羅鳳霞

（廣州市地下鐵道總公司，廣州 510030）

在城市軌道交通工程中，如何實(shí)現(xiàn)安全風(fēng)險(xiǎn)的全程、全域、全方位防控？這是挑戰(zhàn)所有城市軌道交通工程建設(shè)方的問(wèn)題之一。

廣州地鐵的工程建設(shè)面臨如下突出的特殊性和復(fù)雜性：

（1）建設(shè)規(guī)模大，最多同時(shí)建設(shè)線路高達(dá)8條，在國(guó)際上尚不多見(jiàn)。

（2）建設(shè)周期長(zhǎng)。

（3）廣州地區(qū)地質(zhì)條件十分復(fù)雜，砂層、巖溶、軟土、硬巖、斷裂等各種不良地質(zhì)條件共存，有“地質(zhì)博物館”之稱(chēng)。

（4）周邊環(huán)境繁雜，工點(diǎn)的周邊存在大量建/構(gòu)筑物、橋梁。

（5）施工工法多。

（6）地域分布廣，最多時(shí)200余個(gè)工點(diǎn)散布在全廣州7 400余平方公里的地域。

上述特點(diǎn)要求工程安全風(fēng)險(xiǎn)的管理必須滿足如下要求：

（1）全程的，即貫穿工程的整個(gè)生命周期。

（2）全域的，即覆蓋全部施工地域內(nèi)的所有工點(diǎn)。

（3）全方位的，即所有與工程項(xiàng)目相關(guān)的各方都應(yīng)參與。

在廣州地鐵現(xiàn)行的“六評(píng)六管一平臺(tái)”安全風(fēng)險(xiǎn)管理體系中，“六評(píng)”解決了“全程”的問(wèn)題；“六管”解決了“全方位”的問(wèn)題；借助信息技術(shù)工具—安全風(fēng)險(xiǎn)協(xié)同處置平臺(tái)則解決了方便、快捷和“全域”的問(wèn)題。

通過(guò)集成數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)挖掘、物聯(lián)網(wǎng)、視頻監(jiān)控和GIS等關(guān)鍵技術(shù)，廣州地鐵已建成上線的“工程建設(shè)安全風(fēng)險(xiǎn)協(xié)同處置平臺(tái)”，有效地滿足了全程、全域、全方位的要求；此外，通過(guò)內(nèi)嵌的智能化建模和預(yù)測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了安全風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)警，達(dá)到了事前預(yù)防的目的。

1 系統(tǒng)架構(gòu)

工程建設(shè)安全風(fēng)險(xiǎn)協(xié)同處置平臺(tái)的系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。其界面特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)安全信息、風(fēng)險(xiǎn)信息的可視化。平臺(tái)以收集、掌握的各工地安全信息管理資料為基礎(chǔ)，結(jié)合各種實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，力圖降低施工安全管理強(qiáng)度，增強(qiáng)安全信息共享程度，優(yōu)化業(yè)務(wù)工作流程，提高施工安全監(jiān)督業(yè)務(wù)的工作效率。平臺(tái)可完成安全信息從獲取、處理、統(tǒng)計(jì)分析到信息反饋的全過(guò)程，做到對(duì)安全生產(chǎn)形勢(shì)分析和事故預(yù)測(cè)預(yù)警，為領(lǐng)導(dǎo)層提供決策依據(jù)和決策輔助。

圖1 工程建設(shè)安全風(fēng)險(xiǎn)協(xié)同處置平臺(tái)系統(tǒng)架構(gòu)

平臺(tái)的可視化基于GIS，其粒度分為線網(wǎng)、標(biāo)段、工點(diǎn)等。遵循分級(jí)管理、條塊結(jié)合的原則，靜動(dòng)態(tài)安全信息、安全事故預(yù)警均可在同一平臺(tái)上直觀清晰地展示給業(yè)主、施工單位、監(jiān)理單位、第三方監(jiān)測(cè)、第三方咨詢(xún)單位、材料供應(yīng)單位等參建各方，用戶(hù)依據(jù)不同的權(quán)限來(lái)查看相應(yīng)的內(nèi)容。平臺(tái)采用B/S架構(gòu)，其內(nèi)部數(shù)據(jù)挖掘、交互、處理和展示關(guān)系如圖2。

圖2 工程建設(shè)安全風(fēng)險(xiǎn)協(xié)同處置平臺(tái)數(shù)據(jù)管理框架

其中，數(shù)據(jù)層主要完成數(shù)據(jù)的整理、存儲(chǔ)；支撐層在數(shù)據(jù)層的基礎(chǔ)上，通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘、智能計(jì)算等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)軌道交通施工數(shù)據(jù)的深層次利用；應(yīng)用層將系統(tǒng)原始數(shù)據(jù)與深層次的分析結(jié)果分發(fā)給不同的功能模塊。

2 功能與技術(shù)特點(diǎn)

系統(tǒng)可對(duì)線網(wǎng)、標(biāo)段和工點(diǎn)進(jìn)行安全監(jiān)測(cè)管理、預(yù)警預(yù)測(cè)管理、風(fēng)險(xiǎn)管理與考核管理。

2.1 安全管理模塊功能

（1）工程資料管理，實(shí)現(xiàn)工程資料查閱、新建、修改、刪除。

（2）人員資料管理，對(duì)各標(biāo)段各工點(diǎn)的人員資料進(jìn)行查詢(xún)、新建、修改、刪除，包括上崗證件資料管理、安全培訓(xùn)記錄、平安卡資料管理等。

（3）特種設(shè)備資料管理，機(jī)械設(shè)備臺(tái)帳管理或租賃合同管理、設(shè)備入場(chǎng)性能檢驗(yàn)資料管理、國(guó)家檢測(cè)證書(shū)管理、設(shè)備保養(yǎng)維護(hù)信息管理等。

（4）消防資料管理，實(shí)現(xiàn)消防宣傳、消防培訓(xùn)、消防檢查、消防演練等資料的管理和記錄。

2.2 安全監(jiān)測(cè)和安全預(yù)警管理模塊

安全監(jiān)測(cè)和安全預(yù)警管理模塊包括：監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)管理、視頻監(jiān)控、門(mén)禁信息管理等功能。（1）視頻監(jiān)控包括實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)視頻監(jiān)控、現(xiàn)場(chǎng)視頻圖像的抓拍與存儲(chǔ)、調(diào)閱現(xiàn)場(chǎng)視頻錄像等。（2）門(mén)禁信息管理包括非法外來(lái)人員報(bào)警功能、實(shí)時(shí)顯示進(jìn)入工地的人員信息、考勤統(tǒng)計(jì)功能等。（3）監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)管理包括監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)化分析、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)跟蹤分析，對(duì)檢測(cè)異常數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、預(yù)警，及時(shí)以不同電子通信形式發(fā)送預(yù)警信息通知相關(guān)人員，并觸發(fā)異常事件處理流程，事后完成分析結(jié)果的報(bào)表統(tǒng)計(jì)、圖形顯示、查詢(xún)輸出。

2.3 應(yīng)急管理模塊

（1）應(yīng)急預(yù)案管理。對(duì)各單位、部門(mén)（包括建設(shè)單位）上傳的應(yīng)急預(yù)案進(jìn)行備案管理。（2）應(yīng)急搶險(xiǎn)隊(duì)伍管理。管理人員組成、職責(zé)分工等信息。（3）應(yīng)急搶險(xiǎn)物資管理。搶險(xiǎn)設(shè)備、物資及其日常管理。（4）專(zhuān)家隊(duì)伍管理。專(zhuān)家資源庫(kù)的建立、維護(hù)管理。（5）應(yīng)急演練管理。應(yīng)急演練歷史記錄及查詢(xún)。（6）實(shí)現(xiàn)對(duì)突發(fā)事件的事故評(píng)價(jià)。

2.4 其它管理功能

系統(tǒng)還具有信訪管理、GIS信息管理、考核管理等功能。信訪管理指對(duì)各線路土建工程建設(shè)過(guò)程中的信訪管理，包括群體性事件從事件征兆到事件結(jié)束全過(guò)程進(jìn)行跟蹤記錄；GIS信息管理集成了GIS地理信息技術(shù)，使得本系統(tǒng)所有的信息關(guān)聯(lián)和展示都能以線網(wǎng)、線路和工點(diǎn)的地理位置為線索,如圖4所示：考核管理指系統(tǒng)采用責(zé)任分解管理模式根據(jù)安全管理工作執(zhí)行情況，對(duì)參建單位進(jìn)行考核。

圖4 海量異構(gòu)數(shù)據(jù)融合及預(yù)警技術(shù)在廣州地鐵6號(hào)線越秀南站的應(yīng)用

2.5 系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)

本系統(tǒng)集成了數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)挖掘、物聯(lián)網(wǎng)、視頻監(jiān)控和GIS等關(guān)鍵技術(shù)，有效地滿足了全程、全域、全方位的要求；此外，通過(guò)內(nèi)嵌的智能化建模和預(yù)測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了安全風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)警。

針對(duì)工程施工海量異構(gòu)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)融合、挖掘與預(yù)警的技術(shù)難題，本系統(tǒng)采用了一種將地質(zhì)參數(shù)、環(huán)境參數(shù)、結(jié)構(gòu)參數(shù)、應(yīng)力應(yīng)變參數(shù)、設(shè)備參數(shù)、短信、語(yǔ)音、視頻、安全報(bào)表等不同來(lái)源、不同種類(lèi)的海量異構(gòu)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)按數(shù)值、時(shí)間、空間及預(yù)警屬性基線化存儲(chǔ)、聚類(lèi)、預(yù)警方法，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)融合、挖掘、智能分析與預(yù)警。針對(duì)傳統(tǒng)安全防控技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)源實(shí)時(shí)監(jiān)控、關(guān)鍵設(shè)備互聯(lián)、風(fēng)險(xiǎn)協(xié)同防控的問(wèn)題，基于GIS和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，依托廣州地鐵線網(wǎng)空間數(shù)據(jù)庫(kù)，圍繞風(fēng)險(xiǎn)源和關(guān)鍵設(shè)備建立傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程無(wú)線信息傳輸，采用工作流軟件技術(shù)保障協(xié)同工作。

本系統(tǒng)還內(nèi)嵌了若干智能風(fēng)險(xiǎn)建模和預(yù)測(cè)技術(shù)。針對(duì)不同工法（明挖法、礦山法和盾構(gòu)法）、地質(zhì)、環(huán)境條件下的風(fēng)險(xiǎn)建模及分級(jí)技術(shù)難題，采用多維模糊風(fēng)險(xiǎn)歸類(lèi)與識(shí)別技術(shù)，提出一種系統(tǒng)的、量化的、準(zhǔn)確的安全風(fēng)險(xiǎn)分類(lèi)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。針對(duì)地鐵建設(shè)中地質(zhì)和環(huán)境動(dòng)態(tài)變化，以及與工法相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)控制難題，采用了不同工法施工的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型、施工對(duì)周邊環(huán)境影響的風(fēng)險(xiǎn)控制量化模型，針對(duì)傳統(tǒng)的復(fù)合地層沉降Peck模型進(jìn)行改進(jìn)。改進(jìn)的Peck模型在工程實(shí)踐中被證明更能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)地表沉降趨勢(shì)。針對(duì)城市軌道交通工程施工規(guī)模大、區(qū)域廣、周期長(zhǎng)、工法多等特點(diǎn)，及多參數(shù)關(guān)聯(lián)的復(fù)雜風(fēng)險(xiǎn)因子識(shí)別難題，采用了基于多參數(shù)因子（工法m、結(jié)構(gòu)參數(shù)s、地質(zhì)條件g、環(huán)境條件c）聚類(lèi)的風(fēng)險(xiǎn)隱患挖掘方法，實(shí)現(xiàn)了海量隱患數(shù)據(jù)的有效利用。針對(duì)復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下，盾構(gòu)施工導(dǎo)致地面坍塌、房屋開(kāi)裂等事故預(yù)判難的技術(shù)難題，基于盾構(gòu)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、沉降曲線、出土量和注漿量等參數(shù)，采用盾構(gòu)施工安全狀態(tài)預(yù)判算法，有效地保護(hù)人員、地面建筑和施工設(shè)備。

3 結(jié)束語(yǔ)

安全風(fēng)險(xiǎn)協(xié)同處置平臺(tái)作為“六評(píng)六管一平臺(tái)”安全風(fēng)險(xiǎn)管理體系依托的信息平臺(tái)，有效地實(shí)現(xiàn)了城市軌道交通工程安全風(fēng)險(xiǎn)管理所要求的全程管理、全域覆蓋、全方位協(xié)同。據(jù)統(tǒng)計(jì)，廣州地鐵應(yīng)用本平臺(tái)以來(lái)，規(guī)避重大風(fēng)險(xiǎn)達(dá)94.2%，其余無(wú)法規(guī)避的風(fēng)險(xiǎn)，也得到了有效預(yù)防和快速處置，取得了良好效果。

[1]劉光武. 廣州地鐵安全預(yù)警與應(yīng)急平臺(tái)的研究與應(yīng)用 [J].現(xiàn)代城市軌道交通，2011（2）.

[2]劉光武. 城市軌道交通應(yīng)急平臺(tái)建設(shè)研究[J]. 都市快軌交通，2009（1）.

[3]王富章，李 平，等. 城市軌道交通智能綜合監(jiān)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)[J].中國(guó)鐵道科學(xué)，2006（1）.

[4]中國(guó)城市軌道交通年度報(bào)告課題組. 2009年中國(guó)城市軌道交通年度報(bào)告[R]. 北京：中國(guó)鐵道出版社，2010，5.