遲宗凱，李明，呂波

（中建二局第二建筑工程有限公司安裝分公司，廣東深圳 518000）

1 引言

隨著經(jīng)濟(jì)和建筑技術(shù)的快速發(fā)展，建筑工程的規(guī)模不斷擴(kuò)大，施工安全問題也越來越受到重視。數(shù)字化技術(shù)在許多領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，許多學(xué)者將其應(yīng)用于施工安全監(jiān)控。葉新豐等[1]總結(jié)了北京軌道交通風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)安全風(fēng)險(xiǎn)管控的實(shí)際需要，結(jié)合數(shù)字化技術(shù)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)設(shè)計(jì)，以提升軌道交通施工安全風(fēng)險(xiǎn)管理的實(shí)時(shí)性。張延年等[2]為提高塔機(jī)施工安全與運(yùn)作效率，建立了塔機(jī)安全施工可視化監(jiān)控系統(tǒng)及使用平臺(tái)，并實(shí)現(xiàn)塔機(jī)基礎(chǔ)監(jiān)測(cè)與吊鉤可視化。智鵬等[3]針對(duì)隧道工程地質(zhì)及環(huán)境條件復(fù)雜、不可預(yù)見安全風(fēng)險(xiǎn)因素多以及施工組織協(xié)調(diào)任務(wù)重等問題，采用數(shù)字信息化技術(shù)實(shí)現(xiàn)隧道工程安全優(yōu)質(zhì)高效施工建設(shè)。

綜上所述，當(dāng)前有關(guān)數(shù)字化監(jiān)控技術(shù)的研究較多，為施工安全管理提出了較多的意見，但許多研究對(duì)于數(shù)字化監(jiān)控技術(shù)在施工過程中的應(yīng)用闡述得還不夠全面。為此，本文在對(duì)施工安全的重要性和施工安全管理問題進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，總結(jié)了數(shù)字化監(jiān)控技術(shù)在施工安全管理中的應(yīng)用。

2 施工安全的重要性

建筑工程施工是一項(xiàng)較為復(fù)雜且具有一定專業(yè)性要求的工作，影響施工安全管理的因素有很多，忽視任何一方面都會(huì)影響工程質(zhì)量、降低施工效率、造成安全隱患。施工安全監(jiān)控是一個(gè)急需攻克的難題，當(dāng)相關(guān)責(zé)任人員進(jìn)行施工安全管理時(shí)，必須要注意整合施工過程中所有方面的問題，避免因疏漏而影響施工作業(yè)的正常開展，甚至引發(fā)施工安全事故。通常情況下，建筑工程施工安全管理中的參與主體包括管理人員、中層人員和基層人員，具體如圖1 所示。

圖1 施工安全管理的參與主體

注重施工安全管理有利于保障施工進(jìn)度和施工人員的人身安全，并有利于企業(yè)樹立良好的形象。在施工進(jìn)度方面，做好安全管理和協(xié)調(diào)工作至關(guān)重要，可以使作業(yè)人員按照施工管理的規(guī)定進(jìn)行各項(xiàng)施工作業(yè)，降低安全事故發(fā)生的概率，從而保證建筑工程按照計(jì)劃順利進(jìn)行。在人身安全方面，部分施工人員缺乏安全意識(shí)，容易對(duì)自身或他人的人身安全造成危害。目前，隨著建筑行業(yè)的飛速發(fā)展，大量非專業(yè)人員涌入，素質(zhì)參差不齊。因此，要想有效減少安全事故，需要企業(yè)和有關(guān)部門協(xié)同合作，加強(qiáng)對(duì)施工人員的安全培訓(xùn)，做好安全管理工作。在企業(yè)形象方面，做好施工安全管理工作有利于企業(yè)樹立良好的形象。若在建筑項(xiàng)目施工過程中出現(xiàn)安全事故，不僅會(huì)損害企業(yè)形象，還會(huì)影響企業(yè)的長(zhǎng)期發(fā)展。因此，需要企業(yè)加強(qiáng)安全管理，并及時(shí)對(duì)施工過程中不符合規(guī)范的行為進(jìn)行調(diào)整。

3 施工安全管理中的問題

目前，部分建筑工程在施工安全管理過程中還面臨著一些挑戰(zhàn)，影響了建筑工程的施工安全和項(xiàng)目進(jìn)度，本文總結(jié)了以下3 個(gè)方面的問題。

3.1 缺乏完善的管理制度和評(píng)價(jià)體系

目前，部分施工單位仍然根據(jù)過往的管理經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行安全管理，沒有形成完整的管理制度，在一定程度上帶來了安全隱患。并且在實(shí)際的施工安全管理過程中，似乎形成了認(rèn)為施工安全管理僅僅是安全管理者工作的“共識(shí)”，各單位之間缺乏協(xié)調(diào)和配合，因此，發(fā)生安全事故時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)追責(zé)困難的情況。

安全檢查評(píng)價(jià)是目前安全監(jiān)察執(zhí)法部門開展安全施工績(jī)效考核的重要手段，大部分建筑施工單位的安全管理也都是采用的這種形式。但是這種評(píng)價(jià)方法是一種被動(dòng)的評(píng)價(jià)方法，存在一定的偶然性，只能反映出檢查時(shí)的安全情況，不能連續(xù)反映工程施工的安全情況。具體而言，在進(jìn)行安全評(píng)價(jià)時(shí)，安全管理人員和現(xiàn)場(chǎng)施工人員通常會(huì)將施工環(huán)境和秩序維持得較好，以確保順利通過安全檢查。然而隨著安全檢查工作的結(jié)束，施工現(xiàn)場(chǎng)又回歸到了平常的狀態(tài)，各種安全問題才真正暴露出來。因此，這種安全評(píng)價(jià)方式存在著形式主義的問題，難以真正判定被檢查的施工單位是否真正滿足施工安全管理的要求。安全檢查管理流程如圖2 所示。

圖2 安全檢查管理流程

3.2 從業(yè)人員缺乏專業(yè)性

在建筑行業(yè)飛速發(fā)展的同時(shí)，建筑工程安全管理中也存在著專業(yè)人才匱乏的問題。施工環(huán)境容易隨著施工作業(yè)的推進(jìn)而發(fā)生變化，復(fù)雜的環(huán)境導(dǎo)致施工安全管理難度增加，非專業(yè)的安全管理人員通常難以精準(zhǔn)地判斷建筑施工過程中存在各種安全隱患，更不能為施工作業(yè)做出正確指導(dǎo)。因此，需要學(xué)校和企業(yè)協(xié)同合作，共同培養(yǎng)出更多專業(yè)的安全管理人員。

3.3 缺少施工安全培訓(xùn)

施工現(xiàn)場(chǎng)的各個(gè)工作人員都具備基本的安全意識(shí)，是確保工程項(xiàng)目安全實(shí)施的重要條件，進(jìn)行施工安全培訓(xùn)是滿足這一條件的有效途徑。目前，施工人員對(duì)施工安全缺乏重視和理解，在一定程度上是因?yàn)椴糠止こ添?xiàng)目的管理者仍存在只關(guān)注項(xiàng)目進(jìn)程而忽視安全意識(shí)宣傳工作的問題，也更容易引發(fā)安全事故。此外，若安全培訓(xùn)工作只停留在表面，而沒有落到實(shí)處，也難以達(dá)到降低事故發(fā)生概率的目的。

4 數(shù)字化監(jiān)控技術(shù)

4.1 施工人員安全監(jiān)控技術(shù)

現(xiàn)場(chǎng)施工人員數(shù)量多、流動(dòng)量大，是施工安全管理的一大難點(diǎn)，針對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)人員的身體健康問題，可依據(jù)疲勞程度對(duì)人員的安全狀態(tài)進(jìn)行分級(jí)管理，并建立安全狀態(tài)識(shí)別模型識(shí)別施工人員的安全狀態(tài)。針對(duì)在危險(xiǎn)施工區(qū)域的工作人員，可采用穿戴式設(shè)備獲取施現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員的身體數(shù)據(jù)，幫助相關(guān)安全管理人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員的身體狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)評(píng)估和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，以在施工人員出現(xiàn)身體健康問題時(shí)能夠及時(shí)進(jìn)行治療。

針對(duì)施工人員的監(jiān)管，管理人員可通過衛(wèi)星定位技術(shù)或便攜式定位裝置等，對(duì)施工人員的位置信息進(jìn)行精準(zhǔn)定位管理，并根據(jù)工程的需要以及人員分布情況對(duì)工作人員進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)配，從而提高工程的效率。在復(fù)雜的施工環(huán)境中實(shí)時(shí)監(jiān)控施工人員的位置，可以采用高精度微波雷達(dá)掌握施工人員的運(yùn)動(dòng)軌跡，并重點(diǎn)關(guān)注危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)施工人員的活動(dòng)情況，當(dāng)監(jiān)測(cè)到危險(xiǎn)區(qū)域附近有人員活動(dòng)時(shí)，及時(shí)進(jìn)行預(yù)警。

4.2 施工環(huán)境安全監(jiān)控技術(shù)

建筑施工的環(huán)境較為復(fù)雜，危險(xiǎn)性較高，加強(qiáng)安全監(jiān)管和有效控制至關(guān)重要?？刹捎镁芏容^高的傳感器，并利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)自動(dòng)采集數(shù)據(jù)、識(shí)別異常數(shù)據(jù)，及時(shí)向現(xiàn)場(chǎng)施工人員進(jìn)行危險(xiǎn)預(yù)警。如隧道類工程項(xiàng)目，可利用光纖傳感器制定隧道縱斷面不均勻沉降變形和橫斷面變形的監(jiān)測(cè)方案，監(jiān)測(cè)隧道施工時(shí)周圍地質(zhì)環(huán)境的變化，保障施工人員的安全。

在施工環(huán)境安全監(jiān)控中，施工現(xiàn)場(chǎng)的氣體檢測(cè)至關(guān)重要。隧道等工程在施工過程中容易受到地質(zhì)條件的影響，產(chǎn)生大量有毒有害氣體和粉塵，嚴(yán)重影響施工人員的身體健康，甚至?xí)霈F(xiàn)爆炸事故。可采用信息化監(jiān)測(cè)空氣系統(tǒng)，在工作盤上布置傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)空氣中的氣體成分，并將分析結(jié)果反饋到控制中心，當(dāng)監(jiān)測(cè)到有害有毒氣體濃度達(dá)到設(shè)定閾值時(shí)，就會(huì)發(fā)出報(bào)警，及時(shí)疏散現(xiàn)場(chǎng)的施工人員，保證施工安全。

施工現(xiàn)場(chǎng)通常會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵，尤其是煤礦施工，如果長(zhǎng)期吸入懸浮在空氣中的固體顆粒，會(huì)對(duì)身體健康造成一定的損害，因此，粉塵監(jiān)控也是施工環(huán)境安全監(jiān)控中不可或缺的環(huán)節(jié)。可在作業(yè)面安裝和配置粉塵監(jiān)控分站，進(jìn)行粉塵數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集。當(dāng)施工場(chǎng)所的粉塵濃度達(dá)到閾值時(shí)，粉塵傳感器會(huì)立刻發(fā)出警報(bào)，同時(shí)分站發(fā)出自動(dòng)開啟灑水降塵裝置的指令，并將報(bào)警信息上傳至地面監(jiān)控中心，提醒管理人員采取應(yīng)對(duì)措施。一般的工程粉塵監(jiān)控系統(tǒng)如圖3 所示。

圖3 工程粉塵監(jiān)控系統(tǒng)

4.3 設(shè)備設(shè)施安全監(jiān)控技術(shù)

建筑施工現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備設(shè)施種類繁多，且運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜多變，需要針對(duì)施工設(shè)備設(shè)施進(jìn)行位置智能監(jiān)測(cè)及安全狀態(tài)控制。針對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備管理，可以在主要設(shè)備上配置無線位置識(shí)別器，并結(jié)合視頻監(jiān)視準(zhǔn)確判斷設(shè)備的位置，實(shí)時(shí)掌控設(shè)備的位置信息和分布情況，引導(dǎo)作業(yè)人員安全操作，從而減少安全事故的發(fā)生。

在建筑施工工程中，整體爬升模架影響著施工安全和施工質(zhì)量，但其操作風(fēng)險(xiǎn)大，亟須對(duì)其安全狀態(tài)進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)控和預(yù)警。針對(duì)模架設(shè)備擱置狀態(tài)的安全狀態(tài)監(jiān)控，可建立模架設(shè)備安全監(jiān)控預(yù)警指標(biāo)體系，借助計(jì)算機(jī)視覺等對(duì)模架設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警。針對(duì)模架設(shè)備爬升狀態(tài)的安全監(jiān)控，可基于模架爬升同步位移與平臺(tái)變形響應(yīng)規(guī)律，實(shí)現(xiàn)模架爬升狀態(tài)下的姿態(tài)定量預(yù)測(cè)和智能控制，并利用智能自傳感反饋控制單元實(shí)現(xiàn)爬升功能部件的智能操控。

垂直運(yùn)輸設(shè)備是運(yùn)輸物資以及施工人員移動(dòng)的重要設(shè)備，但其也是事故多發(fā)地，需要加強(qiáng)安全管理。建立垂直運(yùn)輸設(shè)備安全監(jiān)控方法和程序安全監(jiān)控方法，可保障多工種協(xié)同作業(yè)的安全，使施工質(zhì)量和流程符合規(guī)范要求。可采用層次分析法等對(duì)升降機(jī)設(shè)備進(jìn)行安全狀態(tài)評(píng)估，明確其安全監(jiān)控關(guān)鍵部位和預(yù)警規(guī)則，并利用智能傳感器對(duì)其構(gòu)件的連接狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。還可對(duì)影響塔吊設(shè)施安全性的關(guān)鍵因素進(jìn)行分析，建立安全評(píng)估模型，分析不同工況下的設(shè)備的運(yùn)動(dòng)和受力情況。此外，對(duì)于混凝土泵送設(shè)備，同樣需要對(duì)安全狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，并建立管道磨損模型，分析管道磨損對(duì)泵送的影響。

5 結(jié)語

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)的建筑行業(yè)也得到了極大的發(fā)展，并逐漸成為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)支柱之一。施工安全管理是保障項(xiàng)目順利進(jìn)行和施工安全的重要措施，針對(duì)目前施工過程中的安全問題，本文首先分析了施工安全的重要性，然后，從管理制度、從業(yè)人員和安全培訓(xùn)3 個(gè)方面總結(jié)了目前施工安全管理中存在的問題。最后，總結(jié)了能夠用于施工人員安全監(jiān)控、施工環(huán)境安全健康監(jiān)控和設(shè)備設(shè)施安全監(jiān)控3 個(gè)方面的數(shù)字化監(jiān)控技術(shù)，以幫助建筑企業(yè)和部門加強(qiáng)對(duì)施工安全的管理，保證項(xiàng)目施工的安全進(jìn)行，促進(jìn)建筑行業(yè)的現(xiàn)代化升級(jí)轉(zhuǎn)型。