CN111539658A - 一种铁路工程施工组织的自动化设计系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及铁路工程施工设计领域，特别是一种铁路工程施工组织的自动化设计系统。所述系统包括项目管理模块、工程模块、地图数据模块、大临模块、料源模块、交通模块、GIS平台模块、便道规划模块、设计图输出模块、材料运输模块、工程量统计模块、进度图生成模块和数据处理模块；使工程的设计中避免了人为因素导致的数据丢失或数据错误；采用本发明的方法能极大的提升生产效率、降低生产成本、节约了施工组织设计周期及提高了文件审查通过率。通过便道规划模块实现了自动化规划便道，规避了人工绘制便道带来的各种问题；通过材料运输模块自动化设计材料运输方案，使制定同样变得简单、高效、准确，节省了不必要的运输成本。

Description

一种铁路工程施工组织的自动化设计系统

技术领域

本发明涉及铁路工程施工组织设计领域，特别是一种铁路工程施工组织的自动化设计系统。

背景技术

在现有技术中，设计部门首先会根据专业提供的设计线路安排人员对施工地点(指路基、桥梁、隧道、站房)进行外业调查，设计人员不仅要调查规划的工点情况，还要调查该工点周围的料源点、交通以及设计线路沿线大型临时工程(以下称大临)的情况，并将这些地方的地理信息、车站情况、地形地貌、交通运输、材料运输、材料供应、设计情况、照片、音频等现场信息记录在纸上或笔记本上。同时调查中也要考虑施工材料能否运输到施工工地，对于没有既有公路的情况下设计人员会参考工点现有地形地貌在带有等高线的纸质地图上先根据经验人为判断等高线密集程度，然后用手画出可行的施工便道。其次，当完成本次调查任务后，设计人员在进行内业设计时会把各种散乱的信息汇总、整理形成基础工程数据。这时，设计人员根据基础工程数据信息大致分配出料源点供应范围，并结合既有的和规划的路网以及工作经验参考地图上的位置人为规划出一个大致的材料运输路线，根据料源点供应范围和材料运输路线输出材料运输方案，之后根据明确的设计线路、基础工程数据借助地图及三方工具人为设计出施工组织平面图。然后，设计人员根据已有的基础数据统计出工程数量、大临数量，并结合工期指标就能计算出施工工期，一般会在AutoCAD中按照各类工程的里程信息及计算出的施工工期手工绘制出整条设计线路的施工进度情况，输出一份施工组织进度图。根据进度图设计人员再借助其他三方软件手工画出横道图，根据横道图中各类工程的工期安排明细就能人工统计出铁路工程总工期内每年所消耗的主要工程数量、静态投资、主要劳材数量(以下称年度分配)的情况。最后，把所有的外业调查信息及内业整理信息汇总全部由人手动编制出一份施工组织的各类成果文档。

但现有技术的技术方案存在以下问题：1、外业调查采集数据整合难度大；2、在纸质地图上画出的施工便道会有误差，可能不满足铁路工程施工组织设计规范；3、材料运输方案可能不是最优的；4、施工组织平面图、进度图、横道图、年度分配、施工组织说明等重要成果均手工输出，生产效率较低；4、太多人工投入造成生产成本过高、设计周期变长。因此需要一种全新的铁路工程施工组织的自动化设计方法及系统以解决现有技术方案中的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种铁路工程施工组织的自动化设计系统。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种铁路工程施工组织的自动化设计系统，包括以下步骤：

一种铁路工程施工组织的自动化设计系统，包括项目管理模块、工程模块、地图数据模块、大临模块、料源模块、交通模块、GIS平台模块、便道规划模块、设计图输出模块、材料运输模块、工程量统计模块、进度图生成模块和数据处理模块；

所述项目管理模块用于新增、删除、修改、复制、粘贴施工项目，以及导入所述工程模块、所述大临模块、所述料源模块和/或所述交通模块管理的数据信息；

所述地图数据模块用于从网络中获取所述施工项目所需的地图数据；所述地图数据包括道路信息、数字地图以及等高线信息；

所述工程模块用于管理各个工程项目的工程项目数据，所述工程项目包括桥梁工程、隧道工程、路基工程、站场工程、站房工程和/或轨道工程；所述工程项目数据包括各个所述工程项目的所述地图数据以及施工数据；

所述大临模块用于管理大型临时工程的所述地图数据和大临供应数据；所述大型临时工程包括铺轨基地、铺架基地、轨枕预制场、轨道板场、箱梁制梁场、T梁制梁场、材料场、施工便道和/或给水管路；

所述料源模块用于管理料源点的所述地图数据和材料供应量；所述料源点包括砂场、石场、道砟场、材料场、钢轨厂、道岔厂、轨枕厂、焊轨厂、接触网支柱厂和/或支座厂；

所述交通模块用于管理交通运输数据；所述交通运输数据包括载具型号，所述载具型号对应的单位里程运价、所述地图数据以及运输范围；

所述GIS平台模块用于接收、处理以及显示基础数据，所述基础数据包括所述地图数据、所述工程项目数据、所述大临数据、所述料源数据和/或所述交通运输数据；

所述便道规划模块用于输入起点和终点坐标，并根据所述地图数据输出便道规划；

所述设计图输出模块用于根据所述地图数据、所述工程项目数据、所述大临数据以及所述料源数据输出施工平面图；

所述材料运输模块用于输入运输要求，并根据所述基础数据，输出材料运输方案；

所述工程量统计模块用于根据所述工程项目数据输出工程量汇总表；

所述进度图生成模块用于输入工期指标信息，并根据所述工期指标信息以及所述工程项目数据输出施工组织进度图以及施工横道图；

所述数据处理模块用于输出施工组织的各类成果文档，所述各类成果文档包括所述便道规划、所述施工平面图、所述材料运输方案、所述工程量汇总表、施工进度计划表、所述施工组织进度图、年度分配表、施工组织说明文档；所述年度分配表包含工程数量表、静态投资表和/或劳材数量表，由所述数据处理模块根据所述工程量汇总表以及所述施工组织进度图获取。本发明通过上述模块使工程在设计中避免了人为因素导致的数据丢失或数据错误；通过便道规划模块实现了自动化规划便道，规避了人工绘制便道带来的各种问题；通过材料运输模块自动化设计材料运输方案，使制定同样变得简单、高效、准确，节省了不必要的运输成本。同时采用本发明的方法能准确、高效的自动输出材料运输方案、施工组织平面图以及施工组织进度图，极大提升了生产效率、降低生产成本、节约了施工组织设计周期及提高了文件审查通过率。

作为本发明的优选方案，还包括移动端和外业调查模块，所述外业调查模块用于对调查得到的现场数据进行记录和整理；所述移动端用于进行外业调查，向所述外业调查模块中导入现场数据；所述现场数据包括工程信息、地理信息、车站情况、地形地貌信息、运输道路信息、材料供应信息、施工干扰信息、设计情况信息、施工方法、施工组织方案、现场照片和/或录音文件。

作为本发明的优选方案，所述外业调查模块包括以下执行流程：

a1：所述外业调查模块根据所述工程模块、所述大临模块、所述料源模块、所述交通模块数据确定外业调查范围；

a2：将导航路径发送至所述移动端，所述导航路径是所述GIS平台模块根据移动端位置以及进行外业调查的位置自动规划得出，可进行地图图源、图层切换显示；

a3：完成外业调查后，所述外业调查模块获取所述移动端上传的外业调查现场数据。本发明通过移动端选取调查范围并在调查后第一时间上传到外业调查模块中，在保障了调查信息准确的同时，也使调查更加灵活，且不会因此导致资料混乱，保证了资料的有序性；同时利用GIS平台模块自动规划导航路径，解决了在信号不好的位置(如山区)进行外业调查时不能准确定位导航的问题。

作为本发明的优选方案，所述便道规划模块进行施工便道路径规划时是基于所述地图数据模块中的所述等高线信息进行，包括以下步骤：

b1：通过所述GIS平台模块获取目标区域的等高线地图并进行预处理，并在所述便道规划模块中输入起点和终点坐标；

b2：以直线段连接起点和终点，得到n个与各个等高线闭合线圈相交的交点，当n小于或等于1时，以所述直线段为便道路径段，进入步骤b6；当n大于1时，以各个所述交点和起点的距离从小到大对所述交点进行排序，依次命名为P1，P2，…，Pn，进入步骤b3；

b3：从终点位置向前依次检查各个交点，判断是否存在交点Pi与交点P1位于同个等高线闭合线圈，若是，则存在捷径便道，交点P1和交点Pi将所在等高线闭合线圈分为两个曲线段，取长度较短的一段，作为交点P1到交点Pi的便道路径段，并以交点Pi为新的起点，进入步骤b2，其中1＜i≤n；若否进入步骤b4；

b4：以线段L3连接交点P1和交点P2，判断线段L3的长度是否大于或等于阈值L，若大于或等于所述阈值L，所述线段L3为交点P1和交点P2之间的便道路径段，并以交点P2为新的起点，进入步骤b2；若小于所述阈值L，则进入步骤b5；

b5：以交点P1为圆心，所述阈值L为半径作圆，与交点P2所在的等高线闭合线圈形成K个交点，从所述K个交点中选取与终点PE直线距离最近的交点P2j，连接所述起点和交点P2j，构成便道路径段，以P2j为新的起点，进入步骤b2，其中1＜j≤K；

b6：将各段所述便道路径段依次连接并曲线化，输出最优施工便道路径。本发明便道规划模块利用所述GIS平台模块的地图数据，在几十毫秒内计算出两点之间的最优自动的对施工便道进行选线，更好的保证了施工便道规划的合规性、经济性，相较于现有的人工设计，大大降低了工作量，提高了工作效率；同时通过查找捷径便道路径段，简化了施工难度，使设计的施工便道更加经济合理。

作为本发明的优选方案，所述设计图输出模块输出线性工程设计图包括以下步骤：

c1：向所述设计图输出模块导入二维线路工程图，获取线路中所有节点；所述节点包括初始点和最终点；所述线路由若干所述节点构成；

c2：在所述节点中依次选取多个裁剪节点；

c3：计算每一个所述裁剪节点相应的裁剪角度，依据所述裁剪节点以及相应的所述裁剪角度对所述二维线路工程图进行裁剪和旋转；

c4：对裁剪后的所述二维线路工程图进行平移合并，输出线性工程设计图。本发明的设计图输出模块通过分析线性工程各节点之间的相互位置关系，对线性工程及其一定范围内的地理信息数据进行裁剪、旋转以及平移，然后将处理过的数据放置于设计图框中，并使线性工程处于工程设计图的中心位置而突出显示，本发明的方法准确、高效，且能够在铁路、公路等线性工程中进行应用。

作为本发明的优选方案，所述进度图生成模块输入的所述工期指标信息包括工程项目数据以及对应的时间单位和参考指标。

作为本发明的优选方案，所述材料运输模块的运输要求包括所述材料的类别、所述材料对应的载具型号以及所述材料对应的运输起点以及运输终点。

作为本发明的优选方案，所述施工组织的各类成果文档还包括建设项目的开展流程，主要建筑物的施工方案，建设项目的施工总进度计划、资源需用量计划及施工现场总体规划。本发明根据所述服务器中的资料输出所述各类成果文档，保证数据的准确性、一致性、逻辑性，避免人工编制的差、错、漏、碰。高质量的文件和透彻的分析使审查变得顺利，并形成良性循环，也大大提高了文档编制的效率。

一种铁路工程施工组织的自动化设计系统，包括服务器、客户端以及移动端，所述客户端包括项目管理模块、工程模块、地图数据模块、大临模块、料源模块、交通模块、GIS平台模块、便道规划模块、设计图输出模块、材料运输模块、工程量统计模块、进度图生成模块以及数据处理模块；

所述服务器用于存储各类工程数据信息，并根据所述客户端的操作指令建立项目数据库；所述项目数据库用于存储对应工程项目的各类工程数据信息；

所述客户端与所述服务器通讯连接，用于向所述服务器发送操作指令，并对所述服务器中的数据进行调用和处理；

所述移动端与所述服务器通讯连接，用于从所述服务器中下载数据以及向所述服务器中的项目数据库上传外业调查数据。本发明以服务器为基础，利用客户端、移动端的优势使外业调查变得更简单、方便，调查信息第一时间进行记录避免了人为因素导致的数据丢失或数据错误；通过自动整合外业调查数据使内业整理也变得更加轻松。

作为本发明的优选方案，所述移动端采用智能手机，所述客户端采用电子计算机。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明通过各个模块的组合应用使工程在设计中避免了人为因素导致的数据丢失或数据错误；通过便道规划模块实现了自动化规划便道，规避了人工绘制便道带来的各种问题；通过材料运输模块自动化设计材料运输方案，使制定同样变得简单、高效、准确，节省了不必要的运输成本。同时采用本发明的方法能准确、高效的自动输出材料运输方案、施工组织平面图以及施工组织进度图，极大提升了生产效率、降低生产成本、节约了施工组织设计周期及提高了文件审查通过率。

2、本发明通过移动端选取调查范围并在调查后第一时间上传到外业调查模块中，在保障了调查信息准确的同时，也使调查更加灵活，且不会因此导致资料混乱，保证了资料的有序性；同时利用GIS平台模块自动规划导航路径，解决了在信号不好的位置(如山区)进行外业调查时不能准确定位导航的问题。。

3、本发明便道规划模块利用所述GIS平台模块的地图数据，在几十毫秒内计算出两点之间的最优自动的对施工便道进行选线，更好的保证了施工便道规划的合规性、经济性，相较于现有的人工设计，大大降低了工作量，提高了工作效率；同时通过查找捷径便道路径段，简化了施工难度，使设计的施工便道更加经济合理。

4、本发明的设计图输出模块通过分析线性工程各节点之间的相互位置关系，对线性工程及其一定范围内的地理信息数据进行裁剪、旋转以及平移，然后将处理过的数据放置于设计图框中，并使线性工程处于工程设计图的中心位置而突出显示，本发明的方法准确、高效，且能够在铁路、公路等线性工程中进行应用。

5、本发明根据所述服务器中的资料输出施工组织的所述各类成果文档，保证数据的准确性、一致性、逻辑性，避免人工编制的差、错、漏、碰。高质量的文件和透彻的分析使审查变得顺利，并形成良性循环，也大大提高了文档编制的效率。

6、本发明的另一种方案以服务器为基础，利用客户端、移动端的优势使外业调查变得更简单、方便，调查信息第一时间进行记录避免了人为因素导致的数据丢失或数据错误；通过自动整合外业调查数据使内业整理也变得更加轻松。

附图说明

图1是本发明实施例1所述的一种铁路工程施工组织的自动化设计系统的结构示意图；

图2是本发明实施例1所述的一种铁路工程施工组织的自动化设计系统的施工便道路径规划流程示意图；

图3是本发明实施例1所述的一种铁路工程施工组织的自动化设计系统的输出线性工程设计图的流程示意图；

图4是本发明实施例3所述的一种铁路工程施工组织的自动化设计系统的结构示意图；

图5是本发明实施例3所述的一种铁路工程施工组织的自动化设计系统的结构示意图；

图6是本发明实施例4所述的一种铁路工程施工组织的自动化设计系统的外业调查结果图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

如图1所示，一种铁路工程施工组织的自动化设计系统，包括项目管理模块、工程模块、地图数据模块、大临模块、料源模块、交通模块、GIS平台模块、便道规划模块、设计图输出模块、材料运输模块、工程量统计模块、进度图生成模块和数据处理模块；

所述项目管理模块用于新增、删除、修改、复制、粘贴施工项目，以及导入所述工程模块、所述大临模块、所述料源模块和/或所述交通模块管理的数据信息；

所述地图数据模块用于从网络中获取所述施工项目所需的地图数据；所述地图数据包括道路信息、数字地图以及等高线信息；

所述工程模块用于管理各个工程项目的工程项目数据，所述工程项目包括桥梁工程、隧道工程、路基工程、站场工程、站房工程和/或轨道工程；所述工程项目数据包括各个所述工程项目的所述地图数据以及施工数据；

所述大临模块用于管理大型临时工程的所述地图数据和大临供应数据；所述大型临时工程包括铺轨基地、铺架基地、轨枕预制场、轨道板场、箱梁制梁场、T梁制梁场、材料场、施工便道和/或给水管路；

所述料源模块用于管理料源点的所述地图数据和材料供应量；所述料源点包括砂场、石场、道砟场、材料场、钢轨厂、道岔厂、轨枕厂、焊轨厂、接触网支柱厂和/或支座厂；

所述交通模块用于管理交通运输数据；所述交通运输数据包括载具型号，所述载具型号对应的单位里程运价、所述地图数据以及运输范围；

所述GIS平台模块用于接收、处理以及显示基础数据，所述基础数据包括所述地图数据、所述工程项目数据、所述大临数据、所述料源数据和/或所述交通运输数据；

所述便道规划模块用于输入起点和终点坐标，并根据所述地图数据输出便道规划；

所述设计图输出模块用于根据所述地图数据、所述工程项目数据、所述大临数据以及所述料源数据输出施工平面图；

所述材料运输模块用于输入运输要求，并根据所述基础数据，输出材料运输方案；

所述工程量统计模块用于根据所述工程项目数据输出工程量汇总表；

所述进度图生成模块用于输入工期指标信息，并根据所述工期指标信息以及所述工程项目数据输出施工组织进度图以及施工横道图；

所述数据处理模块用于输出施工组织的各类成果文档，所述各类成果文档包括所述便道规划、所述施工平面图、所述材料运输方案、所述工程量汇总表、施工进度计划表、所述施工组织进度图、年度分配表、施工组织说明文档；所述年度分配表包含工程数量表、静态投资表和/或劳材数量表，由所述数据处理模块根据所述工程量汇总表以及所述施工组织进度图获取。

其中，如图2所示，所述便道规划模块进行施工便道路径规划时是基于所述地图数据模块中的所述等高线信息进行，包括以下步骤：

b1：通过所述GIS平台模块获取目标区域的等高线地图并进行预处理，并在所述便道规划模块中输入起点和终点坐标；

b2：以直线段连接起点和终点，得到n个与各个等高线闭合线圈相交的交点，当n小于或等于1时，以所述直线段为便道路径段，进入步骤b6；当n大于1时，以各个所述交点和起点的距离从小到大对所述交点进行排序，依次命名为P1，P2，…，Pn，进入步骤b3；

b3：从终点位置向前依次检查各个交点，判断是否存在交点Pi与交点P1位于同个等高线闭合线圈，若是，则存在捷径便道，交点P1和交点Pi将所在等高线闭合线圈分为两个曲线段，取长度较短的一段，作为交点P1到交点Pi的便道路径段，并以交点Pi为新的起点，进入步骤b2，其中1＜i≤n；若否进入步骤b4；

b4：以线段L3连接交点P1和交点P2，判断线段L3的长度是否大于或等于阈值L，若大于或等于所述阈值L，所述线段L3为交点P1和交点P2之间的便道路径段，并以交点P2为新的起点，进入步骤b2；若小于所述阈值L，则进入步骤b5；

b5：以交点P1为圆心，所述阈值L为半径作圆，与交点P2所在的等高线闭合线圈形成K个交点，从所述K个交点中选取与终点PE直线距离最近的交点P2j，连接所述起点和交点P2j，构成便道路径段，以P2j为新的起点，进入步骤b2，其中1＜j≤K；

b6：将各段所述便道路径段依次连接并曲线化，输出最优施工便道路径。

如图3所示，所述设计图输出模块输出线性工程设计图包括以下步骤：

c1：向所述设计图输出模块导入二维线路工程图，获取线路中所有节点；所述节点包括初始点和最终点；所述线路由若干所述节点构成；

c2：在所述节点中依次选取多个裁剪节点；

c3：计算每一个所述裁剪节点相应的裁剪角度，依据所述裁剪节点以及相应的所述裁剪角度对所述二维线路工程图进行裁剪和旋转；

c4：对裁剪后的所述二维线路工程图进行平移合并，输出线性工程设计图。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于，本实施例还包括移动端和外业调查模块。

所述外业调查模块用于对调查得到的现场数据进行记录和整理；所述移动端用于进行外业调查，向所述外业调查模块中导入现场数据；所述现场数据包括工程信息、地理信息、车站情况、地形地貌信息、运输道路信息、材料供应信息、施工干扰信息、设计情况信息、施工方法、施工组织方案、现场照片和/或录音文件。其执行流程包括以下步骤：

a1：所述外业调查模块根据所述工程模块、所述大临模块、所述料源模块以及所述交通模块数据确定外业调查范围；

a2：将导航路径发送至所述移动端，所述导航路径是所述GIS平台模块根据移动端位置以及进行外业调查的位置自动规划得出，可进行地图图源、图层切换显示；

a3：完成外业调查后，所述外业调查模块获取所述移动端上传的外业调查现场数据。

实施例3

一种铁路工程施工组织的自动化设计系统，包括服务器、客户端以及移动端；所述客户端与所述服务器通讯连接，用于向所述服务器发送操作指令，并对所述服务器中的数据进行处理；所述移动端与所述服务器通讯连接，用于从所述服务器中下载数据以及向所述服务器中的项目数据库上传外业调查数据。所述移动端采用智能手机，所述客户端采用电子计算机。

其构造如图4所示，所述客户端包括项目管理模块、GIS平台模块、地图数据模块、工程模块、大临模块、料源模块、交通模块、数量统计模块、大临供应模块、材料供应模块、材料运输模块、工期安排模块、年度分配模块、成果输出模块。如图5所示，本发明通过客户端群、移动端群与服务器之间的数据传输和数据处理完成各模块的业务流转实现自动化设计方法。

项目管理模块用于执行施工组织项目的集中管理，可以新增、删除、复制、粘贴施工组织项目，导入大临、料源、交通运输数据。

GIS平台模块包括便道规划模块以及设计图输出模块，用于执行基础工程(设计线路、桥梁工程、隧道工程、站场工程、路基工程、轨道工程、站房工程、大临工程、料源点、交通)的可视化管理、路网构建、自动规划便道、自动生成施工组织平面图。移动端装置也可以进行基础工程的可视化管理。

地图数据模块用于按框选区域1-50公里下载高德地图、谷歌地图、谷歌影像、等高线等离线数据。

工程模块用于按设计线路管理断链表、桥梁工程、隧道工程、路基工程、站场工程、站房工程、轨道工程以及自定义工程。移动端将外业调查完的工程数据上传后，客户端下载数据可以进行内业整理。

大临模块用于铺轨(架)基地、轨枕(轨道板)预制场、箱梁制(存)梁场、T梁制(存)梁场、材料场、混凝土拌合站、填料加工站、道砟存储场、钢梁拼装场、便道、给水管路、新建干线、新建引入线、改(扩)建便道以及自定义大临等大型临时工程的管理。移动端将外业调查完的大临数据上传后，客户端下载数据可以进行内业整理。

料源模块用于砂场、石场、道砟场、材料场、钢轨厂、道岔厂、轨枕厂、焊轨厂、接触网支柱厂、支座厂以及自定义料源等料源点的管理。移动端将外业调查完的料源数据上传后，客户端下载数据可以进行内业整理。

交通模块用于公路、铁路、水运交通的管理。移动端将外业调查完的交通运输数据上传后，客户端下载数据可以进行内业整理。

数量统计模块用于按铁路投资控制系统的汇总概算统计工程数量、按大临单元统计大临数量。

大临供应模块用于按大临工程类型分类实现大临工程的供应范围自动化分配、根据分配的供应范围自动统计大临工程供应数量，并可以显示大临工程的供应明细。

材料供应模块用于按料源类型分类设置料源点到工地供应材料运输路线，并完成材料运输路线供应范围自动化分配。

材料运输模块用于按运输单元自动统计工程的材料来源、材料运输到工程的各项指标，自动生成材料运输方案。

工期安排模块用于根据路基工程、桥梁工程、隧道工程、箱梁场、T梁场、轨枕场、铺轨基地的数据以及工期指标自动计算工程、大临的施工进度，完成自动生成施工组织进度图、横道图。

年度分配模块用于按施工组织施工进度计算主要工程数量、静态投资、主要劳材数量的每年度数量及占比情况。

成果输出模块用于施工组织的各类成果文档、附表、附图成果的管理。

实施例4

本实施例为实施例3中部分模块执行时的详细流程：

新建施工项目以及外业调查流程：

A、操作客户端向服务器发送一个新建施工组织项目请求，服务器在接受到网络请求后会在系统数据库中添加施工组织项目记录并创建一个项目数据库，创建完成后向客户端返回一个成功状态，客户端根据返回的成功状态创建项目列表及表单，并根据表单完成项目基本信息编辑或修改后，客户端将表单信息发送到服务器，并由服务器将表单数据保存至项目数据库中。

B、操作客户端向服务端发送进入施工组织项目请求，服务器接受到请求后自动组织、整合项目数据库表中各种数据并传输回客户端。待客户端接收完传输数据后自动进入施工组织项目，通过操作客户端的工程模块导入专业提供的设计线路KML数据及按设计线路分类的桥梁工程数据、隧道工程数据、站场工程数据、站房工程数据，并输入轨道工程数据以及自动计算路基数据。各项数据录入后均会向服务器发送数据保存请求，服务器接收到请求后将数据存储在项目数据库中。

C、操作客户端的地图数据模块向服务器发送高德地图、谷歌地图、谷歌影像、等高线数据按框选范围1-50公里下载请求，服务器在接受到请求后下载离线数据并生成数据包保存在服务器磁盘中，下载完成后将离线地图数据包发送至客户端。

D、进行外业调查时，通过操作移动端向服务器发送下载施工组织项目、离线地图数据包请求，服务器根据下载请求将项目数据、离线地图包数据传输给移动端并保存在数据库表中。

E、抵达外业调查的施工地点后，结合现场勘查信息以及参考移动端中在线加载的地图及等高线显示情况(若山区信号不好可以使用步骤C下载好的离线地图数据)，通过操作移动端在GIS平台上可以选择手动定位添加该工点，或者用基于GPS技术、基站定位技术实现的自动定位方式在GIS平台上添加该工点，并录入工点的地理信息、车站情况、地形地貌、运输道路、材料供应、施工干扰、设计情况、施工方法、施组方案、现场照片、录音文件等现场信息，完成录入后将数据保存在移动端的数据库中。

F、调查设计线路沿线大临工程或者由工点调查周边料源点分布情况时，可操作移动端在GIS平台上设定目的地，移动端装置在接受到导航目的地请求后通过调用地图API接口、科大讯飞接口进行语音播报导航。根据乘坐的交通工具，可以操作移动端选择自动记录或者手动绘制交通工具行进路线。抵达目的地后，将调查的大临工程、料源点及交通路线信息可重复步骤E保存在移动端的数据库中。

G、在调查到一定阶段或者调查结束后，可操作移动端向服务器发送数据上传请求，服务器收到上传请求后将外业调查数据保存到项目数据库中，得到如图6所示的外业调查图。同时，移动端的本地数据库中将删除已成功上传服务器的本地调查数据，以方便进行下一次外业调查。

生成工程项目各类文档的具体流程：

a、操作客户端向服务端发送下载工点数据、大临工程数据、料源点数据、交通运输数据请求，服务器在接收到请求后通过访问项目数据库将数据传输回客户端。通过GIS平台模块、工程模块、大临模块、料源模块以及各种交通模块可将外业调查的现场数据信息进行二次编辑或整理，完成整理后客户端将数据发送至服务器并保存到项目数据库中。

b、对于已经了解或掌握到现场信息的大临工程、料源点、交通路线，可以通过操作客户端的GIS平台模块直接进行添加、编辑、绘制相关数据，录入后客户端将数据发送至服务器并保存到项目数据库中。

c、完成基础工程数据的整合及整理后，根据项目需要通过操作客户端上GIS平台模块的自动规划便道并设定起点和终点，GIS平台模块将基于等高线自动绘制出施工便道，完成规划后将施工便道信息发送至服务器并保存到项目数据库中。

d、操作客户端的GIS平台模块向服务器发送生成施工组织平面图请求，服务器根据请求识别设计线路的弯曲情况采用PostGIS数据库技术对全线设计线路数据进行裁剪、旋转、拼接，完成处理后将数据传输回客户端。客户端获取数据后再使用CAD技术生成设计线路始终垂直居中的线性施工组织平面图。

e、通过操作客户端的数量统计模块可以按铁路投资控制系统的汇总概算统计工程数量、按大临单元统计大临数量，并向服务器发送网络请求将数量统计数据保存到项目数据库中。

f、大临供应模块按大临工程类型管理所有大临工程，通过操作客户端的此模块发送供应范围分配命令，此模块将基于所有大临工程数据信息及地理位置信息采用二分比较算法完成大临工程供应范围自动化合理分配，并根据分配的供应范围自动统计大临工程供应数量以及大里程方向、小里程方向各个工点的详细供应数量，完成后向服务器发送网络请求将数据保存到项目数据库中。

g、完成大临供应模块分析后，就可以进一步进行材料供应分析。材料供应模块以材料类别管理所有料源点，通过操作客户端的此模块发送供应范围分配命令，本材料供应模块基于所有料源点信息、材料运输路线(包含运输起点、运输终点、运输工具、装卸次数信息)及地理位置信息采用二分比较算法完成料源点供应范围自动化合理分配，并向服务器发送网络请求将数据保存到项目数据库中。

h、完成材料供应模块分析后就可以进行材料运输分析。通过操作客户端的材料运输模块发送设置运输单元命令，材料运输模块将显示运输单元表单，包括运输单元编号、范围、起讫里程信息，完成设置后将数据发送至服务器并将数据保存到项目数据库中。

i、通过操作客户端的材料运输模块发送计算材料运输方案命令，此模块将根据设置好的运输单元数据、工点数据以及材料供应范围数据计算出各工点所需材料清单，包括材料类别、运输起点、运输终点、比例、调车、营业火车、营业电化、工程列车、公路、便道、装卸次数等统计信息，自动生成材料运输方案。完成计算后向服务器发送网络请求将材料运输方案数据保存到项目数据库中。

j、经过以上步骤就可以通过客户端操作工期安排模块发送添加工期方案请求，添加成功后本工期安排模块将显示已添加工期方案的工期指标列表，包括工期项目、单位、参考指标、采用指标信息。此模块可以修改工期指标列表的采用指标信息，也可以设置各个工点工程的独立工期指标，工点工程包含工程名称、类型、长度、中心里程、工期、重点工程、控制工程信息。完成设置后本工期安排模块将向服务器发送网络请求将工期方案数据保存到数据库中。

k、为压缩铁路工程总工期，根据需要可以操作工期安排模块添加、删除大临工程轨枕场工作面列表，包括工作面名称、承担长度、承担起点里程、承担终点里程、施工方向信息，完成工作面设置后此模块并向服务器发送请求将大临工程轨枕场工作面数据保存到项目数据库中。

l、有了工点数量、大临工程供应数量、工期方案指标数据、工作面信息，通过操作客户端的工期安排模块发送生成施工组织进度图命令，此模块接受到命令后根据工点里程信息、工点数量乘以工期方案指标得出的工期信息、轨枕场工作面信息、铁路工程施工组织制图规范采用自下向上排版在CAD中绘制施工准备、路基工程、桥梁工程、隧道工程、架设箱梁、架设T梁、无砟道床、铺轨、四电工程、站房工程、联调联试，从而自动生成施工组织进度图。完成绘制后将数据发送至服务器并保存到项目数据库中。

m、根据铁路工程项目需要可以操作工期安排模块对已经在CAD中生成施工组织进度图修改工程的开工时间或已实现的流水算法进行人工干预调整，完成调整后将新的施工组织进度图数据发送至服务器并更新、保存到项目数据库中。

n、有了各类工程的施工组织进度数据后，通过操作工期安排模块发送生成横道图命令，此模块接收到命令后根据各类工程施工进度数据自动绘制出施工准备、路基工程、桥梁工程、隧道工程、架设箱梁、无砟道床、铺轨、四电工程、房屋及站后、联调联试的横道图，并显示出铁路工程项目的关键工期。完成横道图绘制后此模块将向服务器发送网络请求将横道图数据保存到项目数据库中。

o、根据工期安排模块中的各工程的施工工期，通过操作客户端的年度分配模块设置主要工程数量、静态投资、主要劳材数量里的总数量或从铁路工程投资控制系统中的汇总概算获取的数量信息，本模块能自动计算出铁路工程总工期内每年度数量及百分比并可以图表查看，例如静态投资列表中的“隧道及明洞”项按照施工组织进度图上“隧道工程”时间段占施工总工期比例划分数量及百分百(不算隧道沉降时间)，完成计算后年度分配模块将向服务器发送网络请求并保存到项目数据库中。

p、最后，通过操作客户端的成果输出模块发送生成施工组织说明命令，此模块在接受到命令后将收集系统内的工程数据、大临工程数据、料源数据、交通运输数据、大临供应数据、材料供应数据、施工组织工期安排数据、横道图数据、年度分配数据自动生成施工组织的各类成果文档、报表及附图。施工组织的各类成果文档可以在线编辑，本成果输出模块在识别到数据有修改后自动调整修改文档内其余位置相同数据内容，识别到施工组织说明模板有修改后此模块将自动创建私有模板。私有模板与系统公共的施工组织说明模板分开管理便于适应各类文档需求，同时，也可以通过操作历史面板将编辑后的数据内容进行恢复。各项成果生成或编辑后此模块将向服务器发送网络请求把成果数据保存到项目数据库或者服务器磁盘中。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种铁路工程施工组织的自动化设计系统，其特征在于：包括项目管理模块、工程模块、地图数据模块、大临模块、料源模块、交通模块、GIS平台模块、便道规划模块、设计图输出模块、材料运输模块、工程量统计模块、进度图生成模块和数据处理模块；

所述项目管理模块用于新增、删除、修改、复制、粘贴施工项目，以及导入所述工程模块、所述大临模块、所述料源模块和/或所述交通模块管理的数据信息；

所述地图数据模块用于从网络中获取所述施工项目所需的地图数据；所述地图数据包括道路信息、数字地图以及等高线信息；

所述工程模块用于管理各个工程项目的工程项目数据，所述工程项目包括桥梁工程、隧道工程、路基工程、站场工程、站房工程和/或轨道工程；所述工程项目数据包括各个所述工程项目的所述地图数据以及施工数据；

所述大临模块用于管理大型临时工程的所述地图数据和大临供应数据；所述大型临时工程包括铺轨基地、铺架基地、轨枕预制场、轨道板场、箱梁制梁场、T梁制梁场、材料场、施工便道和/或给水管路；

所述料源模块用于管理料源点的所述地图数据和材料供应量；所述料源点包括砂场、石场、道砟场、材料场、钢轨厂、道岔厂、轨枕厂、焊轨厂、接触网支柱厂和/或支座厂；

所述交通模块用于管理交通运输数据；所述交通运输数据包括载具型号，所述载具型号对应的单位里程运价、所述地图数据以及运输范围；

所述GIS平台模块用于接收、处理以及显示基础数据，所述基础数据包括所述地图数据、所述工程项目数据、所述大临数据、所述料源数据和/或所述交通运输数据；

所述便道规划模块用于输入起点和终点坐标，并根据所述地图数据输出便道规划；

所述设计图输出模块用于根据所述地图数据、所述工程项目数据、所述大临数据以及所述料源数据输出施工平面图；

所述材料运输模块用于输入运输要求，并根据所述基础数据，输出材料运输方案；

所述工程量统计模块用于根据所述工程项目数据输出工程量汇总表；

所述进度图生成模块用于输入工期指标信息，并根据所述工期指标信息以及所述工程项目数据输出施工组织进度图以及施工横道图；

所述数据处理模块用于输出施工组织的各类成果文档，所述各类成果文档包括所述便道规划、所述施工平面图、所述材料运输方案、所述工程量汇总表、施工进度计划表、所述施工组织进度图、年度分配表、施工组织说明文档；所述年度分配表包含工程数量表、静态投资表和/或劳材数量表，由所述数据处理模块根据所述工程量汇总表以及所述施工组织进度图获取。

2.根据权利要求1所述的一种铁路工程施工组织的自动化设计系统，其特征在于：还包括移动端和外业调查模块，所述外业调查模块用于对调查得到的现场数据进行记录和整理；所述移动端用于进行外业调查，向所述外业调查模块中导入现场数据；所述现场数据包括工程信息、地理信息、车站情况、地形地貌信息、运输道路信息、材料供应信息、施工干扰信息、设计情况信息、施工方法、施工组织方案、现场照片和/或录音文件。

3.根据权利要求2所述的一种铁路工程施工组织的自动化设计系统，其特征在于：所述外业调查模块包括以下执行流程：

a1：所述外业调查模块根据所述工程模块、所述大临模块、所述料源模块以及所述交通模块数据确定外业调查范围；

a2：将导航路径发送至所述移动端，所述导航路径是所述GIS平台模块根据移动端位置以及进行外业调查的位置自动规划得出，可进行地图图源、图层切换显示；

a3：完成外业调查后，所述外业调查模块获取所述移动端上传的外业调查现场数据。

4.根据权利要求1所述的一种铁路工程施工组织的自动化设计系统，其特征在于，所述便道规划模块进行施工便道路径规划时是基于所述地图数据模块中的所述等高线信息进行，包括以下步骤：

b1：通过所述GIS平台模块获取目标区域的等高线地图并进行预处理，并在所述便道规划模块中输入起点和终点坐标；

b2：以直线段连接起点和终点，得到n个与各个等高线闭合线圈相交的交点，当n小于或等于1时，以所述直线段为便道路径段，进入步骤b6；当n大于1时，以各个所述交点和起点的距离从小到大对所述交点进行排序，依次命名为P1，P2，…，Pn，进入步骤b3；

b3：从终点位置向前依次检查各个交点，判断是否存在交点Pi与交点P1位于同个等高线闭合线圈，若是，则存在捷径便道，交点P1和交点Pi将所在等高线闭合线圈分为两个曲线段，取长度较短的一段，作为交点P1到交点Pi的便道路径段，并以交点Pi为新的起点，进入步骤b2，其中1＜i≤n；若否进入步骤b4；

b4：以线段L3连接交点P1和交点P2，判断线段L3的长度是否大于或等于阈值L，若大于或等于所述阈值L，所述线段L3为交点P1和交点P2之间的便道路径段，并以交点P2为新的起点，进入步骤b2；若小于所述阈值L，则进入步骤b5；

b5：以交点P1为圆心，所述阈值L为半径作圆，与交点P2所在的等高线闭合线圈形成K个交点，从所述K个交点中选取与终点PE直线距离最近的交点P2j，连接所述起点和交点P2j，构成便道路径段，以P2j为新的起点，进入步骤b2，其中1＜j≤K；

b6：将各段所述便道路径段依次连接并曲线化，输出最优施工便道路径。

5.根据权利要求1所述的一种铁路工程施工组织的自动化设计系统，其特征在于，所述设计图输出模块输出线性工程设计图包括以下步骤：

c1：向所述设计图输出模块导入二维线路工程图，获取线路中所有节点；所述节点包括初始点和最终点；所述线路由若干所述节点构成；

c2：在所述节点中依次选取多个裁剪节点；

c3：计算每一个所述裁剪节点相应的裁剪角度，依据所述裁剪节点以及相应的所述裁剪角度对所述二维线路工程图进行裁剪和旋转；

c4：对裁剪后的所述二维线路工程图进行平移合并，输出线性工程设计图。

6.根据权利要求1所述的一种铁路工程施工组织的自动化设计系统，其特征在于：所述进度图生成模块输入的所述工期指标信息包括工程项目数据以及对应的时间单位和参考指标。

7.根据权利要求1所述的一种铁路工程施工组织的自动化设计系统，其特征在于：所述材料运输模块的运输要求包括所述材料的类别、所述材料对应的载具型号以及所述材料对应的运输起点以及运输终点。

8.根据权利要求1所述的一种铁路工程施工组织的自动化设计系统，其特征在于：所述施工组织的各类成果文档还包括建设项目的开展流程，主要建筑物的施工方案，建设项目的施工总进度计划、资源需用量计划及施工现场总体规划。

9.一种铁路工程施工组织的自动化设计系统，包括服务器、客户端以及移动端，其特征在于：所述客户端包括项目管理模块、工程模块、地图数据模块、大临模块、料源模块、交通模块、GIS平台模块、便道规划模块、设计图输出模块、材料运输模块、工程量统计模块、进度图生成模块以及数据处理模块；

所述服务器用于存储各类工程数据信息，并根据所述客户端的操作指令建立项目数据库；所述项目数据库用于存储对应工程项目的各类工程数据信息；

所述客户端与所述服务器通讯连接，用于向所述服务器发送操作指令，并对所述服务器中的数据进行调用和处理；

所述移动端与所述服务器通讯连接，用于从所述服务器中下载数据以及向所述服务器中的项目数据库上传外业调查数据。

10.根据权利要求9所述的一种铁路工程施工组织的自动化设计系统，其特征在于：所述移动端采用智能手机，所述客户端采用电子计算机。

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