施工現場安全危險源實時監(jiān)控與安全風險預測方法研究.pdf

1、建筑業(yè)作為高風險行業(yè)，施工現場安全事故的發(fā)生對社會經濟、人民生活和自然環(huán)境都將產生重大的影響。國內外的研究人員和從業(yè)人員一直都在研究如何降低施工現場的安全風險，但是似乎一直沒有找到從根本上解決這個問題的方法，建筑業(yè)施工現場的安全事故一直困擾著建筑業(yè)。識別事故發(fā)生前可能的前饋信號具有提高安全績效的巨大潛力，許多組織已經開始研究如何確定事故前饋信號的程序和方法，并且已經從中獲益。本文的研究目標就是從建筑業(yè)施工現場前饋信號的視角，建立針對施工

2、現場安全危險源的前饋信號進行實時監(jiān)控、對安全風險進行實時預測的方法。 首先，在詳細的文獻綜述的基礎上，分析了國內外安全風險的研究現狀和研究方向，并且借鑒了天氣預報和地震預報的研究思路，指出了目前的研究不足。進而，針對現有研究及實踐中提高安全績效的不足，分析了施工現場的前饋信號及未遂事件對提高安全績效的重要意義。在此基礎上，構建了完整的施工現場安全管理系統(tǒng)。 其次，建立了施工現場前饋信號及未遂事件（precursors a

3、nd immediate contributory factors，簡寫為PaICFs）調查模型，其主要目標是從安全事故歷史記錄中分析前饋信號及未遂事件。然后，利用美國職業(yè)安全健康管理局（Occupational Safety and Health Adiministration，簡寫為OSHA）的案例和英國健康安全管理局（Health and Safety Executive，簡寫為HSE）的案例進行了詳細的案例分析，選擇“從腳手架摔

4、落”類型的安全事故作為研究對象，得到了可能的前饋信號，進一步驗證了PaICFs調查模型的效果。進而，向英國施工現場安全負責人或者安全顧問發(fā)放了調查問卷，以獲得其對前饋信號有效性的認可程度。同時，為了衡量問卷參與者之間的內部一致性，使用Kappa統(tǒng)計值衡量了問卷結果是否完全（或者部分）是由于偶然性造成的。 接著，針對建筑業(yè)施工現場前饋信號的特點，建立了改進的事故序列前饋信號模型（Modified Accident Sequence

5、 Precursor，簡寫為MASP）。該模型一方面對事件樹的建立方法進行了改進，同時，由于施工現場安全管理所關心的問題實際上是一個條件概率，即在某一個前饋信號（或者某幾個前饋信號的組合）發(fā)生的情況下，可能導致安全事故的可能性，從而利用條件概率公式改進了原有的算法，并且計算了基于前饋信號的施工現場的安全風險。然后，針對MASP計算過程中涉及的不同變量，進一步對MASP進行了敏感性分析，得到了敏感性程度的排序。 再次，基于信號檢測

6、理論（Signal Detection Theory，簡寫為SDT）建立了施工現場安全風險預測模型，建立并比較了不同準則下預警閾值的計算方法和使用條件，得出在目前的情況下，使用奈曼-皮爾遜準則確定閾值是合適的。然后，對安全信號密度函數和危險信號密度函數的分布形式進行了假設，對參數進行了估計，并且進行了假設檢驗。進而，基于SDT理論建立了對施工現場安全風險預警系統(tǒng)的敏感性和風險傾向進行測度的方法。計算結果表明，示例預警系統(tǒng)的敏感性較低，風

7、險傾向屬于保守型。 最后，在大量案例分析的基礎上，分析了施工現場實時監(jiān)控子系統(tǒng)的自動獲取數據的需求。結果表明，需求主要涉及三類數據：位置類、身份類和環(huán)境類實時信息。為了滿足這三類數據的需求，本文基于Zigbee協(xié)議的射頻識別無線傳感器網絡（Zigbee enabled RFID System）設計了系統(tǒng)結構．在這個集成的系統(tǒng)結構中，除了被動式RFID標簽與他們的閱讀器之間的通信，網絡中的所有通信都由Zigbee協(xié)議支持，超聲波被