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(guó)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(guò)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(guó)施工領(lǐng)域安全問(wèn)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(lái)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(guó)家安全生產(chǎn)管理

在2020年4月10日，中共中央總書(shū)記、國(guó)家主席就安全生產(chǎn)作出過(guò)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(wèn)題和主要特點(diǎn)，強(qiáng)化風(fēng)險(xiǎn)過(guò)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(guó)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(guó)各省市的安全生產(chǎn)事故并信息公開(kāi)。國(guó)家政策嚴(yán)格把控生產(chǎn)安全，穩(wěn)步推進(jìn)國(guó)家發(fā)展。

1.2安全事故統(tǒng)計(jì)分析

隨著我國(guó)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(lái)建筑業(yè)生產(chǎn)總值持續(xù)攀升，已成為我國(guó)國(guó)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(guò)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(wèn)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(zhǎng)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(kāi)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(wú)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(méi)有經(jīng)過(guò)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(guò)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(guò)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(wèn)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(wú)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(jiǎn)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(jiàn)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(gòu)、施工、運(yùn)維等各個(gè)環(huán)節(jié)；在施工過(guò)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(lái)，國(guó)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(kāi)展了大量研究。來(lái)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(lái)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(guò)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(lái)自中國(guó)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(guó)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(lái)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(kāi)發(fā)。眾多人為不安全行為的研究說(shuō)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(wú)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(guò)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(guó)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(kù)，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(guó)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(guò)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(guò)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(guò)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(wú)線通信技術(shù)、語(yǔ)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(guò)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(guò)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(yè)，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(kāi)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(wèn)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(guó)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(méi)有計(jì)劃性更沒(méi)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(guó)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(zhǎng)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(huà)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(yǔ)

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(lái)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