摘要：由于特殊的作業(yè)方式和環(huán)境條件，塔機(jī)作業(yè)過(guò)程中存在著多種風(fēng)險(xiǎn)因素，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致相關(guān)安全事故的發(fā)生。針對(duì)于此，提出一種塔機(jī)作業(yè)中的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和智能避險(xiǎn)策略。通過(guò)實(shí)時(shí)感知塔機(jī)的結(jié)構(gòu)安全信息，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的異常狀況，從而建立科學(xué)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系。分析影響因素及其相互作用，確定風(fēng)險(xiǎn)耦合值，全面了解塔機(jī)作業(yè)中各種風(fēng)險(xiǎn)的相互影響，以便進(jìn)行定性和定量評(píng)估。結(jié)合評(píng)估結(jié)果，制定有效的智能避險(xiǎn)策略。工程應(yīng)用結(jié)果表明，通過(guò)實(shí)施上述方法可以有效評(píng)估塔機(jī)作業(yè)中的風(fēng)險(xiǎn)，從而達(dá)到降低作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)度的目的。

關(guān)鍵詞：塔機(jī)作業(yè)；風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估；智能避險(xiǎn)；避險(xiǎn)策略

0" "引言

塔機(jī)作為現(xiàn)代建筑行業(yè)中不可或缺的大型設(shè)備，能夠在提高施工效率、降低人工成本等方面發(fā)揮了重要作用。然而，塔機(jī)作業(yè)施工過(guò)程中也伴隨著各種風(fēng)險(xiǎn)，如操作失誤、設(shè)備故障、環(huán)境因素等，嚴(yán)重的會(huì)對(duì)工人、現(xiàn)場(chǎng)人員和周邊環(huán)境造成一定的威脅。因此，對(duì)塔機(jī)作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行科學(xué)評(píng)估，并采取有效的避險(xiǎn)策略至關(guān)重要。傳統(tǒng)的塔機(jī)作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法無(wú)法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)塔機(jī)的結(jié)構(gòu)變化，不能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的風(fēng)險(xiǎn)和異常情況，從而無(wú)法及時(shí)采取相應(yīng)的措施，容易導(dǎo)致事故的發(fā)生[1]?；诖?，本文提出了一種基于智能技術(shù)的塔機(jī)作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和避險(xiǎn)策略。

1" "工程概況

在廣東省某大型住宅項(xiàng)目中，塔機(jī)的安全隱患數(shù)量引起項(xiàng)目相關(guān)人員的關(guān)注。為了確保施工安全，對(duì)該項(xiàng)目塔機(jī)隱患進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，并整理出了相應(yīng)的數(shù)據(jù)，具體如圖1所示。

從統(tǒng)計(jì)結(jié)果來(lái)看，塔機(jī)在防護(hù)設(shè)施、結(jié)構(gòu)設(shè)施、起重吊裝、塔機(jī)基礎(chǔ)和安全裝置等方面存在不同程度的問(wèn)題，這些問(wèn)題會(huì)對(duì)塔機(jī)的正常運(yùn)行和施工安全造成潛在威脅?？紤]到豎向運(yùn)輸工作的需求，項(xiàng)目部決定在上部挖掘之前，安裝3臺(tái)塔機(jī)以承擔(dān)全程的豎向運(yùn)輸工作。其中，西、南方向各布置了2部QTZ80型塔機(jī)，這些塔機(jī)主要負(fù)責(zé)主體建筑的豎向搬運(yùn)工作，其臂長(zhǎng)達(dá)到60m，能夠滿足高層建筑的運(yùn)輸需求。另外，場(chǎng)地中部還安裝了一部QTZ80型塔機(jī)。

2" "塔機(jī)作業(yè)中風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和智能避險(xiǎn)策略

2.1" "塔機(jī)結(jié)構(gòu)安全信息實(shí)時(shí)感知

塔機(jī)結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)是確保施工安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[2]。通過(guò)建立完善的塔機(jī)結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)體系，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)塔機(jī)結(jié)構(gòu)的安全評(píng)估和預(yù)警，提高施工安全性，減少事故發(fā)生概率。監(jiān)測(cè)指標(biāo)用于反映塔機(jī)結(jié)構(gòu)的整體性能和安全狀態(tài)，所選擇的監(jiān)測(cè)參數(shù)需具有一定的代表性，能夠反映塔機(jī)結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作狀態(tài)。塔機(jī)結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)體系如圖2所示。

為了實(shí)現(xiàn)這些監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的評(píng)估，需要構(gòu)建相應(yīng)的監(jiān)測(cè)指標(biāo)模型。指標(biāo)模型的變量分為監(jiān)測(cè)變量和屬性變量。監(jiān)測(cè)變量主要表征荷載效應(yīng)，由關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)性能或預(yù)示可能的失效模式的監(jiān)測(cè)參數(shù)組成，監(jiān)測(cè)參數(shù)通過(guò)傳感設(shè)備實(shí)時(shí)感知。而屬性變量則主要表征結(jié)構(gòu)抗力，需依據(jù)塔機(jī)設(shè)計(jì)使用要求和設(shè)備巡檢結(jié)果確定。

2.2" "建立塔機(jī)作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系

通過(guò)對(duì)塔機(jī)事故的統(tǒng)計(jì)和深入研究，根據(jù)《塔機(jī)安全評(píng)估規(guī)程》及有關(guān)規(guī)范，對(duì)塔機(jī)常見(jiàn)的各類事故進(jìn)行了歸類。塔機(jī)作業(yè)事故類型統(tǒng)計(jì)如圖3所示。

對(duì)塔機(jī)事故的四大類成因進(jìn)行了深入剖析，將其進(jìn)一步細(xì)化為10種具體的危險(xiǎn)事件及其后果，具體如表1所示。

通過(guò)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)因子和風(fēng)險(xiǎn)事件的深入分析[3]，發(fā)現(xiàn)它們之間存在著復(fù)雜的耦合關(guān)系，如表2所示。

2.3" "確定風(fēng)險(xiǎn)耦合值

2.3.1" "塔機(jī)操作風(fēng)險(xiǎn)狀況分析

在N-K模型中，以N表示塔機(jī)操作風(fēng)險(xiǎn)因素的數(shù)量，各因素可分為n種情況，從而得出塔機(jī)操作風(fēng)險(xiǎn)存在nN種狀態(tài)。

以K來(lái)描述塔機(jī)操作風(fēng)險(xiǎn)因素之間的依存關(guān)系數(shù)。當(dāng)K＜0時(shí)，塔機(jī)的操作風(fēng)險(xiǎn)狀況僅由構(gòu)成塔機(jī)操作風(fēng)險(xiǎn)的各個(gè)因素本身的特性所決定，與其他因素?zé)o關(guān)。當(dāng)K≥0時(shí)，塔機(jī)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)的狀況，既與構(gòu)成其本身屬性相關(guān)，也受構(gòu)成塔機(jī)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)因素之間交互關(guān)系的影響[4]。

2.3.2" "交互信息計(jì)算

針對(duì)塔機(jī)操作風(fēng)險(xiǎn)構(gòu)成因素間的耦合度較高的特點(diǎn)，運(yùn)用信息論中的相互作用信息T對(duì)其進(jìn)行研究。交互信息T是指塔機(jī)操作風(fēng)險(xiǎn)N個(gè)元素之間的耦合程度，將人、機(jī)械、環(huán)境、管理等因素都考慮進(jìn)去。交互信息T可以通過(guò)以下公式來(lái)表達(dá)：

式中：a為狀態(tài)h下由人因素耦合出現(xiàn)的概率，b為狀態(tài)i下的機(jī)械因素耦合出現(xiàn)的概率，c為狀態(tài)j下的環(huán)境因子耦合出現(xiàn)的概率，d為狀態(tài)k下的管理因子耦合出現(xiàn)的概率，Ph...為處于狀態(tài)h下人的概率，P.i..為處于狀態(tài)i下機(jī)械的概率，P..j.為狀態(tài)j下環(huán)境的概率，P...k為狀態(tài)k下管理的概率。

T值越大，意味著4個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素同時(shí)發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)越高，事故發(fā)生的可能性越大。

2.3.3" "耦合值計(jì)算

4種風(fēng)險(xiǎn)因子的耦合性包括雙因素、三因素及四因素的耦合。在塔機(jī)施工過(guò)程中，由于兩個(gè)因素之間的耦合作用，導(dǎo)致6種風(fēng)險(xiǎn)因子的耦合組合。每一種組合都代表了不同風(fēng)險(xiǎn)因素之間的相互作用。

為了準(zhǔn)確評(píng)估這些雙因素耦合的風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)耦合值進(jìn)T行計(jì)算。以人-機(jī)耦合為例，計(jì)算公式為：

同樣地，其他雙因素耦合的組合也可以使用類似的方法來(lái)計(jì)算其耦合值T。在塔機(jī)施工安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中，當(dāng)風(fēng)險(xiǎn)因素間發(fā)生三因素耦合時(shí)，需要考慮更多的相互依賴關(guān)系。三因素耦合代表了3個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素之間的相互作用，存在4種不同的三因素耦合組合，分別是人-機(jī)-環(huán)、人-管-環(huán)、機(jī)-管-環(huán)和環(huán)-管-機(jī)。

為了量化這些三因素耦合的風(fēng)險(xiǎn)，以人-機(jī)-環(huán)耦合為例，計(jì)算耦合值T的公式為：

在塔機(jī)施工中，由于人-機(jī)-環(huán)-管的“四要素耦合”，稱為“四要素耦合”，通過(guò)計(jì)算公式可以得到該耦合形式的耦合值，得到的T值即為塔機(jī)作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估結(jié)果[5]。

2.4" "制定智能避險(xiǎn)策略

智能避險(xiǎn)策略的制定需基于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的結(jié)果，通過(guò)上述對(duì)塔機(jī)作業(yè)中的各類風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行深入分析，識(shí)別并評(píng)估人、機(jī)、環(huán)、管4個(gè)方面的風(fēng)險(xiǎn)因素及其耦合關(guān)系，全面了解塔機(jī)作業(yè)中的安全風(fēng)險(xiǎn)狀況。制定如表3所示的智能避險(xiǎn)策略。

通過(guò)利用先進(jìn)的技術(shù)手段和數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)塔機(jī)作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)警，為操作人員提供及時(shí)有效的避險(xiǎn)指引。同時(shí)，加強(qiáng)操作人員的培訓(xùn)和教育、建立完善的預(yù)警機(jī)制和應(yīng)急預(yù)案，也是實(shí)現(xiàn)智能避險(xiǎn)的關(guān)鍵措施。通過(guò)不斷優(yōu)化和完善智能避險(xiǎn)策略，可以提高塔機(jī)作業(yè)的安全性和效率，降低事故風(fēng)險(xiǎn)。

3" "應(yīng)用效果分析

為了驗(yàn)證本文評(píng)估方法的可行性，將上述方法計(jì)算應(yīng)用到實(shí)例工程中，得到評(píng)估結(jié)果如表4所示。

基于N-K模型計(jì)算結(jié)果可知，事故與人-環(huán)-管之間存在著密切的關(guān)系，而機(jī)械因素的影響很小。這意味著，在施工過(guò)程中，應(yīng)特別關(guān)注人員、環(huán)境和管理的協(xié)同作用，避免因多因素耦合導(dǎo)致的事故。

綜上所述，應(yīng)用本文的塔機(jī)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，可以較為準(zhǔn)確地評(píng)估塔機(jī)作業(yè)中的風(fēng)險(xiǎn)水平和薄弱環(huán)節(jié)，為工程實(shí)踐提供有益的參考和指導(dǎo)。

4" "結(jié)束語(yǔ)

由于特殊的作業(yè)方式和環(huán)境條件，塔機(jī)作業(yè)過(guò)程中存在著多種風(fēng)險(xiǎn)因素，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致相關(guān)安全事故的發(fā)生。傳統(tǒng)的塔機(jī)作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法無(wú)法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)塔機(jī)的結(jié)構(gòu)變化，不能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的風(fēng)險(xiǎn)和異常情況，從而無(wú)法及時(shí)采取相應(yīng)的措施，容易導(dǎo)致事故的發(fā)生。

針對(duì)于此，本文提出一種塔機(jī)作業(yè)中的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和智能避險(xiǎn)策略。工程應(yīng)用結(jié)果表明，通過(guò)實(shí)施上述方法可以有效評(píng)估塔機(jī)作業(yè)中的風(fēng)險(xiǎn)，從而達(dá)到降低作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)度的目的。

參考文獻(xiàn)

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