基于物聯(lián)網(wǎng)感知的工程項目安全管理趨勢分析★

牛天勇 刁 昳

(北方工業(yè)大學土木工程學院，北京 100144)

基于物聯(lián)網(wǎng)感知的工程項目安全管理趨勢分析★

牛天勇 刁 昳

(北方工業(yè)大學土木工程學院，北京 100144)

結(jié)合建筑行業(yè)的特點，分析了國內(nèi)外工程安全管理研究和實踐的現(xiàn)狀，提出了開展物聯(lián)網(wǎng)安全感知研究和實踐的重點工作，指出開發(fā)利用物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)來輔助提升建筑項目中的安全管理工作是有必要的。

工程項目，物聯(lián)網(wǎng)，安全管理，研究

0 引言

隨著我國建筑業(yè)改革的逐步深化，建筑市場秩序日趨規(guī)范，但在招投標制度、造價管理、勞動力市場和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展等方面仍存在諸多問題，使市場競爭愈加激烈，建筑項目成敗的影響也越來越大。安全是影響項目成敗的主要風險因素之一，近些年來建筑工程領(lǐng)域的安全事故及傷亡數(shù)量呈現(xiàn)較為穩(wěn)定的高位變化態(tài)勢，且不隨現(xiàn)有安全監(jiān)管工作的加強而有明顯下降。因此，現(xiàn)有安全管理模式下的安全管理成效已經(jīng)遇到一個瓶頸，亟需突破并保障項目成功實施。建筑項目安全管理涉及人、物和環(huán)境等多個方面，其重點是通過管理和技術(shù)的方法預防安全問題，降低安全風險。本研究結(jié)合建筑行業(yè)的特點，將建筑項目安全管理體系劃分為感知、信息和文化三個維度，深入探討物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等現(xiàn)代信息技術(shù)在建筑項目安全管理中的適用范圍、應用模式和實施路徑，構(gòu)建全員、全過程、全面、高效的安全管理體系，促成本質(zhì)安全。

1 基于物聯(lián)網(wǎng)安全感知的意義

在2013年6月北京市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)委員會公布的《北京建筑業(yè)發(fā)展白皮書(2013)》中明確指出，下一步要著重將信息化技術(shù)科學有效地應用到傳統(tǒng)工藝及管理方式中，快速提升建筑業(yè)生產(chǎn)效率和管理水平；加快編制建筑施工企業(yè)信息化評價標準，完成涵蓋設(shè)計至驗收全過程的統(tǒng)一的信息系統(tǒng)標準體系；積極開發(fā)BIM技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等信息技術(shù)在工程項目設(shè)計、建造及管理中的應用，加快工程圖紙電子檔案管理、項目成果電子交付技術(shù)研發(fā)；推動開展建筑業(yè)信息化示范工程，鼓勵建筑企業(yè)將信息化技術(shù)運用于生產(chǎn)實踐，提升行業(yè)信息化整體水平和生產(chǎn)管理效率。我國打造智慧城市的過程中已經(jīng)樹立了一批物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)軍企業(yè)，形成較為完善的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研發(fā)和應用基礎(chǔ)。當期的工程項目亟需在建筑業(yè)安全管理工作中借助物聯(lián)網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)信息等高新技術(shù)及方法，創(chuàng)新項目安全管理體系。其意義在于利用基于本質(zhì)安全理念改進安全管理模式，使安全管理向可視化、集成化、數(shù)據(jù)化、標準化的預防及保證體系發(fā)展，突破我國當前建筑工程安全管理工作中遇到的效率瓶頸，借助物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)，從主動的、預防的角度來創(chuàng)新安全管理模式，有利于降低事故率和傷亡率，提高建筑項目建造效益。

2 國內(nèi)外工程安全管理研究的對比分析

國外對于建筑安全管理的研究已有很長的歷史，以美國J.Hinze 教授為代表的建筑安全管理專家們從20世紀中期開始對現(xiàn)代建筑安全問題進行了系列的研究，取得了許多具有指導意義的成果。在Hinze的研究中，人對于周邊人員、環(huán)境以及時間的變化較為敏感，同時公司有必要設(shè)置全時的安全經(jīng)理。另外，他從工人雇用期、固定安全員、安全表現(xiàn)、施工場所變換、安全監(jiān)控制度和工具等多個方面發(fā)現(xiàn)了內(nèi)在規(guī)律性。對于安全計劃的作用，有學者認為公司安全計劃的制定會有效降低事故率，同時還認為施工現(xiàn)場不僅要安全員負責培訓其管理的工人，還要增強現(xiàn)場安全員對重大安全問題的發(fā)現(xiàn)和匯報權(quán)力。對于安全控制工作，有學者提出了建筑安全零事故的技術(shù)體系，重點從開工前的安全計劃、安全培訓和教育，安全會議，安全防護措施，安全預警，安全評價等一系列以安全為管理核心的工作來保證建筑安全生產(chǎn)。同樣的角度，有學者認為影響建筑安全最重要的因素可以分為六類：保持有利于安全的工作條件；進行安全培訓和教育；建立積極的安全文化；對分包商的有效控制；對員工保持密切監(jiān)督和管理；合理分配安全責任。隨著高新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，信息化、數(shù)字化的安全管理研究工作也有一定成果。比如利用BIM模型進行自動安全監(jiān)測的方法(Jochen Teizer，2012)；研究地理信息系統(tǒng)在安全計劃中的應用模式(Bansal，2011)；利用結(jié)構(gòu)法的方法進行建筑工程項目危害分析和評價工作，并開發(fā)出CJSA(Construction Job Safety Analysis)方法(Ophir Rozenfeld，2010)；基于RFID的施工現(xiàn)場人員、設(shè)備及環(huán)境安全管理模式優(yōu)化(Agnes Kelm，2013)。在國內(nèi)現(xiàn)有研究中，安全管理工作被作為一項系統(tǒng)工程進行認識和分析。首先是對建筑工程項目危險源管理上提出要變事后處理為事前預防，做好工程項目危險源的辨識和管理工作；其次是提出要在企業(yè)總部和項目部全面展開安全標準化管理工作；再次是從安全文化、安全培訓體系角度來提高組織和個人的安全管理意識及自覺性；隨后的研究是從安全評價的角度提高對項目總體安全狀況的把控；最后還從安全風險和安全成本的角度來探討了安全事故的損失問題。近些年來，結(jié)合現(xiàn)代數(shù)學分析方法進行安全管理的研究工作也取得了一些成果。比如通過進化博弈理論對工程項目安全監(jiān)管問題進行的分析和利用SVM(支持向量機)的方法進行項目安全風險評價方面的研究。從國內(nèi)外建筑工程項目安全管理的研究可以看出，國內(nèi)學者主要是在傳統(tǒng)安全管理的細節(jié)上進行了一些創(chuàng)新和研究，國外學者主要是從行為科學、項目計劃、自動防護等角度展開研究。綜合上述研究成果，以及安全管理技術(shù)的進步和安全管理實踐的深入，未來建筑工程項目安全管理的發(fā)展勢必要向制度化、數(shù)據(jù)化、規(guī)范化和本質(zhì)安全化方面發(fā)展，并且非常有必要利用物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)來實現(xiàn)建筑項目中的主動防護，實現(xiàn)對位置、沖突、隱患、變化等信息的及時掌控，實現(xiàn)有計劃、有依據(jù)、可調(diào)控的安全管理。

3 開展物聯(lián)網(wǎng)安全感知研究和實踐的重點工作

目前，全國大中小型建筑企業(yè)為數(shù)眾多，建筑業(yè)從業(yè)人員達到4 000多萬人，整體建設(shè)規(guī)模和資金投入巨大。與此同時，2013年全國城鄉(xiāng)建設(shè)系統(tǒng)發(fā)生生產(chǎn)安全事故500余起，從業(yè)危險性較為明顯。以北京市為例，北京市2013年有資質(zhì)的施工總承包、專業(yè)承包建筑業(yè)企業(yè)共3 605家，從業(yè)人員近50萬人，完成總產(chǎn)值7 407.1億元，房屋建筑施工面積48 791.3萬m2。盡管北京市安全管理工作較為規(guī)范，但安全事故和傷亡數(shù)量仍較大，僅2014年第一季度，北京市建筑行業(yè)發(fā)生傷亡事故占全市生產(chǎn)安全事故5成以上。由此可見，北京市建筑項目的安全管理形勢非常嚴峻。

我國建筑業(yè)發(fā)展步伐穩(wěn)健，當前的BIM建造、綠色建筑、建筑產(chǎn)業(yè)化等新技術(shù)應用具有良好的市場基礎(chǔ)和技術(shù)平臺。根據(jù)我國建筑業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及建設(shè)項目安全管理工作的特點，開展物聯(lián)網(wǎng)安全感知工作應著重做好以下幾項工作：

1)細化建筑項目安全管理體系的三個維度，構(gòu)建感知、信息、文化這三個維度所覆蓋的內(nèi)容和要點，并研究三個維度的作用和相互關(guān)系問題。創(chuàng)新安全管理體系內(nèi)容，適應建筑業(yè)信息化發(fā)展的趨勢。2)明確建設(shè)項目安全管理過程中物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)的適用類別、使用范圍、實施方式。加強新技術(shù)能否用于建設(shè)項目，能否提高管理水平，能否實現(xiàn)經(jīng)濟效益等方面進行研究，為新技術(shù)科學有效地應用到傳統(tǒng)工藝及管理方式中提供參考。3)圍繞新的安全管理體系，研究基于信息化的建筑企業(yè)安全管理平臺，集成安全管理過程、數(shù)據(jù)、人員、規(guī)范等相關(guān)信息，構(gòu)建多層級安全管理架構(gòu)，促成可視化、數(shù)據(jù)化、集成化的安全管理體系。為我國建筑企業(yè)實施高效的安全管理工作提供平臺支撐和方案設(shè)計，有利于提升行業(yè)信息化整體水平和生產(chǎn)管理效率。4)圍繞新的安全管理體系，研究基于事故規(guī)律和本質(zhì)安全的人員安全問題，重點分析從業(yè)人員的安全保障機制、參與安全管理的機制和安全培訓方法創(chuàng)新。提高從業(yè)人員自我安全管理的意識和水平，改善建筑作業(yè)的軟環(huán)境，輔助解決當前建筑業(yè)從業(yè)人員老齡化、用工成本遞增、后續(xù)勞動力不足的局面。

4 結(jié)語

在我國建筑行業(yè)發(fā)展的進程中，做好安全管理工作是保證企業(yè)盈利和項目成功的重要內(nèi)容。積極利用現(xiàn)代信息技術(shù)的最新發(fā)展成果，開發(fā)利用物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)來輔助提升安全管理的工作是非常有必要的，也是可行的。在發(fā)展的過程中，要積極處理好技術(shù)研發(fā)、技術(shù)推廣和成本分攤等相關(guān)問題，并改進人員培訓體系，使各項工作相互配合，共同促進我國建筑業(yè)安全管理水平的提高。

[1] Peter Reina，Gary J.Tulacz. The Top 225 Global Contractors[J].Engineering News-Record，2012(8)：13-17.

[2] Alessandro Carbonari, Alberto Giretti, Berardo Naticchia. A proactive system for real-time safety management in construction sites[J].Automation in Construction，2011(20)：686-698.

[3] 牛天勇.基于PHA-LEC法的建筑工程項目安全評價問題研究[J].中國安全生產(chǎn)科學技術(shù)，2012(7)：94-98.

[4] 楊俊平，馬 坤.淺析我國建筑施工安全中五大類事故的原因[J].科技風，2011(10)：265-268.

[5] 牛天勇.工程施工現(xiàn)場區(qū)域定位系統(tǒng)研究[J].測繪通報，2014(3)：95-97.

Trendanalysisofprojectsafetymanagementbasedontheinternetofthings★

NIUTian-yongDIAOYi

(SchoolofCivilEngineering,NorthChinaUniversityofTechnology,Beijing100144,China)

Combining with the characteristics of construction industry, this paper analyzed the present situation of domestic and foreign engineering safety management research and practice, put forward the focus work carried out IOT safety perception research and practice, pointed out that development and utilization of IOT perception technology to improve the safety management work of construction project was necessary.

engineering project, IOT, security management, research

1009-6825(2014)33-0246-02

2014-09-15★：北方工業(yè)大學優(yōu)秀青年教師培養(yǎng)計劃“建筑技術(shù)及管理類實踐教學資源開發(fā)與利用”

牛天勇(1980- )，男，博士，講師； 刁昳(1979- )，女，講師

TU714

：A