1地理信息協(xié)會科技進(jìn)步獎附件30研究報告

1、目 錄第 1 章1.11.2前言1課題由來1國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及的問題31.2.1GE 在現(xiàn)代工程地質(zhì)界的研究現(xiàn)狀3險評價研究現(xiàn)狀5測研究現(xiàn)狀9. 121.2.21.2.3施工項目研究1.31.3.1 項目研究技術(shù)方案141.3.2 項目研究內(nèi)容151.3.3 項目創(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. 18系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計182.1.1 系統(tǒng)設(shè)計的目標(biāo)182.1.2 系統(tǒng)的設(shè)計原則192.1.3 系統(tǒng)設(shè)計的技術(shù)路線202.1.4 系統(tǒng)的總體設(shè)計222.1.5 系統(tǒng)工作流程27系統(tǒng)模塊設(shè)計與實現(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)庫管理模塊332.2.5 地圖游覽模塊392.22.2.6預(yù)報管理模塊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險評估系統(tǒng)52既有線橋涵近接施工辨識52辨識過程523.1.13.1.23.1.3辨識. 53辨識結(jié)果58既有線橋涵近接施工風(fēng)險評價體系603.2III3.2.1既有線近接施工風(fēng)險識別與. 603.2.2 風(fēng)險評價體系建立653.2.3 計算風(fēng)險評價指標(biāo)權(quán)重663.2.4 灰色綜合評價713.2.5 風(fēng)險應(yīng)對79系統(tǒng)模塊設(shè)計與實現(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識別與管理模塊90險評價953.3.53.3.63.3.7事故應(yīng)急救援模塊100系統(tǒng)現(xiàn)場應(yīng)用101本章小結(jié)102既有線列車便梁支墩耦合作用分析及動載荷動力響應(yīng)數(shù)值模擬104工程概況104監(jiān)測點布置105既有線列車便梁支墩耦合作用分析1054.3.1 列車便梁耦合作用過程1064.3.2 列車便梁支墩相互作用1064.3.3 數(shù)據(jù)分析108動力響應(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 計算結(jié)果與分析115本章小結(jié)121基于 LabVIEW 的鐵路

4、營業(yè)線橋涵施工防護(hù)自動化監(jiān)測系統(tǒng)123工程及地質(zhì)概況123頂進(jìn)涵施工124系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用1285.3.1 系統(tǒng)需求分析1295.3.2 系統(tǒng)監(jiān)測方案設(shè)計1305.3.3 系統(tǒng)總體框架147系統(tǒng)模塊設(shè)計與實現(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用戶管理模塊1575.4.6 數(shù)據(jù)庫管理模塊1575.4.7 幫助說明模塊161監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用1625.55.5.1. 1625.5.2現(xiàn)場測點布置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)用研究報告第1章前言1.1課題由來鐵路在交通業(yè)中的重要性是不言而喻的，截至 2014 年底，全國鐵路運營總里程已11 萬公里，僅次于；其中高鐵運營總里程超過 1.6 萬公里，位居全球第一。與此同時，我國鐵路的能力、電氣化水平卻有極大的提升空間。截至 2013 年底，我國鐵路復(fù)線里程僅占總營業(yè)里程的 47%，電氣化里程約占總營業(yè)里程的 54%。近年來，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，鐵路既有線復(fù)線建設(shè)、電氣化改造項目層出不窮。既有線改建擴(kuò)能工程大量涉及近接施工，近接施工

6、與營運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際施工過超前預(yù)報、監(jiān)測相結(jié)合，形成近接施工地質(zhì)信息綜合，可以指導(dǎo)施工過程安進(jìn)行。同時，既有線近接施工在工程上屬于險敏感區(qū)域，已經(jīng)建成并正在運營的線路對變形的要求極其嚴(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、施工過采用拉伸鋼板樁支護(hù)時，列車容易發(fā)生“晃車”現(xiàn)象，影響營業(yè)線鐵路的安全行駛；在施工接近尾聲時，部分拉伸鋼板樁因土過大而拔不出來，如果強(qiáng)行拔出則會造成鐵路路基失穩(wěn)事故。鐵路既有線工程施工可能造成的鐵路行車事故：列車脫軌、掉道；施工機(jī)具、材料、車輛侵限并掛碰機(jī)車；施工挖斷既有光、電纜，造成行車通信、信號中斷；封閉作業(yè)晚點、頂點，影響正常秩序；施工損壞既有行車；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)用研究報告號、接觸網(wǎng)等達(dá)不到列車放行條件；施工防護(hù)、違章施工、超前作業(yè)等違章事故；施工車輛溜逸；脹軌、跑道等影響列車運行；施工或旅客傷亡事故等。這些事

8、故不僅既有線的正常營運及工程進(jìn)度，而且危及人員、和財產(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，造成列車剮蹭，車次延誤 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際，及時、合理應(yīng)對鐵路既有線近接施工中出現(xiàn)的新問題，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 通過網(wǎng)絡(luò)可包含航天和圖片的數(shù)據(jù)庫。全球的城市，甚至小城鎮(zhèn)也能顯示周圍的山川、河流、湖泊、實時的空間地理數(shù)據(jù)。通過 GE 二次開發(fā)平臺，支持用戶根據(jù)需要進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)，其影像、數(shù)據(jù)功能為海量空間數(shù)據(jù)的存儲、管理和綜合分析提供了高效的，可以提供空間上每一點的數(shù)據(jù)，為實現(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。GE 技術(shù)現(xiàn)在己經(jīng)廣泛應(yīng)用于電力勘測設(shè)計、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)用的獨特優(yōu)勢。將 GE 應(yīng)用于既有線路近接施工地質(zhì)和一定的現(xiàn)實意義。具有可行性北

10、斗導(dǎo)航系統(tǒng)（BDS）是自行研制開發(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、全天時為各類用戶提供高精度、高可靠的定位、導(dǎo)航、授時服務(wù)，并兼具短報文通信能力，與 GPS 相比，北斗具有以下 5 點優(yōu)勢：（1）它同時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)用戶大范圍管理和用戶數(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)將會是我國工程控領(lǐng)域的發(fā)展趨勢。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、自動化控制、等領(lǐng)域內(nèi)，在工程實踐中不僅大大節(jié)省開發(fā)資金和縮短開發(fā)周期，還能夠事半功倍，取得比傳統(tǒng)儀器更測試效果。利用虛擬儀器技術(shù)和LabVIEW設(shè)計的自動化監(jiān)測系統(tǒng)已經(jīng)在汽車、大壩監(jiān)測、隧道開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)管理的重點內(nèi)容，堅持“安全第一，預(yù)防為主”、“管生產(chǎn)必須，誰主管誰負(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目安全開展，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”、“基于北斗的既有線近接施工智能移動險評估系統(tǒng)”、“基于 LabVIEW 的既有線橋涵施工自動化監(jiān)測系統(tǒng)”，通過實現(xiàn)既有線近接施工中地質(zhì)管理和預(yù)報，對施工過各類險進(jìn)行評估和，從而避

13、免風(fēng)險。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及的問題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 GE控全球影像數(shù)據(jù)庫來實現(xiàn)的數(shù)字地球平臺。自 GE 問世以來，國內(nèi)外一些高校、設(shè)計3基于 BDS 的既有線近接施工智能及應(yīng)用研究報告公司甚至個人紛紛開始對 GE 在各個行業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用展開了廣泛研院、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，在游戲娛樂上也有突出創(chuàng)意，如開發(fā)游戲GE War。（1）利

14、用 GE 作為可視化工具，對“”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)測系統(tǒng)升級為預(yù)報系統(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“”提供了新的。（2）德國將 GE 整合到大眾汽車的導(dǎo)航系統(tǒng)中，開發(fā)了新的車載導(dǎo)航系統(tǒng)。讓駕駛者隨時隨地能夠獲得 3D 道路鳥瞰地圖，并體驗到身臨其境的感覺，這種新開發(fā)的技術(shù)讓乘客根據(jù)周圍地形地貌來識別汽車目前的位置。（3）防措施。還利用了 GE 與 GIS 結(jié)合，來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，用戶可以隨時隨地獲取、發(fā)布各地的消防栓。國內(nèi)近幾年來研究和應(yīng)用 GE 也取得了一定的發(fā)展：（1）江蘇省交通規(guī)劃設(shè)計院利用 Google SketchUp 在 GE了立交方案系統(tǒng)的演示。，實現(xiàn)（2）西南電力設(shè)計院利用 KML 技術(shù)實現(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)大隊利用 KML 技術(shù)，將外業(yè)的勘測點在 GE 中進(jìn)行標(biāo)注，使得勘測結(jié)果與當(dāng)?shù)氐恼鎸嵉乩砟軌蛴袡C(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）國實際情

16、況的臺網(wǎng)中心應(yīng)用 GE API 和 KML 等技術(shù)，開發(fā)了適合我應(yīng)用系統(tǒng)。建立了良展示平臺，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。（5）KML 開發(fā)了序為以 VB 為開發(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，未進(jìn)行基于 GE 的隧道發(fā)布、修改、動態(tài)瀏覽等次的開發(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)展也是一個復(fù)雜的地質(zhì)過程，決策者往往要面對的海量的異常復(fù)雜的資料與數(shù)據(jù)，在做出災(zāi)害發(fā)生的可能性時，往往無法快速、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。在云計算，更加有必要借助計算機(jī)這個工具，開發(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，隨著世界各國長大深埋隧道的施工，人們越來越認(rèn)識到了解地質(zhì)的重要性，國內(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，計算機(jī)應(yīng)用水平不高。現(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)往往無法迅速從海量

18、數(shù)據(jù)中找到關(guān)鍵，沒有充分利用的強(qiáng)大功能。1.2.2險評價研究現(xiàn)狀20世紀(jì) 30 年代由于世界性的爆發(fā)，企業(yè)設(shè)立保險部門成為風(fēng)險管理萌芽。1931 年管理最先提出風(fēng)險管理概念，并開始進(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)開始采用學(xué)術(shù)會議/研究班等科學(xué)的研究風(fēng)險管理。20 世紀(jì) 50 年代，風(fēng)險管理形成為一門新興學(xué)科，逐漸向系統(tǒng)化、專業(yè)化發(fā)展。1950 年（Mowbray）等人在保險學(xué)中對“風(fēng)險管理”概念進(jìn)行了闡述。1960 年風(fēng)險管理課程由保險管理（ASIM）紐約分社與沙那大學(xué)首次聯(lián)合開設(shè)。1961 年斯教授主持并發(fā)表風(fēng)險與保險學(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)用研究報告Business Enterprise歷史文獻(xiàn)的。20世紀(jì) 70 年代風(fēng)險管理研究逐漸蔓延到全球。1975 年，保險管理（ASIM）更名為風(fēng)險與保險管理，標(biāo)志著風(fēng)險處理方式從保險方式變?yōu)楣芾矸绞健?983 年，“101 條風(fēng)險管理準(zhǔn)則”的通過，標(biāo)志著風(fēng)險管理發(fā)展到一個新階段，達(dá)到更高水平。英國C.B.Chapman 教授在Risk Analysis for Large Projects: Ms, Methods andCases一文中提出“風(fēng)險工程”概念。1986 年英國將風(fēng)險分析技術(shù)運用到北海油田輸油管道的鋪設(shè)過，施工安全，降低

20、了成本。之后，法國、德國、等國都展開對風(fēng)險管理的研究，建立起風(fēng)險管理，開設(shè)風(fēng)險管理課程，將其運用到實踐中，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，安全分析與評價技術(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)度安全評價?；馂?zāi)爆炸指數(shù)法、評價法、六階段評價法和化工過程評價法等相繼出現(xiàn)。二十世紀(jì)六十年代中期，英國提出故障數(shù)據(jù)庫和可靠性服。1975 年原子能委員核電站事故性評價。1981 年，會發(fā)表概率性評價指南，以概率風(fēng)險評估為代表的系統(tǒng)安全分析評價技術(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)安全分析評價技術(shù)逐漸推廣到航天、航空、石油、化工、礦山等領(lǐng)域。國外鐵路施工風(fēng)險的研究多集中于風(fēng)險技術(shù)方面，如高速鐵，德國 ICE 高速列車使用的防災(zāi)系統(tǒng)（MAS90），法國的路運營列車自動系統(tǒng)，營業(yè)線施工險方面的研究較少。下面部分發(fā)達(dá)既有線施工模式。在作業(yè)模式上，國外鐵路發(fā)達(dá)多采用開設(shè)天窗形式施工，且單次時間較長，為 46 小時，甚至更長，如西歐和等國的施工“天均在 6 小時以上，而窗”的一些鐵路公司甚至可以通過其它平行徑路安排，從而對某條線路集中多天施工。在作業(yè)時間上，多安排在夜間或凌晨，如新干線以及法國高速鐵路維修天窗時間均是設(shè)在 0:0

22、06:00，德國則是安排在凌晨 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)用研究報告過貨車較少時開設(shè)較長時間的天窗進(jìn)行集中維修，這樣避開列車密度較大的時段,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)險管理研究在我國起步較晚，約在二十世紀(jì)七十年代末至八十年代初，我國才開始了風(fēng)險管理相關(guān)研究。后，博士首先將風(fēng)險管理理論帶入我國。1987 年風(fēng)險分析與決策的，表示風(fēng)險研究在我國正式開始。同年，原機(jī)械部提出在機(jī)械業(yè)內(nèi)開展工程安全評價，并在 1988 年頒布了機(jī)械工廠安全評價標(biāo)準(zhǔn)。二十世紀(jì)九十年代

23、，風(fēng)險管理逐漸進(jìn)入到工程建所和企業(yè)也相繼對其進(jìn)行研究。1996 年，設(shè)領(lǐng)域，各高校、闡述了國際工的眾多風(fēng)險，對其進(jìn)行分析評估，提出風(fēng)險防范對策。1998的風(fēng)險進(jìn)行識別、評價、應(yīng)對。1999 ，年，在對項目中投資項目風(fēng)險分析一書中，結(jié)合實例對風(fēng)險分析理論、進(jìn)行了較全面系統(tǒng)的研究。2001 年項目管理知識體系。2002 年，“熵”引入風(fēng)險評價中。隨后，一系列安全管理條列和安全生產(chǎn)相繼頒布。目前,對險分析的研究工作仍在繼續(xù),并不斷取得進(jìn)步。國內(nèi)鐵路營業(yè)線施工風(fēng)險體系的相關(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)險管理在鐵路工程領(lǐng)域的發(fā)展。下面對近幾年國內(nèi)學(xué)者對鐵路營業(yè)線施工安全所做的相

24、關(guān)研究進(jìn)行簡要。2012 年既有線電氣化鐵路風(fēng)險，運用層次分析法進(jìn)行既有線電氣化施工風(fēng)險評估，經(jīng)計算得出結(jié)論：風(fēng)險和管理風(fēng)險是既有線電氣化鐵路施工的主要風(fēng)險。2012 年在鐵路營業(yè)線施工組織險及對策一文中將理論引入營業(yè)線施工組織，通過識別險，分析風(fēng)險，提出強(qiáng)化施工安全基礎(chǔ)管理、強(qiáng)化施工現(xiàn)場作業(yè)、施工預(yù)備會和總結(jié)會格式化管理、提升車站施工管理化水平等風(fēng)險對策。2012 年從、材料、機(jī)具、自然環(huán)境、組織協(xié)作五個方面對鐵路電氣化改造工程施工險進(jìn)行識別，運用模糊綜合評估法進(jìn)行風(fēng)險評7基于 BDS 的既有線近接施工智能及應(yīng)用研究報告估，給出風(fēng)險應(yīng)對策率，并提出從風(fēng)險管理理念、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)四個方面對既有線電氣化改造工程施工安全的風(fēng)險因素進(jìn)行分析，并典型安全事故，分析人、機(jī)、環(huán)境、管理對其的影響。從人、機(jī)、環(huán)境、管理四個方面構(gòu)建安全預(yù)警指標(biāo)體系, 運用多層次模糊評價法對安全預(yù)警指標(biāo)進(jìn)行評價，根據(jù)預(yù)警結(jié)果，采取相應(yīng)對策。2013 年研究了既有線提速施工主要技術(shù)以及在施工過可能遇到的風(fēng)險, 結(jié)合現(xiàn)場實際、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，加強(qiáng)現(xiàn)場監(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)險體系、安全評價體系以及應(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)者利用多種評價模型對既有線施工險評價進(jìn)行了研究，但仍一些問題：（1）不注重風(fēng)險管理，管理缺乏專業(yè)技能，管理簡單，管理理念陳舊。沒有相應(yīng)的安全管理部門，或雖設(shè)有安全管理部門都流于形式，缺乏具有安全工程專業(yè)的技術(shù)，管理簡單，不能進(jìn)行全的辨識，形成完整的風(fēng)險分析、風(fēng)險評價、風(fēng)險體系。抓不住風(fēng)險管理的重點，僅僅以罰款和為員工購買保險作為風(fēng)險管理

27、，無法有效的事故發(fā)生。（2）辨識不夠全面，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，辨識工作量加劇。并且，由于施工項目上和專業(yè)技術(shù)的缺乏，識別單一，識別結(jié)果不夠全面。8基于 BDS 的既有線近接施工智能及應(yīng)用研究報告（3）風(fēng)險評價過于簡單，通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，風(fēng)險評價采用直接經(jīng)驗法和LEC 評價法。該在進(jìn)行指標(biāo)取值時主要憑經(jīng)驗和直觀，極易受主觀因素影響，很難把握，評價結(jié)果不夠合理、科學(xué)、可靠。（4）不重視安全培訓(xùn)教育，鐵路營業(yè)線施工多以農(nóng)民工、臨時工為主。他們受教育程度低，大多憑經(jīng)驗做事，缺乏專門教育培訓(xùn)，識低。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)教育過于簡單，走過場。不注重員工安全教育，不進(jìn)行營業(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)行事故四不放過原則，未對已發(fā)事故進(jìn)行深入徹底的分析，沒能找出其根本。沒有吸取教訓(xùn)，達(dá)到教育的效果，導(dǎo)致同類事故反復(fù)發(fā)生。因此，深入進(jìn)行常見事故分析，探索其根本很有必要。目前，鐵路既有線施工險的研究仍在繼續(xù)，并在不斷深入，但還未形成成熟的理論體系，已有的風(fēng)險管理和還主要依靠人力，未能形成化，風(fēng)險識別和評價主要靠經(jīng)驗，極易受人為影響，還需不斷改進(jìn)完善，跟上化步伐，才能滿足實際需求。1.2.3施工測研究現(xiàn)狀隨著科技發(fā)展的和安全施工重視程度的日益提高，國內(nèi)越來越多的既有線近接

29、施工工程在施工過采用了高精度的監(jiān)測，并在提高施工安全性上取得顯著成效，推動了測技術(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 年開始運營的福夏鐵路以及前開通的高鐵、京廣高鐵等，都采用了較為先進(jìn)的自動化系統(tǒng)，對鐵路沿線的風(fēng)速、降雨、異物侵入等進(jìn)行監(jiān)測，鐵路線路的安全。另外，對于鐵路既有線近接施工的測與評估，許多學(xué)者也做了大量的研究。交通大學(xué)的等人設(shè)計了鐵路施工防護(hù)的無線系統(tǒng)，用于解決鐵路線路維修時設(shè)置防護(hù)區(qū)需要有人進(jìn)行值守的不便。系統(tǒng)由兩臺發(fā)射機(jī)和一臺袖珍接收機(jī)組成，實現(xiàn)自動和，保證鐵路維修的安全，同時替代了防護(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、捕捉到信號后發(fā)送到機(jī)，實現(xiàn)功能。9基于 BDS 的既有線近接施工智能及應(yīng)用研究報告李永明等客運專線高速行車要求順性和舒適性的特點，經(jīng)過分析認(rèn)為客運專線對結(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導(dǎo)致軌道板開裂，進(jìn)而嚴(yán)重的質(zhì)量事故。這些問題，提出利用人工測量的進(jìn)行沉降觀測以保證客運專線的性和安全性，并且利用沉降觀測的數(shù)據(jù)，真實反映實際施工情況，通過嚴(yán)格的數(shù)據(jù)分析來評估線下結(jié)構(gòu)物的性，以實現(xiàn)客運專線順性和舒適性。十三局的等地下鐵路施工會造成地表沉降的問題，結(jié)合工程實際和數(shù)據(jù)分析，設(shè)計了一套合理的監(jiān)測方案。該方案分別以土、地表沉降為監(jiān)測對象，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)變化時程曲線，進(jìn)而實現(xiàn)對地下鐵路施工的實時監(jiān)測，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為研究對象，利用反射波技術(shù)對施工過不同深處的巖溶分布情探測，從而實現(xiàn)京滬高速鐵路施工期巖溶地質(zhì)處理效果實時監(jiān)測的目的。等通過分析以往人工監(jiān)測的缺點，利用靜力水準(zhǔn)儀結(jié)合和傳輸技術(shù)，開發(fā)了鐵路施工便梁沉降自動化系統(tǒng)，并運用于常州泡桐路下穿立交改造工，取得了較效果。目前，測技術(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，鐵路已有的測體系還需不斷完善，才能適應(yīng)鐵路不斷提速的要求。對于鐵路既有線近接施工的監(jiān)測，營業(yè)線施工中的測更加重要。我國目前鐵路單線

32、較多的現(xiàn)狀決定了今后很長一段時間內(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鐵路施工過程進(jìn)行了監(jiān)測，但是對鐵路既有營業(yè)線施工的安全監(jiān)測研究還實際需求，現(xiàn)代化的監(jiān)測和監(jiān)測還未能較利用。LabVIEW虛擬儀器技術(shù)在自動化、通信、航空航天、半導(dǎo)體以及電路設(shè)計和生產(chǎn)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，在工程實踐中不僅大大節(jié)省開發(fā)資金和縮短開發(fā)周期，還能夠事半功倍，取得比傳統(tǒng)儀器更測試效果。利用虛擬儀器技10基于 BDS 的既有線近接施工智能及應(yīng)用研究報告術(shù)和 LabVIEW設(shè)計的自動化監(jiān)測系統(tǒng)已經(jīng)在汽車、大壩監(jiān)測、隧道開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)合基坑開挖的特性，利用 LabVIEW

33、 平臺建立了服務(wù)于基坑開挖的監(jiān)測與。系統(tǒng)將LabVIEW 和硬件平臺巧妙結(jié)合在和顯示，具有數(shù)據(jù)超限一起，實現(xiàn)對各傳感器的，實現(xiàn)實時的功能，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平臺及 LabVIEW 開發(fā)環(huán)境，設(shè)計了具有震動波形數(shù)據(jù)實時顯示、波形數(shù)據(jù)實時處理及等功能的震動實時監(jiān)測系統(tǒng)。Guimei Wang，Qingdong Wang 等人通過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)代礦山開采的提升測試系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠處理多種信號，克服了傳統(tǒng)的測試系統(tǒng)準(zhǔn)確度低，測試效率低的缺點，最大限度的解決了工人勞動強(qiáng)度高的問題。系統(tǒng)

34、兼容性強(qiáng)，開放性高，有廣泛的應(yīng)用前景。陳等基于 LabVIEW 開發(fā)了一種實時監(jiān)測和顯示礦井提升機(jī)提升速度、趟數(shù)、載重量并具有事故功能的監(jiān)測系統(tǒng)。設(shè)計了一種基于 LabVIEW 的機(jī)械故障類分析法和 RBF 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合對機(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)計開發(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，能夠?qū)C(jī)械運行過出現(xiàn)的故障進(jìn)行實時、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，營業(yè)線橋涵施工安全防護(hù)監(jiān)測方式主要有：（1）利用傳統(tǒng)的全站儀或水準(zhǔn)儀測量支墩變化，從而營業(yè)線的安全性；（2）不定期的利用軌檢車對營業(yè)線軌道進(jìn)量，確定營業(yè)線

35、軌道的狀態(tài)；（3）施工現(xiàn)場不定期的利用卡尺進(jìn)量，粗略的營業(yè)線軌道的沉降、傾斜，指導(dǎo)施工進(jìn)行；（4）利用 GPS對橋涵施工中的營業(yè)線進(jìn)量，計算變形和沉降；（5）利用單一的傳感器對營業(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)行單獨監(jiān)測。11基于 BDS 的既有線近接施工智能及應(yīng)用研究報告前三種主要以常規(guī)測量進(jìn)行監(jiān)測，主要是人在現(xiàn)場進(jìn)行操作，主要缺點為：（1）傳統(tǒng)的人工監(jiān)測受影響較大，精度會因不同的人測量產(chǎn)生微小偏差；（2）需要大量的人力進(jìn)行現(xiàn)場測量，不能適應(yīng)當(dāng)前化施工的需要；（3）人為的測量，現(xiàn)場的安全性難以很把握，并且不能實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的實時處理和反饋。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)自動化監(jiān)測，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；（2）利用傳感器技術(shù)是當(dāng)前比較可靠的，但是單一類型的傳感器進(jìn)行監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析科學(xué)性不夠，并且單一類型傳感器設(shè)計而成的單一監(jiān)測系統(tǒng)，難以實現(xiàn)多種類型傳感器數(shù)據(jù)監(jiān)測的實時共享分析和度預(yù)警，無法實現(xiàn)多類型數(shù)據(jù)的實時融合與處理。因此在自動化程度日益增高的科技發(fā)展下，借助 LabVIEW 和 GE平臺，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)、灰色評價、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和無線傳輸，設(shè)計開發(fā)基于北斗的既有線近接施工智能移動險評估系統(tǒng)、基于 GE 的既有線近接施工工程地質(zhì)、基于 LabVIEW 的鐵路

37、營業(yè)線橋涵施工防護(hù)自動化監(jiān)測系統(tǒng)，合理布置監(jiān)測點位置和設(shè)置監(jiān)測頻次，設(shè)置可靠的預(yù)警值，并進(jìn)行現(xiàn)場的施工險評估和地質(zhì)數(shù)據(jù)的錄入，保證既有鐵路線的正常營運和施工順利開展，達(dá)到營運、施工兩不誤的預(yù)期目標(biāo)。1.3項目研究從復(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)庫技術(shù)與地質(zhì)工程相結(jié)合，在 GEC#平臺上進(jìn)行系統(tǒng)的集成，并利用 Sketch Up 建模平臺上進(jìn)行二次開發(fā)，在構(gòu)建既有線近接施工模型，研發(fā)地質(zhì)預(yù)報，實現(xiàn)地質(zhì)的可視化和數(shù)字化，并進(jìn)行實時動態(tài)更新，便于施工過程管理和后期地質(zhì)概況服務(wù)等。從施工要求的嚴(yán)格性和測的時效性等角度出發(fā)，通過北斗定位通訊硬件與 C#、聯(lián)合開發(fā)集

38、成的，研制開發(fā)一套適用于各種施工形式的既有線近接施工智能移動險評估系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)，由北斗獲得項目評估點的實時高精度位置坐標(biāo)，可限制用戶在某一工程設(shè)定區(qū)12基于 BDS 的既有線近接施工智能及應(yīng)用研究報告域范圍內(nèi)進(jìn)行評估，確保安全檢查的科學(xué)性與有效性。通過層次分析和灰色理論確定風(fēng)險源和權(quán)重，研發(fā)一套集施工風(fēng)險現(xiàn)場、安全管理、施工風(fēng)險自動評估于一體的具有定時定位功能的既有線近接施工評估系統(tǒng)。為了實現(xiàn)自動化高精度監(jiān)測，實時把握頂進(jìn)施工支墩險狀況，運用多傳感器技術(shù)、虛擬儀器技術(shù)、數(shù)據(jù)無線傳輸技術(shù)、信號智能識別技部分，搭建基于 LabVIEW 軟術(shù)和數(shù)據(jù)過濾處理技術(shù)等構(gòu)件系統(tǒng)的硬件和件開發(fā)平臺的既

39、有線近接施工自動化監(jiān)測系統(tǒng)，讓容易變形失穩(wěn)部位在整個施工過得到度的實時監(jiān)測和評估，相互驗證，提高施工風(fēng)險源的可見性和精度，及時發(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)用研究報告1.3.1項目研究技術(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->研->識別既有線近發(fā)基于 Googel Earth 的既有線近接施工地質(zhì)預(yù)報接施工->建立指標(biāo)體系與評價模型->確定監(jiān)測項目及位置->研發(fā)險評估和智能硬件平臺->研發(fā)基于北斗的既有線近接施工智能移動險評估系統(tǒng)->研發(fā)基于 LabVIEW

40、 的既有線橋涵施工自動化監(jiān)測系統(tǒng)->綜合凝練既有線近接施工險評估與智能。14基于 BDS 的既有線近接施工智能及應(yīng)用研究報告1.3.2項目研究內(nèi)容對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)其相同點和不同點，借助 LabVIEW 和 GE平臺，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)、灰色評價理論、層次分析法、與無線傳輸技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)設(shè)計研發(fā)基于北斗的既有線近接施工智能移動險評估系統(tǒng)、基于 LabVIEW 的鐵路營業(yè)線橋涵施工防護(hù)自動化監(jiān)測系統(tǒng)、基于 GE 的既有線近接施工地質(zhì)預(yù)報的正常營運和施工順利開展，項目研究的主要內(nèi)容，保證既有鐵路線以下幾個

41、方面：（1）基礎(chǔ)理論分析集成 GE的功能和 SketchUp 輔助設(shè)計平臺，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、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化監(jiān)測現(xiàn)狀以及利用 LabVIEW 建立自動化監(jiān)測系統(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程的特點、隱患，分析常見的對策；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、Office 等編程；根據(jù)既有線近接施工的特點，對軌道發(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，對鐵路既有線近接施工中的列車移動載荷進(jìn)行分析，并提出移動載荷的處理和監(jiān)測；采用 ANSYS 有限元分析，數(shù)值模擬研究列車動載荷對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行車建議；（2）三設(shè)計研發(fā)既有線近接施工地質(zhì)，建立了既有線近接施工地質(zhì)信息動態(tài)數(shù)據(jù)庫。以 GE 為可視化及二次開發(fā)平臺，并利用 SketchUp 對既有線近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，確定安全隱患、評估對象和監(jiān)測項目，將現(xiàn)場試驗和理論分析相結(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、Office 等設(shè)計一套集施工風(fēng)險現(xiàn)場、管理、施工風(fēng)險自動評估于一體的定時定點可智能移動既有線近接施工安全防護(hù)評估系統(tǒng)，即基于北斗的既有線近接施工智能移動險評估系統(tǒng)；利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和技術(shù)，設(shè)計研發(fā)測自動化儀，實現(xiàn)多類型傳感器信號的智能識別和數(shù)據(jù)傳輸；利用 LabVIEW開發(fā)設(shè)計監(jiān)測系統(tǒng)界面，結(jié)合數(shù)據(jù)庫技術(shù)實現(xiàn)，即基于 LabVIEW 的鐵對施工現(xiàn)場既有線近接施工的自動化在線監(jiān)測和路營業(yè)線橋涵施工防護(hù)自動化

44、監(jiān)測系統(tǒng)。（3）三的驗證應(yīng)用與完善在對系統(tǒng)功能進(jìn)行驗證后，將監(jiān)測評估方案和系統(tǒng)硬件、應(yīng)用于十四局復(fù)線施工工，實現(xiàn)鐵路既有線近接施工的現(xiàn)場監(jiān)測評估及指導(dǎo)施工，完善各個系統(tǒng)，保障既有線及施工安全運行。1.3.3項目創(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)報信息，實現(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)險現(xiàn)場、安全信息管理、施工風(fēng)險自動評估”于一體的具有定時定位功能的既有線近接施工評估系統(tǒng) ，實現(xiàn)了安全檢查在特定時間段、特設(shè)項目地點完成安全檢查與評價，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)場測試以及數(shù)值模擬計算，揭示了列車運行靜-動載荷耦合作用規(guī)律，運用正交極差分析法分析了各影響因素對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)用研究報告（4）設(shè)計并開發(fā)了一套具有“數(shù)據(jù)智能并識別、數(shù)據(jù)無線傳輸并過濾、實時預(yù)警、軌道參數(shù)科學(xué)調(diào)整”等功能的鐵路營業(yè)線橋涵施工防護(hù)多傳感器自動化監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)了重點監(jiān)測部位的度實時監(jiān)測、評估及預(yù)警。（5）通過理論分析以及三角函數(shù)幾何推導(dǎo)出了支護(hù)便梁上任一鉸接點的沉降位移及水平位移值的科學(xué)計算公式。結(jié)合現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)，通過內(nèi)部數(shù)學(xué)計算可為鐵路維護(hù)部門提供一個準(zhǔn)確的便梁鉸接點和軌道位移調(diào)整參

46、考值。17基于 BDS 的既有線近接施工智能及應(yīng)用研究報告第2章基于 GE 的既有線近接施工地質(zhì)預(yù)報系統(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，主要是因為 GE 是個很優(yōu)秀的地理系統(tǒng)平臺，它不僅能夠提供地圖影像及數(shù)據(jù)的傳輸功能，而且還了開放的 API 接口，能夠讓用戶根據(jù)的需求，基于 API 開發(fā)出具有地圖顯示，地圖操作，完成空間分析的功能。加上用戶的碼，完全可以開發(fā)一個滿足日常業(yè)務(wù)需求的空間地理系統(tǒng)。GE 為程序開發(fā)者提供了的 COM 接口，開發(fā)者只要使用支持 COM 接口的可視化編程語言工具進(jìn)行二次開發(fā)，就能根據(jù)的需要開發(fā)出新的應(yīng)用程序。目前，Delphi、Visual Bas

47、ic 等可視化編程語言都可以調(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。本項目將國內(nèi)外先進(jìn)的地理與我國鐵路建設(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。2.1系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計2.1.1系統(tǒng)設(shè)計的目標(biāo)系統(tǒng)設(shè)計的目標(biāo)即系統(tǒng)的需求分析。要想滿足用戶的基本需求，開發(fā)一個功能完善且符合用戶設(shè)想的系統(tǒng)，必須首先根據(jù)用戶的要求和目標(biāo)，進(jìn)行全的分析，找設(shè)計的依據(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)計平臺，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、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；18基于 BDS 的既有線近接施工智能及應(yīng)用研究報告（2）通過插件實現(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，實現(xiàn)既有線近接施工地質(zhì)信息的可視化；（4）提出并實現(xiàn)將既有線近接施工地質(zhì)在 GE 上的數(shù)字化管理，構(gòu)建一個完善的數(shù)據(jù)庫，使得不同的用戶可以方便、快捷的對數(shù)據(jù)進(jìn)行和修改，并實現(xiàn)動態(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。并通過完善每個點的地標(biāo)，為隧道施工過程和運營過程的安全提供技術(shù)支持和輔助決策等功能；（5）整個系統(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)計原則系統(tǒng)在開發(fā)設(shè)計過，不能沒有依據(jù)，也不能只依照程序開發(fā)者的意愿。系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計首先必須具有一定的專業(yè)技術(shù)水平，并且具有一定的針對性，滿足特定用戶的需求。并且在系統(tǒng)使用過，給用戶帶來一定的和效益，發(fā)揮其應(yīng)有的價值?；?GE 的既有線近接施工地質(zhì)預(yù)報是地質(zhì)數(shù)字化、可視化管理方面的一個探索性應(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)報是一個數(shù)字化的管理系統(tǒng)，其設(shè)計和開發(fā)必須科學(xué)嚴(yán)密，結(jié)合工程技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)，使得系統(tǒng)具有很強(qiáng)的科學(xué)性。因此，系統(tǒng)開發(fā)需采用國內(nèi)外的先進(jìn)知識技術(shù)，力求更大的提高既有線近接施工地質(zhì)預(yù)報管理水平。（2）性和實用性本系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計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、有效、可靠的，保證隧道施工的順利進(jìn)行。同時，本系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計過程19基于 BDS 的既有線近接施工智能及應(yīng)用研究報告