龐大而復(fù)雜的城市軌道交通建設(shè)工程，因其地質(zhì)條件復(fù)雜、設(shè)計(jì)計(jì)算理論尚不完善，建設(shè)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)工程進(jìn)度難以把握、工程質(zhì)量難以保證、工程風(fēng)險(xiǎn)難以控制的情況。此外，為確保工程安全進(jìn)行的施工監(jiān)測(cè)由于條件限制，使花費(fèi)大量人力、物力獲得的數(shù)據(jù)得不到充分利用，造成了資源的極大浪費(fèi)。然而，全面及時(shí)地了解這些信息對(duì)建設(shè)管理單位控制投資、保證工程質(zhì)量和施工安全等具有極其重大的意義。而要快速而準(zhǔn)確地獲得決策者想得的各種數(shù)據(jù)和信息，隨時(shí)隨地了解工程動(dòng)態(tài)和進(jìn)展，方便快捷地查詢歷史資料以及工程結(jié)束后順利進(jìn)行資料整理、歸檔、利用等工作，以目前的水平很難實(shí)現(xiàn)。為此，地鐵工程建設(shè)管理要達(dá)到控制投資、保證質(zhì)量、確保安全、縮短工期等目的，迫切需要一套完善的管理體系及相應(yīng)的載體。

    同時(shí)，信息時(shí)代的到來(lái)也帶來(lái)了克服這些困難的機(jī)遇。工程管理信息化包括信息技術(shù)在工程建設(shè)領(lǐng)域中的開發(fā)與應(yīng)用以及工程建設(shè)領(lǐng)域的信息資源的開發(fā)與利用兩個(gè)方面[1]。地鐵工程遠(yuǎn)程監(jiān)控管理系統(tǒng)正是運(yùn)用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開發(fā)的工程管理信息平臺(tái)。工程參與各方可以通過(guò)該平臺(tái)輕松實(shí)現(xiàn)工程信息、專家知識(shí)的同步共享。該管理系統(tǒng)是地鐵工程管理信息化的一次有意義的嘗試。

1. 遠(yuǎn)程監(jiān)控管理系統(tǒng)的組成與功能
    該系統(tǒng)由車站遠(yuǎn)程監(jiān)控管理、隧道遠(yuǎn)程監(jiān)控管理、網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程辦公、網(wǎng)絡(luò)視頻遠(yuǎn)程監(jiān)控、自動(dòng)監(jiān)測(cè)等五個(gè)子系統(tǒng)組成。地鐵工程遠(yuǎn)程監(jiān)控管理系統(tǒng)組成以及各部分的基本功能如圖1所示。需要說(shuō)明的是，自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是根據(jù)需要嵌入車站或隧道遠(yuǎn)程監(jiān)控管理系統(tǒng)中運(yùn)行的。自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器一起構(gòu)成了完整的自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集、傳輸、查詢、分析、預(yù)警網(wǎng)絡(luò)，全過(guò)程無(wú)人工干預(yù)，確保數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)、真實(shí)可靠；通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通訊和無(wú)線通訊技術(shù)，能隨時(shí)隨地了解工地實(shí)時(shí)狀況，保證工程數(shù)據(jù)的及時(shí)處理；在工程出現(xiàn)問(wèn)題的第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，保障工程的安全進(jìn)行。該系統(tǒng)多用于設(shè)計(jì)和施工都存在極大困難的重點(diǎn)、難點(diǎn)工程。

    遠(yuǎn)程監(jiān)控管理系統(tǒng)解決了傳統(tǒng)管理模式下工程信息傳遞和交流存在的問(wèn)題，如：信息內(nèi)容的缺失、信息扭曲、信息傳遞的延誤等，實(shí)現(xiàn)了工程信息存儲(chǔ)的數(shù)字化和相對(duì)集中化、信息整理和變換的程序化、信息傳輸?shù)臄?shù)字化、信息獲取的便捷和信息透明度的提高等。具體來(lái)說(shuō)，整套系統(tǒng)可以把監(jiān)測(cè)、監(jiān)理、施工相關(guān)的各種數(shù)據(jù)和信息，實(shí)時(shí)地上傳、匯總、整理、分析，可以對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的異常情況進(jìn)行多種形式的自動(dòng)判定、報(bào)警；監(jiān)控者隨時(shí)隨地通過(guò)視頻技術(shù)直觀地了解現(xiàn)場(chǎng)的施工及進(jìn)展?fàn)顩r；同時(shí)該系列軟件還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)工程文檔、進(jìn)度數(shù)據(jù)、工程合同等工程相關(guān)信息的采集和匯總。由于本系統(tǒng)中發(fā)展了Internet網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控的新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸、遠(yuǎn)程控制，使得監(jiān)控中心多點(diǎn)化、低成本任意位置移動(dòng)。管理者、專家組只要可以上網(wǎng)，足不出戶，即可通過(guò)該系統(tǒng)收集所有監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，了解現(xiàn)場(chǎng)情況。同時(shí)由于各種工程資料的電子化，施工結(jié)束后資料的整理、歸檔、利用問(wèn)題也迎刃而解。

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2 基于遠(yuǎn)程監(jiān)控管理系統(tǒng)的管理模式
    基于遠(yuǎn)程監(jiān)控管理系統(tǒng)的地鐵建設(shè)管理模式的核心內(nèi)容是：在遠(yuǎn)程監(jiān)控管理預(yù)警系統(tǒng)對(duì)項(xiàng)目實(shí)施全過(guò)程中項(xiàng)目參與各方產(chǎn)生的信息和知識(shí)進(jìn)行集中式管理的基礎(chǔ)上，為項(xiàng)目的參與各方在Internet平臺(tái)上提供一個(gè)獲取個(gè)性化項(xiàng)目信息的便捷入口，從而為項(xiàng)目的參與各方提供一個(gè)高效率信息交流和共同工作的環(huán)境，實(shí)現(xiàn)地鐵工程的工期、質(zhì)量和成本的控制。

    在基于遠(yuǎn)程監(jiān)控管理系統(tǒng)的地鐵建設(shè)工程管理模式中(見圖2)，根據(jù)各自職能的不同，將項(xiàng)目的參與各方分為三個(gè)部門：工地現(xiàn)場(chǎng)部門、管理部門、專家部門。

    工地現(xiàn)場(chǎng)部門包括施工、監(jiān)理、監(jiān)測(cè)等單位。由于這些單位每天直接面對(duì)工程現(xiàn)場(chǎng)，其最大優(yōu)勢(shì)在于信息優(yōu)勢(shì)，因此要求在遠(yuǎn)程監(jiān)控管理系統(tǒng)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)與工程現(xiàn)場(chǎng)信息的及時(shí)同步共享。

    為了充分發(fā)揮專家的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，按日常監(jiān)控和緊急事件處理將專家部門分為兩級(jí)：監(jiān)控中心和專家組。監(jiān)控中心負(fù)責(zé)日常的工作，對(duì)上傳至中央數(shù)據(jù)庫(kù)的各種信息進(jìn)行專業(yè)分析，提出安全評(píng)價(jià)意見，及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的安全隱患、施工現(xiàn)場(chǎng)的各種不規(guī)范施工行為等，匯總為日?qǐng)?bào)、周報(bào)提交管理部門，為管理部門的決策提供依據(jù)。專家組則在遇到重大險(xiǎn)情、重大工程事故時(shí)啟動(dòng)，為管理部門處理險(xiǎn)情、事故提供專業(yè)意見。專家部門是整個(gè)管理模式的關(guān)鍵。要真正達(dá)到高效科學(xué)的管理，必須保證專家部門的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

    管理部門在工程建設(shè)管理中掌握著所有資源和信息調(diào)配的權(quán)力，是工程建設(shè)中的決策部門?；谶h(yuǎn)程監(jiān)控管理系統(tǒng)的地鐵工程管理模式保證了工地現(xiàn)場(chǎng)信息的及時(shí)可靠性和專家意見的科學(xué)性，從而確保了管理部門決策的正確性。

3 地鐵工程遠(yuǎn)程監(jiān)控管理的實(shí)踐
    遠(yuǎn)程監(jiān)控管理系統(tǒng)于2000年7月在藍(lán)村路站試運(yùn)行，測(cè)試取得成功后，于2001年8月中旬，在上海軌道交通4號(hào)線各個(gè)車站先后安裝，開始實(shí)施遠(yuǎn)程監(jiān)控管理。遠(yuǎn)程監(jiān)控管理模式已在上海軌道交通1號(hào)線北延伸段以及7、8號(hào)線中得到了全面的推廣應(yīng)用，全部的車站和大部分區(qū)間隧道都安裝了遠(yuǎn)程監(jiān)控管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)在使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情多起，確保了地鐵建設(shè)工程的安全、質(zhì)量和進(jìn)度。更為重要的是，可將絕大多數(shù)的安全隱患處理在萌芽狀態(tài)。凡是實(shí)施遠(yuǎn)程監(jiān)控管理并安裝了遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的工地，沒有發(fā)生一起基坑工程事故，取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。下面介紹幾個(gè)典型的工程實(shí)例。[nextpage]

1)實(shí)例一：某車站基坑工程[2]
    該車站標(biāo)準(zhǔn)段基坑挖深為10m，圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用地下連續(xù)墻，采用3道￠609mm鋼支撐。

    在標(biāo)準(zhǔn)段開挖到C04點(diǎn)所在位置之前，每天數(shù)據(jù)的變化范圍和變化速率均在允許值范圍內(nèi)。其中測(cè)斜點(diǎn)C04、C05的每天最大變形值基本在2mm左右。2001年9月18日，地下墻開始出現(xiàn)明顯的“踢腳”現(xiàn)象，但最大變形量仍然不超過(guò)5 mm／d。9月19日，測(cè)斜點(diǎn)C04、C05附近開挖到離基坑底1．8m時(shí)未出現(xiàn)明顯異常；挖除最后的1．8m后，在9月20日測(cè)斜點(diǎn)CO4和C05的測(cè)斜的變化速率突然明顯增大呈加速趨勢(shì)，最大變形速率分別為16．58 mm／d、14．24mm／d。同時(shí)，在C04點(diǎn)附近的房屋沉降觀測(cè)點(diǎn)F45的沉降從每天1～2mm左右增加到每天12mm，總沉降量已達(dá)66 mm(見圖3)，房屋出現(xiàn)開裂，坑底立柱上浮達(dá)133 mm。

    因?yàn)榭傋冃沃党^(guò)警戒值，并且總變形速度呈明顯加速趨勢(shì)，如果繼續(xù)施工必將出現(xiàn)工程事故。遠(yuǎn)程監(jiān)控的專家部門于9月18日開始即密切關(guān)注該車站C04、C05附近的變形情況，并于9月20日及時(shí)地發(fā)現(xiàn)了險(xiǎn)情之后，立即上報(bào)管理部門。管理部門于當(dāng)天即令現(xiàn)場(chǎng)停工處理。在停工期間地下墻的變形仍以每天最大2mm的速度發(fā)展。專家部門在發(fā)生險(xiǎn)情當(dāng)天馬上研究產(chǎn)生險(xiǎn)情的原因，尋找解決方法。

    該基坑變形具有如下特征：① 突然發(fā)生較大變形；② 坑底發(fā)生較大隆起，而坑底隆起的發(fā)生也具有突然性；③ “踢腳”突然明顯地加劇發(fā)展。所以，初步斷定是因承壓水水頭過(guò)大引起的可能性較大。專家部門經(jīng)過(guò)研究決定：增加真空井點(diǎn)，以降低坑底的承壓水水頭。先在出現(xiàn)問(wèn)題測(cè)點(diǎn)附近的端頭井三側(cè)打設(shè)三個(gè)井點(diǎn)。自9月25日采取真空井點(diǎn)降水之后，地下墻的測(cè)斜變形逐漸停止(未進(jìn)行挖土施工)。至10月11日基坑的隆起下降了40 mm，證明承壓水頭有明顯下降，險(xiǎn)情得到基本控制，所采取的措施達(dá)到了預(yù)期效果。10月11日恢復(fù)正常施工。自采取措施后，基坑變形日趨正常，保障了施工的正常進(jìn)行及周邊環(huán)境的安全。

2)實(shí)例二：某地鐵區(qū)間隧道的保護(hù)[3]
    現(xiàn)借用此工程實(shí)例簡(jiǎn)單說(shuō)明自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在地鐵保護(hù)中的應(yīng)用。上海某地下立交工程基坑騎跨于運(yùn)營(yíng)的2號(hào)線上方，基坑底部距離地鐵隧道的最近距離僅2．8 m?；娱_挖必然引起地鐵隧道的上抬變形。根據(jù)上海市地鐵保護(hù)條例規(guī)定，地鐵結(jié)構(gòu)設(shè)施絕對(duì)沉降值及水平位移量≤20 mm。該工程采用了遠(yuǎn)程監(jiān)控管理系統(tǒng)，其中隧道沉降監(jiān)測(cè)采用了自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(系統(tǒng)界面見圖4)，在基坑施工期間每10 min測(cè)一次，施工間歇期內(nèi)每30 min測(cè)一次。專家組利用這些監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行反復(fù)分析，為管理者提供決策依據(jù)，從而不斷優(yōu)化施工參數(shù)，最終達(dá)到既保證了2號(hào)線的正常運(yùn)營(yíng)，又控制了工程質(zhì)量、進(jìn)度和成本。

4 結(jié)論與建議
    地鐵工程遠(yuǎn)程監(jiān)控管理模式在上海地鐵建設(shè)的實(shí)踐中取得了良好的效果，但是還需要從以下兩方
面來(lái)完善。

    1)組織制度上：現(xiàn)行的工程現(xiàn)場(chǎng)信息的采集和錄入多采用人工操作，相比自動(dòng)監(jiān)測(cè)而言信息的完
整性和及時(shí)性存在一定問(wèn)題。由于這些信息是專家分析和管理決策的基礎(chǔ)，因此必須從制度上保證傳輸?shù)男畔⒓皶r(shí)可靠。

    2)技術(shù)上：進(jìn)一步加強(qiáng)計(jì)算機(jī)專家預(yù)警系統(tǒng)的研發(fā)。實(shí)現(xiàn)工程風(fēng)險(xiǎn)自動(dòng)分級(jí)，對(duì)存在較大隱患的工程進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別并及時(shí)自動(dòng)報(bào)警，將事故隱患消滅在萌芽狀態(tài)，避免經(jīng)濟(jì)損失；并且可使管理者能隨時(shí)隨地地縱觀全局。專家與遠(yuǎn)程監(jiān)控管理系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合，提高了軌道交通建設(shè)的整體決策水平、決策效率和管理水平。

參考文獻(xiàn)
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究[D]．上海：同濟(jì)大學(xué)，2005．