铁路沉降自动化评估管理方法

本发明涉及铁路沉降技术领域，尤其涉及铁路沉降自动化评估管理方法。

铁路沉降主要是监测铁路是地基土在路基填料荷载和机车动荷载作用下引起的附加固结沉降；而对于铁路沉降的观测是保证轨道具有持久、稳定的高平顺性，以保证旅客行车的安全性、平稳性和舒适性；而对观测采集到的铁路沉降数据需要进行评估以判断观测的沉降数据是否在标准范围内。

现有的沉降评估方法主要存在以下缺陷：1、依赖人工进行逐点评估，不能自动根据规范要求的曲线回归方法进行评估分析并给出分析结果，不能自动生成评估报告；2、需要大量依赖人工进行数据的导入和结果的导出，无法避免人员对观测数据和结果的篡改；3、从数据提交到评估结束整体方法流程负责，且每个环节的数据处理与分析判断均是由各个环节的负责人分别进行，涉及到的环节和人员众多，进一步加大了观测数据被篡改的风险；4、当前评估过程中对处理流程的记录主要靠人工实现，存在记录不全或者信息不准确的问题；5、当前评估工作中对于评估段落里程长度的统计都由人工完成，工作量大且实时性低。

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种铁路沉降自动化评估管理方法，解决了现有评估方法存在的缺陷。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：铁路沉降自动化评估管理方法，所述的方法包括以下步骤：

提交评估申请步骤：提交铁路沉降的评估申请；

检查步骤：对提交的铁路沉降评估申请进行形式检查和实质检查；

评估计算步骤：按照预设的标准对通过检查步骤的评估申请进行自动评估计算或者综合分析评估后生成评估报告；

评估报告审查步骤：对通过评估计算步骤的评估申请进行审核；

报告发布步骤：将通过审核的评估报告进行发布和已发布的报告进行查询。

所述的检查步骤包括以下内容：

对提交的铁路沉降评估申请的申请报告内容进行形式检查；

对通过形式检查的评估申请的申请报告内容进行实质检查。

所述的评估计算步骤包括以下内容：

对通过实质检查的评估申请按照预设的标准进行自动评估计算；

判断评估申请中的所有观测点是否通过自动评估；

将所有观测点通过自动评估的评估申请自动生成评估报告后进入评估报告审查步骤；

将存在不能通过自动评估的观测点的评估申请进行综合分析评估。

所述的对通过实质检查的评估申请按照预设的标准进行自动评估计算包括以下内容：

按照指定顺序调用所有曲线回归算法和预先设置的评估参数进行拟合分析计算；

判断按照指定顺序调用所有曲线回归算法计算评估申请得到的参数是否满足预先设置的评估参数标准；

如果满足，则说明评估申请通过自动评估，如果存在一个以上的参数不满足，则说明评估申请没有通过自动评估，将进入综合分析评估环节。

所述的预先设置的评估参数包括无砟过渡段预测工后沉降限差、有砟过渡段预测工后沉降限差、无砟过渡段和有砟过渡段两次预测最终沉降差限差、相邻墩台沉降差限差和无砟过渡段预测工后纵向折角。

所述的综合分析评估包括以下内容：

通过辅助评估方式对没有通过自动评估的观测点数据进行评估；

通过综合分析评估后生成的评估报告进入评估报告审查步骤，没有通过综合分析评估将被退回。

所述的辅助评估方式包括χ2估计方法、小波动分析方法、斜率趋势分析方法和根据专家意见评估中的一种或者多种。

所述的评估报告审查步骤包括以下内容：

对自动评估或者综合分析评估生成的评估报告进行初步审核，初步审核不通过退回综合分析评估环节；

对初步审核通过的评估报告进行复审，复审不通过的退回综合分析评估环节；

对复审通过的评估报告进行终审，终审不通过的退回综合分析评估环节，将终审通过评估报告进行发布。

所述的对提交的铁路沉降评估申请的申请报告内容进行形式检查包括以下内容：

对提交的评估申请的申请报告中的数据内容进行检查，判断是否符合文件形式标准；

对符合文件形式标准的数据内容建立评估段落，对不符合文件形式标准的数据内容提示错误不建立评估段落。

在进行所述实质检查之前需要先设置进行实质检查的检查标准；所述的检查标准包括行业标准及规范、企业文件及规范和评估判定标准。

本发明的有益效果是：(1)建立了用户角和施工标段范围两套全线控制体系，前者控制用户具有何种权限，后者控制用户能够查看的具体标段范围，二者相互结合，能够实现系统内用户权限的灵活配置的同时，确保系统数据安全；

(2)在评估流程中引入用户权限和数据逻辑一致性检验手段，确保最终评估报告中的观测数据、评估数据与平台数据库内的数据的一致性，保证评估结论的客观性和可靠性；

(3)引入按“线路”管理方案，使得系统能够适用于存在支线、联络线、左右线路分行等各种复杂的线路情况；

(4)使用软件平台对数据进行处理，所有处理结果均保存于平台之上，可自动生成评估结果报告；上传到软件平台的原始数据保存在数据库中，只允许调用不允许修改，从而从根本上避免了人员对观测数据和结果进行篡改的可能性；

(5)采用流程化处理的思路，参与评估的各个层级的角以流水作业的方式依次对评估过程和结果进行检查及复核，下一个环节的工作基础即为上一个环节的工作成果，避免了原来各个环节间的重复工作，提高了生成效率；

(6)通过对评估全过程的详细记录，实现了评估过程的透明化，进一步避免了观测数据及评估结果在评估中的某一环节被篡改的可能；

(7)通过对评估状态的查询和对数据的统计，可自动给出当前评估状态和评估进度，并可根据评估进度实时更新；所有评估项目的处理记录均可由软件自动记录并保存，不依赖人工进行记录及统计，避免了信息缺失和有误。

图1为方法的流程图。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1所示，铁路沉降自动化评估管理方法，所述的方法包括以下步骤：

S1、提交评估申请步骤：用户提交铁路沉降的评估申请到软件平台；

S2、检查步骤：对提交的铁路沉降评估申请进行形式检查和实质检查；

S3、评估计算步骤：按照预设的标准对通过检查步骤的评估申请进行自动评估计算或者综合分析评估后生成评估报告；

S4、评估报告审查步骤：对通过评估计算步骤的评估申请进行审核；

S5、报告发布步骤：将通过审核的评估报告进行发布和已发布的报告进行查询。

步骤S2检查步骤包括以下内容：

S21、对提交的铁路沉降评估申请的申请报告内容进行形式检查；

S22、对通过形式检查的评估申请的申请报告内容进行实质检查。

步骤S3评估计算步骤包括以下内容：

S31、对通过实质检查的评估申请按照预设的标准进行自动评估计算；

S32、判断评估申请中的所有观测点是否通过自动评估；

S33、将所有观测点通过自动评估的评估申请自动生成评估报告后进入评估报告审查步骤；

S34、将存在不能通过自动评估的观测点的评估申请进行综合分析评估。

步骤S31对通过实质检查的评估申请按照预设的标准进行自动评估计算包括以下内容：

S311、按照指定顺序调用所有曲线回归算法和预先设置的评估参数进行拟合分析计算；

S312、判断按照指定顺序调用所有曲线回归算法计算评估申请得到的参数是否满足预先设置的评估参数标准；

S313、如果满足，则说明评估申请通过自动评估，如果存在一个以上的参数不满足，则说明评估申请没有通过自动评估，将进入综合分析评估环节。

所述的预先设置的评估参数包括无砟过渡段预测工后沉降限差、有砟过渡段预测工后沉降限差、无砟过渡段和有砟过渡段两次预测最终沉降差限差、相邻墩台沉降差限差和无砟过渡段预测工后纵向折角。

其中，无砟过渡段预测工后沉降限差的预先设置标准为5mm，有砟过渡段预测工后沉降限差的预先设置标准为30mm，无砟过渡段和有砟过渡段两次预测最终沉降差限差预先设置标准为5mm，相邻墩台沉降差限差预先设置标准为5mm，无砟过渡段预测工后纵向折角预先设置标准为0.001。

所有曲线回归算法按照指定顺序依次为双曲线、Asaoka算法、指数曲线、灰理论、沉降速率法、星野法、修正双曲线法、抛物线、修正指数曲线法和泊松曲线算法。

其中，双曲线和Asaoka算法主要计算评估申请中无砟过渡段预测工后沉降限差是否满足预先设置的标准；指数曲线和灰理论主要计算评估申请中有砟过渡段预测工后沉降限差是否满足预先设置的标准；沉降速率法和星野法主要计算评估申请中无砟过渡段和有砟过渡段两次预测最终沉降差限差是否满足预先设置的标准；修正双曲线法和抛物线主要计算评估申请中相邻墩台沉降差限差是否满足预先设置的标准；修正指数曲线法和泊松曲线算法主要计算评估申请中无砟过渡段预测工后纵向折角是否满足预先设置的标准。

步骤S313综合分析评估包括以下内容：

(1)通过辅助评估方式对没有通过自动评估的观测点数据进行评估；

(2)通过综合分析评估后生成的评估报告进入评估报告审查步骤，没有通过综合分析评估将被退回。

所述的辅助评估方式包括X2估计方法、小波动分析方法、斜率趋势分析方法和根据专家意见评估中的一种或者多种。

其中，χ2估计方法主要是给出一个是否趋于稳定的评估结论，需要输入期限n和先验方差σ，期数n指的是从最后一期开始的n期数据，缺省值为20，且n>5；先验方差σ缺省值0.2，且大于零。计算X检验值得到xi表示第i个实测累计沉降量，表示n期实测累计沉降量的代数平局值。进行趋势判断标准时，如果则表示趋于稳定，否则为未趋于稳定。

小波动分析方法主要给出是否通过的小波动判定的结论，需要输入天数m，指的是从最后一期开始的第m天，缺省值为90；安装最近三个月(90天)沉降变形观测值小于2mm，波动幅度小于3mm，则认定满足小波动判定标准。

斜率趋势判定主要给出m天数据的斜率，需要输入天数m，指的是从最后一期开始的第m天，缺省值为90；以最新的n期观测数据为基础，拟合直线，获得直线的斜率，给出该斜率，辅助评估人员确定沉降发展变化趋势。

根据专家意见评估需要选择一份专家评估意见作为评估依据，根据评估依据对所有测点进行评估。

步骤S4评估报告审查步骤包括以下内容：

S41、对自动评估或者综合分析评估生成的评估报告进行初步审核，初步审核不通过退回综合分析评估环节；

S42、对初步审核通过的评估报告进行复审，复审不通过的退回综合分析评估环节；

S43、对复审通过的评估报告进行终审，终审不通过的退回综合分析评估环节，将终审通过评估报告进行发布。

步骤S21对提交的铁路沉降评估申请的申请报告内容进行形式检查包括以下内容：

S211、对提交的评估申请的申请报告中的数据内容进行检查，判断是否符合文件形式标准；

S212、对符合文件形式标准的数据内容建立评估段落，对不符合文件形式标准的数据内容提示错误不建立评估段落。

提交评估申请的申请包括格式为excel格式，申请报告中的数据内容包括本区段信息、观测断面、观测点和过渡段，过渡段包括涵洞、路径、桥梁和隧道等。

其中，(1)本区段信息包括线路名称和标段信息，线路名称(包括正线、联络线、支线等)必须在“线路”sheet表中存在且不能重复；第一观测断面里程和最后一个观测断面里程必须为正确的里程表达形式；第一观测断面里程和最后一个观测断面里程计算出来的距标段起点的距离必须与输入的距离一致；第一观测断面里程和最后一个观测断面里程计算出来的距工程起点的距离必须与输入的距离一致；第一观测断面里程和最后一个观测断面里程计算出来的长度必须与输入的长度一致；第一观测断面里程和最后一个观测断面里程必须是在输入的标段管辖范围下。

标段信息中0表示标段，1表示工区，2表示梁场；标段名称不能重复，标段名称必须以数字+“标段”的形式。如“1标段”，“2标段”，不能是“一标段”，“土建一标段”等其他形式；工区和梁场的名称前缀必须为标段名称，类似如“1标段2工区”、“3标段XX梁场”。

某个标段涉及多条线路的情况下，需要针对每条线路建立一个相同名称的标段。且应注意以下几点：1、线路长度必须与该线路上所有标段长度之和相等；标段长度必须其下所有工区的长度之和相等；2、每个标段和工区的长度必须与其开始里程和结束里程的长度相等。梁场开始里程与结束里程应该一致，其长度应该为0；3、相邻工区的分界里程必须严格一致，相邻标段的分界里程必须严格一致系统导入时将进行检查，不满足的，将无法导入。

(2)观测断面名称在同一个项目中不能重复且必须在“观测断面”sheet表中存在；断面里程必须为正确的里程表达形式；断面里程对应的工程与输入的工程类型必须一致；是否无咋列，只能填写“是”或“否”；设计时速必须是：160、200、250、300、350中的一种；观测断面的工程类型为路基时：填挖高度不能为空，并且必须为浮点型数字；必须在“路基”sheet表中存在对应的记录；观测断面的工程类型为涵洞时：压缩层厚度、处理深度不能为空，并且必须为浮点型数字；必须在“涵洞”sheet表中存在对应的记录；观测断面的工程类型为桥梁时：压缩层厚度、处理深度、墩高不能为空，并且必须为浮点型数字；墩台编号不能为空，必须为数字；必须在“桥梁”sheet表中存在对应的记录；观测断面的工和类型为隧道时：围岩类型必须是Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ中的一种；必须在隧道”sheet表中存在对应的记录；与前一断面实际距离必须和根据断面里程计算出来的一致。

(3)观测点名称在同一个项目中不能重复；测点类型与工程类型必须一致(路基工程有以下测点类型：沉降板[L]、沉降观测桩[G]；桥梁工程有以下测点类型：沉降观测标[C]、墩身观测标[D]、桥台观测标[T]、梁体观测标[X]；涵洞工程有以下测点类型：涵洞观测标[H]；隧道工程有以下测点类型：隧道观测标[S])；测点位置不能为空；测点距离中线距离不能为空，并且必须为浮点型数字。

(4)过渡段开始观测断面和结束观测断面必须在“观测断面”sheet表中存在；过渡段类型必须是：路桥、路涵、路隧、桥隧、堤堑、不同地基中的一种。

在进行所述实质检查之前需要先设置进行实质检查的检查标准；所述的检查标准包括行业标准及规范、企业文件及规范和评估判定标准。

评估判定标准包括(1)根据实际荷载情况及观测数据，作回归分析及预测，综合确定沉降变形的趋势，曲线回归的相关系数不低于0.92；(2)测点当前沉降量与最大沉降量比值不小于75％；(3)过渡段不同结构物间的预测差异沉降不应大于5mm，预测沉降引起沿线路方向的折角不应大于1/1000；(4)无砟轨道路基工后沉降不应大于15mm；(5)无砟轨道桥梁墩(台)工后沉降不应大于20mm，且相邻墩(台)工后沉降之差不超过5mm；(6)无砟轨道涵洞工后沉降不应大于15mm；(7)无砟轨道隧道工后沉降不应大于15mm；(8)设计时速300km～350km的有砟轨道涵洞工后沉降值不应大于50mm，并与相邻路基地段协调；(9)设计时速250km的有砟轨道涵洞工后沉降值不应大于100mm，并与相邻路基地段协调。

实质检查中根据导入的数据生成观测断面的沉降曲线图，查看各观测断面的沉降曲线图、观测断面的基础数据和观测时长等信息；在满足检查标准后即进入自动评估；不满足检查标准的，则用户需要根据审查意见删除本评估段落后重新提交评估申请。

本申请的软件平台主要包括系统管理、用户管理、评估标准管理、项目管理和评估管理等。

评估标准管理包括评估判定标准用于缺省列出常用的沉降评估标准，在生成评估报告时可以根据实际情况选择选用，对应内容原文将列在评估报告中；

行业规范标准用于沉降评估时，实际执行的行业规范和标准，可以根据实际情况新增其他规范，或者对当前规范标准进行修改。

用户管理包括基于角的权限管理和基于项目的权限管理；项目管理员在分配人员权限时，需要指定该用户在本项目中的角，以及在该项目中的具有操作权限的标段范围一个用户可以在不同项目中拥有不同的角。用户在切换不同项目过程中，用户的操作权限也随之改变。

以上所述仅为本发明/发明的实施例，并非因此限制本发明/发明的专利范围，凡是利用本发明/发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明/发明的专利保护范围内。