機場基建施工安全信息綜合評價與管理

徐楨 宋洋(等)

摘 要：文章對民航機場基建施工安全信息的評價與管理做了研究。建立了機場施工的實時安全監控系統，以及“數字機場”綜合信息集成系統，在基于施工現場三維仿真建模的基礎上，通過收集實時安全信息，監測實時安全狀況，找出安全施工面臨的主要問題。并利用監測的結果，可以做出當前狀態下的施工安全水平評價，從而得到當前施工安全水平，為安全決策提供輔助支持。

關鍵詞：機場基建施工；建模仿真；安全評價；安全管理

1 引言

機場基建施工是一項復雜的系統工程，其內部各組成部分之間相互聯系又相互制約，關系錯綜復雜。隨著工程規模日益擴大和結構日趨復雜，并且大部分工程處于不停航施工狀態下，這都導致了施工難度不斷增加，施工環節增多，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目得以實施并形成建設產品的重要階段。因此，加強施工階段的安全監控與管理顯得十分重要。

通過構建實時監控系統，收集實時安全信息，監測實時安全狀況，并可以對任一時期的安全狀況進行評價，為當前安全水平打分，減少和避免事故、事故征候和不安全事件的發生，并確保施工過程中所有風險源被持續地識別。達到對全施工過程安全狀況的動態描述，進而消除危險源的目的。

2 機場基建施工監控綜合信息系統

2.1 機場基建施工監控綜合信息系統

機場基建施工條件復雜，不同的施工工藝、機械設備配套等的選取都會對施工安全狀況產生很大影響，在對其安全水平做出評價時，并制定安全措施與規劃時存在很大的難度。通過實時監控，監測施工的每一個過程，充分了解施工工藝、資源配置等施工條件下的實際安全情況，通過對不同條件下施工安全指標進行評價，便可以實現對施工過程中安全的控制。

機場基建施工監控綜合信息系統由實時監控系統與“數字施工”綜合信息集成系統兩部分組成，系統組成結構圖，見圖1。

2.2 施工安全實時監控系統

機場基建施工這一復雜系統，根據其分解協調原理，將整個系統分解成目標相對單一的子系統，如腳手架系統和作業面系統等。子系統通過施工進度計劃實現系統的整合。針對每一個系統中的安全狀況分別實施監控。根據機場基建施工系統的具體特點和初始施工組織設計，充分考慮各單體工程的銜接關系及相互制約條件，采用流水施工方式對其施工系統的施工安全隱患進行分析研究。

監控系統包括監測數據整編和監測數據采集接口兩部分， 原始數據經監測數據整編系統統一處理格式，然后存儲在數據庫中，由分析評價子系統調用用于后續分析。同時，通過整編處理的各種原始監測數據和有關文字、圖表（含影像、圖片）等材料經過審查、考證、編輯，綜合整理成系統化、圖表化的成果，并可排版[1]。總監控室如圖2所示。

2.3 “數字機場”綜合信息集成系統

“數字施工”綜合信息集成系統是基于施工現場三維虛擬模型，以自動與人工監控信息等為輸入，以輔助決策調度方案為輸出，形成引導施工安全進行的綜合數字信息平臺。施工現場三維虛擬模型是進行施工安全信息管理和分析的基礎，在建模過程中，地形建模采用不規則三角網模型（TIN）來實現，而地物建模采用NURBS結構和BRep結構相混合的數據結構，施工真實現場及三維建模圖如圖3、4、5所示。

建立塔吊、腳手架等施工區域的三維可視化模型[2，3]，在關鍵部位布置安全監測點，根據監測點的性質分別顯示，將機場基建施工中監測到的安全動態信息，通過數據庫與可視化模型建立連接，從而實現安全檢測信息的可視化分析與管理。

3 機場基建安全信息的可視化分析與管理

3.1 施工安全監測海量數據處理

在構建施工三維模型的基礎上，實現對在建項目的三維漫游，并在模型上展示現場各監測設備的位置，同時建立監測設備與被監測項目的數據庫，從而建立起模型與監測信息的相關性。

在虛擬現實系統軟件中將現場模型實現動態交互功能，再利用編程軟件開發其他相關功能，例如儀器相關信息查詢和監控數據的調用等。同時再將施工監測信息管理與三維模型管理，實現實時監測信息三維可視化分析。

圖2 總監控室 圖3 施工現場情景

圖4 塔吊的運動建模 圖5 建筑物的建模

3.2 機場基建施工安全監測分析評價

通過實時監控系統得到的施工安全的實時信息，利用各種安全評價法進行安全評價，即可進一步掌握目前安全情況。

3.2.1 建立評價指標

確定各評價因素的指標是安全綜合評價的基礎，因此建立一套科學合理的評價指標體系將直接關系到評價工作的準確性。一套能解決問題的評價體系應當充分體現建筑工程安全生產的內涵，涉及到安全施工的各個方面，進而組成一個有層次的系統，專門針對所要解決的問題，并在現實中實際可操作。這就要求構建機場基建施工安全評價指標體系遵循科學性原則、系統性和層次性原則、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研與統計，在參考相關的文獻的基礎上，并結合現場專家的意見，最終從人員、機械、環境、管理、材料[5]五個角度分析，構建出機場基建施工安全風險評價指標體系如表1所示。

3.2.2 評價方法的選擇

目前大多安全評價都采用層次分析法（AHP）。而AHP理論假設統一層次元素之間仙湖獨立，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，不相鄰兩個層次的任意元素之間不存在支配關系。但是在實際問題中，尤其是像建筑施工項目這樣指標眾多，相互影響紛繁復雜的情況下，指標體系內部不可能完全是相互獨立的遞階層次關系。因此可以采取Saaty教授在AHP基礎之上系統地提出了一種非獨立遞階層次結構的決策方法-網絡分析法（Analytic Network Process）[4]。該方法在考慮各同層元素間相互影響的關系、非同層元素間支配關系的基礎上，通過建立ANP網狀結構來分析問題。

同時，在基建施工安全評價中，有很多指標無法完全量化。這時即可引入模糊數學來解決這一問題[6]，在評價中加入三角模糊數來對指標體系的權重和指標評語進行確定，即模糊網絡分析法（F-ANP），來進行機場基建施工的安全評價。

4 結束語

隨著我國民航業的快速發展，機場規模向著更加龐大和復雜的方向發展。從而機場基建施工規模也會變得更加龐大，進而機場基建施工的安全管理帶來了新的考驗，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行精細化、全天候的實時監控，同時，結合數字化的綜合信息集成系統，將施工中的各個部位安全監測的信息，進行動態高效地集成管理和分析，以輔助施工過程的安全進行與管理，提高機場基建施工的安全水平。

參考文獻

[1]宋洋，劉永光，李麗.基于系統集成的民航機場安全調度綜合信息平臺研究[J].中國安全生產科學技術，2012，8（7）：155～159.

[2]宋柯.機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.機場幾何建模方法的研究[J].應用科學，2008，3：77～79.

[4]王蓮芬.網絡分析法（ANP）的理論與算法[J].系統工程理論與實踐，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場安全風險管理[J].中國安全科學學報，2008，18（6）：116～120.

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

作者簡介：徐楨（1987，4-），男，研究生，從事民航機場運行安全風險管理研究。