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申请/专利权人：深圳技术大学;深圳地铁运营集团有限公司

摘要：本发明公开了一种基于资源约束的轨道交通全场景智慧施工管控方法及系统，包括：通过轨道施工现场的智能监测设备基于安全管理关键环节对每个施工的施工时间、施工地点、施工完成程度信息进行采集；对采集数据进行分析及数据预处理，进行图形可视化处理；采用关键链法构建多目标多任务多资源的施工作业调度模型，并利用PCA方法设置缓冲区，合理调度城市轨道交通运营施工管理项目，针对施工管理关键环节进行全场景管控；构建轨道施工云数据仓库，将所述实时动态轨道数据的图形可视化处理及全场景管控通过预设方式进行显示。本发明有效解决资源约束下的轨道交通施工计划调度问题。

主权项：1.一种基于资源约束的轨道交通全场景智慧施工管控方法，其特征在于，包括以下步骤：通过轨道施工现场的智能监测设备基于安全管理关键环节对每个施工的施工时间、施工地点、施工完成程度信息进行采集；对采集数据进行分析及数据预处理，通过数据分析处理进行实时动态轨道数据的图形可视化处理；采用关键链法构建多目标多任务多资源的施工作业调度模型，并利用PCA方法设置缓冲区，合理调度城市轨道交通运营施工管理项目，针对施工管理关键环节进行全场景管控；构建轨道施工云数据仓库，将所述实时动态轨道数据的图形可视化处理及全场景管控通过预设方式进行显示；通过轨道施工现场的智能监测设备基于安全管理关键环节对每个施工的施工时间、施工地点、施工完成程度信息进行采集，具体为：通过预设在轨道施工现场智能监测设备采集安全管理关键环节对应的施工现场信息，将所述施工现场信息按照作业所属部门及作业种类进行初步分类，设置数据标签；根据所述数据标签获取细分指标，利用数据标签对应的细分指标进行施工现场信息的精细化划分，并根据细分指标对应的数据标准化约束将精细化划分后的施工现场信息进行结构化处理；通过结构化处理后的施工现场信息确定施工的施工时间、施工地点及施工完成程度，构建施工作业工作流，对不同类型的施工作业流程进行定义，支持施工作业流程的变动、逻辑及条件触发的流程管理；根据确定的信息对施工作业工作流进行数据更新，基于有向无环图的工作流实现信息流通；对采集数据进行分析及数据预处理，通过数据分析处理进行实时动态轨道数据的图形可视化处理，具体为：剔除实时动态施工现场信息中的冗余数据，对轨道施工所需的资源进行管理，基于图形可视化技术对轨道施工线路基础信息进行刻画，实现线路、供电情况及冲突检测可视化；并且在施工作业工作流的基础上，通过划分施工作业的节点以及节点对应的实时动态施工现场信息展示施工一览图及施工进度条，对轨道施工过程中所需资源进行统筹管理；采用关键链法构建多目标多任务多资源的施工作业调度模型，并利用PCA方法设置缓冲区，具体为：通过关键链法对受资源约束的施工分配进行建模，根据施工作业工作流获取任务集及资源集，所述任务集中包括施工项目的若干任务组合，每个任务能够划分子任务，所述子任务具备有紧前工序与紧后工序并遵循工作流；所述资源集包括子任务对应的所需人力、物力和轨道作业区域时空资源；通过三点估计法获取任务集中各项子任务在施工数据中的最短时间、最长时间及最可能时间，根据获取的时间计算生成期望时间作为关键链工序时间，将期望时间与最长时间的差值设定为安全时间；根据是否进行资源配置优化进行关键链的识别，其计算公式为：其中，表示工序i的最早开始时间，表示紧前工序h的最早开始时间，表示紧前工序h的工期；表示工序i的最早结束时间；表示工序i最迟开始时间；表示工序i的最迟结束时间；为总时差；当时，将对应工序记为关键工序，关键链由关键工序相连形成；获取关键工序，利用PCA方法确定缓冲分配，并结合安全时间进行关键工序的汇入缓冲；采用关键链法构建多目标多任务多资源的施工作业调度模型，并利用PCA方法设置缓冲区，还包括：识别出关键工序，获取各个子任务的影响因素，将所述影响因素进行量化，作为样本的原始数据,n表示子任务数量，p表示持续时间比例；对所述原始数据进行主成分分析获取成分得分及特征值，确定主成分后获取综合得分，并确定缓冲分配，根据缓冲分配结合安全时间设置汇入缓冲，其中缓冲分配的计算公式为：其中，表示主成分综合得分，表示特征值，表示缓冲分配，表示输入样本的项数，表示样本总数，表示子任务项数，表示子任务总数；通过多目标多任务多资源的施工作业调度模型在指定的施工时间范围内实现完工时间的最小化；构建轨道施工云数据仓库，将所述实时动态轨道数据的图形可视化处理及全场景管控通过预设方式进行显示，具体为：采用BS结构，基于图形化引擎、报表引擎、工作流引擎，构建轨道施工云数据仓库，通过所述轨道施工云数据仓库进行施工作业计划管理、施工作业执行管理及基础数据维护；所述轨道施工云数据仓通过网络连接将浏览器端与移动端进行连接，所述浏览器端为多地点多角色提供操作支持，所述移动端为施工人员提供辅助决策；获取用户的指令信息及当前轨道施工现场信息，根据所述当前轨道施工现场信息的数据标签及指令信息进行数据检索，提取轨道施工云数据仓库中相似度符合预设标准的数据；提取当前轨道施工现场信息的特征信息，根据提取的符合预设标准的数据与所述特征信息进行匹配，将匹配度大于预设匹配度的数据标记，根据标记的数据生成指令信息的决策辅助；还包括：通过获取实时施工现场信息获取施工现场的施工环境变化信息，根据现有的安全分区规则设置各区域的安全等级，通过所述安全等级设置各区域的监测频率；当区域内工作人员的施工活动不符合安全区域的安全约束或者区域内的施工环境变化速率大于预设速率阈值，则生成预警信息，对各区域的预警信息进行统计，当预警信息的数量大于安全等级对应的数量阈值时，则提高该区域的安全等级；基于大数据手段获取轨道交通施工的施工安全影响因素，根据施工现场的施工环境变化信息实时分析各区域中的安全影响因素的变化，进行安全分区增减。

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