基于智能图版的金义东施工冲突检测模型的研究与实现_杨文锐.pdf

电力与电子技术Power&Electronical Technology电子技术与软件工程Electronic Technology&Software Engineering1391 背景传统的施工调度管理模式以人工处理为主，通过纸质文档、办公软件、电子邮件等形式进行计划的申报和汇集，定期召开施工协调会解决资源冲突问题并调整施工计划。这种传统的管理办法难以排除人为因素对施工安全带来的影响，施工计划编制效率及施工作业组织效率都比较低1。轨道交通的施工调度管理工作既是一套资源调度模式，也是一种安全管控手段，一般遵循“事前计划，事中控制，事后分析”的基本模式。其中，事前施工计划申报以及事中施工作业组织过程中，施工资源占用是否冲突会直接影响施工安全2。本文结合金义东市域轨道交通施工调度管理特点，通过信息化手段建立施工调度管理系统，定义施工计划及实施的冲突检测模型，确保施工安全并有效提升施工组织效率。2 金义东市域轨道交通施工冲突检测模型2.1 定义施工管理资源市域轨道交通施工管理资源一般集中在以下几个方面：施工时间、线路占用、列车运行、供电条件、防护措施、施工配合。通过对施工调度管理涉及的所有管理元素进行整理和分析，从管理主体、人员、时间等方面抽象出施工管理资源并应用到建模中。其中，管理主体包含施工涉及的空间及对象，通过定义可被加载冲突规则和运算方法的空间对象，形成施工管理资源，具体包括：正线包括区间、站线、辅助线、站台；场段包括股道、道岔；以及供电分区、作业区域、地线等。2.2 智能化施工资源图版通过对金义东市域轨道交通施工区域进行分解，在施工调度管理系统中设计施工资源图版，实现施工资源占用的可视化。在施工调度管理系统中填报施工计划时，通过施工资源图版选择定位施工区域，系统自动关联对应的供电分区、地线等要素，按照区域对应的状态进行图形渲染，直观展示出施工资源的占用情况。因此施工计划能够直观、规范选择和指定作业区域，从而提高施工计划填写效率，避免差错。系统在停送电通知单、挂拆地线通知单、请销点、调度命令单据审批时，通过不同的颜色实时体现正线、段场供电区域“是否带电”的状态；不同颜色实时显示正线和场段作业区域的占用情况、封锁情况和施工信息；实时体现地线的挂拆情况，作业区域为挂接状态显示地线标识。从而让调度人员能直观掌握全线线路状况、施工状况、供电状况及防护状况，为调度人员的快速准确判断提供支持。如图 1 和图 2 所示。3 冲突检测模型3.1 冲突检测模型设计思路施工资源冲突检测具有非常重要的意义和毋庸置疑的必要性，而资源冲突的自动化检测却有多种不同的实现方式和一系列需要权衡利弊的选项。冲突检测的设计要点在于找到检测机制严谨性和灵活性的平衡点，以及线上自动处理和线下人工处理的紧密衔接。安全第一的底线不可逾越，因此检测机制必须具备严谨性，绝不允许出现漏检、错检的情况；在确保安全的前提下，检测机制需尽量兼顾使用者的便利性，不给施工计划的编排工作带来太多额外工作量。计算机目前只适用于协助人工快速检测和定位资源冲突所在，但不适用于代替人工进行资源冲突的解决，因为过于固化的业务规则可能会造成一些不能灵活处理的情况发生，反而降低了业务效率。因此，线上的资源冲突自动检测和线下的人工协调解决必然存在衔接点，精细的设计能让线上线下业务环节紧密结合，既大幅提基于智能图版的金义东施工冲突检测模型的研究与实现杨文锐田丰叶舒渊何人杰（金华市轨道交通集团运营有限公司 浙江省金华市 321000）摘要：本文以智能图版为基础，建立金义东市域轨道交通施工冲突检测模型，实现不同作业类型针对作业时间、作业地点、线路和供电要求等全面的资源冲突检测，确保施工安全，减轻人员管理负担，提升施工计划的准确性、科学性。关键词：市域轨道交通；施工调度管理系统；冲突检测电力与电子技术Power&Electronical Technology电子技术与软件工程Electronic Technology&Software Engineering140升了业务处理的效率，又保证了业务的全面性。3.2 金义东市域轨道交通冲突检测金义东市域轨道交通的冲突检测是基于智能化施工资源图版实现的。通过施工调度系统定义冲突检测模型并设置合适的检测时机，对金义东市域轨道交通施工的各个环节进行全方位冲突检测。从施工计划填报、审批到作业组织的请销点、停送电、挂拆地线，冲突检测模型共包含了 19 项冲突检测项点，具体如表 1。3.3 金义东市域轨道交通冲突检测模型的应用与实现在建立了精确的冲突检测模型的基础上，系统通过规则配置检测值和检测项，实现施工负责人的冲突检测，以及不同作业类型计划针对不同的作业时间、作业区域和供电区域的冲突判定3。计划提报及审批时，系统调用冲突检测引擎，自动判断资源占用情况，自动检测供电安排与作业区域是否相符，请/销点站是否在作业区域内，避免同一时间开车计划与非开车计划之间的冲突，在有冲突时能及时提醒用户，无冲突后方可发布计划。冲突检测模型依赖于作业时间、作业区域、供电分区 3 类施工资源基础数据。其中，作业区域主要包括：图 1：正线图版图 2：场段图版电力与电子技术Power&Electronical Technology电子技术与软件工程Electronic Technology&Software Engineering141（1）线路：线路名称、线路 ID。（2）站点：站点名称、所属线路、对应图版的ID。（3）正线区域：区域名称、所属线路、区间类型、对应图版的 ID、停送电防护区域、对线防护区域、区域状态、运营状态。（4）车场区域：区域名称、所属线路、请点地点、销点地点。（5）车场元素：元素名称、元素类型、元素状态、元素描述、对应图版的 ID。供电分区主要包括：供电分区名称、所属线路、供电状态、关联正线区域、对应图版的 ID、地线保护状态。基本的冲突检测算法引擎的实现逻辑，定义了计划 A 的作业时间为 T1=startTime1:endTime1，作业区域元素集合 AREA1=作业区域 ID 的集合，供电分区元素集合 ELE1=供电分区 ID 的集合；定义了计划B 的作业时间为 T2=startTime2:endTime2，作业区域元素集合 AREA2=作业区域 ID 的集合，供电分区元素集合 ELE2=供电分区 ID 的集合;定义了冲突标记CONFICT=0,0，定义函数 f(A,B)=A-B 表示 A、B 两个集合的交集，|A|表示 A 集合元素的数量。第一步：比较作业时间是否冲突：|f(T1,T2)|0 成立时，则说明作业时间有冲突；第二步：在作业时间冲突的情况下，比较作业区表 1：金义东市域轨道交通冲突检测序号分类冲突检测时机冲突检测项说明1施工计划计划新增、修改、变更作业时间冲突检测仅允许新增满足允许施工时间的 A 类施工计划。2施工负责人冲突检测两项计划间施工负责人、施工联络人、施工监管人不可冲突。3开车作业区域冲突检测 开车作业的作业区域不可与开车作业、人工点重叠。4开车作业防护区域冲突检测带电作业与停电作业至少间隔一个无电的供电分区作为防护区域。开车作业至少间隔一站一区间作为防护区域。停电开车作业至少间隔一站一区间作为防护区域。带电开车作业间至少间隔一站一区间作为防护区域。5开车作业关联防护区域冲突检测开车作业辅助线关联的正线区域内不允许开车作业或人工点作业。6供电安排冲突检测两项计划间同一个供电分区的供电安排不允许互斥。7请销点请销点登记时施工负责人密码校验检测施工负责人密码正确。8施工负责人冲突检测检查施工负责人、联络人、监管人是否冲突。9动火令冲突检测施工计划如为动火作业，检测施工计划关联动火令且关联的动火令审批通过。10请点时、调度批点时供电状态校验检测当前供电分区状态与施工计划供电要求是否相符。11地线状态校验检测当前供电分区地线状态与施工计划地线要求是否相符。12申请销点时施工负责人密码校验检测施工负责人密码正确。13停送电送电通知单审批进行中施工作业检测检测送电通知单供电分区是否存在供电安排要求为停电的施工作业未销点，列出冲突计划。14地线状态冲突检测检测送电区域内是否有未拆地线。15停、送电通知单审批供电区域状态检测提交时判断供电区域供电状态与通知单是否一致，避免重复停送电。16停电通知单审批进行中施工作业检测检测停电通知单供电分区是否存在供电要求为带电的施工作业未销点，列出冲突计划。17挂、拆地线挂、拆地线通知单新增、修改地线位置在供电分区范围内校验判断地线位置是否在影响的供电分区范围内。18挂地线通知单审批供电分区停电状态校验在行调/场调确认挂地线条件时，检测相关供电分区是否已停电。19拆地线通知单审批作业状态检测检测受当前地线影响供电分区施工是否已销点。电力与电子技术Power&Electronical Technology电子技术与软件工程Electronic Technology&Software Engineering142域是否有交集：当 f(AREA1,AREA2)!=，且|f(AREA1,AREA2)|!=|AREA1|!=|AREA2|时，则说明作业区域有重叠，冲突的区域为 f(AREA1,AREA2)，修改冲突标记CONFICT=1,0；第三步：在作业时间冲突的情况下，比较供电区域是否有交集：当 f(ELE1,ELE2)!=，|f(ELE1,ELE2)|!=|ELE1|!=|ELE2|时时，则说明供电区域有重叠，冲突的区域为 f(ELE1,ELE2)，若作业业区域有重叠，则冲突标记修改为 CONFICT=1,1，否则，修改冲突标记为CONFICT=0,1；作业防护区域与供电防护区域冲突检测算法与上述类似，当所有检测项都检测完毕后，对冲突检测标记进行判断，若|f(CONFICT,1)|0,则说明有冲突，算法返回冲突检测结果。如图 3 所示。计划执行时，系统逐一检测冲突条件，检测无误后方可批准请/销点。停送电、挂拆地线时，系统逐一检测冲突条件，检测无误后方可进行操作。此外，冲突检测图板可以直观展示发生冲突的区域，实时监控图板可以展示各线路各资源的实时状态和占用情况，对于调度人员，可查看当前各资源的实时状态，加快处理时间，提高施工作业组织效率，提高施工组织工作的智能化管理水平。3.4 金义东市域轨道交通冲突检测特点金义东市域轨道交通应用了可视化接地系统挂拆地线，以便更精准把控挂拆地线时的人身安全。目前金义东段场部分区域采用人工挂地线和可视化地线结合的双重防护机制，冲突检测模型对该情况进行了适应性调整。系统中将段场作业区域的地线基础数据分为可视化地线和人工地线，对于人工地线和可视化接地同时存在的区域，冲突检测模型对两类地线都进行检测，当同一区域两类地线状态都为拆除时，系统才更改供电分区的地线保护状态，以确保施工作业组织的安全进行。4 结束语确保施工作业环境及人员安全是施工调令管理的核心工作。经实践检验，通过在施工调度系统中建立冲突检测模型，以施工一览图的形式统一管理视图、共享过程信息，并应用于金义东市域轨道交通施工作业组织管理工作中，能够辅助各级管理者实时监控各项施工作业的实施进程与安全因素的管控状态，有效减轻金华轨道施工人员管理负担，实现金义东市域轨道交通施工作业的集中指挥、统筹控制，保障了金义东市域轨道交通施工作业的安全性、有效性、正确性。参考文献1 杨阳.地铁施工管理系统探讨研究 J.内燃机与配件,2018(15):3.2 娄栋乾.城市轨道交通线网运营施工调度管理系统的建设与实践 J.城市轨道交通研究,2018.3 赵俊华,张铭,宣秀彬.城市轨道交通智能施工调度管理系统研究与实现 J.铁路计算机应用,2019,28(08):62-67.作者简介杨文锐（1976-），男，江西省南昌市人。大学本科学历，高级工程师。研究方向为城市轨道交通运营管理。田丰（1986-），男，浙江省金华市人。硕士学位，高级工程师。研究方向为城市轨道交通运营管理。叶舒渊（1991-），女，浙江省金华市人。大学本科学历，助理馆员。研究方向为城市轨道交