李明亮

（中交路橋建設(shè)有限公司，北京 100027）

1 引言

北斗定位系統(tǒng)是我國(guó)自主研發(fā)、獨(dú)立運(yùn)行的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，相關(guān)產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸、農(nóng)林漁業(yè)、水文監(jiān)測(cè)、氣象測(cè)報(bào)、電力調(diào)度、救災(zāi)減災(zāi)、公共安全等領(lǐng)域，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。中交路橋建設(shè)有限公司作為建筑施工企業(yè)，在多個(gè)項(xiàng)目均使用北斗定位系統(tǒng)輔助現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)管理工作。其中，寧波舟山港主通道項(xiàng)目主通航孔橋作為深海工程，對(duì)該系統(tǒng)的需要最為迫切、應(yīng)用最為全面、效果最為顯著。

舟岱跨海大橋位于上海與舟山之間的深水海域，橋址區(qū)遠(yuǎn)離陸地，浪高、水深、流急、風(fēng)大，氣候多變。海上施工點(diǎn)多、線(xiàn)長(zhǎng)，交通不便、人員活動(dòng)范圍有限，材料運(yùn)輸、人員運(yùn)送頻率高，發(fā)生人員落水事故的可能性極大。主橋施工需跨越10 萬(wàn)t級(jí)通航孔，來(lái)往船舶數(shù)量多、噸位大，船撞平臺(tái)安全風(fēng)險(xiǎn)高。如遇突發(fā)海上險(xiǎn)情，必須克服上述困難，及時(shí)、快速、精準(zhǔn)地開(kāi)展應(yīng)急救援，從而降低人員傷亡、經(jīng)濟(jì)損失。

舟岱跨海大橋海上橋梁長(zhǎng)度17.355 km，中交路橋建設(shè)有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)公司）承建的第DSSG03 標(biāo)段是全線(xiàn)唯一的主通航孔橋，也為全線(xiàn)的控制性工程。主通航孔橋?yàn)? 塔鋼箱梁斜拉橋，橋跨布置為78 m+187 m+550 m+550 m+187 m+78 m＝1 630 m。滿(mǎn)足10 萬(wàn)t 級(jí)油輪通航條件，是目前世界上最大跨徑的3 塔鋼箱梁海上斜拉橋。

橋址區(qū)為深水海域，且臺(tái)風(fēng)頻發(fā)、季風(fēng)歷時(shí)長(zhǎng)，一系列的不利條件給施工帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)。如何通過(guò)可行的施工方案、合理的施工組織、有效的管控措施來(lái)克服惡劣的自然環(huán)境確保施工順利完成是關(guān)鍵。

本項(xiàng)目橋型為世界之最，相應(yīng)的技術(shù)含量高，“四新技術(shù)”應(yīng)用多達(dá)38 項(xiàng)。“深水海域鋼平臺(tái)”“超長(zhǎng)大直徑樁基”“弧線(xiàn)鉆石型索塔”及全國(guó)首例“雙層鋼套箱”等。諸多技術(shù)需開(kāi)展專(zhuān)項(xiàng)科研進(jìn)行突破。

受夏季臺(tái)風(fēng)襲擊多、冬季季風(fēng)頻發(fā)，全年有效施工時(shí)間僅為220 d。合同工期雖為45 個(gè)月，但合同約定需在2020年7 月底前完成主橋合龍，實(shí)際施工時(shí)間僅有34 個(gè)月。業(yè)主單位對(duì)項(xiàng)目總體定位為：創(chuàng)建全國(guó)品質(zhì)工程、中國(guó)在國(guó)際上的橋梁名片工程。目前積極爭(zhēng)創(chuàng)交通運(yùn)輸部“品質(zhì)示范工程項(xiàng)目”。

2 應(yīng)用內(nèi)涵

公司與中國(guó)交通建設(shè)股份有限公司科技部合作，以北斗智能終端作為人員、設(shè)備唯一身份標(biāo)識(shí)，將北斗定位系統(tǒng)應(yīng)用于舟岱大橋海上施工應(yīng)急管理。北斗智能終端可以把施工現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、統(tǒng)計(jì)、分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)海上作業(yè)人員的實(shí)時(shí)位置跟蹤、移動(dòng)軌跡監(jiān)測(cè)，一旦發(fā)生落水事故，該終端遇水后可自動(dòng)啟動(dòng)報(bào)警，不間斷將實(shí)時(shí)位置信息發(fā)回海上救援中心，救援中心通過(guò)北斗衛(wèi)星短報(bào)文形式將搜救指令以及落水人員位置信息發(fā)送給搜救人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施救。經(jīng)過(guò)研究和應(yīng)用，該套系統(tǒng)基本可以實(shí)現(xiàn)對(duì)海上作業(yè)人員落水事故的及時(shí)報(bào)警和精準(zhǔn)、長(zhǎng)時(shí)定位，可以為項(xiàng)目管理者應(yīng)對(duì)海上突發(fā)狀況提供有效、真實(shí)的決策依據(jù)。

3 應(yīng)用過(guò)程

3.1 開(kāi)展北斗定位應(yīng)急救援終端的測(cè)試和選型

在開(kāi)展北斗定位應(yīng)急救援終端的測(cè)試和選型的過(guò)程中，主要進(jìn)行了第一代產(chǎn)品和第二代產(chǎn)品的選擇。

1）第一代產(chǎn)品的選測(cè)：2018 年7 月，公司組織舟岱大橋項(xiàng)目引入北斗定位應(yīng)急救援終端第一代產(chǎn)品進(jìn)行試用。該代產(chǎn)品雖較多應(yīng)用于隧道施工、戶(hù)外探險(xiǎn)等方面，但其定位原理屬于有源定位,需要用戶(hù)終端主動(dòng)發(fā)送信號(hào),在人員落水心理緊張的情況下難以使用；同時(shí)第一代產(chǎn)品還存在著不具備防水功能、漏報(bào)現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生、電池續(xù)航僅24 h、定位精度較差等缺點(diǎn)，因此被項(xiàng)目部放棄。

2）第二代產(chǎn)品選測(cè)：2018 年8 月，公司組織試用北斗定位應(yīng)急救援終端第二代產(chǎn)品。首先把3 臺(tái)北斗定位應(yīng)急救援終端投入海中,連接上測(cè)試軟件，開(kāi)始了海上靜態(tài)試驗(yàn)。然后，在30 km/h 的航速下，對(duì)3 臺(tái)終端進(jìn)行了動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)上報(bào)測(cè)試、運(yùn)行軌跡測(cè)試，并與船舶上的GPS 定位導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行了相關(guān)數(shù)據(jù)的比對(duì)，最終3 臺(tái)終端經(jīng)歷了陣雨、風(fēng)浪等復(fù)雜環(huán)境的考核，多次覆入水中，試驗(yàn)小組及時(shí)恢復(fù)狀態(tài)，共連續(xù)進(jìn)行了73 h 的不間斷試驗(yàn)，均能夠保持正常工作，報(bào)警成功率在90%以上。

相較于第一代產(chǎn)品，具有用戶(hù)終端主動(dòng)發(fā)送信號(hào)和終端遇水后自動(dòng)激發(fā)報(bào)警雙功能，終端外殼防水，定位可靠、快捷和精準(zhǔn)，信號(hào)覆蓋范圍廣等特點(diǎn)。同時(shí)，該代產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)北斗通信終端、手機(jī)之間的信息互通互聯(lián)及網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)航定位功能，支持常規(guī)手機(jī)的應(yīng)用App 和電腦PC 端。一旦人員落水，便可以準(zhǔn)確、快速地觸發(fā)手機(jī)震動(dòng)或警鈴報(bào)警，監(jiān)管人員依據(jù)坐標(biāo)可以快速鎖定人員位置實(shí)施救援工作，因此，公司決定選用第二代產(chǎn)品應(yīng)用于應(yīng)急管理。

3.2 健全應(yīng)急管理體系，建立應(yīng)急指揮中心

基于北斗定位系統(tǒng)，建立了3 級(jí)應(yīng)急救援體系：從項(xiàng)目作業(yè)班組負(fù)責(zé)人、安全員，到項(xiàng)目生產(chǎn)副經(jīng)理、安全員，再到公司安監(jiān)部門(mén)主管人員，均安裝了北斗定位應(yīng)急救援系統(tǒng)App 軟件，實(shí)現(xiàn)對(duì)一線(xiàn)人員海上作業(yè)狀態(tài)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控。

公司在項(xiàng)目上建立了北斗定位海上應(yīng)急救援指揮中心，即應(yīng)急安全管理延伸到重點(diǎn)部位、重要人員，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急信息報(bào)送流程化、應(yīng)急告警實(shí)時(shí)化、人員位置和應(yīng)急搜救可視化。

3.3 推廣使用北斗定位應(yīng)急救援系統(tǒng)，開(kāi)展交底和培訓(xùn)工作

制定了北斗定位智能終端使用管理規(guī)定，組織開(kāi)展交底和培訓(xùn)工作，并以該終端為核心拍攝安全微電影，進(jìn)一步加大宣傳力度；為現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員配發(fā)北斗應(yīng)急救援終端共計(jì)275 套，并對(duì)救生衣進(jìn)行改制，方便北斗應(yīng)急救援終端的佩戴。為更好推廣北斗定位系統(tǒng)，項(xiàng)目部拍攝微電影開(kāi)展宣教工作。

3.4 開(kāi)展應(yīng)急演練工作，驗(yàn)證海上應(yīng)用北斗應(yīng)急救援的實(shí)效性

公司多次聯(lián)合舟山海事局開(kāi)展海上船舶消防救生應(yīng)急演練活動(dòng)，利用北斗系統(tǒng)鎖定落實(shí)人員和事故船舶，從北斗定位觸發(fā)警報(bào)至鎖定事故船舶位置和搜救到落水人員所用時(shí)間小于10 min，精確范圍小于10 m，驗(yàn)證了北斗定位在海上應(yīng)急救援工作中的高效性。

4 實(shí)施效果

4.1 應(yīng)急救援方面

1）遇險(xiǎn)時(shí)手動(dòng)或遇水自動(dòng)觸發(fā)啟動(dòng)向外求援，采用北斗二代/GPS 雙模定位技術(shù)獲取遇險(xiǎn)人員的當(dāng)前位置信息，采用北斗一代RDSS、VHF 無(wú)線(xiàn)射頻等技術(shù)，將個(gè)人當(dāng)前位置信息和遇險(xiǎn)信息按照每5 s 頻率不間斷向外傳播，便于及時(shí)搜救，對(duì)應(yīng)急指揮和人員安全保障提供了有力支撐，解決了一直困擾項(xiàng)目海上搜救“發(fā)現(xiàn)不了落水人員報(bào)警”和“尋找不到落水人員位置”的難題。經(jīng)過(guò)多次人員落水海上搜救應(yīng)急演練的試驗(yàn)證明，實(shí)施人員搜救任務(wù)時(shí)，搜救有效范圍以搜救船為中心，半徑5 km 范圍內(nèi)，定位精度10 m，測(cè)速精度0.2 m/s，授時(shí)精度10 ns，定位快速、精準(zhǔn)、高效。

2）系統(tǒng)能夠顯著地提升海上橋梁施工人員和設(shè)備的安全風(fēng)險(xiǎn)防控能力，高效、快速應(yīng)對(duì)海上險(xiǎn)情，提高了應(yīng)急救援能力，搜救指揮中心只需組織少量船舶對(duì)落水人員進(jìn)行直線(xiàn)式搜救,改變傳統(tǒng)的“船海搜救戰(zhàn)術(shù)”大海撈針的拉網(wǎng)式搜救模式,減少不必要的搜救力量和搜救資源的參與,降低了應(yīng)急救援成本，后期還可將北斗定位運(yùn)用于船舶油耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，降低船舶油耗成本[1]。

4.2 應(yīng)急管理方面

4.2.1 應(yīng)急值守管理

實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)安全事故的信息接收、屏幕顯示、跟蹤反饋、專(zhuān)家視頻會(huì)商、圖像傳輸控制、電子地圖GIS 管理和情況綜合等應(yīng)急值守業(yè)務(wù)管理。利用本地區(qū)、本部門(mén)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，掌握重大危險(xiǎn)源空間分布和運(yùn)行狀況信息，進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，分析風(fēng)險(xiǎn)隱患，對(duì)可能發(fā)生的事故進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)警。

4.2.2 應(yīng)急救援決策

生產(chǎn)安全事故發(fā)生后，通過(guò)匯總分析相關(guān)部門(mén)的預(yù)測(cè)結(jié)果，結(jié)合事故進(jìn)展情況，對(duì)事故影響范圍、影響方式、持續(xù)時(shí)間和危害程度等進(jìn)行綜合研判。在應(yīng)急救援決策和行動(dòng)中，能夠針對(duì)當(dāng)前災(zāi)情，采集相應(yīng)的資源數(shù)據(jù)、地理信息、歷史處置方案，通過(guò)調(diào)用專(zhuān)家知識(shí)庫(kù)，對(duì)信息綜合集成、分析、處理及評(píng)估，研究制定相應(yīng)技術(shù)方案和措施，對(duì)救援過(guò)程中遇到的技術(shù)難題提出解決方案，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急救援的科學(xué)性和準(zhǔn)確性。

4.2.3 應(yīng)急救援培訓(xùn)與演練

項(xiàng)目使用北斗應(yīng)急救援系統(tǒng)，開(kāi)展事故模擬和應(yīng)急預(yù)案模擬演練；合理組織應(yīng)急資源的調(diào)派（包括人力和設(shè)備等）；協(xié)調(diào)各應(yīng)急部門(mén)、機(jī)構(gòu)、人員之間的關(guān)系；提高全員應(yīng)急意識(shí)；提高救援人員的救援能力；明確救援人員各自的崗位和職責(zé)；提高各預(yù)案之間的協(xié)調(diào)性和整體應(yīng)急反應(yīng)能力。

5 結(jié)語(yǔ)

北斗定位系統(tǒng)不僅可在海上、水上作業(yè)的應(yīng)急管理工作中廣泛推廣應(yīng)用，后期還能應(yīng)用在施工車(chē)輛和船舶監(jiān)控管理系統(tǒng)。通過(guò)安裝車(chē)（船）載北斗終端，可實(shí)時(shí)獲取監(jiān)控車(chē)輛和船舶的地理位置、運(yùn)行方向、運(yùn)行速度等各種狀態(tài)信息，從而對(duì)監(jiān)控對(duì)象進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、調(diào)度、發(fā)布服務(wù)信息、受理各種類(lèi)型的報(bào)警信息等。