地鐵信息化亮出安全牌

近幾年，我國相繼批準了20多個城市立項投資，興建地鐵。地鐵給人們的生活帶來極大便利的同時，也埋藏了不少安全隱憂。杭州、北京等城市的地鐵出現的安全事故，使得“安全”再度成為熱點詞匯，緊緊牽動著地鐵建設者的神經。在信息化的趨勢下，探索出一條安全生產、安全施工的路徑，成為擺在地鐵建設者面前的重要課題。

“2011年，讓我們相約深圳”，2011年8月，第26屆世界大學生運動會將在深圳市舉行。為了滿足世界大學生運動會期間的運輸需求，2007年12月21日，深圳地鐵5號線正式開通，計劃在2011年6月30日開通試運行。這條由中國中鐵股份有限公司承建的地鐵線路，西起前海灣，穿越南山、寶安、龍崗、羅湖四區，東至羅湖黃貝嶺，設站27座，全線約長40公里，是目前國內最大的地鐵BT建設項目，總造價216億元。

臨“危”受命

據深圳地鐵5號線相關負責人介紹，此項目工程規模大，是目前國內在建的城市軌道交通工程中一次建設單條線路最長的地鐵工程；工期壓力大，土建工程從開工到洞通僅有26個月；工法種類多，車站主要以明挖為主，個別車站采用局部蓋挖和半蓋挖、暗挖，區間采用盾構、暗挖、明挖法和部分高架；施工條件復雜，項目沿線穿越海積平原、沖洪積平原、臺地、丘陵地段，部分區段位于填海區。淺埋暗挖區間大跨隧道、立交橋等諸多施工技術難題。項目的協調組織困難，施工配合難度極大。

從人員構成來看，項目領導小組由專家小組、企管部和監理管理部組成，在編人數30余人，他們不僅要管理200多億元的投資，負責機電設備的安裝、運營和調試，更為迫切的是，要確保施工過程的安全。安全責任重于泰山，信息化的手段成為確保安全生產的必然選擇。“深圳地鐵5號線實施信息化，有別于其他項目的管理工作。主要因為它根本上是基于施工過程中安全風險的防控和防范。”深圳地鐵5號線相關負責人介紹說。

2007年，深圳5號線在立項之初就完成了信息化管理咨詢工作，2008年元月完成系統的咨詢方案設計。

三大系統力保安全

深圳地鐵5號線信息化由安全監測與風險管理系統、安全監控子系統和工程項目管理子系統組成。

安全監測與風險管理系統

安全監測與風險管理系統是通過施工安全監測數據、設計資料、地質資料、二維GIS、三維施工仿真及數值分析、施工信息等，實現各類信息在線綜合分析、風險評估、預警預報、應急預案和快速反饋。

該系統以監控信息為依據，以管理為主線，依次通過發現問題、排除問題、解決問題、處理應急問題等方面的功能，建立多層次、全方位的施工安全防御體系。

★信息采集功能包括多種數據采集、多途徑數據采集、數據有效性判斷、數據自動采集和數據存儲等。

★監測數據分析功能包括數據過濾、數據模型、數據驗證分析、環境監測分析、基坑專業分析、隧道專業分析和管理系統相互之間提供數據接口。

★監測信息預警預報與應急預案涵蓋了監測預警標準設定功能、預警、報警功能、報警事務分級處理功能、風險應急預案歸檔功能、工程資料綜合管理功能和自動風險預測和評估功能。領導小組制定了適合深圳地鐵工程特征的預報警機制，并設置了黃、橙、紅三級預報警警戒值。監控中心主管工程師根據情況及時與施工現場監測、第三方監測核實監測數據，并根據系統建立的黃、橙、紅三級預警機制及預報警管理辦法對警情進行有效判斷，確認預警后即群發短信向深圳地鐵集團公司安質部、5號線建設分公司、鐵科院監理管理單位、相關監理單位、中鐵南方公司、相關施工單位的相關人員。系統供應商根據警情組織人員進行現場踏勘，并聯系本地和外地專家通過專家會商系統綜合分析該處地質、施工工法及近期監測數據，實現對預報警事件及時有效預報及過程分析控制。

圖1 施工安全防御體系

圖2 盾構內部數據采集

圖3 數據判讀流程

★安全風險評估與專家會商有專家風險評估功能、專家會商功能、風險評估信息發布功能、GIS信息發布和風險評估交流平臺功能。進行風險評估的專家在業內具有豐富的經驗，當出現一些預警的情況，比較高層次的專家會進行會商，做出重大的判斷。

圖4 預報警顯示功能

★風險源識別與資源庫管理有風險資源庫、應急處理預案和風險信息獲取。監測數據分析功能包括二維地理信息功能和三維地理信息功能。在日常工作中，有2家施工監測單位和2家第三方監測單位共4家單位將每天采集到的數據于18時發送到監控平臺，再對數據進行綜合評估與分析。

圖5 專家會商功能

三維地理信息功能比較復雜，在人文采集數據的基礎上，領導小組通過對各個工點的情況分析，目前選取太安站、布心站和長龍站3個重要工點地段開展自動化監測手段，獲取全過程變形數據，并進行綜合分析。選用自動傾斜儀監測房屋的傾斜狀況，同時配備無線發射與采集設備。現共布設13組，每組兩個傾斜計（水平和垂直基坑兩個方向），總計26個傾斜計，分別測兩個方向的房屋基礎傾斜。測定最早是每10分鐘，后來是每1個小時，自動傳送到地鐵監控平臺，一旦有異常就會自動傳送到監控平臺。

圖6 三維地質模型

領導小組相關負責人介紹說：“安全監測與風險管理子系統分別在監控層次、管理層次和指揮層次三個層次上解決軌道交通建設安全問題。”監控層次上，系統可以通過網絡及時收集各種工程信息、數據、現場視頻等，并進行分析、篩選、判斷、預報警等，從而為及時發現工程隱患確保安全提供有力的工具。管理層次上，系統提供了一套完善的安全工作管理流程，明確了各級人員職責，并通過自動通知、自動考核、自動升級等手段形成合理的責任分擔體系，使安全管理清晰可控。指揮層次上，系統可以在發生險情時，依托地理信息系統、專家協商系統、移動智能監控系統，整合和調配各種相關資源，保證搶險工作及時、快速、有效、可靠。

安全監控子系統

安全監控子系統的范圍包括施工單位、地方建設局、軌道交通建設指揮部等。系統實現了實時監控、圖像存儲、回放、截圖等功能。深圳地鐵5號線監控中心安排管理人員24小時值班，通過監控中心及時發現現場的問題，對施工單位的不規范施工行為發出整改通知單，限時要求整改。視頻系統每周都會有周報，如果出現的問題沒有嚴重違章，就會有截圖附在上面；如果有比較重大的問題，就會及時下發整改要求。

監控中心主管工程師每日組織相關人員客觀、及時、準確地對所轄工點安全狀況進行客觀評估。為了保證體系應用，在5號線招投標管理中著實動了很多腦筋，要求投標單位在中標以后就代為管理監控中心，針對高風險工點定期進行現場風險巡查并跟蹤關注，出具《深圳地鐵5號線風險源分析報告》、《跟蹤分析報告》等。所有管理人員通過平臺進行協同辦公。

深圳地鐵5號線工程安全監控子系統，依據深圳地鐵5號線工程各標段地質復雜程度、施工難度、初勘資料及設計資料、地面建筑物與交通狀況等綜合因素進行監控點部署，確定對5號線沿線11個車站站點和區間應用32路數字視頻監控點。系統從2008年9月開始實施建設，到2008年11月底，歷時3個月，順利完成了11個工點32路數字視頻監控系統的實施建設，系統正式投入試運行。

圖8 安全監控流程圖

“如果依靠專業技術或者專業經驗，這是有限的；整個系統管理的流程、安全質量部、地鐵集團，非險情狀態下的監控流程和險情狀態下的監控流程明確了處理方法。安全監控管理考核前三名能拿到若干獎金，如果標段的標的為幾億元，拿到第一名可以得到100萬元的獎金。由于有獎金配套，施工單位都還是比較積極的。”有關人員介紹說。

工程項目管理子系統

通過系統各參與單位將全線的進度計劃、投資計劃、安全質量的過程管理、工程資料的填報、流轉與審批都納入到系統中進行管理。不管哪個標段中了標，都要設置信息化的專門負責人員。全線各施工單位、監理單位、中鐵南方公司、鐵科院監理管理、地鐵公司相關部門借助系統的圖表和資料等信息開展工程項目日常的管理工作。

據深圳市軌道交通建設指揮部辦公室統計，2009年至今深圳全市地鐵工程共發生安全事故及險情16起，包括安全險情12起，傷亡事故4起，共死亡7人。截至2010年7月底，安全監測與風險管理系統監控的一期11個工點及新增的7個工點數據異常出現2016次，其中有10次為紅色預警。險情雖然出現了不少，但是由于及時發現，及時排除，所以沒有出現事故。信息化手段為地鐵建設施工增強了一道安全盾牌，創造了深圳地鐵5號線無工程事故發生，無工程影響及社會影響較大的塌陷、沉降、傾斜等事故發生的佳話。

隨著城市軌道交通建設事業的發展，安全成為一個不得不談的話題。安全是一種意識，是一種責任，也是一門科學。安全防范與防控，離不開領導的決策支持，離不開每一名員工的辛勤努力，也離不開信息化的輔助支撐。新的環境下，困難是層出不窮的；新的手段中，解決方法也是銳意創新的。地鐵信息化建設亮出一張安全牌，也為建筑施工企業照亮了一條安全之路。