CN114331067A - 铁路施工组织计划自动铺排方法、系统和存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种铁路施工组织计划自动铺排方法、系统和存储介质，该方法包括：创建或导入施工组织计划信息，施工组织计划信息包括当前施工工程包含的多个作业类型、各个作业类型包含的分级作业项节点；基于各分级作业项节点之间的作业项逻辑关系信息确定各分级作业项的前置节点；基于各个作业类型与施工速度影响因素之间的对应关系确定各个作业类型的作业速度；基于工期开始时间、作业速度以及各分级作业项的前置节点的时间约束，进行正向和逆向铺排，分别产生各作业项的第一开始、结束时间和第二开始、结束时间，确定各分级作业项中的关键作业和关键作业组成的关键路径；基于关键作业和关键作业组成的关键路径生成铁路施工组织计划自动铺排结果。

Description

铁路施工组织计划自动铺排方法、系统和存储介质

技术领域

本发明涉及高速铁路施工技术领域，尤其涉及一种铁路施工组织计划自动铺排方法、系统和存储介质。

背景技术

目前高速铁路工程往往涉及的里程长，尤其对于西北地区的高铁工程区域，可能涉及盆地区、山区、岭谷区和高原区等多种地形，因此还具有地势切割强烈，地形起伏大等特点。这些工程区域往往涉及活动断裂、高烈度地震、高地应力、岩溶及岩溶水、有害气体、采空区、顺层偏压、缓倾软岩、泥石流、岩堆、危岩落石、深切河谷岸坡、深厚软土、高地温等不良地质。在这种情况下，基于现有的施工组织管理方法来充分管控施工现场情况、动态掌握施工进度将变得非常困难。

目前在铁路建设施工过程中只能通过CAD或Excel等手段生成施工组织计划(简称施组计划)的斜率图、横道图等。这种管理方式存在如下问题：(1)目前靠人员经验信息录入生成斜率图，缺乏辅助计划编制等相应功能；(2)实体结构子节点分解不够细致，只能静态图形、数据的展示，无法实现施工信息进度跟踪、进度推演、进度预警效果、关键路径计算等自动化功能；(3)生成的斜率图是不可编辑、不可联动调整的，导致后期剩余施工组织计划的调整困难，无法实现施工组织计划的实时动态管理。

施工作业需要多部门，多工种，多单位的协作，这种情况下，事先铺排合适的计划就显得非常必要。好的施工组织计划能够将施工过程中的问题及早发现和解决，是能够高效完成施工和减少成本的有效方式。如果不能动态掌握施工进度，则很容易使得部门协作混乱，并出现工期延误、降低施工效率和增加成本等的各种问题。

如何实现施工组织计划的实时动态管理和施工组织计划的自动铺排，是一个亟待解决的问题。

发明内容

鉴于此，本发明实施例提供了一种铁路施工组织计划自动铺排方法和系统，以实现铁路施工组织计划的自动铺排，消除或改善现有技术中存在的一个或更多个缺陷。

本发明的一个方面提供了一种铁路施工组织计划自动铺排方法，该方法包括以下步骤：

创建或导入施工组织计划信息，所述施工组织计划信息包括当前施工工程包含的多个作业类型、各个作业类型包含的分级作业项节点，各分级作业项节点包括作业次序指示信息；

基于各分级作业项节点之间的预先建立的作业项逻辑关系信息确定各分级作业项的前置节点，所述作业项逻辑关系包括作业次序关联关系和里程关联关系；

基于各个作业类型与施工速度影响因素之间的对应关系确定各个作业类型的作业速度；

基于设定的当前施工工程的工期开始时间、各个作业类型的作业速度以及各分级作业项的前置节点的时间约束，进行施工组织计划的正向铺排，产生每个作业项的第一开始时间和第一结束时间；

基于设定的当前施工工程的工期结束时间、各个作业类型的作业速度以及各分级作业项的前置节点的时间约束，进行施工组织计划的逆向铺排，产生每个作业项的第二开始时间和第二结束时间；

基于所述第一开始时间和第二开始时间确定各分级作业项中的关键作业和所述关键作业组成的关键路径；

基于确定的关键作业和所述关键作业组成的关键路径生成铁路施工组织计划自动铺排结果。

在本发明的一些实施例中，所述方法还包括施工组织计划创建步骤，该施工组织计划创建步骤包括：获取施工基础信息，所述施工基础信息包括：构筑物信息、地质分布信息以及工程设计中涉及的附属设施；基于施工基础信息建立施工组织任务树，所述施工组织任务树包括当前施工组织包含的多个施工作业类型及各个作业类型包含的分级作业项节点；基于所述基础信息和所述作业类型创建施工组织计划。

在本发明一些实施例中，各分级作业项节点还包括：作业开始时间、作业结束时间、开始里程、结束里程和作业速度。

在本发明的一些实施例中，基于如下方式来确定施工作业项的开始时间和结束时间：支点作业项的开始时间是子节点作业项中所有开始时间的最小值；支点作业项的结束时间是子节点作业项中所有结束时间的最大值。

在本发明一些实施例中，工期进行中接收施工数据，基于接收的施工数据中的使用速度影响因素以及尚未完成的作业与施工速度影响因素之间的对应关系更新作业速度，并相应更新工期。

在本发明的一些实施例中，子节点作业项的作业开始时间和作业结束时间基于如下方式来确定：基于当前作业项的所有前置节点的作业时间来确定当前作业项的开始时间，并基于当前作业项的开始时间、里程信息和作业速度来确定当前作业项的结束时间。

在本发明的一些实施例中，所述铁路施工组织计划自动铺排结果包括最短施工周期；基于如下施工组织模型来获得所述最短施工周期：

minΔt＝maxt_ej-mint_sk；t_ej∈ψ_j∧t_sk∈ψ_k∧(ψ_j,ψ_k)∈Ψ；

其中，maxt_ej表示结束时间最靠后的第j个作业项的结束时间，mint_sk表示开始时间最靠前的第k个作业项的开始时间；ψ_j,ψ_k分别表示第j个和第k个作业项，m_si和m_ei分别表示当前作业项的第i个前置节点的开始里程和结束里程。

在本发明的一些实施例中，所述方法还包括：基于正向铺排的结果和逆向铺排的结果确定非关键作业的延迟度。

本发明的另一方面提供了一种铁路施工组织计划自动铺排系统，该系统包括：包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机指令，当所述计算机指令被处理器执行时该系统实现如前所述方法的步骤。

本发明的另一方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如前所述方法的步骤。本发明的铁路施工组织计划自动铺排方法和系统，能够高效实现铁路施工组织计划自动铺排，并且可以基于自动铺排结果合理决定非关键作业的开工时间，以取的资源和效益的最优。

此外，本发明还可以基于自动铺排结果实现施工组织计划的自动推演。

本发明的附加优点、目的，以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本发明的实践而获知。本发明的目的和其它优点可以通过在说明书以及附图中具体指出的结构实现到并获得。

本领域技术人员将会理解的是，能够用本发明实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本发明能够实现的上述和其他目的。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。

图1为本发明一实施例中铁路施工组织计划自动铺排方法的流程示意图。

图2为本发明一实施例中施工组织计划中建立的包括分级作业项节点的作业组织树的示例。

图3为本发明一实施例中正向铺排结果示意图。

图4为本发明一实施例中逆向铺排结果示意图。

图5为本发明一实施例中延迟度示意图。

图6为隧道工程延迟导致架梁线延后的示意图。

图7为桥梁工程延迟导致架梁线延后的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。

在此，还需要说明的是，如果没有特殊说明，术语“连接”在本文不仅可以指直接连接，也可以表示存在中间物的间接连接。

在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。

为了解决现有技术中无法自动铺排铁路施工组织计划的问题，本发明提供了一种铁路施工组织计划自动铺排方法和相应的系统。在本发明的方法中，通过建立包括分级的作业项节点的作业组织树，事先建立包括作业次序关联关系和里程关联关系的作业项逻辑关系来确定各分级作业项的前置节点，利用前置节点对各级作业项的时间约束关系以及各作业项的作业速度来进行施工组织计划的正向和逆向铺排，并根据正向和逆向铺排结果来自动获得铁路施工组织计划的铺排结果。

施工过程中影响因素极多，比如人员、单位、地域、制度、习惯等不同而不同，本发明主要考虑施工过程中的客观因素，采用极限铺排的方式进行铺排计划。

图1所示为本发明一实施例中铁路施工组织计划自动铺排方法的流程示意图，如图1所示，该方法包括以下步骤：

步骤S110，创建或导入施工组织计划信息。

铁路施工有特定的作业组织方式。比如对于新建铁路线施工来说，有施工准备(如征地拆迁、辅道铺设、仓库准备和临时工坊准备等)、桥隧涵工程、路基工程、铺轨工程、验收工程等作业类型。

在本发明实施例中，将不同的作业组织方式以不同树形结构(组织树)来表示，来将铁路施工需要编排的作业内容体现在组织树中。图2所示为示出了一个通用的铁路施工过程中所有的施工作业项节点的树形结构示意图。图中有的作业可能是备选项，比如在荒郊野岭施工，是不需要征地拆迁的。

整个铁路施工过程多种类型的作业交织在一起，形成错综复杂的作业网络。在本发明的系统中，假定铁路施工的所有作业内容都是在设计阶段已经确定的。本发明的重点在于如何基于已经确定的作业实现施工组织计划的自动铺排。

在本发明实施例中，施工组织计划信息可以是实施本发明的过程中创建的，也可以是从外部导入的事先已经创建好的。生成的施工组织计划相应在动态施工组织系统内生成斜率图与甘特图。生成的施工组织计划可支持导出图形。创建或导入的施工组织计划信息中还可包括当前施工工程包含的多个作业类型、以及各个作业类型包含的分级作业项节点。

作为一示例，在创建施工组织计划的情况下，施工组织计划创建步骤可包括：

(1)获取施工基础信息。用户在施工前调研和准备的信息都称为施工基础信息，该施工基础信息可包括：构筑物信息、地质分布信息以及工程设计中涉及的附属设施。

系统需要根据这些基础信息并结合作业类型产生所有的作业内容。基础信息是施工铺排的根本要素。

(2)基于施工基础信息建立施工组织任务树，所述施工组织任务树包括当前施工组织包含的多个施工作业类型及各个作业类型包含的分级作业项节点。如图2中，整体施组作业类型可划分为：轨道工程、隧道工程、桥梁工程、路基工程、架梁工程、铺轨工程、站房工程、四电工程、联调联试和运行试验等作业类型，各作业类型下面为分级作业项节点。

(3)基于基础信息和作业类型创建施工组织计划。

更具体地，可以基于预先建立的施组计划生成模型来基于获得的基础信息和需要的作业类型来创建施工组织计划。创建的施工组织计划中的各项作业可包括如下字段要素：名称、长度(结束里程-开始里程单位为米)、开始时刻(yyyy-mm-dd)、结束时刻(yyyy-mm-dd)。在创建了施工组织计划后，可以通过斜率图和甘特图等形象化显示施工组织计划的施工信息。由于施工组织计划的创建过程不是本发明的关键点，在此不再赘述。

图2中的作业是以树形结构(作业树)来展示的，但实际上，本发明在铺排施组计划时，是使用树形结构中用户敏感的最小作业项节点来进行规划的。系统根据基础信息，将整个施工过程按照不同的专业，不同的标段、不同的构筑物、不同的工作面分解成如上述作业单元。每个作业单元都是由一个或者多个施工队独立施工。例如，对于隧道工程而言，本发明的系统不会首先考虑施工准备需要花费多长时间，而是考虑施工准备作业类型下征地拆迁、电力施工准备、道路施工准备、洞口施工准备等分别花费多少时间，在一个作业项节点存在子作业项节点的情况下，该作业项节点就是其子作业项节点花费时间之和。若使用Γ表示一个作业项节点。Γ_i表示该作业项节点的子节点。t_s表示该作业项节点的作业开始时间，t_e表示该作业项节点的结束时间。则

Γ＝(Γ₁，Γ₂…Γ_i…Γ_n)；

t_s(Γ)＝min_it_s(Γ_i)Γ_i∈Γ； (1)

t_e(Γ)＝max_it_e(Γ_i)Γ_i∈Γ； (2)

也即，一个作业项节点的作业开始时间是其子节点所有时间最小值，一个作业项节点的作业结束时间是子节点所有时间的最大值。

在构建的作业组织树中，不同的作业之间是有次序的。因此，可以在作业组织树中以序号表示作业的前后次序。对于序号相同的作业，表示其作业没有隶属和次序关系。也可以用作业项关系表来存储各作业项之间的关系。也即，在本发明实施例中，各分级作业项节点被设置为包括作业次序指示信息。

步骤S120，基于各分级作业项节点之间的预先建立的作业项逻辑关系信息确定各分级作业项的前置节点。

其中，所述作业项逻辑关系包括作业次序关联关系和里程关联关系。更具体地，在本发明实施例中，对于有前后次序关联关系的作业，只有在里程上有重叠(也即在里程上有关联)，才会考虑作业间的前后关系，如果里程上没有重叠，则本发明认为两作业之间没有前后关系。

在本步骤中，将必须完成前面的作业项后才能开启当前作业项的情况下的所述“前面的作业项”称为当前作业项的前置节点，只有完成了所有前置节点后才能开始当前作业项的施工。

如果以ψ来表示作为作业单元的作业项，该作业项以一个六元组来表示，例如可以表示为：

ψ＝(Ψ_s，t_s，t_e，m_s，m_e，v)； (3)

其中，第一个元素Ψ_s是当前作业项的前置节点的集合。参数t_s，t_e，m_s，m_e，v分别表示作业开始时间、作业结束时间、作业开始里程、作业结束里程和作业速度。

若以Ψ表示分解的所有作业项ψ_j的集合。假定拆分出的作业项有m个，即：

Ψ＝(ψ₁，ψ₂…，ψ_j…，ψ_m)；

以Ψ_s表示某一作业项ψ的所有前置节点的集合。

Ψ_s＝(ψ_s1，ψ_s2…ψ_si…ψ_sn)；

其中，ψ_si表示当前作业项的第i个前置节点。

基于前置节点，作业项ψ的开始时间需要满足以下公式：

t_s(ψ)＞t_e(ψ_si)，ψ_si∈Ψ_s∧Ψ_s∈Ψ (4)

即，作业单元ψ的开始时间小于其所有前置节点的结束时间。前置节点作业项的里程标和当前作业项有交集。对于里程标不相交的作业，本发明认为其不具备前置关系。即所有前置节点满足下式：

m_s<m_ei∧m_e>m_si，(m_s，m_e)∈ψ∧(m_si，m_ei)∈ψ_si∧ψ_si∈Ψ_s； (5)

其中，m_si和m_ei分别表示当前作业项的第i个前置节点的开始里程和结束里程。

步骤S130，基于各个作业类型与施工速度影响因素之间的对应关系确定各个作业类型的作业速度。

不同的作业有不同的速度，在创建施工组织计划时，系统会为每种类型的作业定义默认速度。但在实际工程作业中，作业受工艺方法，施工器械，地质情况等影响，实际作业速度与默认速度是有差别的。在本发明的系统中，考虑地质分布、施工器械和工艺方法等三个因素所产生的速度影响。地质分布对于隧道影响极大，目前系统把围岩分布，岩爆，热变等因素纳入到影响作业速度的因素中。作业速度可以看成是众多因素的一个函数。

v＝f(e₁,e₂,e₃,e₄,e₅……) (6)

其中，e₁,e₂,e₃,e₄,e₅表示影响作业速度的因素。这些因素也通常已经在基础信息表中采集了。比如，由于隧道开挖进度和围岩分布，岩爆，热变有关系，那么围岩分布，岩爆，热变沿铁路线分布信息是事先导入至系统中的。

实际运用中，建立有速度和各种因素之间对应关系表。系统通过基础信息来和对应的作业项，通过查表来获取当前作业的速度。

作业速度是影响整个工程进度至关重要的信息，基于作业速度可以进行施工作业进度的推演以及施工组织计划的铺排。在本发明的作业组织推演当中，速度是作为一个固定量来计算，即在基础信息已知的情况下，根据查表获取的速度是固定的，尽管有些作业的速度是在一个区间内可以变化的，但在本发明中取最高值。

步骤S140，基于设定的当前施工工程的工期开始时间、各个作业类型的作业速度以及各分级作业项的前置节点的时间约束，进行施工组织计划的正向铺排，产生每个作业项的第一开始时间和第一结束时间。

施工组织计划铺排的目标是在完成所有施工作业的前提下，施工的周期最短，即满足如下条件：

minΔt＝max t_ej-min t_sk；t_ej∈ψ_j∧t_sk∈ψ_k∧(ψ_j,ψ_k)∈Ψ (7)

其中，maxt_ej表示结束时间最靠后(最大)的第j个作业项的结束时间，mint_sk表示开始时间最靠前(最小)的第k个作业项的开始时间。

在本发明一些实施例中，在系统建设的初期，可以以单一的施工周期最短作为系统自动铺排施工计划的目标，在后期，可以将施工作业均衡性等因素纳入优化目标。

基于前面的描述可知，前期形成施工组织的数学模型如下：

minΔt＝maxt_ej-mint_sk；t_ej∈ψ_j∧t_sk∈ψ_k∧(ψ_j,ψ_k)∈Ψ

该模型实际上是利用设定的约束条件，使得所有作业在极可能短的时间内完成。

依据该数学模型模型，可以通过搜索技术，如蚁群、向量或者启发式搜索，来寻找最优解。在本发明实施例中，采用最简单便捷的方式，通过正向铺排和逆向铺排来寻找两个不同角度的铺排结果。

本发明实施例中，可以通过正向铺排和逆向铺排来给出施组计划的铺排方案。

正向铺排是指，从开始时间开始铺排所有的作业项。在正向铺排中，系统模拟施工过程，轮询所有的作业项，只要能开始的，就可以让该作业开始。对于有前置关系的作业项，只要所有前置节点作业结束，就立即开始作业项。这样产生每个作业的开始时间和结束时间。

正向铺排示意图如图3所示。图3中的数字标识标识作业项。图3中有9项作业，作业都吸附在符合约束条件的时间界限底端，也即作业开始时间是相应作业的最早开始时间。如图3所示，正向铺排可得到每个作业项的开始时间(第一开始时间)和结束时间(第一结束时间)。

通过正向铺排得出的工期是整个施工组织所必须的时间。

步骤S150，基于设定的当前施工工程的工期结束时间、各个作业类型的作业速度以及各分级作业项的前置节点的时间约束，进行施工组织计划的逆向铺排，产生每个作业项的第二开始时间和第二结束时间。

逆向铺排是指，系统从结束时间开始铺排所有作业项，系统模拟施工过程，倒排工期。所有作业尽可能迟的开始(再迟就的话就会影响工期了)。逆向铺排同样也需要满足前置关系的约束。

逆向铺排的示意图如图4所示。从结束工期开始逆向铺排。作业都吸附在符合约束条件的时间界限顶端。每个作业的开始时间都是该作业最晚开始的时候，如图4所示，逆向铺排可得到每个作业项的开始时间(第二开始时间)和结束时间(第二结束时间)。

通过逆向铺排得出的工期也是整个施工组织所必须的时间。

步骤S160，基于第一开始时间和第二开始时间确定各分级作业项中的关键作业和所述关键作业组成的关键路径。

关键路径是从工期的开始时间到结束时间，其持续时间最长的路径。关键路径也是决定整个工期的长短的。关键路径的确定是用于进行施工组织计划的动态规划过程。

实际上用户主要关心的是关键路径上的作业项。如图3和图4所示，关键路径有四条，分别是：

(1)①→⑤→⑥；

(2)①→⑤→⑦；

(3)③→⑤→⑥；

(4)③→⑤→⑦；

可以看出实际上关键作业主要是有5项，分别是①、③、⑤、⑥、⑦。

关键作业定义：假定正向铺排的作业结果是：

ψ＝(t_s正,t_e正) (9)

公式(9)和公式(3)比较，少了4个参数，是因为此处要讨论的结果只限于时间，其他四个参数不关心。

逆向铺排的作业结果是

ψ＝(t_s逆,t_e逆) (10)

如果作业满足下列公式，则认为作业是关键作业：

t_s正＝t_s逆 (11)

也就是，对于正向铺排和逆向铺排展现的结果一致的作业，都是关键作业。所有关键作业组成路线都是关键路径。

步骤S170，基于确定的关键作业和所述关键作业组成的关键路径生成铁路施工组织计划自动铺排结果。

作业满足公式(11)的是关键作业，那么不满足的作业就表示不是关键作业。在施工过程中，有些作业开始的时候不是关键作业，但由于工期的延误，也可能成为关键作业。

这些可以有延迟度的作业在t_s正和t_s逆之间开工都可以，最早不能早于t_s正，最晚不能晚于t_s逆。如图5所示。虚线作业②就是正向铺排的结果，实线作业②就是逆向铺排的结果，之间的时间差就是作业②的延迟度。

δ_ψ＝t_s逆-t_s正 (12)

作业延迟度对施工组织有重要的意义，组织者可以根据延迟度，合理决定非关键作业的开工时间，以取的资源和效益的最优。本发明通过实时计算关键路径，随着施工的进度情况，及时判断选定作业项中的关键路径，并对其进行重点盯控。通过系统计算，可为用户标注出全线的关键作业信息，用户可以通过系统直观的了解到施组计划中的关键作业所在，并通过相关的线下管理手段实时监控其相关信息。

通过如上步骤，本发明可以实现对施工组织计划的自动铺排，大大提高了铺排效率。并且，基于自动铺排的结果，可以根据延迟度，合理决定非关键作业的开工时间，以取的资源和效益的最优。

在以上方法描述中，是在编制施组计划过程中，系统自动计算关键作业项时需要将所有的作业项进行重排，具体做法是正向铺排后，再逆向铺排，两种算法时间相同的作业项就是关键作业项，并且得出所有作业的延迟量。在本发明另一实施例中，在作业项目具体开始施工后，因为各种因素导致其中某些作业时间有变化时，计算逻辑如下：

(1)从作业起点处开始寻找作业项。

所有在工程起始日期开始的作业项都是潜在的关键作业，因此将他们加入队列，并从作业起点处开始寻找作业项。

(2)对队列中的每个元素，将紧相邻的后继作业加入到队列中(紧相邻是指后继业的开始时间＝前面作业的结束时间，要考虑的铺轨，架梁等斜线作业的等价时间)。

(3)如果当前作业项的后继作业都不是紧相邻的，说明该作业不是关键作业项，那么将该作业本身删除，同时将该队列中的没有后继作业的作业项从队列中删除。在删除的时候，优选从队列的指针位置开始逆序删除。

遍历队列中的作业项，遍历结束后，剩余在队列中的所有作业项都是关键作业项。

在本发明实施例中，可在系统界面上设置关键作业项的显示，关键作业项的显示可以通过菜单来控制显示或者不显示。

进一步地，在本发明实施例中，还可以基于自动铺排结果实现施工组织计划的自动推演。为此，所述方法还包括：工期进行中接收施工数据，基于接收的施工数据中的使用速度影响因素以及尚未完成的作业与施工速度影响因素之间的对应关系更新作业速度，并相应更新工期。

更具体地，基于组织计划中各作业的逻辑关系，开始里程、结束里程、作业速度等参数，可以计算出各个作业的开始时间和结束时间，基于各个作业项的开始时间和结束时间可以推演施工工期是否有延后，如果工期有延后，可以采取适当措施来加快工程进度，如通过干预作业项或增加作业面进行滞后调整。

以隧道工程为例，当隧道工程施工速度为正常速度时，隧道工程与关联的架梁工程互不干扰，如果当隧道工程当前的施工速度变得小于正常施工速度标准时，则会造成工程延期，导致纵向的时间轴指标数上升，所以会导致架梁线完工时间延后(即时间轴位置上升)，具体效果如图6。本发明通过判断实际施工速度(前期通过系统默认值来设定，后期通过同步施工日志系统进行同步其实际施工速度)与默认施工速度(正常的施工速度，系统默认)的大小关系来判断是否延期，是否触发其推演的效果，具体逻辑如下：

(1)如果当前作业点实际施工速度<当前作业点默认施工速度，则代表其工程延期，计算公示为：

①剩余施工长度(同一作业点)＝围岩长度-实际进度(根据每天实际施工进度累加)；

②延期工期＝剩余施工长度/该作业面实际施工进度；

③延期时间＝延期工期+施工开始时间；

通过上述所计算出的时间，可以得知其具体的工程延期时间，其关联的架梁工程也需要按照此延期时间进行时间轴的上移。

(2)如果当前作业点实际施工速度＝当前作业点默认施工速度，则不做处理。

(3)如果当前作业点实际施工速度>当前作业点默认施工速度，则代表其工程进度超前，则可以不做处理，或者进行调整；

(4)每天实际施工进度数据发生变化后，需要按照上述的公式再次进行计算结果。

系统建议速度可以根据系统计算而来，当判断当前作业施工进度滞后时，系统建议速度为用户参照指标数据，作用为帮助用户计算在工期滞后情况下，后续作业点施工进度应该按照什么速度进行，具体计算公式如下：

①系统建议速度＝作业工点剩余施工长度/(作业工点计划工期-已完成作业

工期)；

②极限经验值/围岩长度＝施工极限速度。

如果建议速度<＝极限速度，则当前系统计算进度显示按建议速度进行显示。

如果建议速度>极限速度，则当前系统计算进度显示按极限速度进行显示，并沿用上述公示来推算下一个工作点的系统建议速度。

以桥梁工程为例，当桥梁工程施工速度为正常速度时，桥梁工程与关联的架梁工程互不干扰，如果当桥梁工程当前的施工速度小于正常施工速度标准时，则会造成工程延期，导致纵向的时间轴指标数上升，所以会导致架梁线完工时间延后(即时间轴位置上升)，具体效果如图7。

因为桥梁工程相对于隧道工程比较复杂，故在本发明的一些实施例中，可以将桥梁工程工期简化为只统计墩身工期(一个桥梁下属多个墩身，这些墩身可以同时进行施工，故此，桥梁工期等于这些墩身工期的最大值)。

在这种情况下，系统设置桥梁实际最晚开工时间(后期会由系统自动获取(判断逻辑是确认墩身下的第一个桩基开始时间即为该桥梁的实际开始时间))，故此公式如下：

桥梁最晚开始时间＝桥梁计划结束时间-计划工期；

如果设置的桥梁实际最晚开工时间<桥梁计划开工日期，则代表其工期滞后。

用户通过手工调整速度(天)，用来调整各墩身的工期，达到其延期推演效果。

如上所述的本发明的铁路施工组织计划自动铺排方法摆脱了之前数据文档+CAD图形的工作模式，从之前的“文档海”脱离出来，实现了各环节数据平台化管理，提升了工作效率。

本发明实施例中，通过动态施组进度推演，系统结合初始施组计划，对于进度滞后的单位工程进行预警，在斜率图中可对相关工程直接区分颜色高亮显示，动态展示滞后工点的作业变化情况，细节展示工程计划时间、实际时间以及每日变化量。建设单位根据进度预警信息提前作出决策，组织现场施工。

与上述方法相应地，本发明还提供了一种铁路施工组织计划自动铺排系统，该系统包括计算机设备，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机指令，当所述计算机指令被处理器执行时该系统实现如前所述方法的步骤。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时以实现前述边缘计算服务器部署方法的步骤。该计算机可读存储介质可以是有形存储介质，诸如随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、软盘、硬盘、可移动存储盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质。

本领域普通技术人员应该可以明白，结合本文中所公开的实施方式描述的各示例性的组成部分、系统和方法，能够以硬件、软件或者二者的结合来实现。具体究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路(ASIC)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本发明的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。

需要明确的是，本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本发明的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本发明的精神后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。

本发明中，针对一个实施方式描述和/或例示的特征，可以在一个或更多个其它实施方式中以相同方式或以类似方式使用，和/或与其他实施方式的特征相结合或代替其他实施方式的特征。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种铁路施工组织计划自动铺排方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

创建或导入施工组织计划信息，所述施工组织计划信息包括当前施工工程包含的多个作业类型、各个作业类型包含的分级作业项节点，各分级作业项节点包括作业次序指示信息；

基于各分级作业项节点之间的预先建立的作业项逻辑关系信息确定各分级作业项的前置节点，所述作业项逻辑关系包括作业次序关联关系和里程关联关系；

基于各个作业类型与施工速度影响因素之间的对应关系确定各个作业类型的作业速度；

基于设定的当前施工工程的工期开始时间、各个作业类型的作业速度以及各分级作业项的前置节点的时间约束，进行施工组织计划的正向铺排，产生每个作业项的第一开始时间和第一结束时间；

基于设定的当前施工工程的工期结束时间、各个作业类型的作业速度以及各分级作业项的前置节点的时间约束，进行施工组织计划的逆向铺排，产生每个作业项的第二开始时间和第二结束时间；

基于所述第一开始时间和第二开始时间确定各分级作业项中的关键作业和所述关键作业组成的关键路径；

基于确定的关键作业和所述关键作业组成的关键路径生成铁路施工组织计划自动铺排结果。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括施工组织计划创建步骤，该施工组织计划创建步骤包括：

获取施工基础信息，所述施工基础信息包括：构筑物信息、地质分布信息以及工程设计中涉及的附属设施；

基于施工基础信息建立施工组织任务树，所述施工组织任务树包括当前施工组织包含的多个施工作业类型及各个作业类型包含的分级作业项节点；

基于所述基础信息和所述作业类型创建施工组织计划。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，各分级作业项节点还包括：作业开始时间、作业结束时间、开始里程、结束里程和作业速度。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

工期进行中接收施工数据，基于接收的施工数据中的使用速度影响因素以及尚未完成的作业与施工速度影响因素之间的对应关系更新作业速度，并相应更新工期。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于如下方式来确定施工作业项的开始时间和结束时间：

支点作业项的开始时间是子节点作业项中所有开始时间的最小值；

支点作业项的结束时间是子节点作业项中所有结束时间的最大值。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，子节点作业项的作业开始时间和作业结束时间基于如下方式来确定：

基于当前作业项的所有前置节点的作业时间来确定当前作业项的开始时间，并基于当前作业项的开始时间、里程信息和作业速度来确定当前作业项的结束时间。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述铁路施工组织计划自动铺排结果包括最短施工周期；基于如下施工组织模型来获得所述最短施工周期：

minΔt＝max t_ej-min t_sk；t_ej∈ψ_j∧t_sk∈ψ_k∧(ψ_j，ψ_k)∈Ψ；

其中，maxt_ej表示结束时间最靠后的第j个作业项的结束时间，mint_sk表示开始时间最靠前的第k个作业项的开始时间；ψ_j，ψ_k分别表示第j个和第k个作业项，m_si和m_ei分别表示当前作业项的第i个前置节点的开始里程和结束里程。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

基于正向铺排的结果和逆向铺排的结果确定非关键作业的延迟度。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在作业项开始实施后，所述方法还包括：

将所有在工程起始日期开始的作业项加入队列，从作业项起点处开始寻找作业项；

对队列中的每个元素，将与当前作业项紧相邻的后继作业项加入到队列中，所述与当前作业项紧相邻的后继作业为符合以下条件的后继作业：后继作业的开始时间＝前面作业的结束时间；

如果当前作业项的后继作业项都不是紧相邻的，则将当作业项从队列中删除，同时将该队列中的没有后继作业的作业项从队列中的删除。

遍历队列中的作业项，遍历结束后，剩余在队列中的所有作业项作为关键作业项。

10.一种铁路施工组织计划自动铺排系统，包括处理器和存储器，其特征在于，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机指令，当所述计算机指令被处理器执行时该系统实现如权利要求1至9中任一项所述方法的步骤。

11.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1至9中任一项所述方法的步骤。

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