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        基于地鐵運(yùn)營(yíng)施工管理系統(tǒng)的資源沖突管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)路徑

        2014-07-05 02:58:56劉紀(jì)儉沈小兵
        城市軌道交通研究 2014年7期
        關(guān)鍵詞:作業(yè)資源模型

        劉紀(jì)儉 沈小兵

        (蘇州軌道交通集團(tuán)有限公司運(yùn)營(yíng)分公司,215101,蘇州∥第一作者,工程師)

        夜間施工組織是地鐵運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)。地鐵運(yùn)營(yíng)施工計(jì)劃是在運(yùn)營(yíng)施工任務(wù)中協(xié)調(diào)各專業(yè)的施工,從而實(shí)現(xiàn)控制整個(gè)施工范圍與進(jìn)度的目的。由于各專業(yè)系統(tǒng)需要資源的復(fù)雜性及施工要求的多樣性,在計(jì)劃過(guò)程中不可避免地會(huì)出現(xiàn)計(jì)劃與資源的各種沖突。包含沖突的計(jì)劃是不可實(shí)施的,必須對(duì)有沖突的施工計(jì)劃進(jìn)行調(diào)整。因此,沖突檢測(cè)與計(jì)劃修正作為地鐵運(yùn)營(yíng)施工計(jì)劃優(yōu)化的一個(gè)過(guò)程,是實(shí)施施工調(diào)度管理系統(tǒng)必不可少的重要功能。

        本文以蘇州軌道交通實(shí)施的施工調(diào)度管理系統(tǒng)為例,在施工調(diào)度管理系統(tǒng)基本功能的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)介紹地鐵施工計(jì)劃沖突檢測(cè)的基本原理,并對(duì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的方法進(jìn)行初步探討。

        1 施工管理現(xiàn)狀

        蘇州軌道交通的施工調(diào)度管理,先匯總各施工部門提交的未來(lái)2周施工作業(yè)計(jì)劃和施工資源要求,再由總調(diào)所的施工計(jì)劃管理員檢查各施工作業(yè)的資源是否沖突,進(jìn)而形成未來(lái)2周的《施工行車通告》。每周甚至每天,各施工作業(yè)部門會(huì)根據(jù)實(shí)際情況,調(diào)整施工作業(yè)計(jì)劃,并由施工計(jì)劃管理人員進(jìn)行沖突檢查,形成新的《施工行車通告》。在這個(gè)過(guò)程中,施工計(jì)劃數(shù)量多,匯總核對(duì)資源工作量大,配合計(jì)劃協(xié)調(diào)多,施工資源占用情況沒(méi)有直觀的展現(xiàn),不便于資源信息的共享與監(jiān)視。因此,需要建立一套完整的系統(tǒng)統(tǒng)一調(diào)度和管理整個(gè)施工過(guò)程,實(shí)現(xiàn)安全高效生產(chǎn)[1]。

        2 系統(tǒng)實(shí)施方案

        任何一個(gè)組織管理通常都必須對(duì)如何向不同的活動(dòng)分配資源的問(wèn)題作出決策,以最好地達(dá)到組織的目標(biāo)。在許多情況下,大量的資源必須同時(shí)分配到不同的生產(chǎn)活動(dòng)中。這些活動(dòng)會(huì)導(dǎo)致一些問(wèn)題的產(chǎn)生,因?yàn)樗鼈儬?zhēng)奪同一資源[2]。地鐵運(yùn)營(yíng)施工管理就是要找出這些施工活動(dòng)的最佳組合。

        2.1 規(guī)范地鐵運(yùn)營(yíng)施工類型

        地鐵運(yùn)營(yíng)中施工組織過(guò)程主要涉及到“人、車、電”3個(gè)因素。資源的組合就是要避免這3個(gè)因素在同一時(shí)間、同一空間出現(xiàn)沖突。所有的活動(dòng)是這些資源條件下的設(shè)備維修及作業(yè)等。蘇州軌道交通把所有的施工分為3大類,具體的類型定義見(jiàn)表1。

        表1 蘇州軌道交通施工類型說(shuō)明表

        2.2 重新優(yōu)化管理流程

        首先,對(duì)部門填報(bào)的施工計(jì)劃與施工執(zhí)行流程進(jìn)行優(yōu)化,再由,施工調(diào)度管理系統(tǒng)配合優(yōu)化后的流程建立相關(guān)的控制規(guī)則。系統(tǒng)的整體業(yè)務(wù)流程如圖1所示。

        圖1 施工調(diào)度管理系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程

        通過(guò)有效控制業(yè)務(wù)流程,每一項(xiàng)施工從計(jì)劃、執(zhí)行到結(jié)束,每一步驟都有相應(yīng)的記錄。各調(diào)度中心調(diào)度員、車站值班員、施工負(fù)責(zé)人,負(fù)責(zé)相應(yīng)的請(qǐng)點(diǎn)、停送電作業(yè)管轄范圍和管轄職能,且操作分工明確。各節(jié)點(diǎn)間采用工作流的方式進(jìn)行控制,有效保證相關(guān)工作連鎖控制,保證了施工安全[3]。

        2.3 建立系統(tǒng)管理模型

        2.3.1 正線作業(yè)區(qū)域管理模型

        正線作業(yè)區(qū)域管理模型如圖2所示,區(qū)域劃分原則為一站一區(qū)間。圖2中,1A01為入段線,1A02為木瀆站上行線,1A03為木瀆站—金楓路站上行線,1C01為木瀆站交叉渡線。作業(yè)區(qū)域申報(bào)規(guī)則為:在輔助線施工時(shí),必須申報(bào)輔線掛靠的正線區(qū)域。例如:要在1C01施工,必須申報(bào)1A03+1C01或1B03+1C01。出入段線施工較為特殊,1A01掛靠1A02,1B01 掛靠1B02。

        2.3.2 A1 作業(yè)防護(hù)設(shè)置模型

        A1類作業(yè)防護(hù)設(shè)置模型如圖3所示,防護(hù)區(qū)域生成規(guī)則為一站一區(qū)間。對(duì)于區(qū)間作業(yè),共有4個(gè)防護(hù)站需要設(shè)置紅閃燈。如在金楓路站—汾湖路站區(qū)間進(jìn)行作業(yè),則相關(guān)的木瀆站、金楓路站、汾湖路站及玉山路站都需要設(shè)置紅閃燈。對(duì)于車站作業(yè),共有3個(gè)防護(hù)站需要設(shè)置紅閃燈。如在汾湖路站區(qū)施工,則金楓路站、汾湖路站及玉山路站需要設(shè)置紅閃燈防護(hù)。

        圖2 正線作業(yè)區(qū)域管理模型

        圖3 A1類作業(yè)防護(hù)設(shè)置模型

        2.3.3 車輛段作業(yè)區(qū)域管理模型

        圖4 車輛段作業(yè)區(qū)域的管理模型

        車輛段作業(yè)區(qū)域管理模型如圖4所示,作業(yè)區(qū)域劃分原則為“股道+道岔”。車輛段作業(yè)區(qū)域以股道和道岔進(jìn)行劃分:股道由2個(gè)信號(hào)機(jī)定義開始和結(jié)束位置,股道以外的作業(yè)區(qū)域由道岔填充。1個(gè)道岔有3條腿,每條腿可能連接股道,也可能連接另一個(gè)道岔;兩個(gè)道岔連接處的軌道邏輯上分為兩段,每個(gè)道岔各一段。

        2.4 建立資源沖突模型

        圖5所示為各種施工資源的沖突模型,其規(guī)范了施工所需資源之間的沖突關(guān)系。系統(tǒng)基于這些原則建立相關(guān)的沖突規(guī)則庫(kù),明確“人、車、電”3個(gè)要素相互沖突的邏輯關(guān)系。

        2.5 沖突處理的算法

        系統(tǒng)在人工檢測(cè)資源沖突的基礎(chǔ)上,提出了系統(tǒng)自動(dòng)提示沖突的概念,將原來(lái)由人工處理的沖突,通過(guò)系統(tǒng)調(diào)用一個(gè)完備的沖突消解規(guī)則庫(kù)來(lái)解決,最終實(shí)現(xiàn)計(jì)劃資源沖突的提示修正。這種自動(dòng)提示修正沖突的處理方式可有效提高計(jì)劃生成的效率,減少由人工操作帶來(lái)的安全隱患。其基本算法框架結(jié)構(gòu)如圖6所示。

        首先,將施工計(jì)劃從設(shè)備設(shè)施維修系統(tǒng)中集成過(guò)來(lái);然后,使用沖突檢測(cè)規(guī)則庫(kù)對(duì)其進(jìn)行沖突檢測(cè),用以發(fā)現(xiàn)某日計(jì)劃中資源的各類矛盾沖突;再后,對(duì)檢測(cè)出的各種沖突進(jìn)行簡(jiǎn)單分類,并分別計(jì)算出沖突的資源;最后,計(jì)劃管理人員根據(jù)系統(tǒng)提示的相關(guān)類別進(jìn)行確認(rèn),優(yōu)化相關(guān)的計(jì)劃。沖突通常體現(xiàn)在時(shí)間沖突、作業(yè)區(qū)間沖突及用電資源沖突等。一個(gè)經(jīng)過(guò)沖突檢測(cè)優(yōu)化消除的計(jì)劃往往帶來(lái)新的狀態(tài),如事件的時(shí)間或相互關(guān)系發(fā)生變化。這種變化有可能導(dǎo)致新的沖突,所以有必要重新進(jìn)行沖突檢測(cè)[4]。因此,在計(jì)劃優(yōu)化及計(jì)劃提報(bào)過(guò)程中,往往需要反復(fù)進(jìn)行計(jì)劃修正和沖突檢測(cè)工作,直到?jīng)_突消除為止。

        圖5 各種施工資源的沖突模型

        圖6 計(jì)劃沖突檢測(cè)的基本算法框架

        3 系統(tǒng)特點(diǎn)

        該系統(tǒng)與行業(yè)同類系統(tǒng)比較具有如下特點(diǎn):

        (1)高效管理思想的實(shí)現(xiàn)。由于地鐵施工地點(diǎn)比較分散,人工管理需要大量的人力資源,效率效益非常低,并且容易產(chǎn)生施工事故。本系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)高效管理思想,提高施工管理效率,有效減少施工事故發(fā)生。

        (2)有效集成工單計(jì)劃。施工計(jì)劃通過(guò)設(shè)備設(shè)施維修系統(tǒng)中的工單計(jì)劃集成,實(shí)現(xiàn)了設(shè)備設(shè)施預(yù)防性作業(yè)計(jì)劃、施工資源沖突檢查、發(fā)布行車通告、簽發(fā)作業(yè)令、請(qǐng)銷點(diǎn)及工單的完工報(bào)告等施工的全生命周期管理;可有效地將施工與設(shè)備數(shù)據(jù)統(tǒng)一,提高了設(shè)備數(shù)據(jù)匯總、分析和決策的效率。

        4 結(jié)語(yǔ)

        地鐵運(yùn)營(yíng)施工管理系統(tǒng)的沖突自動(dòng)檢測(cè)功能將徹底打破傳統(tǒng)計(jì)劃沖突解決方法的局限,真正意義上提高計(jì)劃生成的效率和可靠性,有力地保證了施工安全。計(jì)劃沖突規(guī)則的建立是實(shí)現(xiàn)該功能的重點(diǎn),還需在實(shí)踐中不斷總結(jié)和創(chuàng)新,以進(jìn)一步完善。

        [1]何志銘,羅妙堏,何志波,等.地鐵運(yùn)營(yíng)施工管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].現(xiàn)代計(jì)算機(jī):專業(yè)版,2009(2):165.

        [2]希利爾 F S,希利爾 M S.數(shù)據(jù)、模型與決策[J].2版.北京:中國(guó)時(shí)代經(jīng)濟(jì)出版社,2009:19.

        [3]胡明利.施工管理軟件在南京地鐵中的運(yùn)用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2011(25):126.

        [4]郇佩,劉成軍.測(cè)控計(jì)劃的沖突檢測(cè)與自動(dòng)修正[J].載人航天,2010(2):26.

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