基于设计主导的铁路工程EPC项目环水保信息化管理

高 潮

（中国铁路设计集团有限公司 机械动力与环境工程设计研究院，天津300308）

为深入贯彻落实习近平生态文明思想，全力推进铁路建设项目生态环境保护工作再上新台阶，中国国家铁路集团有限公司（原中国铁路总公司，以下简称“国铁集团”）发布了《中国铁路总公司关于加强铁路建设项目节约能源和环境保护全过程管理工作的通知》（铁总发改〔2018〕108号）、《中国铁路总公司关于全面推进绿色铁路发展的通知》（铁总发改〔2018〕147号）等文件，实现铁路与生态环境和谐、可持续发展是当前铁路建设面临的关键问题[1]。与此同时，国铁集团积极推进铁路项目开展EPC工程总承包模式（“设计+采购+施工”承包模式），陆续在多个铁路项目中采用以设计单位为主导的EPC总承包模式。如何在新模式下充分发挥设计单位的技术优势、协调众多参建单位加强环水保管理、践行绿色发展理念成为亟待解决的课题，本文结合某铁路工程EPC项目环水保管理过程及环水保信息化管理模式的应用情况，探讨环水保信息化管理的应用和发展。

1 铁路工程EPC项目环水保管理框架

目前，EPC总承包模式在国内铁路行业尚处在试验阶段[2]，大部分铁路工程EPC项目是以设计单位为工程总承包商[3]，相较于传统的工程发包DBB（Design-Bid-Build）模式，EPC模式能够更充分发挥设计的主导作用[4]及保障环水保措施在设计方案中的落实。一般而言，铁路设计单位在环境影响评价、水土保持、环水保验收及环境监理等方面具有丰富的经验，在施工期环水保管理上有一定的优势。

环水保管理作为EPC项目施工管理的重要一环尚处于探索阶段，由于各建设单位对于EPC管理的理念不统一，EPC环水保管理模式也不尽相同。工程总承包商，即EPC管理机构在环水保管理中所担任角色及管理职责也有较大的差异。根据对若干铁路工程EPC项目的调研情况来看，大体分为2种：一是建设单位仍作为环水保管理的主导单位直接管理环境监理、水土保持监理、水土保持监测等单位，工程总承包商则兼顾设计单位及施工单位职责，负责管理分包单位（主要是施工单位）执行建设单位、环水保监理（监测）单位及相关行政主管部门的管理意见，落实环保设计、环评、水保批复的相关要求；二是建设单位仅对工程的环水保管理工作进行指导和监督，工程总承包商兼顾建设单位、设计单位和施工单位的职责[5]，直接管理环水保监理（监测）单位及施工单位，审核环水保监理、监测实施方案，依托环水保监理（监测）单位，对工程进行全方位的环水保管理。

2 环水保信息化管理在铁路工程EPC项目中的应用

随着国家大力推进生态文明建设，环水保管理在施工管理中的重要性也愈加凸显，铁路建设项目原有线下各阶段各方独立的环水保管理模式已逐渐不能满足管理需求，将线下管理转变为线上全过程（建设前期、施工阶段、竣工验收）的信息化管理模式，才能够满足实际管理需要。《中国铁路总公司关于全面推进绿色铁路发展的通知》（铁总发改〔2018〕147号）提出：到2020年，充分利用信息化手段，实现建设项目环（水）保的全过程监管。

传统DBB模式项目的环水保管理模式尚未定型，建设单位、工程总承包商、施工单位等各参建单位在环水保管理工作的责任分工存在模糊地带，容易出现管理盲区。为贯彻落实全面推进绿色铁路发展的相关要求，充分发挥铁路设计单位的技术优势，中国铁路设计集团有限公司研发了铁路建设项目环水保信息化管理系统，依托系统明晰管理流程及各参建单位职责，实现环水保管理标准化和信息化。在此，以杭绍台铁路项目为例阐述其应用。

2.1 项目概况

杭绍台铁路新建正线长度约226.369 km，共有8个标段，正线隧道共计56座，制梁场、拌和站、轨枕场等大临工程共40处，线路涉及天姥山和天台山国家级风景名胜区等环境敏感区8处。在环水保管理方面，采取工程总承包商直接管理环水保监理（监测）单位及施工单位的方式。

2.2 铁路建设项目环水保信息化管理系统

铁路建设项目环水保信息化管理系统是一个收集、储存、推送、展示和分析铁路环水保管理信息的综合性业务系统。通过影像资料管理、地理信息技术、移动应用技术、物联网传感技术及大数据分析等实现监控一体化、信息可视化、决策智能化，使建设单位、EPC管理单位、设计单位、施工单位、环水保监理（监测）单位等能够及时了解环水保管理措施落实情况、沿线环境敏感区施工期环境保护情况、存在的环水保问题，缩短问题响应时间。

系统采用B/S模式，除软件平台外，还包含施工现场安装的监测监控设备构成的智能采集子系统，主要包括施工车辆车载GPS、污水监测设备、扬尘噪声监测设备、视频监控设备等。设备监测数据通过无线网络传输进入系统平台，配合人工采集和填报的过程业务数据，形成项目的基础数据库。与系统开发的各项智能功能，如报表分析、GIS应用、超标智能警告、施工过程管理及专项措施管理等，构成系统的整体。系统总体构架如图1所示。

图1 系统总体构架

2.3 系统主要功能

2.3.1 环保一张图（GIS应用）

环保一张图功能以GIS技术为基础，能够直观展示主体工程、临时工程、沿线环境敏感区及实施监测数据等信息。界面如图2所示。

图2 环保一张图界面

同时，还具备监测超标提示、查询实时环境监测数据、查看施工现场视频监控、查询弃渣施工车辆行驶轨迹及不同阶段线位对比分析等功能（见图3）。

图3 环保一张图主要功能

2.3.2 监测数据管理

环水保信息化管理系统基于物联网技术实现铁路建设项目施工现场的各种环境要素的在线实时监测。系统自动统计分析监测数据（见图4），超标即时推送告警信息，提示相关管理人员及时处理，缩短问题响应时间，最大限度降低工程建设对生态环境的影响。

图4 监测数据管理

2.3.3 环水保问题闭环管理

监理（监测）单位根据现场检查情况或系统内监测数据超标情况下达整改任务，施工单位按要求整改后填报整改情况（含影像资料）由监理（监测）单位确认整改情况，形成闭环管理，并以图表形式展示整改任务分析数据，随时掌握环水保问题整改进度。例如，在铁路施工期某隧道被监测到其出水水质悬浮物及pH值超标，系统自动发出告警，EPC管理机构及时安排环境监理单位赴现场核验，核对发现确有超标现象后，环境监理单位通过系统下发问题整改单，EPC管理机构组织设计人员、施工单位开展隧道出水整治措施研究，根据隧道涌水量及水质检测情况，通过增加配备污水处理设备及时排除了隧道出水污染超标问题，施工单位将整改情况在系统内完成填报，经环境监理单位确认后任务闭合。系统的应用可以及时发现原有定期检查时才能发现的问题，现场检查转变为定期检查与针对性核查相结合的方式，有效提高管理效率。此外，系统对“发现—核查—整改—确认”的全过程进行记录，达到最大限度的信息共享，能够起到警示其他单位以避免出现类似问题的作用，有助于及早解决问题。

2.3.4 弃土（渣）场、施工生产生活区等环水保专项管理

建立弃土（渣）场、施工生产生活区、隧道施工工点等环水保管理重点点位的信息台账，由设计人员、施工单位填报弃土（渣）场及其他大临工程基础信息，按照施工进度上传影像资料、用地审批和恢复移交情况，规范施工过程中环水保管理。

2.3.5 其他管理功能

系统还包括环水保检查记录管理、环水保监理（监测）管理、培训及应急预案管理、验收管理等功能，全面把握项目环水保管理信息，做到最大限度在各参建单位内共享信息，在建设过程中完成全部资料归集，有效避免验收阶段再发现资料缺失的问题。

2.4 信息化管理系统应用效果

为确保系统在该铁路项目的应用效果，在系统投入使用时同步发布了《铁路建设项目环水保信息化管理系统管理办法》，明确了各参建单位需要在系统内完成的工作内容，并组织施工单位、环水保监理（监测）单位进行系统操作培训，使所有参建单位的工作有矩可循，确保做到落实好环水保工作各项要求，建立严格、系统、完善的环保管理制度体系，并形成长效机制。

在日常管理过程中，利用系统的施工过程管理模块，环保监理、水保监测单位每月例行检查记录单，通过平台实现了定期上传，并通过系统将检查过程中发现的问题经过施工、监理、建设单位及监理（监测）单位的闭路循环，直至问题销号。依托系统应用规范了管理流程，使多方通过信息共享和信息沟通实现了信息集成，更好地协同工作，实现了标准化、信息化管理。

系统运行期间累积了大量资料，完成问题闭环整改百余次，监理监测报告数十期，各类台账信息千余条；采集监测数据数十万条，实现了超标即时发现、及时解决，有效避免环境污染问题。

3 对铁路工程环水保信息化管理的思考

3.1 铁路工程环水保信息化管理面临的主要问题

（1）设计标准规范、计费依据需要进一步明确。《铁路建设项目预可行性研究、可行性研究和设计文件编制办法》（TB 10504—2018）于2018年12月正式发布，该编制办法从可行性研究阶段开始在环保篇章增加了“环保信息化设计”的相关内容，但尚无相关设计标准规范能够指导设计。如何协调现场环水保监理监测关系、避免重复投入是亟待解决的问题，环水保信息化管理相关费用尚无明确依据纳入设计概算，这些直接影响环保信息化设计方案的落地实施。

（2）施工现场环境监测监控尚未形成标准规范。近年有学者针对铁路工程环水保信息化管理进行了研究，施工现场环境实时监测、超标预警是环水保信息化管理的重要组成已是各学者的共识[6-7]。但是，环境监测监控设备设置原则、数据采集和传输标准等尚未形成成熟的标准体系，各单位在实施过程中无法统一标准，易形成数据孤岛，不利于未来实现全路铁路工程环水保管理信息资源的有效整合与共享。

（3）需要进一步深化管理需求调研。不同铁路项目有不同的特点，管理重点也会发生变化，如系统在昌景黄铁路项目应用时由于管理模式不同、工程特点不同（隧道较多、所处区域水系发达），导致系统的功能需要进一步调整。因此，系统的研发需要以管理需求为导向，充分调研不同项目的业务流程和工作习惯，系统功能设置应进行统筹考虑，确保能够适用于不同项目的环水保管理工作。

3.2 信息化管理系统的研发方向

（1）铁路建设项目的环水保管理贯穿项目始终，项目建设前期的环保选线、环评水保上报审批、设计中落实环评水保等相关要求、施工期环水保监理监测、竣工验收阶段的静动态验收和环水保专项自主验收，乃至运营期污染物排放的管控等，环水保管理涉及内容较繁杂。因此，深化管理需求调研，扩展和优化系统内各项环水保管理业务流程，确保系统满足实际管理需要是系统的研发重点，使系统逐步覆盖铁路建设项目全生命周期。

（2）充分利用航遥、无人机、BIM等技术提升系统管理功能。例如，通过BIM技术解决环保工程设施的动态信息化管理，形成BIM与GIS数据库联动，并建立基于GIS的空间要素索引；利用航遥影像记录工程沿线生态环境、环境保护目标的变化情况，系统智能分析植被覆盖率变化情况、居民住宅区的新建及拆除情况等；利用无人机巡线技术获取梁场、拌和站、取（弃）土场等大临工程施工期各阶段高清影像[8]，加强过程监管。

（3）将铁路建设项目环水保工作评价考核功能纳入系统，将实际管理责任落实到具体对象，利用智能化考核算法自动量化各参建单位环水保管理质量[9]，充分调动各参建单位的能动性，进一步改变在经济利益驱动下参建方对绿色管理持消极态度的局面[10]。

4 结束语

无论从政策环境还是实际管理需求，铁路项目环水保管理采用信息化、智能化手段是必然趋势。推进铁路建设项目环水保信息化管理的研究及应用，有助于提高铁路建设项目环水保管理效率，加速标准化、信息化建设，助力绿色铁路发展。