塔機作業(yè)中的風(fēng)險評估和智能避險策略

摘要：由于特殊的作業(yè)方式和環(huán)境條件，塔機作業(yè)過程中存在著多種風(fēng)險因素，嚴重的會導(dǎo)致相關(guān)安全事故的發(fā)生。針對于此，提出一種塔機作業(yè)中的風(fēng)險評估和智能避險策略。通過實時感知塔機的結(jié)構(gòu)安全信息，及時發(fā)現(xiàn)潛在的異常狀況，從而建立科學(xué)的風(fēng)險評估指標體系。分析影響因素及其相互作用，確定風(fēng)險耦合值，全面了解塔機作業(yè)中各種風(fēng)險的相互影響，以便進行定性和定量評估。結(jié)合評估結(jié)果，制定有效的智能避險策略。工程應(yīng)用結(jié)果表明，通過實施上述方法可以有效評估塔機作業(yè)中的風(fēng)險，從而達到降低作業(yè)風(fēng)險度的目的。

關(guān)鍵詞：塔機作業(yè)；風(fēng)險評估；智能避險；避險策略

0" "引言

塔機作為現(xiàn)代建筑行業(yè)中不可或缺的大型設(shè)備，能夠在提高施工效率、降低人工成本等方面發(fā)揮了重要作用。然而，塔機作業(yè)施工過程中也伴隨著各種風(fēng)險，如操作失誤、設(shè)備故障、環(huán)境因素等，嚴重的會對工人、現(xiàn)場人員和周邊環(huán)境造成一定的威脅。因此，對塔機作業(yè)的風(fēng)險進行科學(xué)評估，并采取有效的避險策略至關(guān)重要。傳統(tǒng)的塔機作業(yè)風(fēng)險評估方法無法實時監(jiān)測塔機的結(jié)構(gòu)變化，不能夠及時發(fā)現(xiàn)潛在的風(fēng)險和異常情況，從而無法及時采取相應(yīng)的措施，容易導(dǎo)致事故的發(fā)生[1]。基于此，本文提出了一種基于智能技術(shù)的塔機作業(yè)風(fēng)險評估和避險策略。

1" "工程概況

在廣東省某大型住宅項目中，塔機的安全隱患數(shù)量引起項目相關(guān)人員的關(guān)注。為了確保施工安全，對該項目塔機隱患進行了統(tǒng)計分析，并整理出了相應(yīng)的數(shù)據(jù)，具體如圖1所示。

從統(tǒng)計結(jié)果來看，塔機在防護設(shè)施、結(jié)構(gòu)設(shè)施、起重吊裝、塔機基礎(chǔ)和安全裝置等方面存在不同程度的問題，這些問題會對塔機的正常運行和施工安全造成潛在威脅?？紤]到豎向運輸工作的需求，項目部決定在上部挖掘之前，安裝3臺塔機以承擔(dān)全程的豎向運輸工作。其中，西、南方向各布置了2部QTZ80型塔機，這些塔機主要負責(zé)主體建筑的豎向搬運工作，其臂長達到60m，能夠滿足高層建筑的運輸需求。另外，場地中部還安裝了一部QTZ80型塔機。

2" "塔機作業(yè)中風(fēng)險評估和智能避險策略

2.1" "塔機結(jié)構(gòu)安全信息實時感知

塔機結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測是確保施工安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[2]。通過建立完善的塔機結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測體系，可以實現(xiàn)對塔機結(jié)構(gòu)的安全評估和預(yù)警，提高施工安全性，減少事故發(fā)生概率。監(jiān)測指標用于反映塔機結(jié)構(gòu)的整體性能和安全狀態(tài)，所選擇的監(jiān)測參數(shù)需具有一定的代表性，能夠反映塔機結(jié)構(gòu)的實際工作狀態(tài)。塔機結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測體系如圖2所示。

為了實現(xiàn)這些監(jiān)測項目的評估，需要構(gòu)建相應(yīng)的監(jiān)測指標模型。指標模型的變量分為監(jiān)測變量和屬性變量。監(jiān)測變量主要表征荷載效應(yīng)，由關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)性能或預(yù)示可能的失效模式的監(jiān)測參數(shù)組成，監(jiān)測參數(shù)通過傳感設(shè)備實時感知。而屬性變量則主要表征結(jié)構(gòu)抗力，需依據(jù)塔機設(shè)計使用要求和設(shè)備巡檢結(jié)果確定。

2.2" "建立塔機作業(yè)風(fēng)險評估指標體系

通過對塔機事故的統(tǒng)計和深入研究，根據(jù)《塔機安全評估規(guī)程》及有關(guān)規(guī)范，對塔機常見的各類事故進行了歸類。塔機作業(yè)事故類型統(tǒng)計如圖3所示。

對塔機事故的四大類成因進行了深入剖析，將其進一步細化為10種具體的危險事件及其后果，具體如表1所示。

通過對風(fēng)險因子和風(fēng)險事件的深入分析[3]，發(fā)現(xiàn)它們之間存在著復(fù)雜的耦合關(guān)系，如表2所示。

2.3" "確定風(fēng)險耦合值

2.3.1" "塔機操作風(fēng)險狀況分析

在N-K模型中，以N表示塔機操作風(fēng)險因素的數(shù)量，各因素可分為n種情況，從而得出塔機操作風(fēng)險存在nN種狀態(tài)。

以K來描述塔機操作風(fēng)險因素之間的依存關(guān)系數(shù)。當(dāng)K＜0時，塔機的操作風(fēng)險狀況僅由構(gòu)成塔機操作風(fēng)險的各個因素本身的特性所決定，與其他因素?zé)o關(guān)。當(dāng)K≥0時，塔機運行風(fēng)險的狀況，既與構(gòu)成其本身屬性相關(guān)，也受構(gòu)成塔機運行風(fēng)險因素之間交互關(guān)系的影響[4]。

2.3.2" "交互信息計算

針對塔機操作風(fēng)險構(gòu)成因素間的耦合度較高的特點，運用信息論中的相互作用信息T對其進行研究。交互信息T是指塔機操作風(fēng)險N個元素之間的耦合程度，將人、機械、環(huán)境、管理等因素都考慮進去。交互信息T可以通過以下公式來表達：

式中：a為狀態(tài)h下由人因素耦合出現(xiàn)的概率，b為狀態(tài)i下的機械因素耦合出現(xiàn)的概率，c為狀態(tài)j下的環(huán)境因子耦合出現(xiàn)的概率，d為狀態(tài)k下的管理因子耦合出現(xiàn)的概率，Ph...為處于狀態(tài)h下人的概率，P.i..為處于狀態(tài)i下機械的概率，P..j.為狀態(tài)j下環(huán)境的概率，P...k為狀態(tài)k下管理的概率。

T值越大，意味著4個風(fēng)險因素同時發(fā)生的風(fēng)險越高，事故發(fā)生的可能性越大。

2.3.3" "耦合值計算

4種風(fēng)險因子的耦合性包括雙因素、三因素及四因素的耦合。在塔機施工過程中，由于兩個因素之間的耦合作用，導(dǎo)致6種風(fēng)險因子的耦合組合。每一種組合都代表了不同風(fēng)險因素之間的相互作用。

為了準確評估這些雙因素耦合的風(fēng)險，對耦合值進T行計算。以人-機耦合為例，計算公式為：

同樣地，其他雙因素耦合的組合也可以使用類似的方法來計算其耦合值T。在塔機施工安全風(fēng)險評估中，當(dāng)風(fēng)險因素間發(fā)生三因素耦合時，需要考慮更多的相互依賴關(guān)系。三因素耦合代表了3個風(fēng)險因素之間的相互作用，存在4種不同的三因素耦合組合，分別是人-機-環(huán)、人-管-環(huán)、機-管-環(huán)和環(huán)-管-機。

為了量化這些三因素耦合的風(fēng)險，以人-機-環(huán)耦合為例，計算耦合值T的公式為：

在塔機施工中，由于人-機-環(huán)-管的“四要素耦合”，稱為“四要素耦合”，通過計算公式可以得到該耦合形式的耦合值，得到的T值即為塔機作業(yè)風(fēng)險的評估結(jié)果[5]。

2.4" "制定智能避險策略

智能避險策略的制定需基于風(fēng)險評估的結(jié)果，通過上述對塔機作業(yè)中的各類風(fēng)險因素進行深入分析，識別并評估人、機、環(huán)、管4個方面的風(fēng)險因素及其耦合關(guān)系，全面了解塔機作業(yè)中的安全風(fēng)險狀況。制定如表3所示的智能避險策略。

通過利用先進的技術(shù)手段和數(shù)據(jù)分析，實現(xiàn)對塔機作業(yè)風(fēng)險的實時監(jiān)測和預(yù)警，為操作人員提供及時有效的避險指引。同時，加強操作人員的培訓(xùn)和教育、建立完善的預(yù)警機制和應(yīng)急預(yù)案，也是實現(xiàn)智能避險的關(guān)鍵措施。通過不斷優(yōu)化和完善智能避險策略，可以提高塔機作業(yè)的安全性和效率，降低事故風(fēng)險。

3" "應(yīng)用效果分析

為了驗證本文評估方法的可行性，將上述方法計算應(yīng)用到實例工程中，得到評估結(jié)果如表4所示。

基于N-K模型計算結(jié)果可知，事故與人-環(huán)-管之間存在著密切的關(guān)系，而機械因素的影響很小。這意味著，在施工過程中，應(yīng)特別關(guān)注人員、環(huán)境和管理的協(xié)同作用，避免因多因素耦合導(dǎo)致的事故。

綜上所述，應(yīng)用本文的塔機風(fēng)險評估方法，可以較為準確地評估塔機作業(yè)中的風(fēng)險水平和薄弱環(huán)節(jié)，為工程實踐提供有益的參考和指導(dǎo)。

4" "結(jié)束語

由于特殊的作業(yè)方式和環(huán)境條件，塔機作業(yè)過程中存在著多種風(fēng)險因素，嚴重的會導(dǎo)致相關(guān)安全事故的發(fā)生。傳統(tǒng)的塔機作業(yè)風(fēng)險評估方法無法實時監(jiān)測塔機的結(jié)構(gòu)變化，不能夠及時發(fā)現(xiàn)潛在的風(fēng)險和異常情況，從而無法及時采取相應(yīng)的措施，容易導(dǎo)致事故的發(fā)生。

針對于此，本文提出一種塔機作業(yè)中的風(fēng)險評估和智能避險策略。工程應(yīng)用結(jié)果表明，通過實施上述方法可以有效評估塔機作業(yè)中的風(fēng)險，從而達到降低作業(yè)風(fēng)險度的目的。

參考文獻

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[2] 周秦秦.基于有限元分析的塔機運行風(fēng)險耦合預(yù)警方法研究[J].工程技術(shù)研究，2022，7（13）：106-108+174.

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[4] 王金輝，郝偉，陶澤，等.基于模糊貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的塔機作業(yè)安全風(fēng)險評估[J].安全與環(huán)境工程，2021，28（4）：15-20.

[5] 朱曉玲.建筑工程塔機作業(yè)安全風(fēng)險因素分析與控制[J].工程機械與維修，2021（2）：152-153.

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