施工現(xiàn)場(chǎng)安全危險(xiǎn)源實(shí)時(shí)監(jiān)控與安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)方法研究.pdf

1、建筑業(yè)作為高風(fēng)險(xiǎn)行業(yè)，施工現(xiàn)場(chǎng)安全事故的發(fā)生對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)、人民生活和自然環(huán)境都將產(chǎn)生重大的影響。國(guó)內(nèi)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(xiàn)場(chǎng)的安全風(fēng)險(xiǎn)，但是似乎一直沒有找到從根本上解決這個(gè)問題的方法，建筑業(yè)施工現(xiàn)場(chǎng)的安全事故一直困擾著建筑業(yè)。識(shí)別事故發(fā)生前可能的前饋信號(hào)具有提高安全績(jī)效的巨大潛力，許多組織已經(jīng)開始研究如何確定事故前饋信號(hào)的程序和方法，并且已經(jīng)從中獲益。本文的研究目標(biāo)就是從建筑業(yè)施工現(xiàn)場(chǎng)前饋信號(hào)的視角，建立針對(duì)施工

2、現(xiàn)場(chǎng)安全危險(xiǎn)源的前饋信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、對(duì)安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)的方法。 首先，在詳細(xì)的文獻(xiàn)綜述的基礎(chǔ)上，分析了國(guó)內(nèi)外安全風(fēng)險(xiǎn)的研究現(xiàn)狀和研究方向，并且借鑒了天氣預(yù)報(bào)和地震預(yù)報(bào)的研究思路，指出了目前的研究不足。進(jìn)而，針對(duì)現(xiàn)有研究及實(shí)踐中提高安全績(jī)效的不足，分析了施工現(xiàn)場(chǎng)的前饋信號(hào)及未遂事件對(duì)提高安全績(jī)效的重要意義。在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建了完整的施工現(xiàn)場(chǎng)安全管理系統(tǒng)。 其次，建立了施工現(xiàn)場(chǎng)前饋信號(hào)及未遂事件（precursors a

3、nd immediate contributory factors，簡(jiǎn)寫為PaICFs）調(diào)查模型，其主要目標(biāo)是從安全事故歷史記錄中分析前饋信號(hào)及未遂事件。然后，利用美國(guó)職業(yè)安全健康管理局（Occupational Safety and Health Adiministration，簡(jiǎn)寫為OSHA）的案例和英國(guó)健康安全管理局（Health and Safety Executive，簡(jiǎn)寫為HSE）的案例進(jìn)行了詳細(xì)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(duì)象，得到了可能的前饋信號(hào)，進(jìn)一步驗(yàn)證了PaICFs調(diào)查模型的效果。進(jìn)而，向英國(guó)施工現(xiàn)場(chǎng)安全負(fù)責(zé)人或者安全顧問發(fā)放了調(diào)查問卷，以獲得其對(duì)前饋信號(hào)有效性的認(rèn)可程度。同時(shí)，為了衡量問卷參與者之間的內(nèi)部一致性，使用Kappa統(tǒng)計(jì)值衡量了問卷結(jié)果是否完全（或者部分）是由于偶然性造成的。 接著，針對(duì)建筑業(yè)施工現(xiàn)場(chǎng)前饋信號(hào)的特點(diǎn)，建立了改進(jìn)的事故序列前饋信號(hào)模型（Modified Accident Sequence

5、 Precursor，簡(jiǎn)寫為MASP）。該模型一方面對(duì)事件樹的建立方法進(jìn)行了改進(jìn)，同時(shí)，由于施工現(xiàn)場(chǎng)安全管理所關(guān)心的問題實(shí)際上是一個(gè)條件概率，即在某一個(gè)前饋信號(hào)（或者某幾個(gè)前饋信號(hào)的組合）發(fā)生的情況下，可能導(dǎo)致安全事故的可能性，從而利用條件概率公式改進(jìn)了原有的算法，并且計(jì)算了基于前饋信號(hào)的施工現(xiàn)場(chǎng)的安全風(fēng)險(xiǎn)。然后，針對(duì)MASP計(jì)算過程中涉及的不同變量，進(jìn)一步對(duì)MASP進(jìn)行了敏感性分析，得到了敏感性程度的排序。 再次，基于信號(hào)檢測(cè)

6、理論（Signal Detection Theory，簡(jiǎn)寫為SDT）建立了施工現(xiàn)場(chǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模型，建立并比較了不同準(zhǔn)則下預(yù)警閾值的計(jì)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(zhǔn)則確定閾值是合適的。然后，對(duì)安全信號(hào)密度函數(shù)和危險(xiǎn)信號(hào)密度函數(shù)的分布形式進(jìn)行了假設(shè)，對(duì)參數(shù)進(jìn)行了估計(jì)，并且進(jìn)行了假設(shè)檢驗(yàn)。進(jìn)而，基于SDT理論建立了對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)的敏感性和風(fēng)險(xiǎn)傾向進(jìn)行測(cè)度的方法。計(jì)算結(jié)果表明，示例預(yù)警系統(tǒng)的敏感性較低，風(fēng)

7、險(xiǎn)傾向?qū)儆诒Ｊ匦汀?最后，在大量案例分析的基礎(chǔ)上，分析了施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控子系統(tǒng)的自動(dòng)獲取數(shù)據(jù)的需求。結(jié)果表明，需求主要涉及三類數(shù)據(jù)：位置類、身份類和環(huán)境類實(shí)時(shí)信息。為了滿足這三類數(shù)據(jù)的需求，本文基于Zigbee協(xié)議的射頻識(shí)別無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Zigbee enabled RFID System）設(shè)計(jì)了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)．在這個(gè)集成的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，除了被動(dòng)式RFID標(biāo)簽與他們的閱讀器之間的通信，網(wǎng)絡(luò)中的所有通信都由Zigbee協(xié)議支持，超聲波被