅實(shí)的基礎。
信息化鐵路運輸論文
信息化鐵路運輸論文
1鐵路運輸信息化進(jìn)程的現狀
在鐵路運輸信息化發(fā)展的過(guò)程中，信息化的管理人才發(fā)揮關(guān)鍵作用，是決定鐵路運輸信息化發(fā)展進(jìn)程的主要因素。目前，在鐵路運輸信息化發(fā)展的過(guò)程中，信息化的管理人才嚴重短缺，而人才的培養并不是一朝一夕就能夠完成的，是一項長(cháng)期而艱巨的任務(wù)。
2完善鐵路運輸信息化的對策
2.1強化制度建設
為加快鐵路運輸信息化的發(fā)展進(jìn)程，鐵路部門(mén)應當加強制度建設，確保源點(diǎn)信息采集的精準性、可靠性。在眾多系統中，其運行的復雜性主要是因為頻繁的信息交互，因此，確保信息采集的精準性至關(guān)重要。在鐵路系統運行的過(guò)程中，基礎信息采集主要包括以下兩個(gè)方面，即自動(dòng)采集、人工輸入，在自動(dòng)采集、人工輸入的過(guò)程中，要求鐵路部門(mén)應強化制度建設，實(shí)現信息輸入方式的制度化、規范化。此外，要求現場(chǎng)生產(chǎn)人員與信息技術(shù)人員應經(jīng)常進(jìn)行交流、溝通，雙方應熟悉和了解彼此工作的特點(diǎn)，相互借鑒彼此工作的經(jīng)驗，進(jìn)而不斷加快鐵路運輸信息化的發(fā)展進(jìn)程。
2.2加強鐵路運輸信息化人才的培訓
為提高管理人員的`專(zhuān)業(yè)技能與綜合素質(zhì)，鐵路部門(mén)應定期組織管理人員參加培訓，轉變管理人員的知識結構。培訓方式可以由單一化轉變?yōu)槎鄻踊纾梢酝ㄟ^(guò)專(zhuān)家講座、座談會(huì )議、交流會(huì )議等等，加強管理人員之間的交流、溝通，吸收其各自管理的經(jīng)驗。此外，鐵路部門(mén)的領(lǐng)導階層應經(jīng)常參加與鐵路運輸信息化建設相關(guān)的國際交流會(huì )議，吸收其先進(jìn)的管理理念，引進(jìn)專(zhuān)業(yè)技術(shù)水平較高的管理人員，為人才提供良好的工作環(huán)境，以使人才更好的服務(wù)于鐵路運輸信息化建設過(guò)程中。
2.3建立信息化的統一標準
目前，在我國鐵路運輸發(fā)展的過(guò)程中，由于正處于信息化建設的初級階段，需要投資建設很多工程項目，但是，由于國家投入的資金是有限的。因此，鐵路部門(mén)應將國家給予的資金投入到急需建設的項目之中，但是，應從長(cháng)遠利益考慮，建立信息化的統一標準。基于以上存在的問(wèn)題，鐵路部門(mén)應轉變以往的決策手段，由鐵道部門(mén)全面、深入的進(jìn)行調查，科學(xué)、合理的評估項目建設，依據鐵路的實(shí)際運行狀況，制定統一的鐵路信息發(fā)展規劃方案，并且還應加大監督和管理力度，使各個(gè)鐵路運輸企業(yè)能夠按照預先制定的規劃方案，實(shí)現鐵路運輸的信息化管理模式。在完成信息化項目建設過(guò)后，鐵道部門(mén)應當依據不同的標準，組織專(zhuān)家統一對建設項目進(jìn)行評估，對于存在的問(wèn)題，及時(shí)找到解決的對策，進(jìn)而有效確保鐵路運輸信息化的發(fā)展進(jìn)程。因此，我們可以看出，統一信息化發(fā)展規劃的制定，在同一時(shí)期，能夠使各個(gè)鐵路運輸企業(yè)建設的信息化項目趨于一致，有利于各個(gè)鐵路運輸企業(yè)的合作。相比于各個(gè)鐵路運輸企業(yè)獨立進(jìn)行開(kāi)發(fā)，統一信息化發(fā)展規劃的實(shí)現，能夠降低開(kāi)發(fā)的難度，減少經(jīng)濟成本的支出，并且可以縮短建設的周期，使鐵路運輸信息化朝向更好、更快的方向發(fā)展。
3結論
綜上所述，通過(guò)分析鐵路運輸信息化進(jìn)程存在的主要問(wèn)題，以及完善鐵路運輸信息化的主要對策，我們能夠看出，信息化建設對鐵路運輸發(fā)展的重要性。但是，由于受到多方面因素的限制，導致信息化的發(fā)展進(jìn)程緩慢，無(wú)法適應經(jīng)濟發(fā)展的需要。因此，基于以上存在的問(wèn)題，要求鐵路部門(mén)應強化制度建設，建立信息化的統一標準，重視人才建設，定期對管理人員進(jìn)行培訓，提高管理人員的專(zhuān)業(yè)技能與綜合素質(zhì)，進(jìn)而為鐵路運輸信息化建設奠定良好的人力資源。