城市轨道交通工程建设安全管理信息化技术研究与实践

安全管理信息化技术研究与实践

摘要：城市轨道交通建设工程是一项风险高、投资多、周期长、影响大的建设工程.随着国内城市轨道交通的发展，施工技术、安全防护技术等方面虽然取得了显著的进步， 但其信息化管理水平却仅仅停留在一个微观的数据管理层面，安全风险全局管理、安全数据的深层次利用与综合性展示已成为了城市轨道交通建设安全风险信息化管理的瓶 颈.因此，本文提出了建设基于 GIS 的城市轨道交通建设安全风险管理信息系统，并从系统的功能、架构与业务实现流程等方面对系统进行了阐述.目前，系统已在广州地铁6号线、9号线、广佛线建设中得到成功应用。

关键词：信息管理系统，风险管理，安全管理，轨道交通

引言

目前，我国城市轨道交通建设已进入高速发展时期，按照国家规划，到2020年中国将拥有超过550公里的地铁线，2050年轻轨和地铁线路总长将达2000公里。城市轨道交通建设的高速发展，一方面缓解了城市既有交通超负荷运转的压力，满足了城市居民出行便利的需要，促进了国民经济的持续快速健康发展；另一方面由于地铁工程建设难度大、风险高，加上安全管理控制不利，造成了地铁工程建设事故频发的局面。一幕幕的惨剧展现在面前，建立跟实行地铁工程建设管理制度已经刻不容缓。目前造成城市轨道交通工程建设事故原因有以下几个方面：

1.地质、水文、气象等自然环境不利的影响

地铁工程的建设绝大部分是在地下进行，而我国地铁工程埋深多在20m以内，在此深度范围内地质大多为第四纪冲积或沉积层，或为全、强风化岩层，地层多松散无胶结，存在丰富的上层滞水或潜水层。因此，地铁工程施工沿线一般都会遇到各种不良地质情况并穿越地下水富含区域，同时还存在洪水、暴雪、台风、地震等极端气象灾害的威胁。这种自然环境不利的因素在其他建筑工程中鲜见，地铁建设期间进行地质超前探明和有效降水、保证无水作业成为安全控制成败的关键因素之一。

2.组织结构、环境保护等其他方面的因素

由于地铁工程组织结构纵深比较深，涉及从安全监督管理职能部门、地铁公司、勘察、设计、总监办、各标段监理、各设备供应商、各材料供应商、各施工总包单位、各施工分包单位、各劳务分包单位等。上级安全职能部门满负荷运转，即使做到每天巡检一个施工标段，至少也需要一个月甚至更长的时间才能完成一次完整的巡检工作，这种管理组织上的压力是可想而知的。施工的同时还要做到文物建筑加固保护、施工废水达标排放，施工扬尘和施工噪声的控制等环境措施，这些其他方面的因素也给地铁工程安全控制带来了压力。

3.既有交通、地下管线、紧邻建筑物等周边环境的因素

城市地铁工程往往多建在建筑物已高度集中的城市中心地区，在城市既有交通基础设施下面及各种地下管线、建筑物基础附近通过。因此，地铁工程的施工自始至终受到地面交通活荷载的影响和；同时还会遇到部分地下管线因建设年代久远存在位置精度较差或不清的情况；而地铁沿线的建筑物基础类型多数为桩基础，埋置深度与地铁建筑埋深大体上一致。施工期间不但要注意工程自身的安全管理，还必须有效控制工程对周边环境的影响，增加了地铁工程建设安全控制的难度。

4.建设规模、专业工种、施工设备等劳动技术密集的因素

地铁工程是线性工程，一般情况下多点开工，建设规模庞大，工程覆盖面广，是典型的资金密集型工程。同时地铁工程建设涉及土木工程、机械工程、电气工程、

自动化等不同专业工种，参与建设的施工人员众多，是典型的劳动密集型工程。另

外，地铁工程的机械化程度较高，施工过程中大量使用龙门架、电动葫芦、混凝土

喷射机、挖掘机、装载机、盾构机等专业化设备，技术要求复杂苛刻，是典型的技

术密集型工程。因此，决定了地铁工程建设安全控制必须能够经受资金密集、劳动

密集、技术密集的三重考验。

5.深基坑开挖、围岩稳定等工程理论欠缺的因素

我国地铁工程建设仅有几十年的历史，由于起步比较晚，地铁设计和施工理论尚不完备，尤其是对于地铁建设安全至关重要的深基坑开挖和围岩稳定等工程理论，目前仍然是以大量零乱的实践经验形式散布于工程技术人员的头脑当中，更多的时候是以工程技术人员的主观判断作出施工安全管理决策的。因此，收集、整理和提炼工程技术人员的实践经验，形成规范化、标准化的工程理论并广泛应用，从而确保更多地铁工程建设的安全，是目前地铁工程安全控制的特殊使命。

因此建立一个宏观层面的安全风险信息管理平台，实现对城市轨道工程施工安全风险的全局化、系统化、标准化的管理， 实现对施工过程中安全态势的分析、预测、防范和控制，对提高重大事故预测预报的及时性与准确率，最大程度降低或避免施工事故的发生，已成为城市轨道交通施工建设急需解决的实际问题。为此广州地铁从以下方面入手：

1)通过具体项目的实施，建立和完善城市轨道交通系统的安全和技术标准体系；

2)建立城市轨道交通建设和运营过程的安全评价体系和方法，为我国城市轨道交通领域建立安全评价制度提供理论依据；

3)建立城市轨道交通安全管理、安全监测、预警信息管理系统；

4)提出城市轨道交通应对不同灾害的应急处置预案和救援机制，并将开发出一批安全检测、监测评估、预警、修复和救援的成套技术与装备。

基于GIS技术的信息化安全管理平台

系统设计概念

本系统依托广州市轨道交通6号线工程，提出构建可视化的轨道交通工程施工安全信息管理与监控监测系统.通过体系化的研究，实现轨道交通工程建设过程中的安全信息系统化、规范化和信息化管理，及时收集、掌握各工地建设的安全信息管理资料，各种监测数据，降低施工安全管理强度，增强安全信息共享程度，提高施工安全监督业务的工作效率，优化业务工作流程，实现安全信息从获取、处理、统计分析到信息反馈的全过程，完成对安全生产形势分析和事故预测预警，为施工个参数提供预警支持，为领导层提供决策依据，提高事故过程中的事故防控能力。

本平台基于GIS地理信息系统为平台，以信息共享和流程控制为核心，以计算机技术、网络技术和通讯技术、GIS 等为手段，遵循分级管理、条块结合的原则，在对广州地铁施工安全信息管理相关业务进行了现场调研基础上，研制开发支持业主、施工单位、监理单位、第三方监测、第三方咨询单位、材料供应单位不同级别的轨道交通工程安全信息管理与监控系统.实现对静动态安全信息管理、安全事故的预警预防和安全信息可视化展现三大支撑功能，并在现场进行部署应用，为施工过程中安全信息管理提供信息共享和科学决策支持平台。

地铁公司、施工单位、监理单位、第三方单位的有权限的用户均可根据各自的权限来查看相应的内容，通过各种方式，只要能连上互联网就能完成系统涵盖的管理、查阅工作。

安全风险管理

安全预警理论

系统组成

系统采用 B/S模式，通过以太网与 VPN 专网的传输，实现安全风险数据的采 集与系统的访问，真正实现了安全风险管理的信息化管理。

1.安全监测

施工监测的目的可以归纳如下： 

（1）通过施工监测了解围岩、地表的动态变化，明确工程施工对地层的影响程度，便于对可能的安全事故做出预测，能够及时采取有效措施避免事故的发生。 

（2）通过施工监测获取支护结构及周边建(构)筑物的变形及受力状况信息，并 对其安全稳定性分析，判断前一步施工工艺和施工参数是否合理，作为支护参数设 计的可靠依据。 

（3）施工监测数据的采集、分析、存储，可以作为类似工程的设计、施工的参 考依据，积累信息化施工的经验，为信息化施工的发展做贡献，也是为工程完工后 的运营与维护提供可靠的原始数据。 

（4 ）施工监测可以作为施工方法实用性效果的评判依据，通过监测信息的反馈， 对工程施工的安全形势进行分析，及时修正设计、指导施工。

2.预警预测

3.应急

广州地铁安全风险管理系统应用