數(shù)字化施工企業(yè)安全管理措施探究

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【摘要】隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)逐步走向高技術(shù)、低影響的建設(shè)模式。國家高度重視城市基礎(chǔ)設(shè)施特別是市政工程建設(shè)的安全生產(chǎn)工作，由于市政工程涉及道路、橋梁、隧道、軌道等眾多板塊，相較于房建工程的安全施工管理，不具有標(biāo)準(zhǔn)化，且市政工程呈現(xiàn)施工環(huán)境差、作業(yè)強(qiáng)度高、交叉作業(yè)多等特點(diǎn)，極易產(chǎn)生安全事故。安全事故的發(fā)生，涉及各種風(fēng)險(xiǎn)因素的共同作用，因此，安全管理需要全面、綜合的把控各種可能存在的風(fēng)險(xiǎn)，極大避免安全事故的發(fā)生。本文通過對(duì)施工企業(yè)安全生產(chǎn)管理的重要性、施工安全管理的現(xiàn)狀分析、數(shù)字化如何助力施工安全管理等方面研究數(shù)字化對(duì)施工企業(yè)安全管理的改進(jìn)。

【關(guān)鍵詞】數(shù)字化；施工企業(yè)；安全管理

城市化進(jìn)程在近三十年內(nèi)發(fā)展迅速，早在80年代城市化更多的是道路和房建，一座高架一座高樓足以成為城市的標(biāo)志；如今城市化不僅僅指道路、房建的發(fā)展，隨著工業(yè)技術(shù)、建造技術(shù)、新材料、5G、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等新型科技的快速興起，房建及市政工程建設(shè)被新型技術(shù)賦能升級(jí)，才得以滿足人們更多的生活需求。然而，在建設(shè)施工中安全管理的數(shù)字化步伐緩慢，我們?nèi)绾稳婵偨Y(jié)安全管理的難點(diǎn)痛點(diǎn)、如何利用眾多安全管理數(shù)據(jù)、如何利用現(xiàn)代數(shù)字化技術(shù)提升安全管理水平。本文從以上幾點(diǎn)，淺要分析數(shù)字化在施工安全管理中的作用及決策、控制安全管理。

1施工企業(yè)安全生產(chǎn)管理的重要性

作為施工企業(yè)特別是隧道、橋梁等高危施工項(xiàng)目，安全第一一直是施工項(xiàng)目的第一原則；但由于施工的復(fù)雜性和系統(tǒng)性，涉及人為因素、機(jī)械設(shè)備、材料人員、電氣裝備、地理環(huán)境、氣候環(huán)境等等因素，導(dǎo)致我國施工領(lǐng)域安全問題頻出，對(duì)建設(shè)項(xiàng)目的管理造成巨大的影響和阻礙。如何將龐大的項(xiàng)目中眾多影響因素統(tǒng)籌考慮，來不得半點(diǎn)疏忽，單靠人力是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的；我們需要應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)提高安全施工的質(zhì)量和效率。

1.1國家安全生產(chǎn)管理

在2020年4月10日，中共中央總書記、國家主席就安全生產(chǎn)作出過重要指示。強(qiáng)調(diào)，生命重于泰山。各級(jí)黨委和政府務(wù)必把安全生產(chǎn)擺到重要位置，絕不能只重發(fā)展不顧安全，更不能搞官僚主義和形式主義。必須要針對(duì)安全生產(chǎn)事故的突出問題和主要特點(diǎn)，強(qiáng)化風(fēng)險(xiǎn)過程防控，同時(shí)狠抓各層級(jí)的整改落實(shí)，從根本上消除事故隱患，有效遏制重特大事故發(fā)生。安全生產(chǎn)、安全施工是發(fā)展不可逾越的紅線，中央人民政府、國務(wù)院安全生產(chǎn)委員會(huì)、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部等每年都會(huì)對(duì)安全生產(chǎn)做出相關(guān)政策法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，并統(tǒng)計(jì)每年全國各省市的安全生產(chǎn)事故并信息公開。國家政策嚴(yán)格把控生產(chǎn)安全，穩(wěn)步推進(jìn)國家發(fā)展。

1.2安全事故統(tǒng)計(jì)分析

隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式的演變，城鄉(xiāng)建設(shè)的建筑數(shù)量和規(guī)模也隨之增大。近幾年來建筑業(yè)生產(chǎn)總值持續(xù)攀升，已成為我國國民經(jīng)濟(jì)的支柱性產(chǎn)業(yè)。然而，建筑安全事故卻成為限制建筑行業(yè)更快更穩(wěn)發(fā)展的重要障礙。自2009年起，建筑行業(yè)事故起數(shù)已超過煤礦，成為工礦商貿(mào)事故最多的行業(yè)，其主要事故類型有：高空墜落、土方基坑坍塌、物體打擊、施工機(jī)械傷害、起重機(jī)械傷害、車輛傷害、中毒和窒息、火災(zāi)和爆炸等類型事故。建筑安全事故一旦發(fā)生勢(shì)必導(dǎo)致停工整頓、安全調(diào)查、名譽(yù)受損等等問題。據(jù)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部公布的數(shù)據(jù)，在2009年到2019年十年間，共計(jì)發(fā)生6656起安全事故，總死亡人數(shù)高達(dá)8040人，平均每天發(fā)生1.8起安全事故并死亡2.2人。在2015年到2019年間事故起數(shù)及事故死亡人數(shù)呈明顯增長趨勢(shì)。建筑安全事故的發(fā)生具有偶然性、隨機(jī)性、不確定等特征，使得建筑業(yè)事故率遠(yuǎn)高于其他行業(yè)。因此，探討建筑行業(yè)安全事故的起因，利用大數(shù)據(jù)分析事故的發(fā)生概率，對(duì)開展建筑活動(dòng)的施工管理預(yù)防事故的發(fā)生具有重大意義。

2施工安全管理的現(xiàn)狀分析

2.1建筑施工場(chǎng)地環(huán)境復(fù)雜

施工企業(yè)特別是綜合性施工企業(yè)，施工范圍包括房建、道路、橋梁、隧道等民用市政工程。作為市政工程建設(shè)與其他建設(shè)項(xiàng)目的最大區(qū)別在于施工環(huán)境極其復(fù)雜多變，涉及穿山公路跨海隧道高空作業(yè)等極端環(huán)境。露天作業(yè)要時(shí)時(shí)關(guān)注氣候條件，地下空間作業(yè)不僅要關(guān)注水土條件更要關(guān)注周圍土地管道等的影響，技術(shù)要求嚴(yán)格的同時(shí)，管理要做到精細(xì)化、綜合化、責(zé)任化。

2.2安全意識(shí)薄弱和專業(yè)技術(shù)缺乏

在實(shí)際施工中，施工人員是工程施工的最主要參與方，對(duì)工程質(zhì)量、建設(shè)安全起到?jīng)Q定性的作用。隨著社會(huì)勞動(dòng)人口的變化，老年人口比重逐漸上升，年輕人大多不愿從事施工一線的實(shí)際勞動(dòng)工作，同時(shí)施工企業(yè)一般無法高價(jià)聘用文化程度較高的年輕勞動(dòng)者，只能選用勞動(dòng)成本低廉的農(nóng)民工，這些人中很少有對(duì)市政工程的安全有深刻的認(rèn)識(shí)；在上崗工作時(shí)沒有經(jīng)過專業(yè)的技術(shù)培訓(xùn)和指導(dǎo)，缺乏足夠的安全防范意識(shí)。

2.3缺乏有效的安全管理制度

對(duì)整個(gè)施工過程而言，安全管理制度不僅僅是約束施工人員行為，更是保證其在施工過程中能夠做好相應(yīng)的安全措施，還能夠?yàn)榘踩芾砣藛T提供行為依據(jù)和準(zhǔn)則，因此健全合理的安全管理制度對(duì)安全施工起著重要的作用?，F(xiàn)階段，安全管理制度存在以下幾個(gè)方面的問題：第一，項(xiàng)目施工安全管理雖有“一把手”負(fù)責(zé)制，但有部分企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)為追求工期和成本，一再壓低施工安全紅線，導(dǎo)致工程施工如履薄冰，存有僥幸心理。第二，安全管理需專業(yè)的人員擔(dān)任，而在施工項(xiàng)目中有很多安全人員是臨時(shí)充當(dāng)，甚至是毫無工程經(jīng)驗(yàn)的人員；原因就是懈怠安全管理，認(rèn)為安全管理很簡單。第三，施工作業(yè)需專業(yè)人員旁站，作業(yè)前需專家審批判定安全等級(jí)，這也是現(xiàn)階段施工安全管理缺少的常見流程。

2.4各應(yīng)用場(chǎng)景缺乏精細(xì)化的安全管理措施

安全管理涉及整個(gè)項(xiàng)目的實(shí)施鏈，從規(guī)劃咨詢、勘察設(shè)計(jì)、采購、施工、運(yùn)維等各個(gè)環(huán)節(jié)；在施工過程中，涉及地域環(huán)境、水文地質(zhì)、人材機(jī)料法環(huán)、管理模式等等細(xì)節(jié)因素。要想對(duì)施工安全做到心中有數(shù)，必須對(duì)整個(gè)項(xiàng)目的各個(gè)環(huán)節(jié)、各個(gè)細(xì)節(jié)都把控到位。而在目前施工管理的項(xiàng)目中，尚未形成復(fù)雜系統(tǒng)的精細(xì)化的施工安全管理指導(dǎo)。

2.5對(duì)人的不安全行為管理力度較弱

根據(jù)施工事故致因理論分析，認(rèn)為人的不安全行為和物的不安全狀態(tài)是導(dǎo)致事故發(fā)生的直接原因，但是物的不安全狀態(tài)需要人時(shí)刻識(shí)別和管控，因此人的不安全行為是施工事故最主要的原因。再深入分析，人的不安全行為是由多種因素造成的，而且復(fù)雜多變。近年來，國內(nèi)外的管理學(xué)學(xué)者和心理學(xué)學(xué)者都從不同角度對(duì)人的不安全行為開展了大量研究。來自河海大學(xué)的居婕等人研究了建筑工人不安全行為影響因子分析及控制措施，他們從影響度和被影響度角度，用矩陣分析方法來識(shí)別每個(gè)影響因素對(duì)建筑施工現(xiàn)場(chǎng)工人不安全行為的影響程度，通過影響度分析、原因度分析、中心度分析判定人的不安全行為的影響程度，同時(shí)也針對(duì)這些個(gè)人因素提出了相應(yīng)的控制措施。來自中國地質(zhì)大學(xué)（北京）工程技術(shù)學(xué)院的劉超等人，基于層次分析法對(duì)電力企業(yè)員工安全素質(zhì)測(cè)評(píng)指標(biāo)體系進(jìn)行相關(guān)研究，研究表明安全素質(zhì)的首要因素是人的安全能力，其次是人對(duì)安全知識(shí)的掌握程度，安全心理素質(zhì)和安全生理素質(zhì)被放在非重要影響因素。除此之外，中國礦業(yè)大學(xué)的殷文韜等人也對(duì)煤礦企業(yè)員工的不安全行為影響因子做分析研究；來自江蘇大學(xué)安全工程系的張艷姿等人對(duì)企業(yè)員工不安全行為影響因素量表做了初步開發(fā)。眾多人為不安全行為的研究說明人的不安全行為是施工安全事故的最主要原因。遺憾的是，由于數(shù)據(jù)采集的困難，目前這些研究尚還停留在初級(jí)階段，對(duì)于實(shí)際工程中人的不安全行為管理缺少實(shí)踐論證。

3數(shù)字化助力施工安全管理

目前，施工企業(yè)的信息化水平還處于較低階段，監(jiān)管體系、數(shù)字化設(shè)備存在很大不足，無法及時(shí)精準(zhǔn)地排除安全隱患，降低安全事故發(fā)生率。在施工企業(yè)中應(yīng)用先進(jìn)的數(shù)字化技術(shù)，如BIM數(shù)字孿生技術(shù)、大數(shù)據(jù)、AIoT等，深度結(jié)合建造施工技術(shù)及管理模式，打造智慧工地，利用環(huán)境傳感器、信息傳感器、視頻偵探器等對(duì)施工信息、人為信息和資源進(jìn)行采集、整合及分析，可有效把控施工現(xiàn)狀，將相關(guān)數(shù)據(jù)傳遞到智慧工地服務(wù)平臺(tái)。相關(guān)監(jiān)管部門可通過手機(jī)、PAD、PC等終端對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全方位監(jiān)督，可及時(shí)有效地進(jìn)行安全施工管理。

3.1數(shù)字孿生技術(shù)

伴隨著我國計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)的迅速發(fā)展，BIM技術(shù)在建筑施工安全管理中得到普遍應(yīng)用，但在市政等工程中BIM技術(shù)的應(yīng)用較少，原因在于建筑工程中具有標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件庫，而對(duì)于市政工程由于構(gòu)件的多樣化，尚未形成市政BIM。但國內(nèi)大型施工項(xiàng)目在業(yè)主要求的情況下，市政BIM技術(shù)也有相關(guān)應(yīng)用，BIM技術(shù)能夠靈活地應(yīng)用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目建設(shè)的模擬化、三維、多維立體化地呈現(xiàn)，可演練整個(gè)施工過程的各個(gè)細(xì)節(jié)和流程。在施工階段用BIM技術(shù)搭建的信息平臺(tái)，可用于施工項(xiàng)目的安全管理。BIM技術(shù)信息平臺(tái)的系統(tǒng)化可將項(xiàng)目施工過程中的信息實(shí)時(shí)反饋到各個(gè)施工部門及單位，由此達(dá)到各部門間的互檢互查和模擬施工，進(jìn)一步提高整個(gè)施工過程的安全管控的工作效率和精準(zhǔn)度。BIM技術(shù)在施工安全管理中的應(yīng)用可有效提高辨識(shí)危害因素、合理劃分危險(xiǎn)區(qū)域、施工作業(yè)面沖突管理、數(shù)字化安全培訓(xùn)、安全管理虛擬化操作等。

3.2數(shù)字采集設(shè)備

數(shù)字化施工管理設(shè)備作為信息的采集端，遍布施工現(xiàn)場(chǎng)的各個(gè)部位，如：施工人員、塔吊、深基坑、模板工程、支架工程等。安全帽作為施工現(xiàn)場(chǎng)人員的防護(hù)設(shè)備，是每一位進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)的人員必須佩戴的；傳統(tǒng)安全帽較為普通，基本采用一定硬度及減震材料即可，智慧安全帽在傳統(tǒng)安全帽的基礎(chǔ)上集合了無線通信技術(shù)、語音傳輸技術(shù)、BIM技術(shù)、定位技術(shù)、一對(duì)一識(shí)別技術(shù)等。管理人員可通過安全帽掌握施工現(xiàn)場(chǎng)人員的分布情況，并可隨時(shí)調(diào)動(dòng)。根據(jù)施工進(jìn)度情況通過BIM技術(shù)可計(jì)算出施工現(xiàn)場(chǎng)不同級(jí)別的安全隱患區(qū)域，結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)人員的分布，可重點(diǎn)監(jiān)控，防范安全事故發(fā)生；對(duì)于級(jí)別較高的安全隱患區(qū)域，如當(dāng)施工人員處于這樣的危險(xiǎn)區(qū)域，安全帽會(huì)發(fā)出警報(bào)，很大程度上保證了作業(yè)人員的生命安全。在施工現(xiàn)場(chǎng)亦有其他應(yīng)用場(chǎng)景，例如深基坑支護(hù)、模板工程、支架工程中的錨桿傳感器、壓力傳感器、位移傳感器等對(duì)施工中重要分布分項(xiàng)工程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控采集數(shù)據(jù)，有效及時(shí)確認(rèn)安全隱患的作業(yè)。

3.3安全管理監(jiān)管平臺(tái)

安全管理監(jiān)管平臺(tái)是將智能安全帽、塔吊黑匣子、力學(xué)傳感器、視頻監(jiān)控、圖像識(shí)別、人的不安全行為等采集端的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、展示、預(yù)警的平臺(tái)。安全管理監(jiān)管平臺(tái)是多方位、全閉環(huán)安全管理平臺(tái)。（1）建立全方位數(shù)字化監(jiān)管平臺(tái)現(xiàn)在的大多數(shù)施工企業(yè)已基本建立相對(duì)完善的安全管理制度，有些施工單位安全管理制度厚達(dá)上千頁，而對(duì)于工況更加復(fù)雜的工程項(xiàng)目，分部分項(xiàng)工程的施工工序更是有嚴(yán)格的安全監(jiān)管制度，在這類高危施工工序開展前都有安全作業(yè)交底工作。但，如何能夠?qū)⒅贫ǖ墓芾碇贫嚷涞綄?shí)處，讓每一位施工員工都嚴(yán)格按照?qǐng)?zhí)行呢？這是在數(shù)字化轉(zhuǎn)型中必須解決的問題，需要利用圖像識(shí)別、人的行為軌跡識(shí)別等數(shù)據(jù)采集方式為企業(yè)創(chuàng)造更多的監(jiān)管手段，嚴(yán)格把控施工項(xiàng)目的每一位參與人員的違規(guī)行為、嚴(yán)格規(guī)范機(jī)械設(shè)備作業(yè)流程，降低施工事故的發(fā)生幾率。（2）PDCA閉環(huán)迭代監(jiān)管機(jī)制由美國質(zhì)量管理專家休哈特博士提出的PDCA循環(huán)，被戴明采納并普及，所以也稱戴明環(huán)。PDCA通常用于全面質(zhì)量管理，有效保障的質(zhì)量管理的階梯式上升模式。目前，安全管理的模式依然停留在安全交底的模式，沒有計(jì)劃性更沒有檢查、處理的效果，通常是遇到事故才進(jìn)行安全檢查和處理，一般的安全檢查知識(shí)為了應(yīng)付上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)，尚未形成系統(tǒng)性的安全管理模式。將PDCA用于全面施工安全管理，借助數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行周而復(fù)始的迭代，為全面施工安全管理提供有效的管理機(jī)制。（3）安全行為監(jiān)控平臺(tái)傳統(tǒng)的安全管理基本停留在制度管理、人員培訓(xùn)、施工交底的層面，少有安全管理深入到人的行為管理。根據(jù)分析，施工工人的不安全行為影響因素大約有13個(gè)，根據(jù)影響因素對(duì)個(gè)人的影響程度建立影響因素關(guān)系矩陣。據(jù)此，將每個(gè)施工工人的安全行為影響矩陣作為數(shù)字化工人體征。在安全行為監(jiān)控平臺(tái)中，根據(jù)外界環(huán)境等因素，可判斷施工工人的安全施工承受度，進(jìn)而進(jìn)行數(shù)字化人為因素管控。

3.4建立和加強(qiáng)施工建設(shè)人員知識(shí)培訓(xùn)

在國內(nèi)經(jīng)濟(jì)大循環(huán)因素驅(qū)動(dòng)下，施工企業(yè)面臨大量生產(chǎn)任務(wù)，可能會(huì)出現(xiàn)部分分包隊(duì)伍人員在非專業(yè)培訓(xùn)后就進(jìn)場(chǎng)作業(yè)，也有一些人員長期在一線施工，容易忽視現(xiàn)場(chǎng)的安全隱患，違規(guī)操作后造成比較嚴(yán)重的安全事故。建立數(shù)字化施工人員安全知識(shí)培訓(xùn)，并進(jìn)行定期評(píng)價(jià)打分，為每一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員、管理人員繪制安全畫像，有的放矢地監(jiān)管，使得現(xiàn)場(chǎng)安全管理制度能落到實(shí)處；同時(shí)可用VR等形式對(duì)施工工人進(jìn)行定期教育，以身臨其境的方式進(jìn)行培訓(xùn)學(xué)習(xí)，增強(qiáng)人員的安全隱患感知度。

3.5建立施工安全標(biāo)準(zhǔn)化

施工安全標(biāo)準(zhǔn)化是指在一定領(lǐng)域范圍內(nèi)從事施工的最佳秩序，是指導(dǎo)安全施工的最可靠的依據(jù)。施工安全標(biāo)準(zhǔn)化是根據(jù)現(xiàn)代安全施工管理的理論進(jìn)行編制的，是進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)安全管理制度及操作的規(guī)程。同時(shí)，施工安全標(biāo)準(zhǔn)化是企業(yè)數(shù)字化安全管理和考核的有效依據(jù)。

4結(jié)語

在數(shù)字轉(zhuǎn)型下的施工企業(yè)，安全的管理將顛覆以往的管理理念；安全管理將是集成和協(xié)同各個(gè)施工環(huán)節(jié)并及時(shí)做出決策的管理系統(tǒng)，具有全面性、協(xié)同性、針對(duì)性和決策性的管理措施。未來智慧工地、數(shù)字化工人、數(shù)字孿生、監(jiān)控平臺(tái)、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)將極大避免事故的發(fā)生。

作者:袁永 單位:上海隧道工程有限公司