浅谈建筑施工安全预测管理

　　摘要：本文在研究我国建筑业安全生产管理的现状和存在问题的同时，介绍了世界发达国家建筑安全生产管理的经验，分析在我国当前形势下，构建建筑施工安全评价与预测的必要性和迫切性，并提出了一些技术、研究方法，以供参考。
　　关健词：安全管理，技术，研究，预测，检查
　　一．目前我国建筑安全管理现状
　　我国的基本建设项目每年投入约占国民生产总值的15%左右，从业人员达3500万，约占全国工业企业总从业人员的三分之一强。工程建设的巨大投入和从业人员的规模使得安全事故造成的后果十分严重，损失也非常大，每年由于安全事故而丧生的从业人员达千人，直接经济损失逾百亿。“安全第一，预防为主”是指导我国安全生产的一项长期国策，我国政府各级领导历来都十分重视安全生产问题，政府有关部门也采取了不少的对策和措施，投入了大量的人、财、物用于安全管理。但是，这些对策和措施，都不能有效遏制安全事故的频繁发生，这不能不引起我们对目前所采取的安全生产管理体系的深刻反思。目前施工安全管理存在的问题，主要表现在以下几个方面：
　　（1）缺乏全企业、全员、全过程的相对独立的安全保证体系，安全监察从
　　属、受制于生产。
　　（2）习惯于事后式的传统管理，缺乏对前级因果及诱发因素的研究。
　　（3）只有局限于生产环节及短期行为的模糊目标，而没有整体的、长期的战略目标。天津大学工程硕士学位论文第一章我国建筑施工安全生产管理现状及分析
　　（4）在人、机、环境诸因素中，人是最积极的因素。人既可能是事故的诱发者，也是事故的受害者，更是事故的预防者。事故的发生涉及人的心理、情绪、素质、社会、家庭及其他诸多因素，而目前这方面的研究还很少。
　　（5）没有充分运用现代化的管理科学成果。
　　（6）没有建立科学、完善的安全评价体系。
　　要从根本上扭转这种建筑安全管理的被动局面，需要从全新的角度去审度、去正视、去改变严峻的现实。安全管理的核心是施工过程的安全评价，只有建立科学、有序、规范的安全评价体系，才能真正实现施工企业安全管理的预见性和高效率，实现建筑施工安全管理从事后分析型向事先预防型的根本性转变，最大限度地降低事故发生率，保障从业人员和财产的安全，提高经济效益。
　　我们不仅需要从技术层面、企业层面来考虑问题，更需要把建筑业的安全生产管理作为一个系统来认识，研究系统内部各个不同对象、不同管理要素之间的协调性、有效性，研究如何确保这个管理系统的环境适应性，使它能够随经济体制改革的不断推进和社会的不断进步而自我完善，从而推动我国建筑安全生产管理的稳步发展，保证建筑领域的生产安全，提高整个建筑业的经济效益，促进社会的稳定和国民经济的发展。
　　二．技术方法
　　本文结合国内外在建筑业安全管理和工程实践中的最新研究成果，尝试从导致建筑安全事故的根本原因中的人、机械、材料、技术及环境原因入手，通过现场调研、案例分析、问卷调查和专家访谈等方法，探讨导致我国安全管理水平低下、安全事故频发的根本原因，并探求影响不同类型个人安全行为的各种因素。在此基础上建立量化的施工现场安全管理评价指标体系，并最终对施工现场的安全状况进行预测。在经过现场验证以后，制定施工安全管理预控的方法，为完善我国现有安全检查标准、改善项目安全管理起到积极作用。
　　本文是以企业预控管理论和现代施工安全管理理论为指导，结合中国建筑施工企业安全管理现状，通过实证分析、问卷调查、专家咨询等方式，挖掘建筑企业现有安全施工管理中潜在的或显现的对建筑安全有重大影响或较为薄弱的环节，探讨并论证致使施工企业发生各类安全事故的成因机理，揭示并解释建筑企业施工的安全机理与成功机理，构建适用于我国的具有自我调节、自我适应能力的建筑施工安全预测管理体系。
　　2.1研究方法
　　建筑施工安全预测管理研究，是一项涉及多学科、多领域的具有创新性和实用价值的研究课题。本课题是以企业预测管理论为指导，吸收并采纳了现有安全工程理论（安全管理论、安全人机工程、安全系统工程、安全心理学等），结合建筑安全施工的实践与经验，探讨一种具有预测、预控功能的施工安全管理新模式。研究主要着眼于建筑施工安全评价和支持向量机在建筑施工安全预测中的应用两方面。主要内容包括：
　　（1）遵循普遍与一般相结合、定性分析与定量分析相结合的原则。
　　（2）采用实证分析与专家咨询相结合的原则。
　　（3）综合多学科、多层次、多角度的分析问题，寻求对策。
　　（4）充分利用网络资源，检索国内外最新研究动态。
　　2.2技术路线
　　按照上述研究方法，拟采取以下技术路线：
　　(1)准备阶段。一方面，通过各种途径，获取国内外安全生产的最新动态、建筑企业经营最新形势；另一方面，深入企业实地调研，掌握安全施工状况的第一手资料。
　　(2)建筑施工企业安全管理现状研究。主要是对建筑施工企业安全事故的类别、特征及危害程度的研究。通过对建筑施工企业已发生各类安全事故的统计整理以及对安全事故所采取措施和实施效果的评价分析，发现建筑施工安全管理中潜在的或显现的管理缺失（组织上、制度上、安全操作模式上），进而确定安全管理预测的监控对象。上述任务，主要通过实地调研，实证分析来完成。
　　(3)研究支持向量机理论以及在安全预测方面的工作机理，并将SVM应用于
　　安全预测中。
　　(4)通过实际工程对预测模型进行检验。
　　(5)对安全预控信息系统在建筑安全领域的发展进行展望。
　　三．安全预测评价体系的建立
　　3.1施工现场安全评价的目的
　　建筑施工现场安全性评价，是在继承传统的评价思想的基础上，吸取和借鉴现代管理科学，结合企业安全管理的实践而形成和发展起来的。评价的目的是查找、分析和预测建筑工程系统存在的危险、有害因素及可能导致危害的危险、后果和程度，提出合理可行的安全对策措施，指导危险源临近和事故预防以达到最低事故率、最少损失和最优的安全投资效益。建筑施工安全评价要达到的目的包括以下4个方面：
　　3.1.1施工现场实现本质安全化生产
　　通过建筑施工安全评价，系统地从工程、系统设计、建设、运行等过程对事故和事故隐患进行科学分析，针对事故和事故隐患发生的各种可能原因、事件和条件，提出消除危险的最佳技术措施方案，特别是从设计上采取相应措施，实现建筑施工生产过程的本质安全化，做到即使发生误操作或设备故障，系统存在的危险因素也不会因此导致重大事故发生。
　　3.1.2施工过程安全控制
　　在现场施工之前进行安全评价，可避免选用不安全的工艺流程和危险的原材料以及不当的设备、设施，或当必须采用时，提出降低或消除危险的有效方法。开工之后进行的评价，可查出施工中的缺陷和不足，及早采取改进和预防措施。建筑施工现场安全评价系统建立以后，在现场施工阶段进行的安全评价，可了解现场的现实危险性，为进一步采取降低危险性的措施提供依据。
　　3.1.3制定施工现场最安全、最优的施工方案，为施工管理者和安全监督机构提供管理和监督依据
　　通过建筑施工现场安全评价，分析施工现场存在的危险源及其分布部位、数量，预测事故的概率，事故严重程度，提出应采取的安全对策措施等，还可以根据评价结果选择施工的安全最优方案和监督管理决策。
　　3.1.4为实现建筑施工安全技术、安全管理的标准化和科学化创造条件
　　在建筑施工现场，通过对生产过程中的安全性是否符合有关技术标准、规范、相关规定的评价，对照技术标准、规范找出存在的问题和不足，以实现安全技术和安全管理的标准化、科学化。
　　3.2安全评价方法综述
　　根据目前对生产系统安全评价的机构组合方式、安全程度表达方式及模型与系统的耦合关系，目前国内外常用的安全评价方法有数十种，归纳为四大类，即：指数法、安全检查表法、概率风险评价法和数值模拟与人工智能方法。
　　3.2.1指数评价方法
　　该方法主要适用于化工行业的安全评价。美国的DOW化学公司的火灾、爆炸指数法、英国帝国化学公司(ICI)蒙德(MOND)工厂的蒙德评价法、日本化工企业的六阶段安全评价法、中国化工厂危险程度分级方法均为指数法。这些方法均以系统中的危险物质为主要评价对象，评价指标值同时含有灾害频率和灾害后果两个方面的因素。这类方法操作简单，是目前比较可行的安全评价方法之一。现以蒙德评价法为例予以说明。采用蒙德法进行评价时，需要确定各评价要素的危险值，这些要素中，先由物质系数MF、特定物质系数SMH、一般工艺危险系数GPH、特定工艺危险系数SPH和数量危险系数Q、配置危险系数L和毒性危险系数T等计算蒙德指数D，然后，再根据火灾负荷系数F、单元毒性系数U、爆炸指数E和气体爆炸指数A，计算整体危险指数MR。通过进行工艺改革，对MR进行修正，得1MR；再根据采用的安全技术措施，利用补偿手段提高单元安全性，采用补偿系数对整体危险指数进行修正，最后得到整体危险指数:
　　MR2=MR1•k2•k3•k4•k5•k6（3.1）
　　总的来看，指数评价法使用方便，适用于像化工厂等这样的多种灾害并存、结构复杂且隐患概率及其后果模型难以确定的领域。指数的采用，避开了灾变概率及其后果严重度难以确定的难题。这类方法的缺点也是比较明显的。
　　第一，评价中模型对系统安全保障体系的功能重视不够，特别是危险物质和安全保障体系间的相互作用关系未予考虑。
　　第二，由于危险源是危险物质或危险结构与安全保障体系之间相互作用的有机体，是危险、危险能量与安全防护体系之间相互矛盾着的既对立又统一的整体，评价中只注重某一侧面显然是不全面的。各因素之间全部以加或乘的方式处理，忽视各因素之间的重要性差别。
　　第三，评价之初就有风险意义的指标值，使得评价后期对系统的改进显得非常困难。这是由于影响系统灾变后果与灾变率的因素子集并非完全重合。在各指数法评价模型中，指标值的确定只与指标的设置与否有关，而与指标因素的客观状态存在水平无关，致使出现危险物质的种类、含量、空间布置相似，而实际水平相差较远的系统，其评价结果有相似的后果，这是指数类评价方法灵活性差和敏感性差的主要原因。
　　第四，各种危险性因素附加系数范围过宽、补偿项目过多，评价结果可能会出现不合理现象。对于建筑施工这样的涉及人员众多、工作环境复杂的生产系统就很难建立类似于指数评价法的评价系统。原因是施工过程始终处于动态变化之中，要建立施工安全状态的指数评价方法目前难以实现。
　　3.2.2安全检查表法
　　安全检查表出现于本世纪二十年代，是国内外普遍使用的一种方法，它是根据经验或系统分析的结果，查出各环节的隐患，确定检查项目，以提问的方式把检查项目按系统顺序制成表格，再根据表格所列出的项目进行检查和评审。检查表的形式很多，大多用于系统安全性工作计划的检查、设计评审，系统运行前或运行过程中的安全检查等。我国机械工业部的评价方法、安全检查表法，原兵器工业部工厂安全性评价方法与标准，都属于安全检查表法这类指标性方法。这类方法以最终的得分为评价依据，模型和系统间的差距较大。安全检查表是一种静态评价方法，其优点是操作简单、直观，易于企业的同步管理。该方法所存在的主要问题是：
　　（1）对系统安全结构的控制缺乏深度和系统性，作为安全管理的手段之一是可行的，但只能作为安全管理辅助的分析方法，不能单独作为安全评价方法；
　　（2）检查表大多是由有经验的人编写，主观和经验的局限性是显而易见的；
　　（3）检查表大多数采用评分法或回答“是”/“否”的形式进行，对一些主观指标难于做出客观的评价；
　　（4）安全检查表是一种静态评价方法，无法做出系统整体的动态安全评价。若能解决这些问题，安全检查表的生命力仍然旺盛。
　　3.2.3概率风险评价方法
　　概率风险评价方法代表了安全评价的又一个发展方向，是一种精度较高的定量安全评价方法。这类方法通过综合分析系统得出最基本单元元件的性能及其致灾结构关系，推算整个系统发生事故的概率，通过对灾害后果的估计，来综合反映系统的危险程度，如式(3.2)所示，并与既定的目标值相比较，判定其是否达到预期的安全要求：
　　R=P×C（3.2）
　　式中：R-系统的危险性；P-事故发生的概率；C-损失程度。
　　或者，将危险概率值划分为若干等级，作为系统安全评价及制定安全措施的依据。概率评价法使用的前提是能对系统完整分析、数据充足和准确，否则使用起来很困难。对于化工、煤炭等行业，由于系统复杂，其中的不确定因素多，且各种因素状态不明确，对系统完整的分解比较困难，使用受到相当程度的限制。对于施工安全管理，要得到某一事故的模糊概率也属不易，必须投入大量的人力、物力和财力进行系统的研究和分析。在现实条件下，建筑施工系统不可能完成类似的研究和投入应用。就是在其它行业，我国也未见成功应用概率安全评价方法的报道。
　　3.2.4常规统计法
　　这是应用数理统计的原理，进行回归分析的一种方法，是传统方法的典型代表，而且仍然在广泛地应用。这类方法在评价因素少且主要影响因素突出的系统安全评价中比较适用。对多因素且因素之间相关性大的系统则无法应用这一方法。
　　3.2.5故障树分析法（FaultTreeAnalysis，FTA）
　　FTA是1961年至1962年间由贝尔电话研究所的H.Watson提出的，并首先应用于导弹的控制系统上，预测导弹发射失效的概率。FTA是一种演绎的分析方法，以某一种不希望发生的事件为最后状态，然后用系统分析的方法寻找造成这一状态的一系列失效（故障）。该方法在多数场合是定性分析，但在某些重要场合也可以进行定量分析，即以故障树为基本框架，计算出顶事件发生的概率。FTA特点在于它是专门对一种特定的系统失效或故障事件来查找有关的原因部件和事件的。
　　结束和展望
　　本文通过研究可得出以下结论：
　　（1）通过这一段时间资料收集，了解到目前我国建筑施工安全管理水平比较低，并且和其它发达国家的差距很大，因此我们应该借鉴外国的先进管理制度来完善我国的安全管理制度。
　　（2）建立了以建筑施工安全评价方法、安全预测方法与计算机技术的组合建筑施工安全动态预测体系，该系统是对现有方法的补充和提高。
　　（4）在进行分析时，引进了集合论、矩阵论以及层次分析法等理论和概念对安全评价、预测体系设计进行理论上的深入研究，使本评价体系有坚实的理论基础。
　　（5）把信息技术引进到建筑施工安全评价和预测中，这极大地减轻了安全管理者的工作量，并且由于引进了人工智能技术，使安全评价工作不再出现由于评价者的素质和经验不同而出现差别迥异的评价结果。
　　在统计实验期间，由于时间有限，本论文的研究还是不很充分，我们认为还可以在以下几个方面进行更进一步的研究。
　　（1）充分利用信息技术和网络技术，让管理者足不出户就能了解到施工现场信息。
　　（2）利用人工智能技术，开发专家系统，使本系统不仅能够对施工现场安全状况进行预测，还应提出消除安全隐患的对策。
　　（3）充分利用先进的预测理论，建立数据库，使本系统不仅使用支持向量机模型，还应添加灰色模型，神经网络模型，比对它们的预测结果进行分析比较。
　　（4）利用现有的各个施工企业的安全业绩，针对一个企业进行整个工程在开工时候的、全工期的安全预测。