摘 要：地鐵軌道焊接施工是一項高風(fēng)險性建設(shè)工程。在隧道施工中空氣質(zhì)量，隧道內(nèi)積水狀況，以及設(shè)計曲線度和坡度等因素都對生產(chǎn)安全有直接的風(fēng)險影響。而由風(fēng)險辨識不細(xì)致，考慮不全面等主觀因素造成的事故風(fēng)險，工期延誤等嚴(yán)重后果屢見不鮮。因此，本文基于工程圖紙，采用計算機(jī)技術(shù)研發(fā)了一種風(fēng)險自動識別系統(tǒng)，可以輔助技術(shù)人員避免主觀判斷失誤所造成的損失。

關(guān)鍵詞：地鐵施工；軌道焊接；安全風(fēng)險識別；自動識別

地鐵軌道焊接工程具有技術(shù)難度高，人員風(fēng)險大，現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜的特點。除受實際技術(shù)制約和設(shè)計因素等客觀原因外，工程技術(shù)人員接到工程圖紙后對風(fēng)險源辨識經(jīng)驗不足，施工風(fēng)險預(yù)估不全面，分析不徹底等主觀原因占主導(dǎo)地位。因此，研發(fā)一種用于輔助技術(shù)人員識別安全風(fēng)險的軟件系統(tǒng)可以有效降低事故發(fā)生以及停工率。

1 地鐵軌道焊接風(fēng)險源分析

由于地鐵隧道中基本處于恒溫狀態(tài)受天氣影響較低，施工安全質(zhì)量風(fēng)險主要集中于積水區(qū)域、小曲線半徑以及大坡道區(qū)間施工。而隧道內(nèi)空氣流通性，照明采光等因素對施工人員人身安全有直接的影響。

因此，我們規(guī)定工程圖中需要計算機(jī)自動識別出的風(fēng)險參數(shù)：天井（包含車站）之間的長度，曲線半徑的變化，大坡道區(qū)間坡度的變化。由于單位長度內(nèi)接頭數(shù)量多直接引起施工中有害氣體排放量大，所以還需統(tǒng)計區(qū)間內(nèi)接頭數(shù)量。

2 工程圖自動風(fēng)險識別的實現(xiàn)

2.1 分段提取風(fēng)險參數(shù)

由于未頒布標(biāo)準(zhǔn)化的圖紙設(shè)計繪制規(guī)范，導(dǎo)致各設(shè)計院、項目部給出的工程圖中圖示和標(biāo)注差異度較大，所以工程圖識別算法中采用以點（天井）為突破口，結(jié)合工程術(shù)語和關(guān)鍵字提取出與風(fēng)險程度緊密相關(guān)的風(fēng)險參數(shù)。

將預(yù)處理后的工程圖紙導(dǎo)入計算機(jī)，首先使用識別算法提取出天井（或車站）點位置信息；再以點為單位，計算出點間的區(qū)間線段長度；最后在各個線段中提取出線段內(nèi)的接頭數(shù)量、曲線變化、坡度變化等參數(shù)。

2.2 分析參數(shù)間約束關(guān)系，獲取有效信息

得到每段的風(fēng)險參數(shù)后，根據(jù)線段前后的聯(lián)系以及變化規(guī)律可以推算出我們感興趣的有效信息。例如：計算區(qū)間內(nèi)坡度的最值和極值可以預(yù)測出可能會發(fā)生積水的區(qū)域；根據(jù)區(qū)間內(nèi)長度和曲線半徑的變化預(yù)測出通風(fēng)不足的區(qū)域；依據(jù)區(qū)間內(nèi)接頭數(shù)量的預(yù)測移動焊機(jī)和小型發(fā)電機(jī)的有害氣體排放量。

2.3 多特征融合，給出風(fēng)險評級和建議措施

根據(jù)典型安全事故案例分類出風(fēng)險類型特征集合（知識經(jīng)驗庫）和防范措施，結(jié)合風(fēng)險參數(shù)與危險源類別的關(guān)系表（規(guī)則庫），采用多特征融合技術(shù)可以評價出工程中各區(qū)域的施工風(fēng)險等級，并給出具體建議措施輔助技術(shù)人員做出決策。

多特征融合方式可以采用硬性推理方式：多級映射表，規(guī)則推理（RBR）等方法，也可結(jié)合柔性推理方式，例如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等智能模糊算法。

通過多特征融合可以得到兩種安全風(fēng)險關(guān)系：

第一種為強(qiáng)風(fēng)險關(guān)系，如系統(tǒng)識別出在隧道內(nèi)空氣流動較弱的S型區(qū)域，并向技術(shù)人員提示為高風(fēng)險等級施工區(qū)域，給出哪些部位需安置相應(yīng)功率風(fēng)機(jī)等建議；

第二種為弱風(fēng)險關(guān)系，如系統(tǒng)可以提示在某區(qū)間進(jìn)行焊軌作業(yè)時的有害氣體煙塵擴(kuò)散至臨近區(qū)域內(nèi)范圍，可避免其他作業(yè)隊進(jìn)入該范圍內(nèi)施工而未采取個人防護(hù)措施所造成的安全風(fēng)險。

3 采用專家?guī)斓囊饬x

專家?guī)焓怯娠L(fēng)險參數(shù)與危險源關(guān)系表，危險源整治方案，以及其他項目積累的經(jīng)驗庫構(gòu)成。在系統(tǒng)建立完成后，技術(shù)人員可以根據(jù)天氣預(yù)報的溫度和濕度，以及現(xiàn)場勘察的危險源狀況輸入至風(fēng)險自動識別系統(tǒng)，系統(tǒng)可以迅速分析，更新風(fēng)險等級，使技術(shù)人員可以及時得到精確的風(fēng)險預(yù)警和建議措施。避免了現(xiàn)場有新危險源就要重新分析的情況發(fā)生，并可以直接將該項目的專家?guī)鞈?yīng)用到其他地鐵施工中去，提高施工效率。

4 結(jié)語

運用安全風(fēng)險自動識別系統(tǒng)對地鐵軌道焊接施工進(jìn)行風(fēng)險預(yù)估和評價，可以最大程度上減少主觀因素對風(fēng)險識別的干擾，有利于科學(xué)合理的輔助技術(shù)人員在地鐵施工中對項目進(jìn)行風(fēng)險決策。

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作者簡介：

秦剛（1986-），男，河北保定人，碩士，控制理論與控制工程專業(yè)，研究方向：電氣工程及其自動化。