地铁信息化亮出安全牌

近几年，我国相继批准了20多个城市立项投资，兴建地铁。地铁给人们的生活带来极大便利的同时，也埋藏了不少安全隐忧。杭州、北京等城市的地铁出现的安全事故，使得“安全”再度成为热点词汇，紧紧牵动着地铁建设者的神经。在信息化的趋势下，探索出一条安全生产、安全施工的路径，成为摆在地铁建设者面前的重要课题。

“2011年，让我们相约深圳”，2011年8月，第26届世界大学生运动会将在深圳市举行。为了满足世界大学生运动会期间的运输需求，2007年12月21日，深圳地铁5号线正式开通，计划在2011年6月30日开通试运行。这条由中国中铁股份有限公司承建的地铁线路，西起前海湾，穿越南山、宝安、龙岗、罗湖四区，东至罗湖黄贝岭，设站27座，全线约长40公里，是目前国内最大的地铁BT建设项目，总造价216亿元。

临“危”受命

据深圳地铁5号线相关负责人介绍，此项目工程规模大，是目前国内在建的城市轨道交通工程中一次建设单条线路最长的地铁工程；工期压力大，土建工程从开工到洞通仅有26个月；工法种类多，车站主要以明挖为主，个别车站采用局部盖挖和半盖挖、暗挖，区间采用盾构、暗挖、明挖法和部分高架；施工条件复杂，项目沿线穿越海积平原、冲洪积平原、台地、丘陵地段，部分区段位于填海区。浅埋暗挖区间大跨隧道、立交桥等诸多施工技术难题。项目的协调组织困难，施工配合难度极大。

从人员构成来看，项目领导小组由专家小组、企管部和监理管理部组成，在编人数30余人，他们不仅要管理200多亿元的投资，负责机电设备的安装、运营和调试，更为迫切的是，要确保施工过程的安全。安全责任重于泰山，信息化的手段成为确保安全生产的必然选择。“深圳地铁5号线实施信息化，有别于其他项目的管理工作。主要因为它根本上是基于施工过程中安全风险的防控和防范。”深圳地铁5号线相关负责人介绍说。

2007年，深圳5号线在立项之初就完成了信息化管理咨询工作，2008年元月完成系统的咨询方案设计。

三大系统力保安全

深圳地铁5号线信息化由安全监测与风险管理系统、安全监控子系统和工程项目管理子系统组成。

安全监测与风险管理系统

安全监测与风险管理系统是通过施工安全监测数据、设计资料、地质资料、二维GIS、三维施工仿真及数值分析、施工信息等，实现各类信息在线综合分析、风险评估、预警预报、应急预案和快速反馈。

该系统以监控信息为依据，以管理为主线，依次通过发现问题、排除问题、解决问题、处理应急问题等方面的功能，建立多层次、全方位的施工安全防御体系。

★信息采集功能包括多种数据采集、多途径数据采集、数据有效性判断、数据自动采集和数据存储等。

★监测数据分析功能包括数据过滤、数据模型、数据验证分析、环境监测分析、基坑专业分析、隧道专业分析和管理系统相互之间提供数据接口。

★监测信息预警预报与应急预案涵盖了监测预警标准设定功能、预警、报警功能、报警事务分级处理功能、风险应急预案归档功能、工程资料综合管理功能和自动风险预测和评估功能。领导小组制定了适合深圳地铁工程特征的预报警机制，并设置了黄、橙、红三级预报警警戒值。监控中心主管工程师根据情况及时与施工现场监测、第三方监测核实监测数据，并根据系统建立的黄、橙、红三级预警机制及预报警管理办法对警情进行有效判断，确认预警后即群发短信向深圳地铁集团公司安质部、5号线建设分公司、铁科院监理管理单位、相关监理单位、中铁南方公司、相关施工单位的相关人员。系统供应商根据警情组织人员进行现场踏勘，并联系本地和外地专家通过专家会商系统综合分析该处地质、施工工法及近期监测数据，实现对预报警事件及时有效预报及过程分析控制。

图1 施工安全防御体系

图2 盾构内部数据采集

图3 数据判读流程

★安全风险评估与专家会商有专家风险评估功能、专家会商功能、风险评估信息发布功能、GIS信息发布和风险评估交流平台功能。进行风险评估的专家在业内具有丰富的经验，当出现一些预警的情况，比较高层次的专家会进行会商，做出重大的判断。

图4 预报警显示功能

★风险源识别与资源库管理有风险资源库、应急处理预案和风险信息获取。监测数据分析功能包括二维地理信息功能和三维地理信息功能。在日常工作中，有2家施工监测单位和2家第三方监测单位共4家单位将每天采集到的数据于18时发送到监控平台，再对数据进行综合评估与分析。

图5 专家会商功能

三维地理信息功能比较复杂，在人文采集数据的基础上，领导小组通过对各个工点的情况分析，目前选取太安站、布心站和长龙站3个重要工点地段开展自动化监测手段，获取全过程变形数据，并进行综合分析。选用自动倾斜仪监测房屋的倾斜状况，同时配备无线发射与采集设备。现共布设13组，每组两个倾斜计（水平和垂直基坑两个方向），总计26个倾斜计，分别测两个方向的房屋基础倾斜。测定最早是每10分钟，后来是每1个小时，自动传送到地铁监控平台，一旦有异常就会自动传送到监控平台。

图6 三维地质模型

领导小组相关负责人介绍说：“安全监测与风险管理子系统分别在监控层次、管理层次和指挥层次三个层次上解决轨道交通建设安全问题。”监控层次上，系统可以通过网络及时收集各种工程信息、数据、现场视频等，并进行分析、筛选、判断、预报警等，从而为及时发现工程隐患确保安全提供有力的工具。管理层次上，系统提供了一套完善的安全工作管理流程，明确了各级人员职责，并通过自动通知、自动考核、自动升级等手段形成合理的责任分担体系，使安全管理清晰可控。指挥层次上，系统可以在发生险情时，依托地理信息系统、专家协商系统、移动智能监控系统，整合和调配各种相关资源，保证抢险工作及时、快速、有效、可靠。

安全监控子系统

安全监控子系统的范围包括施工单位、地方建设局、轨道交通建设指挥部等。系统实现了实时监控、图像存储、回放、截图等功能。深圳地铁5号线监控中心安排管理人员24小时值班，通过监控中心及时发现现场的问题，对施工单位的不规范施工行为发出整改通知单，限时要求整改。视频系统每周都会有周报，如果出现的问题没有严重违章，就会有截图附在上面；如果有比较重大的问题，就会及时下发整改要求。

监控中心主管工程师每日组织相关人员客观、及时、准确地对所辖工点安全状况进行客观评估。为了保证体系应用，在5号线招投标管理中着实动了很多脑筋，要求投标单位在中标以后就代为管理监控中心，针对高风险工点定期进行现场风险巡查并跟踪关注，出具《深圳地铁5号线风险源分析报告》、《跟踪分析报告》等。所有管理人员通过平台进行协同办公。

深圳地铁5号线工程安全监控子系统，依据深圳地铁5号线工程各标段地质复杂程度、施工难度、初勘资料及设计资料、地面建筑物与交通状况等综合因素进行监控点部署，确定对5号线沿线11个车站站点和区间应用32路数字视频监控点。系统从2008年9月开始实施建设，到2008年11月底，历时3个月，顺利完成了11个工点32路数字视频监控系统的实施建设，系统正式投入试运行。

图8 安全监控流程图

“如果依靠专业技术或者专业经验，这是有限的；整个系统管理的流程、安全质量部、地铁集团，非险情状态下的监控流程和险情状态下的监控流程明确了处理方法。安全监控管理考核前三名能拿到若干奖金，如果标段的标的为几亿元，拿到第一名可以得到100万元的奖金。由于有奖金配套，施工单位都还是比较积极的。”有关人员介绍说。

工程项目管理子系统

通过系统各参与单位将全线的进度计划、投资计划、安全质量的过程管理、工程资料的填报、流转与审批都纳入到系统中进行管理。不管哪个标段中了标，都要设置信息化的专门负责人员。全线各施工单位、监理单位、中铁南方公司、铁科院监理管理、地铁公司相关部门借助系统的图表和资料等信息开展工程项目日常的管理工作。

据深圳市轨道交通建设指挥部办公室统计，2009年至今深圳全市地铁工程共发生安全事故及险情16起，包括安全险情12起，伤亡事故4起，共死亡7人。截至2010年7月底，安全监测与风险管理系统监控的一期11个工点及新增的7个工点数据异常出现2016次，其中有10次为红色预警。险情虽然出现了不少，但是由于及时发现，及时排除，所以没有出现事故。信息化手段为地铁建设施工增强了一道安全盾牌，创造了深圳地铁5号线无工程事故发生，无工程影响及社会影响较大的塌陷、沉降、倾斜等事故发生的佳话。

随着城市轨道交通建设事业的发展，安全成为一个不得不谈的话题。安全是一种意识，是一种责任，也是一门科学。安全防范与防控，离不开领导的决策支持，离不开每一名员工的辛勤努力，也离不开信息化的辅助支撑。新的环境下，困难是层出不穷的；新的手段中，解决方法也是锐意创新的。地铁信息化建设亮出一张安全牌，也为建筑施工企业照亮了一条安全之路。