机场基建施工安全信息综合评价与管理

徐桢 宋洋(等)

摘 要：文章对民航机场基建施工安全信息的评价与管理做了研究。建立了机场施工的实时安全监控系统，以及“数字机场”综合信息集成系统，在基于施工现场三维仿真建模的基础上，通过收集实时安全信息，监测实时安全状况，找出安全施工面临的主要问题。并利用监测的结果，可以做出当前状态下的施工安全水平评价，从而得到当前施工安全水平，为安全决策提供辅助支持。

关键词：机场基建施工；建模仿真；安全评价；安全管理

1 引言

机场基建施工是一项复杂的系统工程，其内部各组成部分之间相互联系又相互制约，关系错综复杂。随着工程规模日益扩大和结构日趋复杂，并且大部分工程处于不停航施工状态下，这都导致了施工难度不断增加，施工环节增多，施工过程拉长，安全管理难度加大，而且施工阶段又是工程项目得以实施并形成建设产品的重要阶段。因此，加强施工阶段的安全監控与管理显得十分重要。

通过构建实时监控系统，收集实时安全信息，监测实时安全状况，并可以对任一时期的安全状况进行评价，为当前安全水平打分，减少和避免事故、事故征候和不安全事件的发生，并确保施工过程中所有风险源被持续地识别。达到对全施工过程安全状况的动态描述，进而消除危险源的目的。

2 机场基建施工监控综合信息系统

2.1 机场基建施工监控综合信息系统

机场基建施工条件复杂，不同的施工工艺、机械设备配套等的选取都会对施工安全状况产生很大影响，在对其安全水平做出评价时，并制定安全措施与规划时存在很大的难度。通过实时监控，监测施工的每一个过程，充分了解施工工艺、资源配置等施工条件下的实际安全情况，通过对不同条件下施工安全指标进行评价，便可以实现对施工过程中安全的控制。

机场基建施工监控综合信息系统由实时监控系统与“数字施工”综合信息集成系统两部分组成，系统组成结构图，见图1。

2.2 施工安全实时监控系统

机场基建施工这一复杂系统，根据其分解协调原理，将整个系统分解成目标相对单一的子系统，如脚手架系统和作业面系统等。子系统通过施工进度计划实现系统的整合。针对每一个系统中的安全状况分别实施监控。根据机场基建施工系统的具体特点和初始施工组织设计，充分考虑各单体工程的衔接关系及相互制约条件，采用流水施工方式对其施工系统的施工安全隐患进行分析研究。

监控系统包括监测数据整编和监测数据采集接口两部分， 原始数据经监测数据整编系统统一处理格式，然后存储在数据库中，由分析评价子系统调用用于后续分析。同时，通过整编处理的各种原始监测数据和有关文字、图表（含影像、图片）等材料经过审查、考证、编辑，综合整理成系统化、图表化的成果，并可排版[1]。总监控室如图2所示。

2.3 “数字机场”综合信息集成系统

“数字施工”综合信息集成系统是基于施工现场三维虚拟模型，以自动与人工监控信息等为输入，以辅助决策调度方案为输出，形成引导施工安全进行的综合数字信息平台。施工现场三维虚拟模型是进行施工安全信息管理和分析的基础，在建模过程中，地形建模采用不规则三角网模型（TIN）来实现，而地物建模采用NURBS结构和BRep结构相混合的数据结构，施工真实现场及三维建模图如图3、4、5所示。

建立塔吊、脚手架等施工区域的三维可视化模型[2，3]，在关键部位布置安全监测点，根据监测点的性质分别显示，将机场基建施工中监测到的安全动态信息，通过数据库与可视化模型建立连接，从而实现安全检测信息的可视化分析与管理。

3 机场基建安全信息的可视化分析与管理

3.1 施工安全监测海量数据处理

在构建施工三维模型的基础上，实现对在建项目的三维漫游，并在模型上展示现场各监测设备的位置，同时建立监测设备与被监测项目的数据库，从而建立起模型与监测信息的相关性。

在虚拟现实系统软件中将现场模型实现动态交互功能，再利用编程软件开发其他相关功能，例如仪器相关信息查询和监控数据的调用等。同时再将施工监测信息管理与三维模型管理，实现实时监测信息三维可视化分析。

图2 总监控室 图3 施工现场情景

图4 塔吊的运动建模 图5 建筑物的建模

3.2 机场基建施工安全监测分析评价

通过实时监控系统得到的施工安全的实时信息，利用各种安全评价法进行安全评价，即可进一步掌握目前安全情况。

3.2.1 建立评价指标

确定各评价因素的指标是安全综合评价的基础，因此建立一套科学合理的评价指标体系将直接关系到评价工作的准确性。一套能解决问题的评价体系应当充分体现建筑工程安全生产的内涵，涉及到安全施工的各个方面，进而组成一个有层次的系统，专门针对所要解决的问题，并在现实中实际可操作。这就要求构建机场基建施工安全评价指标体系遵循科学性原则、系统性和层次性原则、针对性原则、可操作性原则以及简明性原则。

本文通过对施工事故的广泛调研与统计，在参考相关的文献的基础上，并结合现场专家的意见，最终从人员、机械、环境、管理、材料[5]五个角度分析，构建出机场基建施工安全风险评价指标体系如表1所示。

3.2.2 评价方法的选择

目前大多安全评价都采用层次分析法（AHP）。而AHP理论假设统一层次元素之间仙湖独立，不存在层次间相互影响的情况；且只考虑相邻两层元素之间的影响，不相邻两个层次的任意元素之间不存在支配关系。但是在实际问题中，尤其是像建筑施工项目这样指标众多，相互影响纷繁复杂的情况下，指标体系内部不可能完全是相互独立的递阶层次关系。因此可以采取Saaty教授在AHP基础之上系统地提出了一种非独立递阶层次结构的决策方法-网络分析法（Analytic Network Process）[4]。该方法在考虑各同层元素间相互影响的关系、非同层元素间支配关系的基础上，通过建立ANP网状结构来分析问题。

同时，在基建施工安全评价中，有很多指标无法完全量化。这时即可引入模糊数学来解决这一问题[6]，在评价中加入三角模糊数来对指标体系的权重和指标评语进行确定，即模糊网络分析法（F-ANP），来进行机场基建施工的安全评价。

4 结束语

随着我国民航业的快速发展，机场规模向着更加庞大和复杂的方向发展。从而机场基建施工规模也会变得更加庞大，进而机场基建施工的安全管理带来了新的考验，对基建施工中的安全管理提出了更高层次的要求。本研究基于对施工全过程进行精细化、全天候的实时监控，同时，结合数字化的综合信息集成系统，将施工中的各个部位安全监测的信息，进行动态高效地集成管理和分析，以辅助施工过程的安全进行与管理，提高机场基建施工的安全水平。

参考文献

[1]宋洋，刘永光，李丽.基于系统集成的民航机场安全调度综合信息平台研究[J].中国安全生产科学技术，2012，8（7）：155～159.

[2]宋柯.机场三维障碍物面绘制与障碍物分析[J].空中交通管理，2010，4：42～45.

[3]郭希旺，刘春.机场几何建模方法的研究[J].应用科学，2008，3：77～79.

[4]王莲芬.网络分析法（ANP）的理论与算法[J].系统工程理论与实践，2001，21（3）：44～50.

[5]王燕青，张秀艳.基于模糊层次分析法的民用机场安全风险管理[J].中国安全科学学报，2008，18（6）：116～120.

[6]张乃超.建筑工程施工安全评价体系研究[D].西安：西安理工大学，2010.

作者简介：徐桢（1987，4-），男，研究生，从事民航机场运行安全风险管理研究。