拌和站试验室自动化考核机制的实现

王 超

（中国铁道科学研究院集团有限公司 电子计算技术研究所，北京 100081）

0 引言

高铁建设在我国迅速发展，作为我国近年重点发展的经济项目，对质量安全的把控一直是高铁建设重点关注领域，掌握参建施工人员资质信息也是建设单位重点关注内容。面对从业人员的流动与专业复杂性，建立一套行之有效的自动考核体系成为十分重要的研究课题[1]。

铁路建设过程中，针对拌和站试验室对施工质量要求的标准非常严格，质安部门在检查的同时，经常会受人为因素的干扰，影响到考核结果的准确性。利用先进的信息技术手段，通过数据终端软件对现场施工过程进行采样，自动形成报警闭环管理，建立针对单位与人员准确的自动考核机制，可以有效提高施工质量标准并排除人为因素的干扰，达到建设工期保质保量的要求。

1 系统概述

拌和站试验室自动化考核系统（简称系统）主要包括拌和站试验室的报警信息自动化采集、考核规则匹配、考核数据与施工人员信息整合功能。实现过程主要包括拌和站试验室系统自动进行拌和料的监控，对其进行实时采集、数据计算、数据修约、数据存储、数据分析、自动生成试验报告。系统基于大数据与云平台的基础实现信息化考核过程，初期完成报警数据的筛选判断，通过自动匹配算法进行考核规则匹配，后期针对建设单位规范生成对应考核结果，实现对应人员的自动化评价过程[2]。整个流程中完全采用信息化手段，减少了人工干预因素，实现一套完整科学信息化考核过程。考核系统功能特性具有以下优点：

（1）基础数据采集准确、及时；

（2）考核规则灵活适配；

（3）智能动态匹配算法；

（4）系统扩展性强。

在基础平台支撑下，系统通过了实际验证。在各建设单位经过长期的系统试用后，不断适应特殊数据与调优算法，生成的考核结果基本准确。通过与人工审核结果的比对，考核结果的准确性和考核内容的覆盖已经超过人工审核的结果。

2 系统功能实现

2.1 报警信息采集

拌和站试验室终端数据处理平台目前已经完全实现了信息化管理，通过终端管理软件配合试验室人员作业，自动采集实验数据，对试验结果进行评判同时生成报告，并自动将数据与标准进行对比，如果拌和率没有达到标准，则自动进行报警操作，报警数据通过加密通道进行上传，采用大数据云服务统一管理[3]。

拌和站试验室报警信息作为考核系统数据来源，目前终端检测的材料内容包括水泥、骨料、矿粉、粉煤灰、外加剂。同时，检测材料的比例与误差分析产生报警。报警数据生成后，需要现场操作人员进行确认，根据问题发生情况对材料进行调整或者废弃处理。如果在规定时间内没有进行问题闭环，终端会根据报警严重等级进行自动筛选，提取影响施工质量的关键问题，通过报警数据接口对外提供数据，数据链传递与反馈见图1。

2.2 考核规则匹配

目前考核标准参照中国铁路总公司对铁路工地混凝土拌和站及铁路工地试验室标准化管理的有关要求。中国铁路总公司发布的《关于推进铁路建设标准化管理的实施意见》规定，现场施工标准由工程管理中心制定并实施，具体为工地拌和站试验室标准化管理实施意见[4-5]，主要内容包括建设、施工、监理单位及独立试验检测机构设立的拌和站与试验室机构。当现场报警数据筛选完成后，利用匹配算法对规则进行比对。发生的违规情况符合哪种情况，同时进行考核处理及扣分操作。具体扣分分值以及标准要求见表1。

系统考核标准与规则可根据发布的相关管理办法进行对应初始化，针对于不同工艺工法及不同时期的施工特点，采用对应的考核办法。系统初始化后，违规情况与报警信息进行关联，当符合情况的报警发生时，自动进行违规情况的匹配，考核过程中操作人员与系统维护人员都无权限访问相关数据。

根据考核结果，对违规人员进行扣分并纳入年度考核。在实际应用过程中，如果扣分分值超过一定范围，会对参建人员采取奖惩措施。目的是通过考核机制监管操作人员的闭环过程，及时有效处理报警，从而达到监管过程的良性循环。

2.3 人员资质信息整合

目前，铁路行业、建筑行业与基础设施建设都存在行业相似性，施工单位人员的资质技能与从业履历也存在相似性。一般情况下，施工单位人员有过建设工程经历也可进入铁路施工领域，因此掌握人员工作履历与技能培训水平非常重要。尤其在铁路施工过程中，施工人员对于铁路建设的相关标准及质量考核是否达到要求、是否接受相应施工资质的培训，也是考核体系的重要内容。通过系统将人员专业信息收集起来并与从业经历整合，分别对建设、施工、监理单位工作进行严格把控。应用系统查询平台，对人员培训信息进行整合，同时动态展现人员基本信息与从业经历，达到对现场施工人员信息的监督与掌控[6]。

所有资质信息均与身份证号关联，具有唯一性。同时，资质信息里的上岗证书信息、考试报名信息均通过培训机构底层接口进行统一上传，保证了信息的有效准确。

图1 数据链传递与反馈

表1 考核扣分依据标准

考核系统通过人员身份证号进行唯一比对，将拌和站试验室人员的培训资质信息同步，培训申请表内包含的从业履历信息同步，并提供查询平台，提供参建人员相关信息并规范管理，可以了解从业人员的个人情况，对建设单位施工方管理提供帮助，尤其是在铁路建设施工领域获得的相关资质与技能考核。人员资质信息包括：姓名、身份证号、资质证书专业、资质应用领域、考核证书编号、考试分数以及对应信息上传时间。通过资质证书与人员履历的信息挂接，为自动化考核功能的实现进行人员数据上的储备。

3 考核结果处理

确保自动化考核系统真正应用，必须要与有效的奖惩机制挂钩，所以对考核结果的处理也非常重要。目前人员诚信系统主要由考核规则、人员扣分与黑名单管理等功能组成，考评规则初始化在系统当中，在拌和站试验室平台中，基础数据信息包含报警等级、发生位置、偏移值等关键信息[7]。通过底层数据比对，通过考评规则要求挂接，进行相关责任人员的扣分，同时针对人员信息进行整合，查找当前考核人员的相关资质是否完整，从业履历信息填写是否真实有效。在确认扣分的同时提取人员基础信息，可以更快发现衍生问题并提供管理人员辅助判断依据。

系统已经打通与中国铁道科学研究院集团有限公司铁道技术研修学院的接口，将人员上岗培训考试、证书信息、行业履历记录整合，全方位确保考核结果准确。

建设单位在评价过程中对参建单位或现场负责人员进行考核，以年度进行统计。如果扣分分值超过一定范围则列入黑名单管理。根据拌和站试验室线下管理办法，年度扣6分以上人员不得从事本项目相关工作并通报批评；扣12分以上人员暂停生产同时进行整顿，3年内不得参与相关管理工作。建设单位每年进行一次评比，按照扣分结果及标准化管理情况，评比出标准化管理优秀、合格及不合格拌和站。对于优秀拌和站，建设单位可给予适当奖励；不合格的拌和站及人员，拌和站停工整顿，人员清除出本项目。对不积极推行拌和站标准化管理的建设单位，年度考核不能被评为A级。

4 系统应用过程

4.1 平台数据采集

通过信息化手段实现人员自动考核的关键在于建立统一的信息化标准进行非人工干预。目前，拌和站试验室系统可实现试验结果自动计算及判定，重要试验数据会自动采集和实时传输，具有提醒、分析、统计和监控等功能，以确保数据真实可靠、试验过程规范、结果可追溯。以应用平台为中心辐射周边平台、系统，将应用平台作为多方平台间数据传输的枢纽，充分收集试验室终端从试验机控制器（万能机和压力机）中采集到的生产数据，并对部分数据进行展示和计算。系统接口由监理、施工单位根据中国铁路总公司信息化管理职能部门发布的统一要求自行建立，并接入管理平台进行展示，拌和站试验室自动化报警界面见图2。

4.2 自动化考核

报警信息由系统自动产生，接入人员考核模块内，将报警信息的处理进入闭环流程，报警的阈值可由建设过程的特点定制化产生。系统通过后台与人员信息挂接，将报警信息自动与人员进行关联，通过报警情况自动判断站长、技术人员的责任划定，从而实现人员违规的自动化考核过程，在此流程中，完全摒弃了人工干预，做到考核机制的及时与准确。人员扣分的信息直接在系统中动态生成，为避免误报及考核结果超出标准，可随时调整报警阈值与扣分关联上限，系统提供动态调整接口，避免重复报警的发生，以完善实际应用过程中考核机制的准确。系统完成报警信息的自动化考核流程见图3。

自动化考核过程中，公布的标准接口包括问题分类、问题等级与整改时间等信息，同时各拌和站试验室的数据也与基础平台同步。当采集信息通过接口上传后，数据中已带有判断的条件，通过底层数据对比与模糊查询算法对比，不断进行数据整改与匹配，同时完成报警等级初步的筛选与备份过程。针对于在同一时期内，站长与技术负责人都为同一人的情况，或者系统发生同一问题的重复报警，系统扣分不累加，只计算扣分分值最高一次扣分，避免重复扣分情况，影响考核准确性。

系统在进行底层数据的匹配中，采用多模式匹配算法与关键点模糊查询相结合的方法，首先提取报警信息的关键字，建立查询节点数据源。考核指标信息以树形节点方式录入数据库中，并在每个节点建立属性以进行节点信息的标注。系统将报警信息的属性与负责人员信息进行匹配，以查找此次违规操作导致的报警应如何后续处理并记录在信息考核系统数据库中。为了防止发生误扣分或重复扣分的情况，在信息点匹配的查找过程中，会将不符合的情况作为失败的信息直接返回父节点，这样每次记录的失败路径，生成1个AC自动机[8]。然后进行节点的向下搜索，由于一般建设单位的考核办法层次不会很复杂，所以使用广度优先搜索BFS，让检索的速度达到最大，这样循环进行标准的匹配过程，同时根据建立的AC自动机记录最优的路径匹配，下次重复的情况可以直接进行匹配，在整个算法演化中完成自动考核匹配的过程。

图2 拌和站自动化报警界面

图3 自动化考核流程

4.3 考核结果生成

针对于报警信息的特点完成自动化匹配过程后，按照考核规则对违规信息进行判断，通过标段下的拌和站ID，系统自动定位问题发生的部位；根据问题产生的原因字典，判断违规行为描述的范围。

在同一考核周期内，系统会进行人员扣分计算，统计节点细化到标段工区下的拌和站试验室节点下，生成的考核数据直接在系统进行展示。授权用户可通过身份证号进行统一查询，也可生成按照各工区节点下的考核数据统计展示，以掌握各单位考核情况，考核结果展示界面见图4。

图4 考核结果展示界面

按照拌和站标准化管理实施意见的标准，产生问题后的考核数据不可修改。结合目前中国铁路总公司工程管理中心下发的管理办法，建设、监理单位应登录系统对标准化管理工作进行专项检查，建设单位每半年不少于1次，监理单位每季度不少于1次，检查结果应及时录入系统确认，对发现的问题及时督促整改。

5 结束语

目前针对拌和站试验室系统的自动化考核已经完成系统应用与上线。并提供2014—2017年施工单位及人员的扣分记录查询功能；2015年宝兰客专与甘青公司进行试点扣分；2016年实现全路试点应用扣分，并汇总收集了重点项目现场施工人员信息，2017年上半年完成各建设单位考核。

经过验证，系统具有可扩展性，其对路基、围堰、桥梁、隧道的作业施工现场进行监控，全站仪实时监控沉降与偏移距离导致的报警，现场实施监督摄像通过图像识别施工人员是否佩戴相应的安全装备进场等情况，都可作为自动化考核的技术对接课题进行研究[9]。同时，系统具有技术先进的特点，实现了人员违规扣分与报警的自动化考核挂接，减少人为因素干扰，对于信息化渗透建设考核过程是一项重要且有效的补充[10-11]。