建筑施工安全风险前兆信息体系构建

焦海霞 （中国船舶集团有限公司第七二四研究所，江苏 南京 211153）

建筑施工作业具有流动性大、地下和高层作业多、施工周期长、劳动强度大等特点，经常会出现坍塌、水害、火灾、机械伤害、物体打击、爆炸、中毒、触电、高处坠落等施工安全事故。建筑施工安全风险的识别对建筑施工安全具有重要意义。前兆信息的研究是识别建筑施工安全风险的有效方法，如何识别建筑施工中的前兆信息显得尤为重要。

本文从前兆信息相关理论研究着手，在系统安全理论的基础上分析了人、设备及材料、环境相关的前兆信息，构建了建筑施工安全风险前兆信息体系。

1 前兆信息的理论研究

1.1 前兆信息的概念

到目前为止关于前兆信息并没有统一的定义，学者在研究的过程中分别从不同的角度以不同的方式对前兆信息进行了定义。部分专家学者对前兆信息定义如表1所示。

除表1 定义之外，一些组织采用了前兆信息的狭义解释，认为前兆信息是超过特定安全底线的事件，在这种情况下，前兆信息可以被定义为一个或多个安全系统的完全失败，或者是两个或多个安全系统的部分失败[5-6]。

前兆信息的定义 表1

1.2 前兆信息的研究意义

事故发生前存在前兆信息，在事故发生前识别出前兆信息,并通过分析事故前兆信息来降低事故发生的不确定性，更重要的是可以通过实时监测前兆信息来衡量安全风险，在事故发生前认识到前兆信息，为避免安全事故、提高安全绩效提供了一种可能性。前兆信息的管理已经广泛用于一些行业，如我们监测前兆信息预测地震，在航空航天、核电、石化、医疗等高风险行业也运用前兆信息管理，因此，将前兆信息的概念引入到建筑施工安全风险研究中具有重要意义。

2 建筑施工安全风险前兆信息分析

2.1 现代系统安全理论

现代系统安全理论是指在系统寿命期间内运用系统安全工程和管理方法，来辨识系统中的危险源，采取相应的控制措施，使系统在规定的性能、时间和成本范围内达到最佳的安全程度[7]。系统中的任何活动都可以归结为由人、机、环境组成的系统，事故由人的不安全因素、物的不安全状态和不良环境造成的，即事故三要素理论。生产系统中，人、机在一定环境下，完成一定的工作任务，相互配合、联系，因此系统的安全不仅仅取决于人的行为，还取决于物的状态[8]。根据统计，人的不安全行为和物的不安全状态导致的事故占总量的88%～90%[9]。因此，预防和避免生产活动中事故的发生要从本质上预防和避免人的不安全行为和物的不安全状态，建立一个安全可靠的人、机、环境生产系统。

建筑施工系统是一个非常复杂的系统，涉及到复杂的人、机（设备及材料）和环境，各方人员、设备及材料在建筑施工这个大环境下需要互相配合、互相联系，因此建筑施工系统的安全取决于人的行为、物的状态和环境影响。因此，本文在系统安全理论的基础上对建筑施工安全事故进行分析。

2.2 建筑施工安全事故原因分析

建筑施工规模大，具有复杂性、不确定性，其安全的影响因素涉及面很广，建筑施工安全事故的前兆信息也错综复杂。在分析建筑施工安全时，现有的学者多使用系统理论的分析方法，把与建筑施工系统安全有关的因素划分为四类：人、机（设备及材料）、环境及管理，并使用系统安全理论，识别出系统中的危险因素。美国科耐尔大学的怀特在20世纪40 年代提出将事故原因归为人、机、环境三大因素，从人、机、环境三个方面调查事故起因，构建预防事故的理想模型。同时管理作为边界，通过管理改变系统行为，从而得到更为安全的系统[10]。

管理是由人发起、组织的，涉及人的不安全行为，并不是孤立存在的。综合学者们的研究，本文从“人-机-环境”的角度分析建筑施工安全事故原因。建筑施工系统中，人、机、环境之间相互联系、相互作用、相辅相成，构成建筑施工安全事故致因体系。

3 基于人-机-环境的建筑施工安全风险前兆信息体系构建

建筑施工安全风险管理系统中，前兆信息的分析是研究建筑施工安全风险的重要前提。基于现代系统安全理论，本文从”人-机-环境”的角度分析建筑施工安全风险前兆信息。图1 表示一个建筑施工安全事故中可能的前兆信息来源。

图1 建筑施工安全事故的前兆信息来源

3.1 基于HFACS人员相关的前兆信息分析

人为因素分析与分类系统（HFACS，Human Factors Analysis and Classification System）[11]是一种调查和分析航空事故中人为因素的方法。HFACS 通过研究描述了四个层次的失效[12]，如图2 所示。其中不安全行为（差错、违规）是显性因素，不安全行为的前提条件、不安全监督和组织影响是隐性因素，HFACS 详细定义了系统中的显性和隐性因素，对于事故的分析具有实用性。

图2 HFACS模型

建筑项目施工系统中，有设计方、施工方、业主方、监理方、政府部门等参与项目的建设。因此，建筑施工中，与人员相关的前兆信息可细分为设计人员、具体操作人员（测量监测队、降水队、桩基队、模板队、钢筋队、混凝土队、机械队、支撑架设队等），监管人员（安全检查队、质量检查队）、建筑项目施工系统管理人员的前兆信息。参照前面人为因素分析和分类系统的分析，与人员相关的前兆信息很多，建筑施工项目人员相关前兆信息分类参见表2。

建筑施工项目人员相关前兆信息 表2

3.2 机（材料/设备）相关的前兆信息分析

3.2.1 设备相关的前兆信息分析

建筑施工阶段用到的设备非常多，建筑施工中一般有勘探设备、开挖设备、打桩设备、运输设备、混凝土设备、泥浆设备、起重设备、吊装设备、测量监控设备等，此外还有供电系统、通风系统、通信系统、给排水系统等。拉夫堡大学的ConCA 建筑业事故原因模型，将导致事故的机械原因分为机械的状态、机械的适用性和机械的可用性[13]。设备方面的前兆信息可以从设备状态、设备适用性、设备可用性、系统能力、系统故障角度来分析，如表3所示。

建筑施工项目设备相关的前兆信息 表3

3.2.2 材料相关的前兆信息分析

建筑施工中主要使用的材料有水泥、石材、钢材、钢结构连接件、外加剂、粉煤灰、砂浆、混凝土、商品混凝土、防水材料、砖及砌块、节能材料及其他材料。拉夫堡大学的ConCA 建筑业事故原因模型，将导致事故的材料原因分为材料的状态、材料的适用性和材料的可用性[13]。从材料的状态、适用性和可用性三个角度分析建筑施工项目材料相关的前兆信息，如表4所示。

建筑施工项目材料相关的前兆信息 表4

3.3 环境相关的前兆信息分析

环境相关的前兆信息分析可以从环境因素的角度入手。本文从自然环境、社会环境、作业环境三个角度分析建筑施工项目环境相关的前兆信息，如表5所示。

建筑施工项目环境相关前兆信息 表5

4 结语

本文首先对前兆信息的概念进行了认识和研究，分析了前兆信息的研究意义，在安全事故发生前有效“拦截”事故前兆信息，将会降低安全事故的发生。在现代系统安全理论的基础上，运用HFACS、ConCA 模型等方法分析了与人员、设备及材料、环境相关的前兆信息，构建了基于“人-机-环境”的建筑施工安全风险前兆信息体系。

本文构建的建筑施工安全风险前兆信息体系可以增加对安全风险的认识，是研究建筑施工安全风险的有效途径，并能够通过实时监测前兆信息来衡量安全风险，避免安全事故。