徐楨 宋洋(等)

摘 要：文章對民航機(jī)場基建施工安全信息的評價(jià)與管理做了研究。建立了機(jī)場施工的實(shí)時(shí)安全監(jiān)控系統(tǒng)，以及“數(shù)字機(jī)場”綜合信息集成系統(tǒng)，在基于施工現(xiàn)場三維仿真建模的基礎(chǔ)上，通過收集實(shí)時(shí)安全信息，監(jiān)測實(shí)時(shí)安全狀況，找出安全施工面臨的主要問題。并利用監(jiān)測的結(jié)果，可以做出當(dāng)前狀態(tài)下的施工安全水平評價(jià)，從而得到當(dāng)前施工安全水平，為安全決策提供輔助支持。

關(guān)鍵詞：機(jī)場基建施工；建模仿真；安全評價(jià)；安全管理

1 引言

機(jī)場基建施工是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，其內(nèi)部各組成部分之間相互聯(lián)系又相互制約，關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜。隨著工程規(guī)模日益擴(kuò)大和結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，并且大部分工程處于不停航施工狀態(tài)下，這都導(dǎo)致了施工難度不斷增加，施工環(huán)節(jié)增多，施工過程拉長，安全管理難度加大，而且施工階段又是工程項(xiàng)目得以實(shí)施并形成建設(shè)產(chǎn)品的重要階段。因此，加強(qiáng)施工階段的安全監(jiān)控與管理顯得十分重要。

通過構(gòu)建實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，收集實(shí)時(shí)安全信息，監(jiān)測實(shí)時(shí)安全狀況，并可以對任一時(shí)期的安全狀況進(jìn)行評價(jià)，為當(dāng)前安全水平打分，減少和避免事故、事故征候和不安全事件的發(fā)生，并確保施工過程中所有風(fēng)險(xiǎn)源被持續(xù)地識(shí)別。達(dá)到對全施工過程安全狀況的動(dòng)態(tài)描述，進(jìn)而消除危險(xiǎn)源的目的。

2 機(jī)場基建施工監(jiān)控綜合信息系統(tǒng)

2.1 機(jī)場基建施工監(jiān)控綜合信息系統(tǒng)

機(jī)場基建施工條件復(fù)雜，不同的施工工藝、機(jī)械設(shè)備配套等的選取都會(huì)對施工安全狀況產(chǎn)生很大影響，在對其安全水平做出評價(jià)時(shí)，并制定安全措施與規(guī)劃時(shí)存在很大的難度。通過實(shí)時(shí)監(jiān)控，監(jiān)測施工的每一個(gè)過程，充分了解施工工藝、資源配置等施工條件下的實(shí)際安全情況，通過對不同條件下施工安全指標(biāo)進(jìn)行評價(jià)，便可以實(shí)現(xiàn)對施工過程中安全的控制。

機(jī)場基建施工監(jiān)控綜合信息系統(tǒng)由實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)與“數(shù)字施工”綜合信息集成系統(tǒng)兩部分組成，系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖，見圖1。

2.2 施工安全實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)

機(jī)場基建施工這一復(fù)雜系統(tǒng)，根據(jù)其分解協(xié)調(diào)原理，將整個(gè)系統(tǒng)分解成目標(biāo)相對單一的子系統(tǒng)，如腳手架系統(tǒng)和作業(yè)面系統(tǒng)等。子系統(tǒng)通過施工進(jìn)度計(jì)劃實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的整合。針對每一個(gè)系統(tǒng)中的安全狀況分別實(shí)施監(jiān)控。根據(jù)機(jī)場基建施工系統(tǒng)的具體特點(diǎn)和初始施工組織設(shè)計(jì)，充分考慮各單體工程的銜接關(guān)系及相互制約條件，采用流水施工方式對其施工系統(tǒng)的施工安全隱患進(jìn)行分析研究。

監(jiān)控系統(tǒng)包括監(jiān)測數(shù)據(jù)整編和監(jiān)測數(shù)據(jù)采集接口兩部分， 原始數(shù)據(jù)經(jīng)監(jiān)測數(shù)據(jù)整編系統(tǒng)統(tǒng)一處理格式，然后存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中，由分析評價(jià)子系統(tǒng)調(diào)用用于后續(xù)分析。同時(shí)，通過整編處理的各種原始監(jiān)測數(shù)據(jù)和有關(guān)文字、圖表（含影像、圖片）等材料經(jīng)過審查、考證、編輯，綜合整理成系統(tǒng)化、圖表化的成果，并可排版[1]?？偙O(jiān)控室如圖2所示。

2.3 “數(shù)字機(jī)場”綜合信息集成系統(tǒng)

“數(shù)字施工”綜合信息集成系統(tǒng)是基于施工現(xiàn)場三維虛擬模型，以自動(dòng)與人工監(jiān)控信息等為輸入，以輔助決策調(diào)度方案為輸出，形成引導(dǎo)施工安全進(jìn)行的綜合數(shù)字信息平臺(tái)。施工現(xiàn)場三維虛擬模型是進(jìn)行施工安全信息管理和分析的基礎(chǔ)，在建模過程中，地形建模采用不規(guī)則三角網(wǎng)模型（TIN）來實(shí)現(xiàn)，而地物建模采用NURBS結(jié)構(gòu)和BRep結(jié)構(gòu)相混合的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，施工真實(shí)現(xiàn)場及三維建模圖如圖3、4、5所示。

建立塔吊、腳手架等施工區(qū)域的三維可視化模型[2，3]，在關(guān)鍵部位布置安全監(jiān)測點(diǎn)，根據(jù)監(jiān)測點(diǎn)的性質(zhì)分別顯示，將機(jī)場基建施工中監(jiān)測到的安全動(dòng)態(tài)信息，通過數(shù)據(jù)庫與可視化模型建立連接，從而實(shí)現(xiàn)安全檢測信息的可視化分析與管理。

3 機(jī)場基建安全信息的可視化分析與管理

3.1 施工安全監(jiān)測海量數(shù)據(jù)處理

在構(gòu)建施工三維模型的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對在建項(xiàng)目的三維漫游，并在模型上展示現(xiàn)場各監(jiān)測設(shè)備的位置，同時(shí)建立監(jiān)測設(shè)備與被監(jiān)測項(xiàng)目的數(shù)據(jù)庫，從而建立起模型與監(jiān)測信息的相關(guān)性。

在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)軟件中將現(xiàn)場模型實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)交互功能，再利用編程軟件開發(fā)其他相關(guān)功能，例如儀器相關(guān)信息查詢和監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的調(diào)用等。同時(shí)再將施工監(jiān)測信息管理與三維模型管理，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測信息三維可視化分析。

圖2 總監(jiān)控室 圖3 施工現(xiàn)場情景

圖4 塔吊的運(yùn)動(dòng)建模 圖5 建筑物的建模

3.2 機(jī)場基建施工安全監(jiān)測分析評價(jià)

通過實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)得到的施工安全的實(shí)時(shí)信息，利用各種安全評價(jià)法進(jìn)行安全評價(jià)，即可進(jìn)一步掌握目前安全情況。

3.2.1 建立評價(jià)指標(biāo)

確定各評價(jià)因素的指標(biāo)是安全綜合評價(jià)的基礎(chǔ)，因此建立一套科學(xué)合理的評價(jià)指標(biāo)體系將直接關(guān)系到評價(jià)工作的準(zhǔn)確性。一套能解決問題的評價(jià)體系應(yīng)當(dāng)充分體現(xiàn)建筑工程安全生產(chǎn)的內(nèi)涵，涉及到安全施工的各個(gè)方面，進(jìn)而組成一個(gè)有層次的系統(tǒng)，專門針對所要解決的問題，并在現(xiàn)實(shí)中實(shí)際可操作。這就要求構(gòu)建機(jī)場基建施工安全評價(jià)指標(biāo)體系遵循科學(xué)性原則、系統(tǒng)性和層次性原則、針對性原則、可操作性原則以及簡明性原則。

本文通過對施工事故的廣泛調(diào)研與統(tǒng)計(jì)，在參考相關(guān)的文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，并結(jié)合現(xiàn)場專家的意見，最終從人員、機(jī)械、環(huán)境、管理、材料[5]五個(gè)角度分析，構(gòu)建出機(jī)場基建施工安全風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)體系如表1所示。

3.2.2 評價(jià)方法的選擇

目前大多安全評價(jià)都采用層次分析法（AHP）。而AHP理論假設(shè)統(tǒng)一層次元素之間仙湖獨(dú)立，不存在層次間相互影響的情況；且只考慮相鄰兩層元素之間的影響，不相鄰兩個(gè)層次的任意元素之間不存在支配關(guān)系。但是在實(shí)際問題中，尤其是像建筑施工項(xiàng)目這樣指標(biāo)眾多，相互影響紛繁復(fù)雜的情況下，指標(biāo)體系內(nèi)部不可能完全是相互獨(dú)立的遞階層次關(guān)系。因此可以采取Saaty教授在AHP基礎(chǔ)之上系統(tǒng)地提出了一種非獨(dú)立遞階層次結(jié)構(gòu)的決策方法-網(wǎng)絡(luò)分析法（Analytic Network Process）[4]。該方法在考慮各同層元素間相互影響的關(guān)系、非同層元素間支配關(guān)系的基礎(chǔ)上，通過建立ANP網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)來分析問題。

同時(shí)，在基建施工安全評價(jià)中，有很多指標(biāo)無法完全量化。這時(shí)即可引入模糊數(shù)學(xué)來解決這一問題[6]，在評價(jià)中加入三角模糊數(shù)來對指標(biāo)體系的權(quán)重和指標(biāo)評語進(jìn)行確定，即模糊網(wǎng)絡(luò)分析法（F-ANP），來進(jìn)行機(jī)場基建施工的安全評價(jià)。

4 結(jié)束語

隨著我國民航業(yè)的快速發(fā)展，機(jī)場規(guī)模向著更加龐大和復(fù)雜的方向發(fā)展。從而機(jī)場基建施工規(guī)模也會(huì)變得更加龐大，進(jìn)而機(jī)場基建施工的安全管理帶來了新的考驗(yàn)，對基建施工中的安全管理提出了更高層次的要求。本研究基于對施工全過程進(jìn)行精細(xì)化、全天候的實(shí)時(shí)監(jiān)控，同時(shí)，結(jié)合數(shù)字化的綜合信息集成系統(tǒng)，將施工中的各個(gè)部位安全監(jiān)測的信息，進(jìn)行動(dòng)態(tài)高效地集成管理和分析，以輔助施工過程的安全進(jìn)行與管理，提高機(jī)場基建施工的安全水平。

參考文獻(xiàn)

[1]宋洋，劉永光，李麗.基于系統(tǒng)集成的民航機(jī)場安全調(diào)度綜合信息平臺(tái)研究[J].中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)，2012，8（7）：155～159.

[2]宋柯.機(jī)場三維障礙物面繪制與障礙物分析[J].空中交通管理，2010，4：42～45.

[3]郭希旺，劉春.機(jī)場幾何建模方法的研究[J].應(yīng)用科學(xué)，2008，3：77～79.

[4]王蓮芬.網(wǎng)絡(luò)分析法（ANP）的理論與算法[J].系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐，2001，21（3）：44～50.

[5]王燕青，張秀艷.基于模糊層次分析法的民用機(jī)場安全風(fēng)險(xiǎn)管理[J].中國安全科學(xué)學(xué)報(bào)，2008，18（6）：116～120.

[6]張乃超.建筑工程施工安全評價(jià)體系研究[D].西安：西安理工大學(xué)，2010.

作者簡介：徐楨（1987，4-），男，研究生，從事民航機(jī)場運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)管理研究。