轨道交通数字化技术讲义

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1、轨道交通工程建设轨道交通工程建设 数字化管理系统总体设计研究数字化管理系统总体设计研究 n n 背景背景 n n 概念概念 n n 功能目标功能目标 n n 结构设计结构设计 n n 技术支持体系技术支持体系 n n 应用实例应用实例 一、背景一、背景(1)-(1)-数字城市数字城市 n含义 n广义: 指城市的信息化。是用数字化的手段来处理、分析和管 理整个城市，促进城市的人流、物流、资金流、信息流、交 通流的通畅、协调。 n狭义: 指综合运用GIS、GPS、RS、网络等关键技术，建设服 务于城市规划、建设、管理；服务于政府、企业、公众；服 务于人口、资源环境、经济社会的可持续发展的信息基础设

2、 施和信息系统。 n主要内容：建设空间信息基础设施 开发和整合应用各种信息资源 一、背景一、背景(2)-(2)-传统产业信息化传统产业信息化 n我国十五计划多次 强调 n增强技术创新能力，加快传统产业技术改造。推动 国民经济优化升级和持续发展 n通过信息化带动工业化；实现跨越式发展 一、背景一、背景(2)-(2)-传统产业信息化传统产业信息化 n计算机信息技术在制造业的成功应用 nCIMS（计算机集成制造系统） nERP（企业资源计划） n敏捷制造系统 n建筑业信息化 nCAD、VR、P3、Project n国家十五攻关计划 一、背景一、背景(3)-(3)-大型建设项目的需要大型建设项目的需要

3、 n信息沟通 造价30%由沟通引起，点对点方式加大路径和层次 ，无法进行有效监督与控制。 n数据管理 数据的缺损和丢失；信息孤岛广泛存在，美国 B公司的统计数据表明建设项目竣工时，任何一个项目 参与方所能够拥有的项目建设信息不足全部信息60%。 n文档管理 轨道交通一号线一期工程，其仅初步设计文件、图 纸就有150余册，如此海量的文档信息仍然以传统的纸面方式存 储既不利于查找也不利于保存。 n过程控制 n 项目审批繁琐 n环节越来越多 n业务流程缺乏连贯性和合理性 二、数字化管理的概念二、数字化管理的概念 n涵义 n企业的知识资源、信息资源和财富可数字化； n运用量化的技术解决企业的管理问题，

4、即管理的可计算性。 n核心 n用数字化手段统一性地处理轻轨项目全过程问题 n充分利用项目的各类信息资源 n实现信息集成、信息共享、信息协调 三、三、 数字化管理的功能目标数字化管理的功能目标 n全过程。针对轻轨建设从项目论证到综合运营 管理这一纵向的全寿命周期过程的数字化，涵 盖工程项目的立项、设计、建设和运营等各个 阶段。 n全方位。轻轨建设每一个横向方面，即项目所 有的参与方 管理的数字化。否则，整个管理链 就不连贯。 n网络化。通过INTERNET、INTRANET和 EXTRANET，实现信息的远程共享与互动。 三、功能目标三、功能目标 n智能化。利用先进的信息处理技术，最大限度 地扩

5、展人的智能，减轻决策者的压力，实现信 息搜索与决策过程的智能化，从而提高决策质 量。 n 可视化。 n集成化。根据轨道交通工程的生命周期集成各 系统，整合业务流程，提高应用系统业务流程 的有效性和连贯性，构建一个企业与企业间协 同工作的环境。 四、四、轨道交通工程数字化管理系轨道交通工程数字化管理系 统功能结构设计统功能结构设计 项目空间决策支持系统 项目仿 真支持 系统 项目建 设管理 系统 项目运 营控制 系统 运营管 理系统 电子商 务系统 数 据 库 物料管 理系统 项目远 程故障 诊断系 统 业 务 系 统 支 持 系 统 防火墙 Internet/Intranet 用户用户 用 户

6、 界 面 财务管 理系统 人事管 理系统 数据支持 四、四、轨道交通工程数字化管理系轨道交通工程数字化管理系 统功能结构设计统功能结构设计 n项目论证、立项决策支持系统 n项目设计仿真支持系统 n项目建设管理支持系统 n竣工成果可视化系统 n项目运营集成控制系统 n轻轨结构体数字化仿真诊断系统 五、技术支持体系五、技术支持体系 n数据存储及管理技术 n信息采集和传输技术 n空间决策支持技术（3SGPS、GIS、RS、 DSS） n虚拟现实技术 n故障诊断技术 n控制技术 n集成技术 技术大类技术小类 功 能 数据存储及管理技术 数据仓库技术 各种图形、属性数 据的存储和管理 模型库及模型库管理

7、技术 各种模型的存储和管理 数据挖掘技术 挖掘数据间的潜在联系，帮助 决策者找到最有价值的信息 数据传输技术 网络技术 远程数据传递与管理 World Wide Web技术 项目信息发布 网络安全技术 保障项目数据的安全 信息访问技术 Web服务器与数据库的连接 联机分析技术 实现客户和服务器 间的多维数据分析 空间决策支持技术 GIS技术 提供空间数据与属性数据的结合 决策支持技术 为经营决策提供依据 虚拟现实技术 三维图形处理技术 构造三维视觉环境 音响处理技术 模拟环境中的声音， 并使其与画面一致 建模技术 描述环境以及对象的状态和属性 位置与方向跟踪技术 对对象的变化进行跟踪 故障诊断

8、技术 传感技术 设备及结构体故障监测 故障推理技术 由已知的故障数据找 到与之相匹配的故障 诊断建模技术 建立故障和设备工作流程的对应关系 控制技术 大规模集成电路技术 控制模块 无线传输技术 控制数据和指令传输 监视技术 设备现场监视 通信技术 控制数据和指令传输 总线技术 建立现场设备的通讯网络 集成技术 数据集成技术 建立各个子系统通用的数据模型 接口技术 不同子系统间的数据交流和共享 六、应用实例六、应用实例 n合同管理 n投资控制 n进度控制 （提供决策支持功能、通过集成使各系统之间 实现有效连接） 一号线十公里建设期4年； 其系统构成复杂：前期准备、土建工程、机车、供电、通信 、信

9、号、火灾自动报警、以及运营系统等几大组成部分，各 部分不仅自身技术难度大，相互间的衔接、协调更是错综复 杂，而且精度要求非常高，稍有不慎就将为工程建设与建成 后的营运埋下安全隐患。 投资：轻轨造价平均在24亿 /，资金来源渠道多， 结算及审计方式复杂。 日本贷款2685万美元，用于采购牵引电机等设备； 西班牙贷款498万美元，用于采购自动售检票系统； 国债4.5亿人民币，国家开发银行10.5亿人民币。 概况武汉轻轨工程概况 穿越武汉市核心区及内环线，周围环境复杂，道口交通干扰 大，要求业主能够及时掌握工程进展情况，及时发现工程 中的问题，获得丰富的决策支持信息以作出高质量决策。 招标方式多，合

10、同数量、种类繁杂 土建、轨道工程采用公司直接发包的方式， 材料供应采取直接采购招标和控制采购招标等方式， 设备系统采取设备招标代理机构招标等方式， 由此加大了合同管理与其它管理职能综合协调的困难。 公司建设经验不足，人才匮乏；公司面临着边组建、边建 设、边筹备运营的多重压力。人员少，项目建设任务重， 制度不健全，外界条件差，公司项目管理工作推进难度较大 。 概况武汉轻轨工程概况 轨道工程项目管理组织结构及功能(项目管理决策层) 董 事 长 总 经 理 支持层 副总经理副总经理项目整体运作控制机构 支持 支持 项 目 管 理 层 总工程师 指导 协调 董 事 会 股 东 会 总会计师 支持支持

11、组织武汉市轨道交通建设管理组织结构 轨道工程项目管理组织结构及功能(项目管理层) 项 目 管 理 决 策 层 l规划研究 l建设模式研究 l可研 l征地拆迁 l勘察管理 l营运模式研究 l组织结构研究 l人员培训安排 l综合开发 l物业管理 l营销推广 l营运准备及运营 设备系统土建系统 招标准备招标准备 合同管理合同管理 组织招标 投资控制 设备管理 安装前准备 组织招标 施工前准备 投资控制 建设管理 l设计管理 l合同管理 实 施 层 前期总控组 前期管理系统 建设管理系统 建设总控机构营运总控机构 营运管理系统 相关建 议审核 相关审 核验收 指导 协调 指导 协调 指导 协调 指导

12、协调 技术管理机构 （公司技术委员会） 相关技 术审核 公司 其它 职能 部门 信息通畅 工作有序 良好协调 跨线性部门组织 目前职能分工体系 l工程因素早期考虑 l活动交叉进行 (总控管理核心之一) l整体优化 强化 实现 解决工程中出 现的技术问题 审核技术方案 组织技术攻关 提出项目研究计 划并组织实施划 组织 设计联络 制造 安装 单调联调集成 参与者 信息采集 指令传送 设计监理设备总监施工监理 设计总包 设计1设备n设备1设计n工程n工程1 建设管理工程师设备管理工程师设计管理工程师 建设管理 设备管理 设计管理 派出 派出派出 项 目 管 理 层 实施层组织结构组织 计划与PRO

13、JECT集成的月计划生成 与AUTOCAD集成的工程进度形象显示 与MAPX控件集成的设备系统形象显示(基于设备位置) 与MAPX控件集成的设备系统形象显示(基于设备接线) 与MAPX控件集成的设备系统形象显示(基于设备系统) 合同管理决策支持功能合同管理决策支持功能 n基于工程进度控制计划的合同立项预警模块 项目总计划 月度计划 合同启动报告 合同立项提示 合同计划（金额、工期） 影响关键线路否合同执行 综合分析 进度控制系统合同管理系统 YESNO n合同执行期的决策支持 n合同管理工作计划安排与日常工作实时提示功能模块 管理对 象 时间属性代码管理职能管理职能代码 合同立 项 合同立项时

14、间、核准 时间 TLX、TLXSP合同立项审核 LXSH 招投标招标计划开始时间TZB制作标包 BBZZ 合同会 签 合同计划开始时间 THT 合同审核 HTSH 合同变 更 变更接收时间、核准 时间 TBGJS、TBGHZ 合同变更审批 BGSP 工程索 赔 索赔申请时间、核准 时间 TSPJS、TSPSP 索赔审批 SPSP 图3 合同管理系统每日提示窗口 进度款支付管理辅助决策模块 合同（或 预算）单 价 成本调整 值 计划进度 值 实际进度 （工程量 ）调整 计划成本 实际成本 支付决策支持 形象进度报告 分析评价报告 基于工程概算的合同支付预警提示 月投资计划对比分析 基于工程概算的合同支付分析 月度投资分析 时序进度与投资对比分析 人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。