一種地鐵施工安全風險識別與評價系統(tǒng)及其工作方法技術方案

本發(fā)明專利技術屬于工程風險識別領域，提供一種地鐵施工安全風險識別與評價系統(tǒng)及其工作方法，系統(tǒng)包括有用戶接口模塊、項目新建模塊、風險識別信息庫模塊、風險庫模塊和風險評價知識庫模塊；匹配算法模塊；風險評價模塊。首先接收用戶新建項目信息，提示用戶根據(jù)項目設計文件選擇確定風險識別信息，結合風險庫和匹配算法，生成風險識別清單，識別出待評價項目所有潛在安全風險；然后進行風險評價，生成風險評價清單，利用風險評價計算模型進行風險評價計算，最終得到地鐵項目施工安全風險識別與評價結果。本發(fā)明專利技術用于實現(xiàn)一種在施工之前基于設計文件進行的地鐵施工安全風險識別與評價的預評估技術方案。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術屬于工程風險識別領域，特別涉及一種以工程設計文件為對象的地鐵施工安全風險識別與評價系統(tǒng)及其工作方法。
技術介紹
地鐵施工具有施工難度大、施工環(huán)境條件復雜多變、安全風險高等特點，地鐵施工安全風險是地鐵施工面臨的主要挑戰(zhàn)。在目前的地鐵施工過程中，施工安全管理主要依靠具備豐富實踐經(jīng)驗的工程師，而在我國地鐵建設的高速發(fā)展時期，具備相應素質的技術人員數(shù)量難以滿足實際工程的需求；利用人工進行施工安全管理，與個人的專業(yè)素質、身體狀態(tài)等有著密切的聯(lián)系，施工安全管理質量會相應產(chǎn)生較大的波動。當某些因素發(fā)生較大變化時，即使有經(jīng)驗的工程師也難以保證施工現(xiàn)場不出安全事故。國外針對地鐵施工安全方面的研究主要集中在對已識別出的風險進行評估上，但是對風險識別的科學方法少有文獻進行探討。對于風險事件與風險源的關系沒有進行系統(tǒng)的整理和研究。在應用系統(tǒng)研究方面，國外學者曾在調查表和詳細檢查表的基礎上，利用模糊理論開發(fā)風險評估軟件用于地鐵安全評估；此外也有學者基于無線網(wǎng)絡技術和地理信息系統(tǒng)開發(fā)隧道施工面模擬系統(tǒng)用于施工安全監(jiān)控。這些研究與應用大多關注施工過程中的安全管理，對施工前的安全評估未見涉及。我國地鐵建設開始的時間較晚，因此在地鐵施工風險識別與評價方面的研究歷史不長。我國相關領域的學者在地鐵工程實踐中，總結和學習國內外經(jīng)驗，在地鐵施工安全風險的識別與評估方面做了很多卓有成效的研究與實踐。但在已有的研究成果中，同樣偏重于對施工安全風險的分析與評價，而在風險識別方面則暴露出研究不夠細致，風險源研究比較粗糙，風險源與風險事件之間的關系研究不夠深入的問題。采用定性研究的很多，能夠利用工具進行量化研究的很少。華中科技大學余宏亮博士在地鐵風險推理方面有過深入的分析研究，對于地鐵施工風險源與風險事件之間的關系進行了歸納總結，并開發(fā)了基于工程圖紙的地鐵施工安全風險自動識別系統(tǒng)。該系統(tǒng)在地鐵施工安全風險識別與評價方面做出了有益的探索。但該系統(tǒng)也存在很多不足之處，主要體現(xiàn)在該系統(tǒng)在風險源與風險事件之間建立關聯(lián)時，沒有能夠采取開放式的結構，風險源與風險事件之間的關系的科學性難以根據(jù)實際情況進行調整；風險事件不能在施工現(xiàn)場進行空間定位和施工階段上的時間定位，造成風險事件的識別過于粗糙；風險度評價過于簡略，其風險評估值的準確性難以達到現(xiàn)場施工管理的要求。因此，該系統(tǒng)更大的意義在于理論研究，應用于實際還存在很多不足，需要進行大幅度改進和開發(fā)。從上述研究可以看出地鐵施工安全風險識別和評價已有較多研究成果和應用案例，而能夠直接針對施工應用的地鐵施工安全風險識別與評價方法與相應的系統(tǒng)開發(fā)尚未取得實質性突破。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術的目的就是針對上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種在施工前，以工程設計文 件為對象的地鐵施工安全風險識別與評價系統(tǒng)及其工作方法，專用于實現(xiàn)一種基于工程設 計文件的地鐵施工安全預評估的技術方案。本專利技術所述的一種地鐵施工安全風險識別與評價系統(tǒng)，包括用戶接口模塊、項目 新建模塊、風險識別信息庫模塊、風險庫模塊、風險評價知識庫模塊、匹配算法模塊和風險 評價模塊。用戶接口模塊，用于實現(xiàn)用戶交互其一建立待評價項目，對項目進行單位工程層 面的劃分；其二輸入待評價項目施工安全風險識別所需的關鍵信息，以便進行安全風險識 別；其三輸入部分致險因素取值；其四將評價結果反饋給用戶。項目新建模塊，用來新建項目信息，為風險識別建立識別對象，按照建設項目、單 項工程、單位工程依次建立待評價項目的結構層次，以便在風險識別信息庫中以單位工程 為對象進行風險識別信息的確定。 風險識別信息庫模塊，基于地鐵施工特點，以風險識別為目的，對地鐵單位工程和 各關鍵工法信息建立關聯(lián)并結構化存儲。為了進行安全風險的識別工作，需要構建安全風險識別信息庫和風險庫，安全風 險識別信息庫和風險庫是風險識別的核心。地鐵施工產(chǎn)生哪些安全風險，與所采用的主要 工法直接相關。可以說，某項目采用什么工法，就決定了該項目可能發(fā)生的安全風險。地鐵 施工工法具有樹形結構層次的特點。大的工法主要有明挖、暗挖、蓋挖和盾構四種，而地鐵 施工項目在單位工程層面上都具有大工法的單一性特點，即一個單位工程可選擇一種大工 法。因此，安全風險識別信息庫以地鐵單位工程為對象，針對重點施工內容(如圍護結構形 式、支撐體系、降水等)，對可采用的主要工法分類存儲。用戶按照項目實際情況對待評價項 目進行單位工程層面的劃分與新建，選擇每項單位工程所采用的大工法，并繼續(xù)選擇重點 施工內容的工法，即可建立待評估項目的風險識別信息。此風險識別信息與風險庫內的信 息進行匹配元算，即可識別待評估項目所有可能發(fā)生的施工安全風險，形成安全風險識別 清單。本專利技術通過對地鐵單位工程和各工法建立關聯(lián)并結構化存儲，建立安全風險識別信 息庫，通過安全風險識別信息庫的信息與風險庫信息進行匹配運算，實現(xiàn)地鐵施工安全風 險識別功能。風險庫模塊，定義所有地鐵施工安全風險與施工工法的關系，定義各風險在不同 大工法下的風險折算系數(shù)，定義各風險在不同施工階段的風險折算系數(shù)，定義各工程參數(shù) 類的權重，定義各風險的損失等級，定義各風險的預防及處置建議。風險識別信息庫通過匹配運算從風險庫中提取與待評估項目相關聯(lián)的安全風險 形成風險識別清單；風險評價知識庫、風險識別清單與風險庫通過匹配計算形成風險評價 清單。風險評價模塊與風險庫進行匹配運算，從風險庫中提取待評價風險的各施工階段折 算系數(shù)、工程參數(shù)類權重、損失等級和風險預防處置措施進行風險評價計算，以確定風險等 級，形成最后評價結果清單。本專利技術通過建立風險庫，將風險識別與評價的關鍵信息以風險 時間為對象進行結構化存儲，成為地鐵施工安全風險識別與評價的核心。風險評價知識庫模塊，存儲與地鐵施工安全風險有關的工程參數(shù)，定義各工程參 數(shù)所關聯(lián)的風險庫中的安全風險，定義工程參數(shù)的可能取值，定義各取值對應的安全風險信度，風險評價知識庫所包含的信息與風險識別清單通過匹配運算，生成風險評價清單，為安全風險評價計算做準備。通過建立風險評價知識庫，將安全風險與工程參數(shù)建立關聯(lián)，以各工程參數(shù)為對象進行結構化存儲，成為地鐵施工安全風險評價的基礎。匹配算法模塊，定義風險識別信息庫與風險庫的匹配運算；定義安全風險識別清單與風險庫的匹配運算，通過建立匹配運算模塊，實現(xiàn)各數(shù)據(jù)庫模塊之間的數(shù)據(jù)檢索與提取功能，生成安全風險識別清單和安全風險評價清單。風險評價模塊，定義風險評價計算的算法，從而得到最后的安全風險評價結果。計算方法如下某風險平均風險度C (H) =Q1 XLCiEJxW1,其中C (H)為某個安全風險事件發(fā)生的平均度，此平均度是指在沒有考慮施工階段的情況下計算出來的風險度。C (E.)為五個 工程參數(shù)類(水文地質類、施工設計類、施工操作類、氣候類、環(huán)境類)對于該風險的信度，W為各類工程參數(shù)的權重。Q1為工法風險度貢獻系數(shù)，這里的工法值明挖、暗挖、蓋挖和盾構四種大工法對具體風險的風險度貢獻。某風險不同施工階段的風險度Ci(H) = QfC (H)，其中cJh)為某風險不同施工階段的風險度，為某風險某施工階段的風險度折算系數(shù)。其中，j為大于零的實數(shù)，但是一般情況下都在之間，因為一般不大可能一下將風險度擴大2倍以上。由于風險識別清單是依據(jù)單位工程、施工工法和本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種地鐵施工安全風險識別與評價系統(tǒng)，其特征在于：該系統(tǒng)包括用戶接口模塊、項目新建模塊、風險識別信息庫模塊、風險庫模塊、風險評價知識庫模塊、匹配算法模塊和風險評價模塊；用戶接口模塊，用于實現(xiàn)用戶交互；項目新建模塊，用來新建項目信息，為風險識別建立識別對象，按照建設項目、單項工程、單位工程依次建立待評價項目的結構層次，以便在風險識別信息庫中以單位工程為對象進行風險識別信息的確定；風險識別信息庫模塊，基于地鐵施工特點，以風險識別為目的，對地鐵單位工程和各關鍵工法信息建立關聯(lián)并結構化存儲；風險庫模塊，定義所有地鐵施工安全風險與施工工法的關系，定義各風險在不同大工法下的風險折算系數(shù)，定義各風險在不同施工階段的風險折算系數(shù)，定義各工程參數(shù)類的權重，定義各風險的損失等級，定義各風險的預防及處置建議；風險評價知識庫模塊，存儲與地鐵施工安全風險有關的工程參數(shù)，定義各工程參數(shù)所關聯(lián)的風險庫中的安全風險，定義工程參數(shù)的可能取值，定義各取值對應的安全風險信度；匹配算法模塊，實現(xiàn)各數(shù)據(jù)庫模塊之間的數(shù)據(jù)檢索與提取功能，生成風險識別清單和風險評價清單；風險評價模塊，定義風險評價計算的算法，從而得到最后的安全風險評價結果。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：丁烈云，駱漢賓，宮培松，魏然，
申請(專利權)人：華中科技大學，
類型：發(fā)明
國別省市：