潘廣明

摘要：為有效降低公路施工中的各類風(fēng)險隱患，提高工程的效率和質(zhì)量，文章介紹了實時監(jiān)測技術(shù)（RTM）在公路施工風(fēng)險控制系統(tǒng)中的研究與應(yīng)用，總結(jié)了RTM技術(shù)的基本原理和應(yīng)用情況，分析了該技術(shù)應(yīng)用于公路施工風(fēng)險控制領(lǐng)域所具備的功能特性，完成了基于RTM的公路施工風(fēng)險控制系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計，并以實際工程為例，進行了RTM應(yīng)用前后的公路施工風(fēng)險概率對比試驗，證明了實時監(jiān)測技術(shù)在公路施工風(fēng)險控制系統(tǒng)中應(yīng)用的可行性。

關(guān)鍵詞：實時監(jiān)測;公路工程;風(fēng)險控制

中圖分類號：U415.6A180653

0 引言

在當(dāng)前國內(nèi)的公路工程施工中，大量先進施工技術(shù)、施工設(shè)備和施工理念被不斷運用，這在一定程度上提高了公路工程的施工質(zhì)量，縮短了施工周期，降低了工程預(yù)算。但與此同時，智能化、自動化施工設(shè)備的應(yīng)用也為公路施工帶來了潛在的風(fēng)險隱患，例如施工方案、施工技術(shù)和施工設(shè)備之間的匹配程度不一致會給公路的安全施工帶來一定風(fēng)險，加之先進的施工環(huán)境下人為管理因素和責(zé)任意識薄弱，都會給公路工程的施工造成一定的風(fēng)險，這類風(fēng)險對于公路工程的施工存在不利影響。為此，應(yīng)加大對施工過程中各要素的監(jiān)測力度，在最大程度上降低施工風(fēng)險。

1 實時監(jiān)測技術(shù)

1.1 基本原理

實時監(jiān)測技術(shù)是伴隨著計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)而發(fā)展起來的一種新型技術(shù)，它以在線監(jiān)測、數(shù)據(jù)存儲和傳輸設(shè)備為基本框架，支持施工數(shù)據(jù)分析和場景模擬等組件，也可搭載施工風(fēng)險預(yù)警和測試等模塊，融合當(dāng)前主流的大數(shù)據(jù)和云計算等施工歷史數(shù)據(jù)平臺，對未來的施工風(fēng)險趨勢進行綜合預(yù)警，且對施工數(shù)據(jù)的分析具有可靠性、準(zhǔn)確性和及時性等特點[1]。

1.2 應(yīng)用情況

從廣義上來說，實時監(jiān)測技術(shù)涵蓋了眾多領(lǐng)域的應(yīng)用分支，包括工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑領(lǐng)域等。例如公路施工中的實時監(jiān)測技術(shù)，能夠?qū)⒐肥┕がF(xiàn)場的各類關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)進行有效比對、整合，宏觀上將公路工程的施工數(shù)據(jù)劃分為施工現(xiàn)場數(shù)據(jù)（施工人員、施工物資）、施工后臺數(shù)據(jù)（施工組織、施工管理）、施工預(yù)警數(shù)據(jù)等，施工物資部分的數(shù)據(jù)又包括施工原料和施工設(shè)備等。依托現(xiàn)有的施工條件，結(jié)合先進的實時監(jiān)測技術(shù)，使公路工程施工的質(zhì)量和效率得以提升，并有效降低施工的過程風(fēng)險。公路工程施工數(shù)據(jù)、監(jiān)測屬性及作用如表1所示。

2 基于RTM的公路施工風(fēng)險控制系統(tǒng)

2.1 系統(tǒng)功能概述

為有效降低公路工程在施工過程中的各類風(fēng)險，所構(gòu)建的風(fēng)險控制系統(tǒng)應(yīng)具備以下幾個方面的主要功能：

（1）施工數(shù)據(jù)獲取的及時性

及時性是風(fēng)險控制系統(tǒng)的基本屬性，及時獲取公路工程的施工數(shù)據(jù)，能夠為系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析和處理提供必要支持，從而達到及時規(guī)避和弱化施工風(fēng)險的目的。反之，公路工程施工數(shù)據(jù)獲取不夠及時，一方面會對系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析和處理帶來影響，另一方面也可能造成施工數(shù)據(jù)的偏差，影響后續(xù)施工數(shù)據(jù)的處理[2]。

（2）施工數(shù)據(jù)分析的可靠性

可靠性是指公路施工風(fēng)險控制系統(tǒng)在進行數(shù)據(jù)分析時應(yīng)具備的安全組件或安全策略，能夠較為全面和真實地反映施工數(shù)據(jù)，包括施工數(shù)據(jù)的大小、類型、獲取方式以及傳輸渠道等?？煽啃赃€包括施工數(shù)據(jù)分析過程中的相關(guān)軟硬件設(shè)備的可靠程度，例如公路施工風(fēng)險控制系統(tǒng)應(yīng)保證施工數(shù)據(jù)在獲取、傳輸和處理等各環(huán)節(jié)中不被泄露和篡改，確保施工單位信息系統(tǒng)的安全。

（3）風(fēng)險數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確性

對于施工現(xiàn)場的各類數(shù)據(jù)而言，在處理過程中應(yīng)確保風(fēng)險數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，包括數(shù)據(jù)處理的時間、施工位置、數(shù)據(jù)用途等，準(zhǔn)確性較高的施工數(shù)據(jù)在進行系統(tǒng)分析、比對和判斷時，能夠減少試驗誤差的概率，對于風(fēng)險控制系統(tǒng)的最終決策和方案部署具有一定意義。由于部分施工環(huán)節(jié)處于危險作業(yè)狀態(tài)，增加了施工數(shù)據(jù)在處理過程中的難度，但這類關(guān)鍵數(shù)據(jù)對于系統(tǒng)在分析施工風(fēng)險因素時很重要，因此，必要時應(yīng)使用相應(yīng)的輔助設(shè)備來進行風(fēng)險數(shù)據(jù)的抽取，如工業(yè)機器人、無人機、輔助機械臂等設(shè)備[3]。

公路施工風(fēng)險控制系統(tǒng)功能需求分析如表2所示。

2.2 RTM風(fēng)險控制系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

RTM（Real-Time Monitoring）實時監(jiān)測技術(shù)具有較好的平臺移植性和較強的功能擴展性，RTM屏蔽了基礎(chǔ)架構(gòu)設(shè)計環(huán)節(jié)中的底層部分，使用戶不必知曉作為系統(tǒng)基礎(chǔ)的硬件序列，僅由各自公路施工中對風(fēng)險因素控制的具體需求便可完成系統(tǒng)架構(gòu)的簡單部署，這種系統(tǒng)架構(gòu)模式在一定程度上簡化了系統(tǒng)風(fēng)險評估的流程，增強了用戶在使用風(fēng)險控制系統(tǒng)時的良好體驗[4]。RTM風(fēng)險數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

由圖1可以看到，RTM風(fēng)險數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)系統(tǒng)主要包括三個層級，分別是第一層（數(shù)據(jù)獲取層）、第二層（數(shù)據(jù)分析層）和第三層（數(shù)據(jù)處理層），此RTM風(fēng)險數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)系統(tǒng)強調(diào)了在第三層即數(shù)據(jù)處理部分的主要功能，將數(shù)據(jù)處理部分細化為處理時間、施工位置和數(shù)據(jù)用途三部分，將這三部分的施工數(shù)據(jù)與風(fēng)險對比庫中的數(shù)據(jù)進行比對，從而完成風(fēng)險識別過程，最后將施工風(fēng)險數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)到風(fēng)險控制環(huán)節(jié)。風(fēng)險數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)系統(tǒng)屬于RTM風(fēng)險控制系統(tǒng)的核心內(nèi)容，在完成風(fēng)險數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)系統(tǒng)的搭建后進行RTM風(fēng)險控制系統(tǒng)架構(gòu)的部署，RTM風(fēng)險控制系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示。

由圖2可知，基于RTM的風(fēng)險控制系統(tǒng)架構(gòu)，將數(shù)據(jù)的抽取單元、分析單元和處理單元作為該系統(tǒng)架構(gòu)的主要模塊（內(nèi)核），這三個單元與數(shù)據(jù)源的映射關(guān)系如下：處理單元-后臺應(yīng)用;分析單元-存儲設(shè)備;抽取單元-施工現(xiàn)場。系統(tǒng)內(nèi)核將施工數(shù)據(jù)進行抽取、分析和處理的過程也可稱作“數(shù)據(jù)清洗”。隨后進行施工數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、可靠性和及時性方面的風(fēng)險控制，完成數(shù)據(jù)風(fēng)險指數(shù)的評估和風(fēng)險因子的優(yōu)化工作，最后反饋施工風(fēng)險控制結(jié)果[5]。

3 工程應(yīng)用與試驗分析

3.1 工程應(yīng)用

以廣西境內(nèi)某市繞城公路的施工為例，將本文所研究的實時監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用于該公路的施工風(fēng)險控制中，充分發(fā)揮RTM在公路施工風(fēng)險領(lǐng)域中的過程控制作用，綜合該系統(tǒng)自帶的公路施工風(fēng)險對比數(shù)據(jù)庫，從施工環(huán)境、施工人員、施工設(shè)備以及施工技術(shù)等幾方面對施工過程中的風(fēng)險因素進行權(quán)衡，對比RTM在應(yīng)用前后該段公路施工過程中風(fēng)險概率的變化情況，完成相關(guān)的試驗論證工作。

3.2 試驗分析

為確保試驗結(jié)果的合理性與可行性，在試驗過程中調(diào)取了公路施工常見的四類數(shù)據(jù)（環(huán)境、人員、設(shè)備和技術(shù)），這四類施工數(shù)據(jù)均來自RTM的數(shù)據(jù)獲取層級，將這四類數(shù)據(jù)隨機傳送至數(shù)據(jù)處理單元，由系統(tǒng)生成風(fēng)險概率（%），對比RTM應(yīng)用前后上述四類數(shù)據(jù)的變化情況。RTM應(yīng)用前后公路施工風(fēng)險概率變化情況如圖3所示。

由圖3可知，該試驗中設(shè)定公路施工風(fēng)險概率的基線值為1.0%，可作為施工經(jīng)驗值。在環(huán)境、人員、設(shè)備和技術(shù)四個施工風(fēng)險因子中，環(huán)境與人員兩方面無論RTM應(yīng)用與否，均具有較高的施工風(fēng)險概率，可見，施工環(huán)境（客觀因素）和施工人員（主觀因素）在公路施工風(fēng)險中占有很高比重。另一方面，在應(yīng)用RTM系統(tǒng)之后，這四類風(fēng)險因素的發(fā)生概率均有明顯降低，表明RTM技術(shù)在控制公路施工風(fēng)險中具有一定的作用。

4 結(jié)語

公路施工過程中常伴有各類風(fēng)險因素，部分風(fēng)險因素會直接或間接地導(dǎo)致施工事故的發(fā)生，為此，研究公路施工過程中各類風(fēng)險概率的控制措施十分必要。本文詳細闡述了實時監(jiān)測技術(shù)（RTM）在公路施工風(fēng)險控制系統(tǒng)中的應(yīng)用情況，完成了RTM應(yīng)用前后的公路施工風(fēng)險概率對比試驗，取得了較為理想的結(jié)果，為從根本上降低公路施工事故、控制風(fēng)險概率提供了有力保障。

參考文獻：

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收稿日期：2020-05-08