建筑安全預警管理系統(tǒng)構(gòu)建

□文/夏 力

建筑業(yè)是我國國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)之一，它與整個國家經(jīng)濟的發(fā)展、人民生活的改善有著密切的聯(lián)系。但是，在建筑業(yè)快速發(fā)展并發(fā)揮支柱產(chǎn)業(yè)地位作用的同時，安全生產(chǎn)問題也成為一個突出的焦點，它已經(jīng)成為制約我國建筑業(yè)進一步健康發(fā)展的瓶頸。為了保證建筑安全管理的長期化、標準化，在出現(xiàn)安全事故隱患時能夠迅速有效地采取應對措施，提高安全管理水平，因此，建立安全預警管理系統(tǒng)是十分必要的。

一、建筑安全預警管理的概念

建筑安全預警管理，就是根據(jù)建筑企業(yè)日常的安全管理活動的過程與結(jié)果是否滿足安全生產(chǎn)的管理目標和要求，來確定建筑企業(yè)的運行處于“事故狀態(tài)”或“正常狀態(tài)”，并由此做出對策的管理活動。它是對建筑企業(yè)運行進行監(jiān)測和評價，并在事故隱患發(fā)生的情況下，采取既定的組織、管理方法干涉和調(diào)控其運行過程并使之恢復正常狀態(tài)的活動。

二、建筑安全預警管理系統(tǒng)設計思路

根據(jù)系統(tǒng)非優(yōu)理論，“優(yōu)”范疇包括最優(yōu)和優(yōu)，即成功的過程和結(jié)果；“非優(yōu)”范疇包括失敗和可以接受的不好過程和結(jié)果。實際上，任何系統(tǒng)大部分存在于“非優(yōu)”范疇之中，以“非優(yōu)”范疇的角度去分析系統(tǒng)形成非優(yōu)的行為是一種比較適用的思想方法，簡稱“非優(yōu)思想”。利用系統(tǒng)“非優(yōu)思想”來構(gòu)建建筑安全預警管理系統(tǒng)的基本程序是：

1、盡可能全面系統(tǒng)地收集工程項目系統(tǒng)中的非優(yōu)事件、非優(yōu)狀態(tài)發(fā)生和發(fā)展的大部分信息（即建筑施工事故發(fā)生的類型、事故發(fā)生的部位），列出各種非優(yōu)狀態(tài)的分布（利用數(shù)理統(tǒng)計方法統(tǒng)計），建立非優(yōu)信息庫。

2、以系統(tǒng)科學原理為指導，對所收集的信息進行系統(tǒng)的分析與整理，找出導致事故發(fā)生的主、次要因素和內(nèi)、外部條件以及非優(yōu)狀態(tài)的主要特征量，構(gòu)建一個預警的指標體系，并對建筑生產(chǎn)所處的各種安全狀態(tài)的范圍做出科學的定量估計。

3、正確評價當前工程項目的狀態(tài)，并準確地預測各種安全狀態(tài)可能發(fā)展的趨勢，并將趨勢值與各種安全狀態(tài)的范圍（預警準則）進行比較，經(jīng)過計算分析及時發(fā)出警示信息。

4、按照警示信息，決策者應在短時間內(nèi)做出大致的判斷，尋找引起事故可能發(fā)生的原因和根源，實施預控對策，防止事故發(fā)生或減少事故損失或抑制事故進一步惡化。

5、預控對策實施后，對整個工程項目的安全狀況進行動態(tài)的跟蹤監(jiān)控，同時根據(jù)實際情況的變化對預警控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能進行不斷地調(diào)整更新。該系統(tǒng)運行流程如圖1所示。（圖1）

三、建筑安全預警管理系統(tǒng)運行模式

根據(jù)信息論、控制論和決策論的基本原理，本文構(gòu)建了基于數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)融合相結(jié)合的建筑安全預警管理系統(tǒng)運行模式，如圖2所示。（圖2）

圖1 建筑安全預警管理系統(tǒng)的方法流程

由圖2可知，預警的主要依據(jù)是信息，因此首先必須建立一個靈敏的預警信息系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅包括歷史的監(jiān)測數(shù)據(jù)，而且包括項目的及時信息。然后，對建筑安全歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)挖掘分析，建立數(shù)據(jù)融合的模板。在項目的實施過程中，會有很多不安全的因素發(fā)生，通過現(xiàn)場監(jiān)測把這些因素轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)送入預警系統(tǒng)中，然后進行數(shù)據(jù)庫的查詢，若該數(shù)據(jù)的融合結(jié)果已經(jīng)存在，則直接輸出數(shù)據(jù)庫中的結(jié)果；若該數(shù)據(jù)的融合結(jié)果不存在，則先要進行數(shù)據(jù)的融合，然后再輸出融合的結(jié)果。接著，根據(jù)輸出的結(jié)果進行預警分析，預警分析通常要經(jīng)歷四個步驟：監(jiān)測、識別、診斷和評價。最后，根據(jù)預警分析的結(jié)果制定一系列的預控對策。

四、建筑安全預警管理系統(tǒng)指標的建立與評價

為了監(jiān)測建筑工程施工中的安全狀態(tài)，必須通過建立指標體系來進行衡量和評價。根據(jù)事故成因理論，建筑安全事故的成因可以歸結(jié)為四類因素，通常稱為“4M”因素：即人（Men）的不安全行為、物（Machine or Matter）的不安全狀態(tài)、環(huán)境（Medium）的不安全條件和管理（Management）的缺陷。

圖2 建筑安全預警管理系統(tǒng)運行模式

本文在構(gòu)建指標體系時，遵守的是以下原則：

1、科學性。建立建筑安全預警管理系統(tǒng)評價指標體系必須要正確反映客觀實際事物的本質(zhì)，能反映出影響建筑安全事故的主要和次要因素。同時，每一項指標的概念應明確，界限要清楚。

2、系統(tǒng)性。建筑安全預警管理系統(tǒng)評價指標體系是一個全面系統(tǒng)的有機整體，選取時應該從評價對象的各個方面進行分析，使該體系指標盡可能目標一致，相互聯(lián)系，層次分明，反映全面且精煉。

表1 建筑安全預警管理系統(tǒng)指標體系分解表

3、可行性。每一項指標的設置必須有實際的意義，且有足夠的數(shù)據(jù)的支持，便于量化計算，盡量使評價程序和工作簡化，可操作性強。

4、可比性。選取的指標要能夠通過現(xiàn)有的數(shù)據(jù)分析方法進行量化，這樣才能做出橫向和縱向的對比和比較。

5、動態(tài)性。安全事故產(chǎn)生的原因在不同階段具有不同的性質(zhì)，危險因素也始終在變化，所以指標也是動態(tài)變化的，以適應未來的改進需要。

建筑安全預警管理系統(tǒng)指標體系分解如表1所示。（表1）指標體系確定了之后，我們可以采用模糊綜合評判法對一個項目的安全等級進行評判。具體步驟如下：

（1）建立綜合評價指標集。根據(jù)表1，指標體系構(gòu)成的綜合評價指標集U為：U={U1，U2，U3，U4}。其中 ，U1={U11，U12，U13，U14，U15，U16，U17，U18，U19}；U2={U21，U22，U23，U24，U25}；U3={U31，U32，U33，U34，U35，U36，U37，U38，U39}；U4={U41，U42，U43，U44，U45，U46，U47，U48}。

（2）評價指標的權(quán)重分配。確定權(quán)重值的方法可以采用相對重要程度相關等級計算法，這種方法可靠性高且誤差小。A={a1，a2，a3，a4}為U的權(quán)重分配，A1={a11，a12，a13，a14，a15，a16，a17，a18，a19}；A2={a21，a22，a23，a24，a25}；A3={a31，a32，a33，a34，a35，a36，a37，a38，a39}；A4={a41，a42，a43，a44，a45，a46，a47，a48}為 U1，U2，U3，U4的權(quán)重分配。

（3）選擇評價集。根據(jù)項目的安全狀況，可以選取四級評價集，如：V={V1，V2，V3，V4}={好，較好，一般，差}

（4）建立綜合評估矩陣R。請部分專家對各個因素依據(jù)評價集進行投票評價，得到每個Ui的單因素評價矩陣Ri，如：

（5）作矩陣的復合運算得某個對象的綜合評判結(jié)果矩陣Bi，從而得到指標的評價矩陣B，然后對B進行歸一化處理。如：Bi=Ai×Ri（i=1，2，3，4）。

（6）求總目標的評價向量 C，C=A×B。

（7）對總目標評價向量C用最大隸屬度原則選取，得到評價等級。根據(jù)評價等級的結(jié)果，在綜合考慮了非定量信息的情況下，發(fā)出預警信號，做出預警決策。

五、建筑安全預警管理系統(tǒng)信號的設計

根據(jù)項目的不同階段模糊綜合評價法得出的評價值大小，通過類似于一組海洋氣象“風力”信號標志：雙紅色、單紅色、單黃色、單綠色三角旗來發(fā)出預警信號，分別表示項目狀態(tài)處于“危險狀態(tài)”、“逆境狀態(tài)”、“準逆境狀態(tài)”和“順境狀態(tài)”，從而可以得出一個預警信號圖。通過該信號圖，我們可以對工程項目的安全狀況作出評估，同時可以觀察分析信號的變動情況，來判斷未來安全狀況的發(fā)展趨勢。

我們可以先設定每一個信號不同的分數(shù)段（十分制）作為評價標準，如表2所示，當評價的結(jié)果經(jīng)過歸一化處理后落到這個標準的一定范圍內(nèi)時，信號系統(tǒng)就會亮出相應的信號來警示管理人員。當管理人員收到信號后，應及時采取預警對策進行預控。預警對策的方法是首先應對使項目產(chǎn)生逆境的最大權(quán)重因素進行分析，然后依次分析相對次要的因素，采取相應的措施進行預警規(guī)避。（表2）

六、結(jié)論

本文構(gòu)建了建筑工程安全預警管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以對建設項目的安全狀態(tài)進行實時監(jiān)控，并及時反饋給項目預警部，項目安全管理人員根據(jù)預警部的信息采取及時的預控措施，可以有效防止事故的發(fā)生或降低事故發(fā)生的概率。該系統(tǒng)通過計算機編程人員編寫成程序軟件后，可以將建筑業(yè)的很多不確定因素定量化，而且操作簡單，具有一定的實踐意義。

表2 建筑安全預警信號閾值表

[1] 佘廉，胡華夏，王超.企業(yè)預警管理實務[M].石家莊：河北科學技術(shù)出版社，1999.

[2] 佘廉.企業(yè)預警管理論[M].石家莊：河北科學技術(shù)出版社，1999.

[3] 孫波，劉振奎.基于模糊綜合評價法的建筑企業(yè)安全管理[J].中國安全科學學報，2006.

[4] 林成.安全預警管理技術(shù)在建筑施工中的應用[J].施工技術(shù)，2006.

[5] 孟凡榮，趙芳.煤礦安全預警系統(tǒng)體系構(gòu)建[J].微計算機信息，2008.