可视化系统于轨道交通抽检的应用

可视化系统于轨道交通抽检的应用

邓雄杰1.2，焦梦妍1.2，杨沛权1.2，何枭1.2，黎前勇1.2

1 广东建科交通工程质量检测中心有限公司   广东广州  510599

2 广东省交通基础设施智能检测工程技术研究中心   广东广州  510599

摘要： 为通过数据挖掘预测轨道交通建设安全风险、隐患和趋势，进行预警和快速反应，基于2020—2021年某地区轨道抽检的部分样品数据，分析该地区轨道交通建设主要安全现状与风险种类，并根据检测指标及建设项目建立可视化监督管理系统，通过系统将轨道检测项目、参数、结果、台账进行分类管理并实时上传，以达到对建设项目可视化监督以及同步管理的目的。通过可视化系统对建设项目进行监管能高效清晰的对建设项目进行管理和总结，并预测建设过程中可能存在的隐患，为轨道建设安全风险研判和风险预警提供技术支撑。

关键词：轨道交通；可视化；抽样检测；

0引言

轨道交通是我国人民日常非常重要的出行方式。随着我国轨道交通的大力建设，相应工程质量抽检和风险监测力度也不断提升[1]。长期以来，全国各地交通质量监督单位都会对其所监管项目进行定期抽检并公布相应数据，抽检种类覆盖原材料、工程实体、运营设施、危大工程等[2]。大量的抽检数据为研究轨道交通建设安全现状与问题、提高工程质量安全监管针对性和预见性提供了重要基础数据。在市场经济发达的国家，基于安全监管数据构建了成熟的工程质量监测与预警信息系统，包括国际安全当局网络（international safetyauthorities network) 、欧盟快速预警系统（rapid alert system) [3-4]。目前，国内对建设工程风险预警的手段限于数理统计、典型病例通报等，对于大量结构材料检测数据的深入分析与应用缺乏有效的手段[5]，部分单位也有信息化系统，但是不够系统 但缺乏多维度分析。事实上，对抽检数据中存在的问题进行分析和可视化展示，可以更好地理解和识别不安全风险和因素，进而达到风险预警和预测的目的。本研究以2020—2021年某地区轨道交通抽检信息为基础，利用计算机构建基于轨道交通抽检可视化系统，分析该地区当前在建工程主控项目安全现状与风险类型，为后续工程建设安全问题分析与风险预警提供理论依据，并为工程安全数据的进一步深入挖掘提供参考。

1、抽检可视化系统建立

1.1数据来源

抽检数据有效化、信息化是工程质量管理决策的基础。为抽检数据的科学信息化，即提抽检数据的有效利用率，挖掘到深层信息，需要保证数据来源的真实与全面。本研究选取来源于2020—2021年某地区轨道交通工程项目抽检数据，包括原材料、（半）成品、实体，数据涵盖建设工程中主要的原材料与实体结构，同时包括抽检合格不合格参数、名称、施工单位、检测结果等，可以较全面的反映检测工程项目的信息和质量。

1.2系统设计

根据该地轨道交通建设和监督检测的特点设计构建了轨道交通工程检测及咨询数据自动化分析系统。该系统在整体上由数据存储层、后台架构层、前端可视化界面层组成，以高效便捷的三层结构作为系统的整体框架。系统以丰富的可视化形式直观地展现和挖掘了抽检数据潜在的属性、空间、时间特性，不仅提高了用户的视觉体验还较好地满足了不同用户的个性化数据可视化需求。

1.2.1数据储存库

存储层包括项目基本数据、检测统计属性数据等。项目基本数据是对于在管项目的信息描述，最小一级可定位到具体线路;检测统计属性数据包含了各年份、各区域内详细的检测统计属性信息，如检测的项目、参数、合格率、检测结果以及其他检测信息。由项目基本数据和任一检测统计属性数据进行叠加可立即生成该线路专题检测信息数据，如 xx 年xx项目粉煤灰抽检总体合格率图、xx 年xx项目抽检完成率图。

1.2.2系统前端可视化页面

该页面主要是对检测信息的一个大致汇总以及提供给用户的一个快速查询功能，其中包括佛山市各区的大概地图、线路大概信息、当年度各参数检测的合格率展示、当年度与上年度年度各参数合格率对比图以及宣传视频。在进入该界面是，使用人员可快速对当前轨道建设项目的监督检测情况进行简单了解。

2、抽检可视化应用展示与数据分析

系统将具有地理位置空间分布信息的各项目信息数据和具有时空信息、属性信息的监督检测统计数据进行叠加，使得监督检测统计数据潜藏的空间、时间特性得以充分挖掘，并将该时空、属性信息以形象直观的动态可视化图表的形式进行展现、分析。如图1所示为系统开发的逻辑架构图。本部分内容即为应用实例可视化展示与分析。

2.1应用展示

可视化系统主要有两大功能，第一个是抽检专题信息展示。抽检专题信息展示展示主要分为线路管理、当年度原材料、半成品、实体检测个参数合格率、本年度与上年度抽检合格率对比以及本年度抽检不合格参数台账。该功能可使用户对抽检的情况进行快速了解。

第二个是检测信息的详细查询，该功能主要分为基于空间位置、时间顺序、检测参数信息的查询，以及三者的相交叠加查询，如图2所示。

图2 可视化系统管理模块

系统通过查询的项目以及线路进行快速的筛选定位;检测参数信息可在信息类别栏中选择;对于时间选择，在系统时间轴上点击想要查询的年份即可。在实现该精确查询后，系统可同时自动统计查询该项目该线路在该年关于该检测的详细统计数据情况，以方便用户对可能需要的检测数据进行比较分析与研究。项目以及线路、时间、检测参数信息的自定义叠加可呈现出动态的可视化视图，如图 3 所示的2021年某地区轨道交通某线路部分原材料、（半）成品抽检总体合格率图，形象直观。

图 3  2021年某地区轨道交通某线路部分原材料、（半）成品抽检总体合格率图

2.2数据分析

可视化分析分为空间比较分析、时间比较分析、关联分析、相邻年份自动统计分析等。空间比较分析是对同一时间不同项目及路线的检测结果数据的比较分析，可根据需要对某些项目及线路进行所选年份的监督检测结果数据的可视化展示与空间比较分析。如可展现出某地区轨道交通X号线各线路实体检测结果的空间比较情况。可以从空间比较分析出哪些项目及线路的检测和合格率较低，提前预测相关风险。时间比较分析是对同一项目及线路监督检测数据的时间序列分析，通过时间比较分析可以知道某一项目及线路的质量检测结果变化情况，监督机构可根据变化情况及时作出反应和规避风险。如图 4 展示了该地区城市轨道交通某线路2021年部分原材（半成品）检测合格率图，从图中可以看到钢筋机械连接件的合格率较低，可依此判断钢筋机械连接件为该地区该年度叫薄弱环节，后续应加强对该材料的监督。由此可见，可视化系统的建立能使监督单位较准确的定位工程中可能出现的问题，较全面的分析抽检数据，可为后续的监督提供数据支持，能提高监督抽检的准确性和效率。

   图 4  2021年某地区轨道交通某线路部分原材料、（半）成品抽检总体合格率图

3结论与展望

本文在收集整理2020-2021年某地区轨道抽检数据基础上，构建了抽检可视化系统。系统的项目及路线管理、检测参数信息定位查询、数据可视化分析等功能较成功地挖掘了抽检数据隐藏的空间地理信息和时空信息。空间、时间比较分析及相邻年份自动统计分析等都能较好地支持自定义数据可视化图表展示及分析。该系统通过对抽检数据领域的可视化展示及探索分析，可揭示当地轨道建设工程质量的发展规律及主要特征，这对轨道交通建设的质量安全把控和监管具有较大的价值和意义。为推进建设工程质量监管的科学性与靶向性提供数据平台和技术手段。

参考文献

[1]崔伟. 城市轨道交通建设工程进度可视化管理系统的设计与实现[J]. 都市快轨交通, 2022(035-003).

[2]张光明. 建筑工程质量抽检的作用与意义研究[J]. 中国建设信息, 2009(8):2.

[3]付文丽, 陶婉亭, 李宁,等. 借鉴国际经验完善我国食品安全风险监测制度的探讨[J]. 中国食品卫生杂志, 2015, 27(3):271-276.

[4]张星联, 张慧媛, 唐晓纯. 国内外农产品质量安全预警系统现状研究[J]. 农产品质量与安全, 2012(3):3.

[5]王娜. 建筑工程质量风险预测与控制方法研究[J]. 工程技术(文摘版):00230-00230