1地理信息協(xié)會(huì)科技進(jìn)步獎(jiǎng)附件30研究報(bào)告

1、目 錄第 1 章1.11.2前言1課題由來(lái)1國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及的問(wèn)題31.2.1GE 在現(xiàn)代工程地質(zhì)界的研究現(xiàn)狀3險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究現(xiàn)狀5測(cè)研究現(xiàn)狀9. 121.2.21.2.3施工項(xiàng)目研究1.31.3.1 項(xiàng)目研究技術(shù)方案141.3.2 項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容151.3.3 項(xiàng)目創(chuàng)新16第 2 章2.1基于 GE 的既有線近接施工地質(zhì)預(yù)報(bào). 18系統(tǒng)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)182.1.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)182.1.2 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則192.1.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的技術(shù)路線202.1.4 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)222.1.5 系統(tǒng)工作流程27系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)282.2.1概述282.2.2 系統(tǒng)登錄與主界面292.2.3 BDS 定位模塊3

2、22.2.4 數(shù)據(jù)庫(kù)管理模塊332.2.5 地圖游覽模塊392.22.2.6預(yù)報(bào)管理模塊422.2.7 三維模擬模塊472.2.8 輔助決策模塊492.2.9幫助支持. 50本章小結(jié)512.3第 3 章3.1基于 BDS 的既有線近接施工智能移動(dòng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)52既有線橋涵近接施工辨識(shí)52辨識(shí)過(guò)程523.1.13.1.23.1.3辨識(shí). 53辨識(shí)結(jié)果58既有線橋涵近接施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系603.2III3.2.1既有線近接施工風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與. 603.2.2 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系建立653.2.3 計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重663.2.4 灰色綜合評(píng)價(jià)713.2.5 風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)79系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)823.3.1 登陸及

3、主界面833.3.2 BDS 定位模塊853.3.3 地圖管理模塊863.3.4 基礎(chǔ)管理模塊883.3識(shí)別與管理模塊90險(xiǎn)評(píng)價(jià)953.3.53.3.63.3.7事故應(yīng)急救援模塊100系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用101本章小結(jié)102既有線列車(chē)便梁支墩耦合作用分析及動(dòng)載荷動(dòng)力響應(yīng)數(shù)值模擬104工程概況104監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置105既有線列車(chē)便梁支墩耦合作用分析1054.3.1 列車(chē)便梁耦合作用過(guò)程1064.3.2 列車(chē)便梁支墩相互作用1064.3.3 數(shù)據(jù)分析108動(dòng)力響應(yīng)數(shù)值模擬研究1124.4.1 模型的建立1124.4.2 載荷的施加1144.4.3 計(jì)算結(jié)果與分析115本章小結(jié)121基于 LabVIEW 的鐵路

4、營(yíng)業(yè)線橋涵施工防護(hù)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)123工程及地質(zhì)概況123頂進(jìn)涵施工124系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用1285.3.1 系統(tǒng)需求分析1295.3.2 系統(tǒng)監(jiān)測(cè)方案設(shè)計(jì)1305.3.3 系統(tǒng)總體框架147系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)1485.4.1登錄模塊1493.43.5第 4 章4.14.24.34.44.5第 5 章5.15.25.35.4IV5.4.2 數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)模塊1505.4.3 預(yù)警值設(shè)置模塊1545.4.4 軌道位移調(diào)整模塊1555.4.5用戶(hù)管理模塊1575.4.6 數(shù)據(jù)庫(kù)管理模塊1575.4.7 幫助說(shuō)明模塊161監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用1625.55.5.1. 1625.5.2現(xiàn)場(chǎng)測(cè)點(diǎn)布置164和預(yù)警1675.

5、5.35.5.4數(shù)據(jù)分析172本章小結(jié)174結(jié)論1765.6第 6 章V基于 BDS 的既有線近接施工智能及應(yīng)用研究報(bào)告第1章前言1.1課題由來(lái)鐵路在交通業(yè)中的重要性是不言而喻的，截至 2014 年底，全國(guó)鐵路運(yùn)營(yíng)總里程已11 萬(wàn)公里，僅次于；其中高鐵運(yùn)營(yíng)總里程超過(guò) 1.6 萬(wàn)公里，位居全球第一。與此同時(shí)，我國(guó)鐵路的能力、電氣化水平卻有極大的提升空間。截至 2013 年底，我國(guó)鐵路復(fù)線里程僅占總營(yíng)業(yè)里程的 47%，電氣化里程約占總營(yíng)業(yè)里程的 54%。近年來(lái)，隨著鐵路建設(shè)技術(shù)的發(fā)展以及、貨物交通量的不斷增長(zhǎng)，鐵路既有線復(fù)線建設(shè)、電氣化改造項(xiàng)目層出不窮。既有線改建擴(kuò)能工程大量涉及近接施工，近接施工

6、與營(yíng)運(yùn)安全之間的引起了全的廣泛關(guān)注。既有線近接施工工程是一種典型的地質(zhì)工程，常常非常復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境，且往往受既有線路地質(zhì)環(huán)境的限制，這些復(fù)雜的地質(zhì)條件的施工往往會(huì)誘發(fā)多種地質(zhì)災(zāi)害，嚴(yán)重影響施工進(jìn)度，造成嚴(yán)重的損失和傷亡事故。對(duì)施工而言，詳細(xì)了解既有線的地質(zhì)環(huán)境、水文環(huán)境等，并將既有工程的與實(shí)際施工過(guò)超前預(yù)報(bào)、監(jiān)測(cè)相結(jié)合，形成近接施工地質(zhì)信息綜合，可以指導(dǎo)施工過(guò)程安進(jìn)行。同時(shí)，既有線近接施工在工程上屬于險(xiǎn)敏感區(qū)域，已經(jīng)建成并正在運(yùn)營(yíng)的線路對(duì)變形的要求極其嚴(yán)格。既要保證既有線鐵路正常不間斷運(yùn)行，又要確保支護(hù)結(jié)構(gòu)的，安全管控難度大任務(wù)重，近接施工過(guò)程經(jīng)常伴隨著一些大小事故的發(fā)生。比如地表既有線頂進(jìn)涵

7、施工過(guò)采用拉伸鋼板樁支護(hù)時(shí)，列車(chē)容易發(fā)生“晃車(chē)”現(xiàn)象，影響營(yíng)業(yè)線鐵路的安全行駛；在施工接近尾聲時(shí)，部分拉伸鋼板樁因土過(guò)大而拔不出來(lái)，如果強(qiáng)行拔出則會(huì)造成鐵路路基失穩(wěn)事故。鐵路既有線工程施工可能造成的鐵路行車(chē)事故：列車(chē)脫軌、掉道；施工機(jī)具、材料、車(chē)輛侵限并掛碰機(jī)車(chē)；施工挖斷既有光、電纜，造成行車(chē)通信、信號(hào)中斷；封閉作業(yè)晚點(diǎn)、頂點(diǎn)，影響正常秩序；施工損壞既有行車(chē)；施工或改建（已使用但未交工）路基、線路、橋梁、通1基于 BDS 的既有線近接施工智能及應(yīng)用研究報(bào)告號(hào)、接觸網(wǎng)等達(dá)不到列車(chē)放行條件；施工防護(hù)、違章施工、超前作業(yè)等違章事故；施工車(chē)輛溜逸；脹軌、跑道等影響列車(chē)運(yùn)行；施工或旅客傷亡事故等。這些事

8、故不僅既有線的正常營(yíng)運(yùn)及工程進(jìn)度，而且危及人員、和財(cái)產(chǎn)的安全，甚至可能造成巨大的損失。2008 年 11 月 15 日，杭州地鐵基坑近接施工造成基坑坍塌，21 人；2010 年 5 月 23 日，江西滬昆鐵路近接施工公路邊坡，雨后發(fā)生滑坡，造成K859 次列車(chē)脫軌，乘客19 人，傷 71 人，其中重傷 11 人；2013.9.16 蘭新線紅煙段電氣化改造工程發(fā)生打擊事故，造成 1 人；2014.3.31 滬昆鐵路電氣化改造工程發(fā)生事故，造成列車(chē)剮蹭，車(chē)次延誤 23 分，1 人的嚴(yán)重后果。因此，要適應(yīng)復(fù)雜條件下鐵路既有線近接施工實(shí)際，及時(shí)、合理應(yīng)對(duì)鐵路既有線近接施工中出現(xiàn)的新問(wèn)題，就必須轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)

9、的施工安全管控方式。GE 的出現(xiàn)，為地質(zhì)研究工作提供了新的思路。GE 通過(guò)網(wǎng)絡(luò)可包含航天和圖片的數(shù)據(jù)庫(kù)。全球的城市，甚至小城鎮(zhèn)也能顯示周?chē)纳酱?、河流、湖泊、?shí)時(shí)的空間地理數(shù)據(jù)。通過(guò) GE 二次開(kāi)發(fā)平臺(tái)，支持用戶(hù)根據(jù)需要進(jìn)行系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，其影像、數(shù)據(jù)功能為海量空間數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、管理和綜合分析提供了高效的，可以提供空間上每一點(diǎn)的數(shù)據(jù)，為實(shí)現(xiàn)既有線近接施工地質(zhì)的可視化和數(shù)字化管理提供了很平臺(tái)。GE 技術(shù)現(xiàn)在己經(jīng)廣泛應(yīng)用于電力勘測(cè)設(shè)計(jì)、地質(zhì)災(zāi)害管理、發(fā)布等領(lǐng)域。其提供的高精度 GE、數(shù)據(jù)管理、3D 模擬等功能顯示出其在工程界應(yīng)用的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。將 GE 應(yīng)用于既有線路近接施工地質(zhì)和一定的現(xiàn)實(shí)意義。具有可行性北

10、斗導(dǎo)航系統(tǒng)（BDS）是自行研制開(kāi)發(fā)的區(qū)域性有源三維定位與通信系統(tǒng)（ CNSS），是除（GLONASS）之后第三個(gè)成熟的（ GPS ）、俄羅斯的的全球?qū)Ш较到y(tǒng)。可在全球范圍內(nèi)全天候、全天時(shí)為各類(lèi)用戶(hù)提供高精度、高可靠的定位、導(dǎo)航、授時(shí)服務(wù)，并兼具短報(bào)文通信能力，與 GPS 相比，北斗具有以下 5 點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：（1）它同時(shí)具備定位與通訊功能，不需要其他通訊系統(tǒng)支持，而 GPS 只能定位；（2）覆蓋范圍大，沒(méi)有通訊盲區(qū)，覆蓋了及周邊和地區(qū)，不僅可為、也可為周邊服務(wù)；（3）特別適合于集團(tuán)用戶(hù)大范圍管理和用戶(hù)數(shù)據(jù)2基于 BDS 的既有線近接施工智能及應(yīng)用研究報(bào)告?zhèn)鬏攽?yīng)用；（4）融合北斗導(dǎo)航用 GPS 使之應(yīng)

11、用更加豐富；（5） 適合關(guān)鍵部門(mén)應(yīng)用。因此，采用北斗和增強(qiáng)系統(tǒng)兩大資源，因此也可利系統(tǒng)，安全、可靠、，性強(qiáng)，導(dǎo)航系統(tǒng)將會(huì)是我國(guó)工程控領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)。虛擬儀器技術(shù)作為目前新興技術(shù)領(lǐng)域，被廣泛應(yīng)用于航天科技、自動(dòng)化控制、等領(lǐng)域內(nèi)，在工程實(shí)踐中不僅大大節(jié)省開(kāi)發(fā)資金和縮短開(kāi)發(fā)周期，還能夠事半功倍，取得比傳統(tǒng)儀器更測(cè)試效果。利用虛擬儀器技術(shù)和LabVIEW設(shè)計(jì)的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已經(jīng)在汽車(chē)、大壩監(jiān)測(cè)、隧道開(kāi)挖等方面得到廣泛應(yīng)用，并取得了較效果。十四局集團(tuán)，是經(jīng)建設(shè)部核準(zhǔn)的具有綜合施工能力的鐵路特級(jí)施工總承包企業(yè)，其前身為鐵道兵第四師，組建于 1947 年，1984 年集體并入鐵道部，2001 年改制為母子公

12、司的管理體制。安全生產(chǎn)工作一直是十四局集團(tuán)企業(yè)管理的重點(diǎn)內(nèi)容，堅(jiān)持“安全第一，預(yù)防為主”、“管生產(chǎn)必須，誰(shuí)主管誰(shuí)負(fù)責(zé)”的安全管理原則，把安全生產(chǎn)作為施工生產(chǎn)的永恒。為了保證復(fù)雜條件下的鐵路既有線近接施工項(xiàng)目安全開(kāi)展，十四局集團(tuán)委托以理工大學(xué)為牽頭，研發(fā)基于 BDS/GE 的既有線近接施工安全管控。以鐵路既有線近接施工為背景，充分發(fā)揮現(xiàn)代技術(shù)在復(fù)雜近接工程施工中的指導(dǎo)作用，研發(fā)了“基于 GE 的既有線近接施工地質(zhì)預(yù)報(bào)”、“基于北斗的既有線近接施工智能移動(dòng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)”、“基于 LabVIEW 的既有線橋涵施工自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”，通過(guò)實(shí)現(xiàn)既有線近接施工中地質(zhì)管理和預(yù)報(bào)，對(duì)施工過(guò)各類(lèi)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估和，從而避

13、免風(fēng)險(xiǎn)。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及的問(wèn)題1.2.1GE 在現(xiàn)代工程地質(zhì)界的研究現(xiàn)狀GE 是Google 公司于 2005 年 6 月推出的通過(guò) GE控全球影像數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的數(shù)字地球平臺(tái)。自 GE 問(wèn)世以來(lái)，國(guó)內(nèi)外一些高校、設(shè)計(jì)3基于 BDS 的既有線近接施工智能及應(yīng)用研究報(bào)告公司甚至個(gè)人紛紛開(kāi)始對(duì) GE 在各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用展開(kāi)了廣泛研院、究，但是，現(xiàn)階段 GE 在鐵(公)路隧道領(lǐng)域的應(yīng)用尚處于起步和摸索階段。GE 的研究和應(yīng)用，在國(guó)外已經(jīng)取得了很多卓有成效的成果，特別是在房地產(chǎn)管理、消防預(yù)控管理、商業(yè)調(diào)查等領(lǐng)域，已經(jīng)有了廣泛的應(yīng)用和推廣，在游戲娛樂(lè)上也有突出創(chuàng)意，如開(kāi)發(fā)游戲GE War。（1）利

14、用 GE 作為可視化工具，對(duì)“”颶風(fēng)的起源和影響進(jìn)行了深入的研究。將此災(zāi)害從監(jiān)測(cè)系統(tǒng)升級(jí)為預(yù)報(bào)系統(tǒng)，并構(gòu)造了相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，將的影響進(jìn)行可視化表達(dá)，為預(yù)防下一個(gè)“”提供了新的。（2）德國(guó)將 GE 整合到大眾汽車(chē)的導(dǎo)航系統(tǒng)中，開(kāi)發(fā)了新的車(chē)載導(dǎo)航系統(tǒng)。讓駕駛者隨時(shí)隨地能夠獲得 3D 道路鳥(niǎo)瞰地圖，并體驗(yàn)到身臨其境的感覺(jué)，這種新開(kāi)發(fā)的技術(shù)讓乘客根據(jù)周?chē)匦蔚孛瞾?lái)識(shí)別汽車(chē)目前的位置。（3）防措施。還利用了 GE 與 GIS 結(jié)合，來(lái)研究的分布情況以及預(yù)（4）GE圖層管理功能和 KML 技術(shù)在也取得了的應(yīng)用，開(kāi)發(fā)出系統(tǒng)，如 GE 消防栓管理系數(shù)據(jù)如地形地貌、城市道路交了基于數(shù)字地球的各種功能強(qiáng)大的應(yīng)用型

15、地理統(tǒng)。該系統(tǒng)主要是利用 GE 提供的基礎(chǔ)地理通平面模型等，并以地標(biāo)形式標(biāo)注出該城市的所有消防栓的位置和，同時(shí)，用戶(hù)可以隨時(shí)隨地獲取、發(fā)布各地的消防栓。國(guó)內(nèi)近幾年來(lái)研究和應(yīng)用 GE 也取得了一定的發(fā)展：（1）江蘇省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院利用 Google SketchUp 在 GE了立交方案系統(tǒng)的演示。，實(shí)現(xiàn)（2）西南電力設(shè)計(jì)院利用 KML 技術(shù)實(shí)現(xiàn)了在 GE 中進(jìn)行線路選線等功能，選擇最合理的輸電路徑方案。（3）省某工程地質(zhì)大隊(duì)利用 KML 技術(shù)，將外業(yè)的勘測(cè)點(diǎn)在 GE 中進(jìn)行標(biāo)注，使得勘測(cè)結(jié)果與當(dāng)?shù)氐恼鎸?shí)地理能夠有機(jī)地結(jié)合，為工程技術(shù)人員地進(jìn)行地形、地貌、構(gòu)造、地層等分析提供了方便。（4）國(guó)實(shí)際情

16、況的臺(tái)網(wǎng)中心應(yīng)用 GE API 和 KML 等技術(shù)，開(kāi)發(fā)了適合我應(yīng)用系統(tǒng)。建立了良展示平臺(tái)，為管理人4基于 BDS 的既有線近接施工智能及應(yīng)用研究報(bào)告員、科研、和普通百姓提供了方便，該系統(tǒng)能夠進(jìn)行應(yīng)急服務(wù)和提供決策知識(shí)。（5）KML 開(kāi)發(fā)了序?yàn)橐?VB 為開(kāi)發(fā)環(huán)境，基于 GE 的 API 和中咨路橋的程序，該程序可以提取區(qū)域影像資源和三維地形數(shù)據(jù)，此程高速公路汕頭至普寧段工程的可行性研究提供了技術(shù)支持。所以，GE 的出現(xiàn)，為各行業(yè)的管理提供了新的思路，已經(jīng)取得初步的研究成果。但在鐵路隧道管理領(lǐng)域的應(yīng)用尚不多見(jiàn)，未進(jìn)行基于 GE 的隧道發(fā)布、修改、動(dòng)態(tài)瀏覽等次的開(kāi)發(fā)應(yīng)用。既有隧道近接施工地質(zhì)的復(fù)

17、雜性決定了其災(zāi)害的發(fā)生和發(fā)展也是一個(gè)復(fù)雜的地質(zhì)過(guò)程，決策者往往要面對(duì)的海量的異常復(fù)雜的資料與數(shù)據(jù)，在做出災(zāi)害發(fā)生的可能性時(shí)，往往無(wú)法快速、有效整理和科學(xué)地分析這些資料和數(shù)據(jù)，很難做出快速、準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)。在云計(jì)算，更加有必要借助計(jì)算機(jī)這個(gè)工具，開(kāi)發(fā)既有線近接施工地質(zhì)，為地質(zhì)工作者和決策者提供技術(shù)支持。近年來(lái)，隨著世界各國(guó)長(zhǎng)大深埋隧道的施工，人們?cè)絹?lái)越認(rèn)識(shí)到了解地質(zhì)的重要性，國(guó)內(nèi)外有許多學(xué)者致力于該技術(shù)的研究，也取得了不少成果，但是，在利用計(jì)算機(jī)技術(shù)參與管理方面還比較落后，大多靠紙質(zhì)存檔、人工數(shù)據(jù)管理，計(jì)算機(jī)應(yīng)用水平不高?，F(xiàn)代和工程技術(shù)在地質(zhì)管理中的應(yīng)用水平還比較低，處理落后，作業(yè)往往無(wú)法迅速?gòu)暮Ａ?/p>

18、數(shù)據(jù)中找到關(guān)鍵，沒(méi)有充分利用的強(qiáng)大功能。1.2.2險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究現(xiàn)狀20世紀(jì) 30 年代由于世界性的爆發(fā)，企業(yè)設(shè)立保險(xiǎn)部門(mén)成為風(fēng)險(xiǎn)管理萌芽。1931 年管理最先提出風(fēng)險(xiǎn)管理概念，并開(kāi)始進(jìn)行探討和研究，并于次年成立紐約經(jīng)紀(jì)人。1938 年后，企業(yè)開(kāi)始采用學(xué)術(shù)會(huì)議/研究班等科學(xué)的研究風(fēng)險(xiǎn)管理。20 世紀(jì) 50 年代，風(fēng)險(xiǎn)管理形成為一門(mén)新興學(xué)科，逐漸向系統(tǒng)化、專(zhuān)業(yè)化發(fā)展。1950 年（Mowbray）等人在保險(xiǎn)學(xué)中對(duì)“風(fēng)險(xiǎn)管理”概念進(jìn)行了闡述。1960 年風(fēng)險(xiǎn)管理課程由保險(xiǎn)管理（ASIM）紐約分社與沙那大學(xué)首次聯(lián)合開(kāi)設(shè)。1961 年斯教授主持并發(fā)表風(fēng)險(xiǎn)與保險(xiǎn)學(xué)課程概念。1963 年Risk Manage

19、ment in5基于 BDS 的既有線近接施工智能及應(yīng)用研究報(bào)告Business Enterprise歷史文獻(xiàn)的。20世紀(jì) 70 年代風(fēng)險(xiǎn)管理研究逐漸蔓延到全球。1975 年，保險(xiǎn)管理（ASIM）更名為風(fēng)險(xiǎn)與保險(xiǎn)管理，標(biāo)志著風(fēng)險(xiǎn)處理方式從保險(xiǎn)方式變?yōu)楣芾矸绞健?983 年，“101 條風(fēng)險(xiǎn)管理準(zhǔn)則”的通過(guò)，標(biāo)志著風(fēng)險(xiǎn)管理發(fā)展到一個(gè)新階段，達(dá)到更高水平。英國(guó)C.B.Chapman 教授在Risk Analysis for Large Projects: Ms, Methods andCases一文中提出“風(fēng)險(xiǎn)工程”概念。1986 年英國(guó)將風(fēng)險(xiǎn)分析技術(shù)運(yùn)用到北海油田輸油管道的鋪設(shè)過(guò)，施工安全，降低

20、了成本。之后，法國(guó)、德國(guó)、等國(guó)都展開(kāi)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)管理的研究，建立起風(fēng)險(xiǎn)管理，開(kāi)設(shè)風(fēng)險(xiǎn)管理課程，將其運(yùn)用到實(shí)踐中，取得了豐碩的成果，形成了一系列的理論體系，極大的促進(jìn)了風(fēng)險(xiǎn)管理學(xué)科的發(fā)展。二十世紀(jì)五十至六十年代，安全分析與評(píng)價(jià)技術(shù)首先出現(xiàn)在核工業(yè)中，并隨著化工業(yè)生產(chǎn)中頻繁發(fā)生火災(zāi)、爆炸及毒氣泄漏等事故，開(kāi)始得到全的研究。道化學(xué)公司首創(chuàng)化工生產(chǎn)度安全評(píng)價(jià)?；馂?zāi)爆炸指數(shù)法、評(píng)價(jià)法、六階段評(píng)價(jià)法和化工過(guò)程評(píng)價(jià)法等相繼出現(xiàn)。二十世紀(jì)六十年代中期，英國(guó)提出故障數(shù)據(jù)庫(kù)和可靠性服。1975 年原子能委員核電站事故性評(píng)價(jià)。1981 年，會(huì)發(fā)表概率性評(píng)價(jià)指南，以概率風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估為代表的系統(tǒng)安全分析評(píng)價(jià)技術(shù)依托航天及核工業(yè)等

21、高技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展而快速發(fā)展。二十世紀(jì)七十年代后，系統(tǒng)安全分析評(píng)價(jià)技術(shù)逐漸推廣到航天、航空、石油、化工、礦山等領(lǐng)域。國(guó)外鐵路施工風(fēng)險(xiǎn)的研究多集中于風(fēng)險(xiǎn)技術(shù)方面，如高速鐵，德國(guó) ICE 高速列車(chē)使用的防災(zāi)系統(tǒng)（MAS90），法國(guó)的路運(yùn)營(yíng)列車(chē)自動(dòng)系統(tǒng)，營(yíng)業(yè)線施工險(xiǎn)方面的研究較少。下面部分發(fā)達(dá)既有線施工模式。在作業(yè)模式上，國(guó)外鐵路發(fā)達(dá)多采用開(kāi)設(shè)天窗形式施工，且單次時(shí)間較長(zhǎng)，為 46 小時(shí)，甚至更長(zhǎng)，如西歐和等國(guó)的施工“天均在 6 小時(shí)以上，而窗”的一些鐵路公司甚至可以通過(guò)其它平行徑路安排，從而對(duì)某條線路集中多天施工。在作業(yè)時(shí)間上，多安排在夜間或凌晨，如新干線以及法國(guó)高速鐵路維修天窗時(shí)間均是設(shè)在 0:0

22、06:00，德國(guó)則是安排在凌晨 3:306:00，周末夜間通6基于 BDS 的既有線近接施工智能及應(yīng)用研究報(bào)告過(guò)貨車(chē)較少時(shí)開(kāi)設(shè)較長(zhǎng)時(shí)間的天窗進(jìn)行集中維修，這樣避開(kāi)列車(chē)密度較大的時(shí)段,最大限度減少交叉干擾。，多采用大型機(jī)械化作業(yè),在充足的在作業(yè)時(shí)間保證業(yè)效率得以充分發(fā)揮,工程質(zhì)量和施工安全可以得到更保障。風(fēng)險(xiǎn)管理研究在我國(guó)起步較晚，約在二十世紀(jì)七十年代末至八十年代初，我國(guó)才開(kāi)始了風(fēng)險(xiǎn)管理相關(guān)研究。后，博士首先將風(fēng)險(xiǎn)管理理論帶入我國(guó)。1987 年風(fēng)險(xiǎn)分析與決策的，表示風(fēng)險(xiǎn)研究在我國(guó)正式開(kāi)始。同年，原機(jī)械部提出在機(jī)械業(yè)內(nèi)開(kāi)展工程安全評(píng)價(jià)，并在 1988 年頒布了機(jī)械工廠安全評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。二十世紀(jì)九十年代

23、，風(fēng)險(xiǎn)管理逐漸進(jìn)入到工程建所和企業(yè)也相繼對(duì)其進(jìn)行研究。1996 年，設(shè)領(lǐng)域，各高校、闡述了國(guó)際工的眾多風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)其進(jìn)行分析評(píng)估，提出風(fēng)險(xiǎn)防范對(duì)策。1998的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行識(shí)別、評(píng)價(jià)、應(yīng)對(duì)。1999 ，年，在對(duì)項(xiàng)目中投資項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)分析一書(shū)中，結(jié)合實(shí)例對(duì)風(fēng)險(xiǎn)分析理論、進(jìn)行了較全面系統(tǒng)的研究。2001 年項(xiàng)目管理知識(shí)體系。2002 年，“熵”引入風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中。隨后，一系列安全管理?xiàng)l列和安全生產(chǎn)相繼頒布。目前,對(duì)險(xiǎn)分析的研究工作仍在繼續(xù),并不斷取得進(jìn)步。國(guó)內(nèi)鐵路營(yíng)業(yè)線施工風(fēng)險(xiǎn)體系的相關(guān)研究不斷增多，成果頗豐，保證了鐵路工程的安全，促進(jìn)了風(fēng)險(xiǎn)管理在鐵路工程領(lǐng)域的發(fā)展。下面對(duì)近幾年國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)鐵路營(yíng)業(yè)線施工安全所做的相

24、關(guān)研究進(jìn)行簡(jiǎn)要。2012 年既有線電氣化鐵路風(fēng)險(xiǎn)，運(yùn)用層次分析法進(jìn)行既有線電氣化施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，經(jīng)計(jì)算得出結(jié)論：風(fēng)險(xiǎn)和管理風(fēng)險(xiǎn)是既有線電氣化鐵路施工的主要風(fēng)險(xiǎn)。2012 年在鐵路營(yíng)業(yè)線施工組織險(xiǎn)及對(duì)策一文中將理論引入營(yíng)業(yè)線施工組織，通過(guò)識(shí)別險(xiǎn)，分析風(fēng)險(xiǎn)，提出強(qiáng)化施工安全基礎(chǔ)管理、強(qiáng)化施工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)、施工預(yù)備會(huì)和總結(jié)會(huì)格式化管理、提升車(chē)站施工管理化水平等風(fēng)險(xiǎn)對(duì)策。2012 年從、材料、機(jī)具、自然環(huán)境、組織協(xié)作五個(gè)方面對(duì)鐵路電氣化改造工程施工險(xiǎn)進(jìn)行識(shí)別，運(yùn)用模糊綜合評(píng)估法進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)7基于 BDS 的既有線近接施工智能及應(yīng)用研究報(bào)告估，給出風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)策率，并提出從風(fēng)險(xiǎn)管理理念、組織、管理技術(shù)、管理人員、制

25、度和法規(guī)方面建立風(fēng)險(xiǎn)保障體系。2012 年從人的不安全行為、物的不安全因素、環(huán)境的不良狀態(tài)、管理的不安全狀態(tài)四個(gè)方面對(duì)既有線電氣化改造工程施工安全的風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行分析，并典型安全事故，分析人、機(jī)、環(huán)境、管理對(duì)其的影響。從人、機(jī)、環(huán)境、管理四個(gè)方面構(gòu)建安全預(yù)警指標(biāo)體系, 運(yùn)用多層次模糊評(píng)價(jià)法對(duì)安全預(yù)警指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，根據(jù)預(yù)警結(jié)果，采取相應(yīng)對(duì)策。2013 年研究了既有線提速施工主要技術(shù)以及在施工過(guò)可能遇到的風(fēng)險(xiǎn), 結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際、分析后形成系統(tǒng)、套的安全管理辦法。既有線提速改造技術(shù)體系以及成2013 年，闡明了既有線施工定義，并既有線施工范圍進(jìn)行界定，并提出從施工前準(zhǔn)備，施工中的防護(hù)措施，優(yōu)化技術(shù)方案，

26、提高識(shí)，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管和巡查力度方面確保既有線施工安全。2014 年結(jié)合安全系統(tǒng)工程和風(fēng)險(xiǎn)管理理論，從 PDCA 循環(huán)的理念出發(fā)，建立鐵路既有線電氣化改造工程安全保障體系分別從組織職能體系、風(fēng)險(xiǎn)體系、安全評(píng)價(jià)體系以及應(yīng)急管理體系四方面進(jìn)行具體分析和。雖然已有眾多學(xué)者利用多種評(píng)價(jià)模型對(duì)既有線施工險(xiǎn)評(píng)價(jià)進(jìn)行了研究，但仍一些問(wèn)題：（1）不注重風(fēng)險(xiǎn)管理，管理缺乏專(zhuān)業(yè)技能，管理簡(jiǎn)單，管理理念陳舊。沒(méi)有相應(yīng)的安全管理部門(mén)，或雖設(shè)有安全管理部門(mén)都流于形式，缺乏具有安全工程專(zhuān)業(yè)的技術(shù)，管理簡(jiǎn)單，不能進(jìn)行全的辨識(shí)，形成完整的風(fēng)險(xiǎn)分析、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、風(fēng)險(xiǎn)體系。抓不住風(fēng)險(xiǎn)管理的重點(diǎn)，僅僅以罰款和為員工購(gòu)買(mǎi)保險(xiǎn)作為風(fēng)險(xiǎn)管理

27、，無(wú)法有效的事故發(fā)生。（2）辨識(shí)不夠全面，既有線施工由于其施工工藝的復(fù)雜性，涉及的技術(shù)領(lǐng)域廣泛性，影響因素的多元性，導(dǎo)致安全隱患眾多，辨識(shí)工作量加劇。并且，由于施工項(xiàng)目上和專(zhuān)業(yè)技術(shù)的缺乏，識(shí)別單一，識(shí)別結(jié)果不夠全面。8基于 BDS 的既有線近接施工智能及應(yīng)用研究報(bào)告（3）風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)過(guò)于簡(jiǎn)單，通過(guò)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)采用直接經(jīng)驗(yàn)法和LEC 評(píng)價(jià)法。該在進(jìn)行指標(biāo)取值時(shí)主要憑經(jīng)驗(yàn)和直觀，極易受主觀因素影響，很難把握，評(píng)價(jià)結(jié)果不夠合理、科學(xué)、可靠。（4）不重視安全培訓(xùn)教育，鐵路營(yíng)業(yè)線施工多以農(nóng)民工、臨時(shí)工為主。他們受教育程度低，大多憑經(jīng)驗(yàn)做事，缺乏專(zhuān)門(mén)教育培訓(xùn)，識(shí)低。而由于施工工期緊張，任務(wù)繁重，許多為了

28、能夠按期完工，崗前培訓(xùn)教育過(guò)于簡(jiǎn)單，走過(guò)場(chǎng)。不注重員工安全教育，不進(jìn)行營(yíng)業(yè)線施工安全培訓(xùn)，導(dǎo)致事故頻發(fā)。（5）事故處理，未嚴(yán)格執(zhí)行事故四不放過(guò)原則，未對(duì)已發(fā)事故進(jìn)行深入徹底的分析，沒(méi)能找出其根本。沒(méi)有吸取教訓(xùn)，達(dá)到教育的效果，導(dǎo)致同類(lèi)事故反復(fù)發(fā)生。因此，深入進(jìn)行常見(jiàn)事故分析，探索其根本很有必要。目前，鐵路既有線施工險(xiǎn)的研究仍在繼續(xù)，并在不斷深入，但還未形成成熟的理論體系，已有的風(fēng)險(xiǎn)管理和還主要依靠人力，未能形成化，風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別和評(píng)價(jià)主要靠經(jīng)驗(yàn)，極易受人為影響，還需不斷改進(jìn)完善，跟上化步伐，才能滿足實(shí)際需求。1.2.3施工測(cè)研究現(xiàn)狀隨著科技發(fā)展的和安全施工重視程度的日益提高，國(guó)內(nèi)越來(lái)越多的既有線近接

29、施工工程在施工過(guò)采用了高精度的監(jiān)測(cè)，并在提高施工安全性上取得顯著成效，推動(dòng)了測(cè)技術(shù)在鐵路領(lǐng)域的發(fā)展。2008 年建成的京津城際軌道交通、2010 年開(kāi)始運(yùn)營(yíng)的福夏鐵路以及前開(kāi)通的高鐵、京廣高鐵等，都采用了較為先進(jìn)的自動(dòng)化系統(tǒng)，對(duì)鐵路沿線的風(fēng)速、降雨、異物侵入等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，鐵路線路的安全。另外，對(duì)于鐵路既有線近接施工的測(cè)與評(píng)估，許多學(xué)者也做了大量的研究。交通大學(xué)的等人設(shè)計(jì)了鐵路施工防護(hù)的無(wú)線系統(tǒng)，用于解決鐵路線路維修時(shí)設(shè)置防護(hù)區(qū)需要有人進(jìn)行值守的不便。系統(tǒng)由兩臺(tái)發(fā)射機(jī)和一臺(tái)袖珍接收機(jī)組成，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)和，保證鐵路維修的安全，同時(shí)替代了防護(hù)區(qū)值守。系統(tǒng)在防護(hù)區(qū)域布置新型的光纖傳感器，利用發(fā)射機(jī)進(jìn)行設(shè)置，

30、捕捉到信號(hào)后發(fā)送到機(jī)，實(shí)現(xiàn)功能。9基于 BDS 的既有線近接施工智能及應(yīng)用研究報(bào)告李永明等客運(yùn)專(zhuān)線高速行車(chē)要求順性和舒適性的特點(diǎn)，經(jīng)過(guò)分析認(rèn)為客運(yùn)專(zhuān)線對(duì)結(jié)構(gòu)物的沉降要求較高，指出不均勻沉降或沉降量超限會(huì)導(dǎo)致軌道板開(kāi)裂，進(jìn)而嚴(yán)重的質(zhì)量事故。這些問(wèn)題，提出利用人工測(cè)量的進(jìn)行沉降觀測(cè)以保證客運(yùn)專(zhuān)線的性和安全性，并且利用沉降觀測(cè)的數(shù)據(jù)，真實(shí)反映實(shí)際施工情況，通過(guò)嚴(yán)格的數(shù)據(jù)分析來(lái)評(píng)估線下結(jié)構(gòu)物的性，以實(shí)現(xiàn)客運(yùn)專(zhuān)線順性和舒適性。十三局的等地下鐵路施工會(huì)造成地表沉降的問(wèn)題，結(jié)合工程實(shí)際和數(shù)據(jù)分析，設(shè)計(jì)了一套合理的監(jiān)測(cè)方案。該方案分別以土、地表沉降為監(jiān)測(cè)對(duì)象，利用土盒和精密水準(zhǔn)儀獲取變化和位移變化數(shù)據(jù)，然后得

31、到數(shù)據(jù)變化時(shí)程曲線，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)地下鐵路施工的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，確保施工安全。交通大學(xué)的以京滬高速鐵路某巖溶地段的橋墩樁號(hào)為研究對(duì)象，利用反射波技術(shù)對(duì)施工過(guò)不同深處的巖溶分布情探測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)京滬高速鐵路施工期巖溶地質(zhì)處理效果實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的目的。等通過(guò)分析以往人工監(jiān)測(cè)的缺點(diǎn)，利用靜力水準(zhǔn)儀結(jié)合和傳輸技術(shù)，開(kāi)發(fā)了鐵路施工便梁沉降自動(dòng)化系統(tǒng)，并運(yùn)用于常州泡桐路下穿立交改造工，取得了較效果。目前，測(cè)技術(shù)在鐵路既有線近接施工領(lǐng)域的研究和應(yīng)用已經(jīng)不斷深入，但尚未形成比較成熟的技術(shù)體系和框架，鐵路已有的測(cè)體系還需不斷完善，才能適應(yīng)鐵路不斷提速的要求。對(duì)于鐵路既有線近接施工的監(jiān)測(cè)，營(yíng)業(yè)線施工中的測(cè)更加重要。我國(guó)目前鐵路單線

32、較多的現(xiàn)狀決定了今后很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)鐵路的施工是單線變復(fù)線的情形，許多學(xué)者也利用不同的手段和對(duì)鐵路施工過(guò)程進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，但是對(duì)鐵路既有營(yíng)業(yè)線施工的安全監(jiān)測(cè)研究還實(shí)際需求，現(xiàn)代化的監(jiān)測(cè)和監(jiān)測(cè)還未能較利用。LabVIEW虛擬儀器技術(shù)在自動(dòng)化、通信、航空航天、半導(dǎo)體以及電路設(shè)計(jì)和生產(chǎn)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，在工程實(shí)踐中不僅大大節(jié)省開(kāi)發(fā)資金和縮短開(kāi)發(fā)周期，還能夠事半功倍，取得比傳統(tǒng)儀器更測(cè)試效果。利用虛擬儀器技10基于 BDS 的既有線近接施工智能及應(yīng)用研究報(bào)告術(shù)和 LabVIEW設(shè)計(jì)的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已經(jīng)在汽車(chē)、大壩監(jiān)測(cè)、隧道開(kāi)挖等方面得到廣泛應(yīng)用，并取得了較效果：宋蘊(yùn)璞等結(jié)合基坑開(kāi)挖的特性，利用 LabVIEW

33、 平臺(tái)建立了服務(wù)于基坑開(kāi)挖的監(jiān)測(cè)與。系統(tǒng)將LabVIEW 和硬件平臺(tái)巧妙結(jié)合在和顯示，具有數(shù)據(jù)超限一起，實(shí)現(xiàn)對(duì)各傳感器的，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的功能，能夠歷史數(shù)據(jù)，便于后期的分析處理和反饋補(bǔ)償。等人借助虛擬儀器技術(shù)、PXI平臺(tái)及 LabVIEW 開(kāi)發(fā)環(huán)境，設(shè)計(jì)了具有震動(dòng)波形數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示、波形數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理及等功能的震動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。Guimei Wang，Qingdong Wang 等人通過(guò)分析目前礦山使用的提升系統(tǒng)的不足，利用 LabVIEW傳感器技術(shù)建立了一套符合現(xiàn)代礦山開(kāi)采的提升測(cè)試系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠處理多種信號(hào)，克服了傳統(tǒng)的測(cè)試系統(tǒng)準(zhǔn)確度低，測(cè)試效率低的缺點(diǎn)，最大限度的解決了工人勞動(dòng)強(qiáng)度高的問(wèn)題。系統(tǒng)

34、兼容性強(qiáng)，開(kāi)放性高，有廣泛的應(yīng)用前景。陳等基于 LabVIEW 開(kāi)發(fā)了一種實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和顯示礦井提升機(jī)提升速度、趟數(shù)、載重量并具有事故功能的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。設(shè)計(jì)了一種基于 LabVIEW 的機(jī)械故障類(lèi)分析法和 RBF 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合對(duì)機(jī)械故障進(jìn)行系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用聚推理，利用 LabVIEW 進(jìn)行設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，取得了比較理想的結(jié)果。系統(tǒng)具有速度快、性能等優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)C(jī)械運(yùn)行過(guò)出現(xiàn)的故障進(jìn)行實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確，從而提高了機(jī)械維修效率。綜上所述，傳統(tǒng)的既有線近接施工過(guò)，營(yíng)業(yè)線橋涵施工安全防護(hù)監(jiān)測(cè)方式主要有：（1）利用傳統(tǒng)的全站儀或水準(zhǔn)儀測(cè)量支墩變化，從而營(yíng)業(yè)線的安全性；（2）不定期的利用軌檢車(chē)對(duì)營(yíng)業(yè)線軌道進(jìn)量，確定營(yíng)業(yè)線

35、軌道的狀態(tài)；（3）施工現(xiàn)場(chǎng)不定期的利用卡尺進(jìn)量，粗略的營(yíng)業(yè)線軌道的沉降、傾斜，指導(dǎo)施工進(jìn)行；（4）利用 GPS對(duì)橋涵施工中的營(yíng)業(yè)線進(jìn)量，計(jì)算變形和沉降；（5）利用單一的傳感器對(duì)營(yíng)業(yè)線橋涵施工中的鐵路軌道的沉降或者變形，或橋涵支墩的等進(jìn)行單獨(dú)監(jiān)測(cè)。11基于 BDS 的既有線近接施工智能及應(yīng)用研究報(bào)告前三種主要以常規(guī)測(cè)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，主要是人在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行操作，主要缺點(diǎn)為：（1）傳統(tǒng)的人工監(jiān)測(cè)受影響較大，精度會(huì)因不同的人測(cè)量產(chǎn)生微小偏差；（2）需要大量的人力進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，不能適應(yīng)當(dāng)前化施工的需要；（3）人為的測(cè)量，現(xiàn)場(chǎng)的安全性難以很把握，并且不能實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理和反饋。后兩種利用當(dāng)今先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，能

36、夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)，但是主要以下不足：（1）GPS 精度不夠，鐵路軌道的變形或者沉降都是精確到 mm 級(jí)；（2）利用傳感器技術(shù)是當(dāng)前比較可靠的，但是單一類(lèi)型的傳感器進(jìn)行監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)分析科學(xué)性不夠，并且單一類(lèi)型傳感器設(shè)計(jì)而成的單一監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，難以實(shí)現(xiàn)多種類(lèi)型傳感器數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)的實(shí)時(shí)共享分析和度預(yù)警，無(wú)法實(shí)現(xiàn)多類(lèi)型數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)融合與處理。因此在自動(dòng)化程度日益增高的科技發(fā)展下，借助 LabVIEW 和 GE平臺(tái)，結(jié)合北斗定位通訊技術(shù)、虛擬儀器技術(shù)、多傳感器技術(shù)、灰色評(píng)價(jià)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和無(wú)線傳輸，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)基于北斗的既有線近接施工智能移動(dòng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)、基于 GE 的既有線近接施工工程地質(zhì)、基于 LabVIEW 的鐵路

37、營(yíng)業(yè)線橋涵施工防護(hù)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，合理布置監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置和設(shè)置監(jiān)測(cè)頻次，設(shè)置可靠的預(yù)警值，并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的施工險(xiǎn)評(píng)估和地質(zhì)數(shù)據(jù)的錄入，保證既有鐵路線的正常營(yíng)運(yùn)和施工順利開(kāi)展，達(dá)到營(yíng)運(yùn)、施工兩不誤的預(yù)期目標(biāo)。1.3項(xiàng)目研究從復(fù)雜條件下的鐵路既有線近接施工地質(zhì)條件的復(fù)雜性出發(fā)，采用工程技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)與地質(zhì)工程相結(jié)合，在 GEC#平臺(tái)上進(jìn)行系統(tǒng)的集成，并利用 Sketch Up 建模平臺(tái)上進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，在構(gòu)建既有線近接施工模型，研發(fā)地質(zhì)預(yù)報(bào)，實(shí)現(xiàn)地質(zhì)的可視化和數(shù)字化，并進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)更新，便于施工過(guò)程管理和后期地質(zhì)概況服務(wù)等。從施工要求的嚴(yán)格性和測(cè)的時(shí)效性等角度出發(fā)，通過(guò)北斗定位通訊硬件與 C#、聯(lián)合開(kāi)發(fā)集

38、成的，研制開(kāi)發(fā)一套適用于各種施工形式的既有線近接施工智能移動(dòng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)，由北斗獲得項(xiàng)目評(píng)估點(diǎn)的實(shí)時(shí)高精度位置坐標(biāo)，可限制用戶(hù)在某一工程設(shè)定區(qū)12基于 BDS 的既有線近接施工智能及應(yīng)用研究報(bào)告域范圍內(nèi)進(jìn)行評(píng)估，確保安全檢查的科學(xué)性與有效性。通過(guò)層次分析和灰色理論確定風(fēng)險(xiǎn)源和權(quán)重，研發(fā)一套集施工風(fēng)險(xiǎn)現(xiàn)場(chǎng)、安全管理、施工風(fēng)險(xiǎn)自動(dòng)評(píng)估于一體的具有定時(shí)定位功能的既有線近接施工評(píng)估系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化高精度監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)把握頂進(jìn)施工支墩險(xiǎn)狀況，運(yùn)用多傳感器技術(shù)、虛擬儀器技術(shù)、數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸技術(shù)、信號(hào)智能識(shí)別技部分，搭建基于 LabVIEW 軟術(shù)和數(shù)據(jù)過(guò)濾處理技術(shù)等構(gòu)件系統(tǒng)的硬件和件開(kāi)發(fā)平臺(tái)的既

39、有線近接施工自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，讓容易變形失穩(wěn)部位在整個(gè)施工過(guò)得到度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和評(píng)估，相互驗(yàn)證，提高施工風(fēng)險(xiǎn)源的可見(jiàn)性和精度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并提供施工調(diào)整建議或援救措施。13基于 BDS 的既有線近接施工智能及應(yīng)用研究報(bào)告1.3.1項(xiàng)目研究技術(shù)方案圖1-1 研究技術(shù)路線圖本采用的技術(shù)路線是：分析掌握施工地質(zhì)概況，建立地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)->研->識(shí)別既有線近發(fā)基于 Googel Earth 的既有線近接施工地質(zhì)預(yù)報(bào)接施工->建立指標(biāo)體系與評(píng)價(jià)模型->確定監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及位置->研發(fā)險(xiǎn)評(píng)估和智能硬件平臺(tái)->研發(fā)基于北斗的既有線近接施工智能移動(dòng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)->研發(fā)基于 LabVIEW

40、 的既有線橋涵施工自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)->綜合凝練既有線近接施工險(xiǎn)評(píng)估與智能。14基于 BDS 的既有線近接施工智能及應(yīng)用研究報(bào)告1.3.2項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容對(duì)各種既有線近接施工工藝和流程進(jìn)行分析和歸納，總結(jié)其相同點(diǎn)和不同點(diǎn)，借助 LabVIEW 和 GE平臺(tái)，結(jié)合北斗（BDS）定位通訊技術(shù)、虛擬儀器技術(shù)、多傳感器技術(shù)、灰色評(píng)價(jià)理論、層次分析法、與無(wú)線傳輸技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)設(shè)計(jì)研發(fā)基于北斗的既有線近接施工智能移動(dòng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)、基于 LabVIEW 的鐵路營(yíng)業(yè)線橋涵施工防護(hù)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、基于 GE 的既有線近接施工地質(zhì)預(yù)報(bào)的正常營(yíng)運(yùn)和施工順利開(kāi)展，項(xiàng)目研究的主要內(nèi)容，保證既有鐵路線以下幾個(gè)

41、方面：（1）基礎(chǔ)理論分析集成 GE的功能和 SketchUp 輔助設(shè)計(jì)平臺(tái)，利用 GE 提供的數(shù)字地形和影像圖片，與既有線近接施工地質(zhì)相結(jié)合，并在 SketchUp 中進(jìn)行既有線和施工線的三維模擬，實(shí)現(xiàn)既有線近接施工地質(zhì)的可視化和數(shù)字化，為監(jiān)測(cè)、管理和施工提供技術(shù)支持；分析當(dāng)前鐵路既有線近接施工自動(dòng)化監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀以及利用 LabVIEW 建立自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究狀況；總結(jié)鐵路既有線近接施工的及概況，確認(rèn)施工工藝以及施工過(guò)程的特點(diǎn)、隱患，分析常見(jiàn)的對(duì)策；結(jié)合系統(tǒng)工程、安全工程、層次分析和灰色理論，掌握 C#結(jié)合、SQL Server 數(shù)據(jù)庫(kù)、Office 等編程；根據(jù)既有線近接施工的特點(diǎn)，對(duì)軌道發(fā)生

42、位移的變化規(guī)律進(jìn)行分析，并利用數(shù)學(xué)推導(dǎo)出軌道位移調(diào)整公式；結(jié)合力學(xué)理論知識(shí)，對(duì)鐵路既有線近接施工中的列車(chē)移動(dòng)載荷進(jìn)行分析，并提出移動(dòng)載荷的處理和監(jiān)測(cè)；采用 ANSYS 有限元分析，數(shù)值模擬研究列車(chē)動(dòng)載荷對(duì)鐵路既有線近接施工的影響，給出了各影響因素與支護(hù)主體性間的曲線，并給出鐵路既有線近接施工期列車(chē)行車(chē)建議；（2）三設(shè)計(jì)研發(fā)既有線近接施工地質(zhì)，建立了既有線近接施工地質(zhì)信息動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)。以 GE 為可視化及二次開(kāi)發(fā)平臺(tái)，并利用 SketchUp 對(duì)既有線近15基于 BDS 的既有線近接施工智能及應(yīng)用研究報(bào)告接工程進(jìn)行模擬與，構(gòu)建既有線近接施工工程地質(zhì)，實(shí)現(xiàn)地質(zhì)的可視化和數(shù)字化管理；根據(jù)既有線近接施工

43、的特點(diǎn)，確定安全隱患、評(píng)估對(duì)象和監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，將現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和理論分析相結(jié)合確定傳感器的布設(shè)位置及數(shù)量；結(jié)合北斗、系統(tǒng)工程、安全工程、層次分析和灰色理論，利用C#結(jié)合安全、SQL Server 數(shù)據(jù)庫(kù)、Office 等設(shè)計(jì)一套集施工風(fēng)險(xiǎn)現(xiàn)場(chǎng)、管理、施工風(fēng)險(xiǎn)自動(dòng)評(píng)估于一體的定時(shí)定點(diǎn)可智能移動(dòng)既有線近接施工安全防護(hù)評(píng)估系統(tǒng)，即基于北斗的既有線近接施工智能移動(dòng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)；利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和技術(shù)，設(shè)計(jì)研發(fā)測(cè)自動(dòng)化儀，實(shí)現(xiàn)多類(lèi)型傳感器信號(hào)的智能識(shí)別和數(shù)據(jù)傳輸；利用 LabVIEW開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)界面，結(jié)合數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)，即基于 LabVIEW 的鐵對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)既有線近接施工的自動(dòng)化在線監(jiān)測(cè)和路營(yíng)業(yè)線橋涵施工防護(hù)自動(dòng)化

44、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。（3）三的驗(yàn)證應(yīng)用與完善在對(duì)系統(tǒng)功能進(jìn)行驗(yàn)證后，將監(jiān)測(cè)評(píng)估方案和系統(tǒng)硬件、應(yīng)用于十四局復(fù)線施工工，實(shí)現(xiàn)鐵路既有線近接施工的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)評(píng)估及指導(dǎo)施工，完善各個(gè)系統(tǒng)，保障既有線及施工安全運(yùn)行。1.3.3項(xiàng)目創(chuàng)新（1）綜合利用 GE、SketchUp 構(gòu)建基于 GE 的既有線近接施工地質(zhì)預(yù)報(bào)信息，實(shí)現(xiàn)地質(zhì)數(shù)字化管理，為后續(xù)施工提供支持，提高施工組織管理水平。（2）利用北斗，建立了一套集“施工風(fēng)險(xiǎn)現(xiàn)場(chǎng)、安全信息管理、施工風(fēng)險(xiǎn)自動(dòng)評(píng)估”于一體的具有定時(shí)定位功能的既有線近接施工評(píng)估系統(tǒng) ，實(shí)現(xiàn)了安全檢查在特定時(shí)間段、特設(shè)項(xiàng)目地點(diǎn)完成安全檢查與評(píng)價(jià)，避免安全檢查工作流于形式。（3）綜合應(yīng)用力學(xué)分析、

45、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試以及數(shù)值模擬計(jì)算，揭示了列車(chē)運(yùn)行靜-動(dòng)載荷耦合作用規(guī)律，運(yùn)用正交極差分析法分析了各影響因素對(duì)既有線近接施工支護(hù)主體的影響大小，為既有線近接施工智能提供參考依據(jù)。16基于 BDS 的既有線近接施工智能及應(yīng)用研究報(bào)告（4）設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)了一套具有“數(shù)據(jù)智能并識(shí)別、數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸并過(guò)濾、實(shí)時(shí)預(yù)警、軌道參數(shù)科學(xué)調(diào)整”等功能的鐵路營(yíng)業(yè)線橋涵施工防護(hù)多傳感器自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了重點(diǎn)監(jiān)測(cè)部位的度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、評(píng)估及預(yù)警。（5）通過(guò)理論分析以及三角函數(shù)幾何推導(dǎo)出了支護(hù)便梁上任一鉸接點(diǎn)的沉降位移及水平位移值的科學(xué)計(jì)算公式。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，通過(guò)內(nèi)部數(shù)學(xué)計(jì)算可為鐵路維護(hù)部門(mén)提供一個(gè)準(zhǔn)確的便梁鉸接點(diǎn)和軌道位移調(diào)整參

46、考值。17基于 BDS 的既有線近接施工智能及應(yīng)用研究報(bào)告第2章基于 GE 的既有線近接施工地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)管理GE 之所以能夠擁有龐大而又令人振奮的應(yīng)用前景，主要是因?yàn)?GE 是個(gè)很優(yōu)秀的地理系統(tǒng)平臺(tái)，它不僅能夠提供地圖影像及數(shù)據(jù)的傳輸功能，而且還了開(kāi)放的 API 接口，能夠讓用戶(hù)根據(jù)的需求，基于 API 開(kāi)發(fā)出具有地圖顯示，地圖操作，完成空間分析的功能。加上用戶(hù)的碼，完全可以開(kāi)發(fā)一個(gè)滿足日常業(yè)務(wù)需求的空間地理系統(tǒng)。GE 為程序開(kāi)發(fā)者提供了的 COM 接口，開(kāi)發(fā)者只要使用支持 COM 接口的可視化編程語(yǔ)言工具進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，就能根據(jù)的需要開(kāi)發(fā)出新的應(yīng)用程序。目前，Delphi、Visual Bas

47、ic 等可視化編程語(yǔ)言都可以調(diào)用 COM 的接口、添加所需的業(yè)務(wù)邏輯，從而構(gòu)建所需要的程序。但是，現(xiàn)階段 GE 在鐵路隧道領(lǐng)域的應(yīng)用尚處于起步和摸索階段。本項(xiàng)目將國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的地理與我國(guó)鐵路建設(shè)大發(fā)展的需求相結(jié)合，從地質(zhì)復(fù)雜性的角度出發(fā)，研發(fā)基于 GoogleEarth 的既有線近接施工地質(zhì)預(yù)報(bào)。2.1系統(tǒng)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)2.1.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)即系統(tǒng)的需求分析。要想滿足用戶(hù)的基本需求，開(kāi)發(fā)一個(gè)功能完善且符合用戶(hù)設(shè)想的系統(tǒng)，必須首先根據(jù)用戶(hù)的要求和目標(biāo)，進(jìn)行全的分析，找設(shè)計(jì)的依據(jù)和基礎(chǔ)。本系統(tǒng)的目標(biāo)是集成 GE的功能和 Sketch Up 輔助設(shè)計(jì)平臺(tái)，利用 GE提供的數(shù)字地形和影像圖片，

48、與既有線近接施工地質(zhì)相結(jié)合，并在 SketchUp 中進(jìn)行既有線和施工線的三維模擬，實(shí)現(xiàn)既有線近接施工地質(zhì)的可視化和數(shù)字化，為監(jiān)測(cè)、管理和施工提供技術(shù)支持。其具體目標(biāo)如下：（1）構(gòu)建基于 GE 的既有線近接施工地質(zhì)三維顯示平臺(tái)；18基于 BDS 的既有線近接施工智能及應(yīng)用研究報(bào)告（2）通過(guò)插件實(shí)現(xiàn)從 GE 中獲取全球任意區(qū)域三維地形、影像數(shù)據(jù)；（3）應(yīng)用 SketchUp 輔助隧道三維模型設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)既有線近接施工地質(zhì)信息的可視化；（4）提出并實(shí)現(xiàn)將既有線近接施工地質(zhì)在 GE 上的數(shù)字化管理，構(gòu)建一個(gè)完善的數(shù)據(jù)庫(kù)，使得不同的用戶(hù)可以方便、快捷的對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行和修改，并實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)更新；隧道模型的三維顯示

49、，隧道模型的縮放、漫游以及空間屬性數(shù)據(jù)的和分析等。并通過(guò)完善每個(gè)點(diǎn)的地標(biāo)，為隧道施工過(guò)程和運(yùn)營(yíng)過(guò)程的安全提供技術(shù)支持和輔助決策等功能；（5）整個(gè)系統(tǒng)應(yīng)做到性能行人機(jī)交互。，功能可靠，方便操作，界面友好、方便進(jìn)2.1.2系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則系統(tǒng)在開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)過(guò)，不能沒(méi)有依據(jù)，也不能只依照程序開(kāi)發(fā)者的意愿。系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)首先必須具有一定的專(zhuān)業(yè)技術(shù)水平，并且具有一定的針對(duì)性，滿足特定用戶(hù)的需求。并且在系統(tǒng)使用過(guò)，給用戶(hù)帶來(lái)一定的和效益，發(fā)揮其應(yīng)有的價(jià)值。基于 GE 的既有線近接施工地質(zhì)預(yù)報(bào)是地質(zhì)數(shù)字化、可視化管理方面的一個(gè)探索性應(yīng)用。要想系統(tǒng)能夠發(fā)揮強(qiáng)大的功能，應(yīng)當(dāng)遵循以下設(shè)計(jì)原則：（1）科學(xué)性和先進(jìn)性基于 GE 的既有線近接施工地質(zhì)預(yù)報(bào)是一個(gè)數(shù)字化的管理系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)必須科學(xué)嚴(yán)密，結(jié)合工程技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，使得系統(tǒng)具有很強(qiáng)的科學(xué)性。因此，系統(tǒng)開(kāi)發(fā)需采用國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)知識(shí)技術(shù)，力求更大的提高既有線近接施工地質(zhì)預(yù)報(bào)管理水平。（2）性和實(shí)用性本系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)是既有線近接施工地質(zhì)這一特殊的領(lǐng)域，目的是提高既有線近接施工的工作效率，為施工和決策者提供準(zhǔn)確、及時(shí)、有效、可靠的，保證隧道施工的順利進(jìn)行。同時(shí)，本系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)過(guò)程19基于 BDS 的既有線近接施工智能及應(yīng)用研究報(bào)告