上海軌道交通建設(shè)工程風險遠程監(jiān)控管理的探索與研究論文
摘 要 城市軌道交通工程的建設(shè)工點多、攤子大、施工的難度和環(huán)境保護要求高,近年來在全國各地軌道交通工程建設(shè)過程中,時有較大的工程事故發(fā)生。如何控制工程的風險成為軌道交通大規(guī)模建設(shè)迫切需要解決的問題。以具體工程為例,提出用遠程監(jiān)控管理的方法系統(tǒng)地控制工程風險,并闡述實現(xiàn)遠程監(jiān)控管理的要件及其組成。
關(guān)鍵詞 軌道交通 地下工程 風險控制
1 引言
中國各大城市的軌道交通建設(shè),從上世紀末開始,處于世界城市軌道交通建設(shè)歷史上前所未有的建設(shè)高峰之中,北京、上海、廣州、深圳、南京、天津等城市都陸續(xù)展開了大規(guī)模的軌道交通建設(shè)。然而在建設(shè)過程中,各地時有工程事故發(fā)生,造成了巨大的損失。如何控制工程建設(shè)的風險,已成為城市軌道交通建設(shè)目前迫切需要解決的問題。
從工程經(jīng)驗和物理力學規(guī)律可知,工程風險在發(fā)展成為工程事故之前,往往存在著某些特定征兆和現(xiàn)象,如監(jiān)測數(shù)據(jù)的異常反應(yīng)、地表突然沉降等特殊現(xiàn)象,有經(jīng)驗的工程師能夠根據(jù)這些狀況的產(chǎn)生,及時采取相應(yīng)對策,往往能避免工程事故發(fā)生或減少事故造成的損失。
建設(shè)企業(yè)通常用于控制工程風險的辦法,是派遣大量的有經(jīng)驗的工程師常駐現(xiàn)場,監(jiān)督工程的進展,保障工程安全、有序的建設(shè)。然而,由于工程師的水平不一,對同樣的數(shù)據(jù)可能得到完全相反的結(jié)論,而數(shù)據(jù)評判不正確,可能延誤工程搶險的時機,導致不必要的損失。所以,控制工程風險需要建立一個科學評判工程數(shù)據(jù)的體系,統(tǒng)一分析、評判工程的風險程度。
在今后的幾年中,上海年均要完成約40ｋｍ的軌道交通建設(shè)。隨著建設(shè)的大面積鋪開,城市軌道交通建設(shè)具有工點多、攤子大、時間長的特點。建設(shè)過程中對重要建筑物和已建成軌道交通的環(huán)境影響,造成施工節(jié)點多、施工的工序和難度不斷增加,由此發(fā)生工程危險和工程事故的概率不斷上升。如果還是僅依靠有經(jīng)驗的工程師控制工程風險,在人員的數(shù)量和水平上將遠遠不夠。實現(xiàn)分散工程的工程風險統(tǒng)一管理與控制,運用網(wǎng)絡(luò)化的遠程監(jiān)控手段是最有效的解決方案。
但這在世界軌道交通建設(shè)史上并無先例可循。從1999年起,在上海軌道交通4號線建設(shè)中,由于意識到這方面的問題,就此展開研究,逐步探索和完善了一整套工程遠程監(jiān)控管理體系。通過收集、傳送現(xiàn)場的工程數(shù)據(jù)到遠程的服務(wù)器,設(shè)置一個專門分析、處理工程數(shù)據(jù)的職能部門———監(jiān)控中心,對工程風險進行集約的管理和及時的反饋,從而有效地控制了工程事故的發(fā)生。目前,該管理體系已推廣到上海軌道交通8號線、6號線等工程,并得到成功應(yīng)用,發(fā)現(xiàn)工程隱患阻止工程事故發(fā)生多起,發(fā)揮了巨大的作用。
2 實現(xiàn)遠程監(jiān)控管理的基本要求
工程風險的遠程監(jiān)控管理問題,在技術(shù)角度上就是如何實現(xiàn)工程現(xiàn)場數(shù)據(jù)的遠程交互的課題。它可以分解為數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)的交換、數(shù)據(jù)的處理和數(shù)據(jù)的反饋6個層面,解決這些問題的基本要求如下:
(1)標準化信息采集
工程的數(shù)據(jù),尤其是監(jiān)測數(shù)據(jù),必須按照固定格式提供或輸入,盡量避免以報表文件等用戶自由度較大的格式的數(shù)據(jù)文件,防止由此產(chǎn)生的巨大的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換工作量。推薦系統(tǒng)以數(shù)據(jù)庫作為數(shù)據(jù)存儲的平臺。
(2)可靠的信息傳送功能
對于數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)進行交換的過程,要求所用的軟件技術(shù)和硬件技術(shù)必須穩(wěn)定可靠,防止由于突然斷線等情況而出現(xiàn)系統(tǒng)異常。
(3)實用的信息處理
對于系統(tǒng)獲取的數(shù)據(jù),不能僅滿足于直接將數(shù)據(jù)發(fā)布到相關(guān)的人員,需要對獲得的數(shù)據(jù)進行處理,初步判斷、提取數(shù)據(jù)的可信度、數(shù)據(jù)代表的工程風險程度。某些和工程風險無關(guān),或者依賴于人工反復干預的預測預報技術(shù)盡量不要使用。
(4)安全的用戶認證和分級的用戶授權(quán)
不同類別、不同級別、不同工程的用戶與系統(tǒng)交互的內(nèi)容和范圍應(yīng)該受到嚴格控制,未經(jīng)許可的用戶應(yīng)無法獲取數(shù)據(jù)。
(5)及時的信息反饋
除依靠人工電話通知等手段外,可以考慮利用ＢＰ機、短信等信息終端發(fā)布信息,使用戶能在第一時間內(nèi),自動獲得需要的信息。還可以提供多種形式的數(shù)據(jù)服務(wù),以滿足不同層次用戶的需求。
(6)嚴密的管理制度作為保障
工程風險的遠程監(jiān)控管理體系的各個環(huán)節(jié)本職工作完成的好壞以及各環(huán)節(jié)之間配合的好壞,決定了整個管理體系效能。如果其中任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題,整個管理體系將有失效的危險。所以,必須有嚴密的管理制度作為整個管理體系的有力保障。
3遠程監(jiān)控管理的系統(tǒng)組成
3.1遠程監(jiān)控管理模式
如圖1所示,工程所轄工地的所有工程數(shù)據(jù)、信息,均使用專用的軟件將工程的信息傳送到中央數(shù)據(jù)庫,由管理者和監(jiān)控中心通過網(wǎng)絡(luò)直接調(diào)用;監(jiān)控中心負責數(shù)據(jù)的分析處理,每天將數(shù)據(jù)分析處理的結(jié)論以報表文件的形式發(fā)送給相關(guān)的職能部門和管理者;管理者參照報表和獲得的工程信息做出工程決策,指導現(xiàn)場的施工。在這一架構(gòu)中,現(xiàn)場傳送的數(shù)據(jù)是否及時、真實,以及監(jiān)控中心是否有可靠的手段分析處理數(shù)據(jù),構(gòu)成了整個遠程監(jiān)控管理成敗的決定性因素。
在實際操作中,通過分級授權(quán)管理、數(shù)據(jù)流向和數(shù)據(jù)安全方面的設(shè)計,確保了數(shù)據(jù)的收集、傳送、存放、調(diào)用等各個環(huán)節(jié),均有可靠的安全保障。
3.2 工程數(shù)據(jù)的遠程監(jiān)控管理
工程數(shù)據(jù)的遠程監(jiān)控管理包括車站和區(qū)間隧道兩個方面。根據(jù)輸入工程信息單位的不同,工程數(shù)據(jù)的遠程監(jiān)控管理可分為:甲方管理、施工總包、監(jiān)理單位、監(jiān)測單位4個不同版本,不同版本的輸入和查閱信息的權(quán)限各自不同。
由于有專門的授權(quán)軟件,并且通過專用的軟件輸入、傳輸、查閱數(shù)據(jù),工程數(shù)據(jù)可分級調(diào)用,數(shù)據(jù)的安全性得到保證。另外,由于使用Ｉｎｔｅｒｎｅｔ傳送數(shù)據(jù),避免了建設(shè)專用網(wǎng)絡(luò)的巨大投資,也方便管理者隨時隨地獲得工程的信息。
3.3工程視頻的遠程監(jiān)控管理
現(xiàn)場上傳的數(shù)據(jù)一般存在一定時間的滯后,在需要察看到工程實時進展的狀況時,采用遠程的`視頻監(jiān)看是一個有效的手段。由視頻的查看,可以直觀地獲得工程現(xiàn)場的影像,對于不合規(guī)范的操作和現(xiàn)象,均能通過照片、錄像存檔,作為依據(jù),責成現(xiàn)場單位限期整改。
4 控制工程風險的職能部門———監(jiān)控中心
監(jiān)控中心是負責控制工程風險控制的具體職能部門,由建設(shè)企業(yè)項目公司總工程師負責,并設(shè)有專職的管理人員完成日常工作。監(jiān)控中心根據(jù)獲得的工程數(shù)據(jù),研判工程所處的狀態(tài),發(fā)現(xiàn)其中存在的工程隱患和工程危險,并以書面報告的形式告知相關(guān)部門;并且它負責遠程監(jiān)控的日常管理,保障整個管理體系能夠正常、有序的運轉(zhuǎn)。
所以,監(jiān)控中心應(yīng)該具有以下功能:
(1)根據(jù)工程數(shù)據(jù)分析工程風險的能力
上海軌道交通建設(shè)已經(jīng)積累了大量的關(guān)于工程風險判斷的經(jīng)驗,由工程數(shù)據(jù)分析判斷其中存在的工程風險,并做出短期的預警,在技術(shù)上已經(jīng)解決。
(2)快速獲取工程相關(guān)數(shù)據(jù)的能力
由于工程數(shù)據(jù)的遠程監(jiān)控管理應(yīng)用了數(shù)據(jù)庫技術(shù),所有資料均以通用格式保存在服務(wù)器上,為實現(xiàn)工程狀態(tài)的自動判斷提供了方便。
(3)發(fā)現(xiàn)工程隱患后,及時告知相關(guān)責任人員的能力
當發(fā)現(xiàn)工程隱患后,是否能及時處理取決于相關(guān)信息能否在第一時間內(nèi)到達相關(guān)責任人員。對于監(jiān)控中心,不能僅滿足于提交報告告知工程的風險。電話聯(lián)系或者手機短信等多種手段,甚至自動化的信息發(fā)送均可應(yīng)用。
(4)工程資料存檔,并提供相關(guān)人員方便的查閱相關(guān)資料的功能
遠程監(jiān)控管理所獲得的工程數(shù)據(jù)是海量的數(shù)據(jù),其中有可能夾雜錯誤數(shù)據(jù),若要重復利用,則在資料存檔階段應(yīng)作進一步的處理,如剔除錯誤數(shù)據(jù)、轉(zhuǎn)成Ｅｘｃｅｌ報表等等。經(jīng)處理后的數(shù)據(jù),將方便工程相關(guān)人員的研究工作。
監(jiān)控中心是對整個遠程監(jiān)控管理起決定性作用的部門,它的作用發(fā)揮的好壞,決定了整個管理體系是否能正常運轉(zhuǎn)。同時,由于是集約化的工程風險管理,監(jiān)控中心的設(shè)立大大提高了管理的效率,保證了所有工程在統(tǒng)一標準下控制工程風險,避免工程師水平不一而導致的誤判、遺漏情況的發(fā)生。
5工程實例
某車站圍護結(jié)構(gòu)為 850ＳＭＷ工法樁,樁長21ｍ;設(shè)有3道φ609鋼管支撐,采用明挖順作法施工。在開挖過程中,該基坑測斜數(shù)據(jù)出現(xiàn)明顯的踢腳現(xiàn)象,至2005-03-07,處于同一橫斷面的ＣＸ31和ＣＸ32孔墻腳出現(xiàn)明顯位移,呈加速破壞情況。最大變形和最大變形速率分別達到85.73ｍｍ、28.27ｍｍ/ｄ和70.14ｍｍ、30.79ｍｍ/ｄ,見圖2、圖3、圖4所示。根據(jù)以往的工程經(jīng)驗和數(shù)據(jù)挖掘的成果判斷,基坑處于十分危險的狀況。再由當天的測斜數(shù)據(jù),反算型鋼彎矩得到ＣＸ31和ＣＸ32的型鋼抗彎安全儲備只有14.3%和13.3%,接近設(shè)計彎矩,與數(shù)據(jù)評判的最危險點相符,驗證了該處存在工程危險。
正因為采取了遠程監(jiān)控管理,工程現(xiàn)場及時傳送數(shù)據(jù),監(jiān)控中心科學地處理數(shù)據(jù),能及時發(fā)現(xiàn)異常,通過管理體系告知相關(guān)的職能部門,啟動預警機制,馬上停工處理工程危險,成功有效地阻止了工程事故的發(fā)生。之后工程順利進展,該點的變形趨向穩(wěn)定。
6 結(jié)語
實踐證明,使用遠程監(jiān)控管理是目前對工程風險管理的有效手段,它是解決目前軌道交通大規(guī)模建設(shè)的風險控制問題、高效發(fā)揮稀缺的專家資源的必然途徑。
工程風險的遠程監(jiān)控管理還需要不斷完善,從而更好地控制工程風險。需要逐步實現(xiàn)自動化分析、處理海量數(shù)據(jù),實現(xiàn)工程風險的自動判別。同時,需要擴大工程風險管理的范圍,將設(shè)計單位納入工程風險的管理體系,參與工程風險的管理;并充分發(fā)揮現(xiàn)場監(jiān)理單位及相關(guān)協(xié)作單位在風險管理體系中的作用,在各方面保障工程安全、高效的進展。
參考文獻
1 劉建航、侯學淵.基坑工程手冊.中國建筑工業(yè)出版社,1997.
2 劉國彬、王洪新.上海淺層粉砂地層承壓水對基坑的危害及治理.巖土工程學報,2002(6):790-792
【上海軌道交通建設(shè)工程風險遠程監(jiān)控管理的探索與研究論文】相關(guān)文章：