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浅析物联网技术在建设工程危险源监管的应用

时间：2013-05-15 12:54
来源：未知

摘要：在建设工程危险源管理活动中，由于监管手段落后、监管力度不够、安全投入低下等多方原因，对于施工现场的重大危险源的监管仍然是安全管理人员一项工作难点。针对这些问题和难点，本文将就物联网技术在建设工程危险源监管方面的实际应用价值做分析，探讨物联网技术在危险源监管方面的现实意义。

关键词：物联网危险源监管建设工程

Analysis on the Internet of Things Technology in Monitoring Major Hazard of Construction Engineering

Chen Weiwei,Wang Cheng
Abstract:In the activities of construction engineering aboutmonitoring major hazard ,many engineers have resulted the supervision difficulties. Such as the backward of regulatory controls, inadequate supervision, low investment in safetymanagement and so on.Summing up these reasons, the values of practical application aboutthe internet of things technology in monitoring major hazard of construction engineering are playing more and more important role in solving these problems.
Keywords:The Internet of things,Monitoring Major hazard,Construction Engineering

在我国，建设工程行业一直处于人员伤亡事故多发状态，事故发生率和人员伤亡率长期位居我国生产性行业的第二位，仅次于矿山行业。据统计，仅2010年全国房屋市政工程共发生生产安全事故627起、死亡772人。全国建设工程安全生产形势总体稳定，事故起数和死亡人数呈逐年下降趋势，但当前的安全生产形势依然严峻，事故起数和死亡人数仍然比较大，重大工程安全事故时有发生，这就要求安全管理人员从作业人员、机械设备、建筑材料、施工技术、作业环境等各个方面，对存在的危险源进行有效的辨识和评价，并采取针对性的预防和控制措施。

而在实际的建设工程危险源管理活动中，由于监管手段落后、监管力度不够、安全投入低下等多方原因，对于施工现场的重大危险源的监管仍然是安全管理人员一项工作难点。针对这些问题和难点，本文将就物联网技术在建设工程危险源监管方面的实际应用价值做分析，探讨物联网技术在危险源监管方面的现实意义。

1. 建设工程危险源监管的难点分析

海因里希(W.H.Heinrich)在《工业事故预防》中提出工业安全公理^[1]，他认为人员伤亡通常处于一系列因果连锁的末端，而导致这样结果起因通常为人的不安全行为或物的不安全状态。而通过近些年对建设工程事故的因果分析，98%以上的事故是由于人的不安全行为和物的不安全状态所造成的。显然，加强对人的不安全行为的有效管理以及改善物的状态监控是提升建设工程危险源管理的科学而有效的措施。而在实际的危险源管理工作中，由于监管手段落后、安全投入较低等原因实际常常处于一个“重准入，轻过程”的状况，这些主要表现在：

n        对于危险源的管理工作重心落在方案、资料等方面，过于形式主义；
n        专职管理人员难以常态的深入危险源作业环境中实地监管；
n        对人的不安全行为难以动态评价和采取有效的应对措施；
n        对物的不安全状态难以动态监控和采取有效的应对措施。

而在我国社会及建设工程行业发展的现阶段，由于各种条件的限制短期内难以做到从法律法规、行业标准、人员素质、自律机制、资源投入等多方面形成系统而全面的危险源管理体系。这就需要从技术手段上进行有效的创新，进而弥补危险源监管体系上的不足。

2. 物联网技术在危险源监管方面的实际应用

物联网（The Internet of things）的本质是利用感知技术将物的信息通过网络联系起来，以实现对物的信息智能化采集和管理的一种网络技术。利用其技术的特性应用在危险源监管中，实现对人的行为、物的状态的信息的采集、分析、存储与展现，可作为一种有效的技术手段补充实现对危险源的实时监管，同时能够极大的提升工作效率，降低管理成本。

图 1危险源监管物联网系统架构图

以塔机管理为例，通过在塔机控制电路以及机械装置中安装监控单元（俗称“塔机黑匣子”）并利用GPRS通信模块将其数据与监控系统连接。实现简单而有效的塔机物联网监控系统，可以对塔机的起重力矩、幅度、转角等关键性的运行参数实时获取，并可以将这些数据即时传输给塔机作业司机、现场安全管理人员和远程管理人员。通过对这些关键性数据计算分析可以对司机的危险行为进行有效的事前提醒（例如区域限制、防超重、防碰撞）；可以对塔机的工作状态进行分析（保护限制装置是否有效）；可以向专职安全管理人员提供可靠的数据分析资料。

通过上述示例说明应用物联网技术可以作为危险源监管的一种有效的技术手段实现对危险源的主要不安全因素（人的行为、物的状态）进行有效的管理。进而弥补传统管理方式的不足和专职管理人员现场安全监管的不到位等现象，同时在一定程度上提升了管理的效率和降低管理的成本。

3. 物联网技术在危险源监管方面的应用价值

3.1. 实现了对危险源动态过程的监控

目前现行的危险源管理，着重强调为危险源的辨识和评价（例如LECD评价法：事故的可能性、危害性、暴露频率指标积）。但是从约翰逊(W.G.)等人创立的系统安全管理理论和方法体系MORT(Management Oversight and Risk Tree)指出^[2]，变化在事故发生、发展过程中的作用是不可忽视的，应将变化视为一种危险源。他认为人们由于不适应变化而发生的失误，进而导致不安全的行为或不安全的状态。因此，对危险源的不断的进行动态评价以应对“变化”因素的伴随。但是从实际管理工作来看，管理人员受制于条件、手段、工作时间等因素几乎无法掌控工程现场的危险源的实时信息，这就很难对危险源进行动态评价。

而通过物联网技术，则恰好可以得到补充，感知层设备可以无时无刻的监控危险源的状态，管理人员可以通过网络及时了解到危险源的动态参数，并及时的作出相应的措施。同时，利用信息处理技术感知设备自身能够识别、判断危险状态并及时作出限制、保护性措施（预警、限位等），同时也能够利用移动互联网主动向监管人员推送报警信息和必要的告知信息，真正的实现了危险源的动态过程监控。

3.2. 改善监管手段，提升监管力度

住房与城乡建设部发布的《建筑业发展“十二五”规划》中指出：在建筑工程安全质量管理中存在监管手段落后、监管力度有待加强的现状问题。同时，对大量的工程安全事故的分析也表明对危险源的监管不力是导致安全事故的重要因素之一。而在实际的安全管理工作中，由于建设工程总量逐年上涨、工程分布区域范围越来越广等因素导致监管人员疲于应付，难以提升监管力度，甚至存在着监管力度下降的实际情况。

如何应用技术手段来提升安全监管人员的工作效率使之能够加强对危险源的监管力度，进而降级事故发生的风险显得非常迫切而必须的。而物联网的技术特性则刚好满足这样需求，利用感知层设备可以在不需要实地检查的情况下掌控危险源的实时动态情况，这就可以大大的释放了专职管理人员的工作压力，同时利用网络技术实现对危险源的远程监控、安全隐患远程处理，使得管理人员能够有效的应对工作量的增加。同时对监管对象的信息掌控也更为客观、有效、全面。真正的实现通过技术手段的创新进而有效提升监管力度。

3.3. 为管理的决策分析提供数据支持

根据海因里希(W.H.Heinrich)在《工业事故预防》提出的工业安全公理，他认为控制危险源可以采取的4种有效方法（3E原则）：①工程技术（Engineering）方面的改进；②对人员的说服教育（Education）；③人员调整；④惩戒（Enforcement）。无论是采用哪种方法对危险源进行控制，必定需要指明采用方法的原因。也就是通常在安全管理活动中的检查记录。

而在实际的管理工作中这样的检查记录往往显得教条和贫乏，对深入掌控现场安全作业情况提升安全管理决策难以形成全面的有效的数据支持。这就需要提供一种技术手段能够弥补这样不足，而利用物联网技术可以便捷有效的对危险源活动形成有效的数据记录的支持。这些可以表现在：对物的状态的分析记录；对人的行为的分析记录；对环境因素的识别记录。进而可以为管理人员识别出哪些设备是存在隐患缺陷的，是需要技术改进的；哪些作业人员存在危险操作的行为，是需要进行教育的；哪些作业活动是违反规定的，需要惩戒的。这些数据的记录可以为安全管理分析、决策提供有效的支持，进而推进安全管理水平的提升。

4. 结语

物联网技术在危险源监管方面的应用在很大程度上可以弥补传统的管理手段落后和管理力度不足的问题，对遏制安全事故的发生、杜绝重大安全事故有着明显而有效的作用。同时，物联网所应用到的技术（感知技术、网络技术）普遍较为成熟。无论是从性能的可靠性还是应用的成本上说，均值得广泛的推广应用。

但同时物联网技术的应用依赖于行业标准和信息技术的进步。相比于发达国家目前我国在安全管理方面的技术标准的制定仍然显得较为落后，尤其是在重大危险源管理方面。这也导致目前的物联网技术在危险源监控应用主要集中在对起重设备的监控，更为广泛的危险源物联网监控应用还需要一定的时间探索和改进。

参考文献：
[ 1 ]   建设施工危险源研究与管理[ S ] . 北京：中国劳动社会保障出版社，2008.
[ 2 ]   李润富. 浅析国际工程施工安全管理[ J ]. 云南科技管理，2010（5）.
[ 3 ]   建筑工程安全生产实用手册[ S ].北京：中国建筑工业出版社，2007.
[ 4 ]   安全管理信息系统[ S ]. 北京：国防工业出版社，2007：4-10

作者简介：
       陈伟伟杭州品茗科技有限公司产品经理 Email:chenweiwei@pinming.cn；
       望程杭州品茗科技有限公司
       彭爱军杭州品茗科技有限公司

（责任编辑：王达）

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