智能监控系统的研究与应用平台安全风险和风险调查在城市轨道交通工程建设

文摘

近年来,城市轨道交通项目的建设规模仍处于高速增长阶段。此外,交叉线的地质和周边环境复杂,和各种安全事故仍在一个高发阶段。基于安全风险事件的调查和总结,导致国内外城市轨道交通工程建设,本文充分结合当前国家安全管理政策,介绍了安全风险的“双重控制”的概念分类和隐患调查,和发展智能监控系统平台,城市轨道交通工程建设基于智能物联网等先进技术,三维可视化和人工智能。它实现了智能工程现场监测数据的收集和分析,动态预警管理的工程风险来源,这个过程中嵌入“双重控制”机制的安全风险和隐患调查,大型设备操作的实时监督如盾牌和起重、和高风险操作的实时控制部分等联系渠道。同时,安全监察过程的可追溯性和评估管理得到加强。相关各方在项目可以通过这个平台实现信息同步共享,提高现场安全与质量控制的效率。

1。介绍

城市轨道交通在中国是主要的交通。城市轨道交通的发展具有重要意义,缓解城市公共交通的压力,促进城市建设和促进相关产业的经济发展,提高公民的旅游和生活质量,改善城市环境。因为它主要是建造在繁荣的城市,受到许多因素的影响,如地面环境、地质条件、施工条件、施工技术,大规模网络建设意味着它将面临巨大的安全风险,漏洞和管理问题。针对这种情况,国家建设部门发表意见和规定,进一步澄清的双重预防机制的要求安全风险控制和风险调查和管理在工程建设1- - - - - -5]。此外,它指出在大纲的第13个人是五年国家信息化计划(在中国),有必要提高建筑行业的信息化水平,增强BIM的集成应用,大数据,智能、实时通信、云计算、物联网、和其他信息技术,构建一个综合监管平台。基于上述需求,针对轨道交通工程的安全监察,智能监管信息平台的研发迫在眉睫。

目前,针对城市轨道交通项目的建设和管理,它可以大大提高管理的效率,建立风险管理和治理系统信息化、视觉、智能(6- - - - - -8]。国内外许多学者和机构也进行了相关领域的研究和应用。在安全风险管理方面,根据成本的安全(COS)理论和层次分析法(AHP), Aminbakhsh et al。9)提出了一种优先级建筑工程安全风险评估方法。Yoo et al。10)预测和评估的影响扩大在韩国首尔地铁3号线工程对周围环境和可能的风险由GIS和人工神经网络。丁和周11)建立了一个城市地铁安全风险预警平台自动实现识别、工程安全风险评估和预警数据融合模型,已应用于武汉市地铁建设项目管理。李等人。12)提出了地铁施工安全风险识别系统和预警系统由BIM平台。针对地铁施工的风险,杨et al。13]开发了地铁施工动态安全风险管理和控制信息系统和支持手机检查应用。沈et al。14]发达成都盾构施工安全风险管理信息系统集成施工参数,监测数据和实时视频监视保护的工作分的城市和自动提醒功能和完美的早期预警和处置重大风险来源保护和报警工作机制建设。魏et al。15)建立了一个2 d / 3 d可视化网络平台,利用传感器收集数据从不同的角度和可视化地质参数和TBM在TBM施工参数预测潜在风险。在风险调查和管理方面,丁(16)提出了一种基于分类的风险管理系统,调查、评估、报告和治理风险。此外,模型的基础上,北京铁路工程安全和质量风险管理信息平台是联合开发。周et al。17)开发了一种基于可穿戴设备检测信息系统风险与风险识别功能和网络数据传输技术,和武汉地铁工程中使用的系统。基于当前风险管理系统的缺点,顾et al。18)建造了一个风险管理系统根据闭环管理理论将风险按照水平,年级,专业和提出了six-link闭环管理模式。此外、天津、南宁、沈阳、合肥,和其他地方的研究和应用也进行了安全风险管理信息系统建设的轨道交通项目(19- - - - - -25]。

现有平台的应用程序中,一些缺点已逐渐出现,主要如下:平台的单一功能,数据分析和风险预测的专业化是不够的,和安全风险管理系统和隐患调查系统是相互独立的。此外,现有平台往往专注于单一的施工任务,单个组件,或单一的安全风险状态,因此它不能实时聚合和集成多源信息,它还没有意识到建设的综合控制,操作,和维护,它缺乏重大安全风险管理和控制节点等起重吊装和精致的大数据分析模块和关键指标;因此,它是不可能实现整体和动态安全风险管理和风险调查。目前,双重预防内容所需的安全风险和隐患检查国家政策,法律,法规尚未嵌入。结合上面的缺陷,充分理解的基础上的国家安全管理和应急管理的相关政策,风险控制的基本理论,和隐患调查和管理规则,作者关注的整体相关性和统一安全风险管理和隐患调查和管理。结合国务院的要求来实现双重高危行业领域的预防机制,本文研究了集成的安全风险智能评估、隐患调查和管理、智能数据监测、保护和大型起重设备管理、巡逻和视频监控,和关键节点和联系通道安全管理和风险控制。

2。总体设计的平台的运行机制

2.1。业务需求分析

基于上述分析和风险管理理论的理解,风险管理主要实现了风险预测在工程施工之前,预先控制措施提出了过程,并实现了预先控制措施在施工过程中,即风险控制。隐患调查主要进行定期的风险预控措施调查提出之前,在工程建设的过程中,确保措施到位。智能监控系统的开发进行了深入研究平台的风险管理和隐患控制基于物联网的基础监控技术以提高城市轨道交通网络的整体安全与质量建设。

2.2。总体设计的操作机制

基于上述的研究,以工程风险控制为主体,这个平台的整体运营机制已经建立了相应的隐患检测和管理的双重控制。静态风险等级评价的基础上,在施工准备阶段,主要风险来源及其控制被视为隐患调查的关键。最重要的是,所有主要风险来源被确保是有效控制与多维监控信息包括补充数据,施工参数,和现场检查。此外,源水平动态调整风险更大的隐患和预警报警隐患过程中检测和监控风险来源。具体的双重控制的设计风险和隐患管理如图1。

2.3。综合设计的警告和报警机制

结合轨道交通建设的特点和安全风险控制,这个平台开发和设计了一个四色预警和报警工程风险监控机制基于多维数据源。相对应的蓝色预警项目的问题,相对应的黄色预警项目的控制,橙色预警报警状态和相应的项目没有被有效控制,和红色预警相应项目的紧急状态。其中,上述警告的判断依据如下:(1)红色警告:监测数据严重超过标准或监控数据有很大的突变。结合现场和周边环境检查,综合判断为不可接受的风险,该机构是重要的紧急状态。(2)橙色预警:监测数据达到工程报警的级别。结合现场和周边环境检查,综合判断,这个项目是不愿意接受风险,项目是在一个不安全的状态。该网站必须立即采取控制措施。(3)黄色警告:监测数据达到工程报警的级别。结合现场和周边环境检查,综合判断为可接受风险,必须采取预防措施。(4)蓝色预警:监测数据达到监控预警和监控报警的级别。有必要提醒各方注意连续变化的监测数据。必要时,应采取预防措施。

早期预警的解释“双重控制”指数如下:当累积或为期两天的改变率超过85%的报警值或现场检查异常时,系统开始早期预警。监控报警:当一个人的“双重控制”指标(累积变化和变化率)超过报警值时,或者当现场检查发现异常。工程报警:监测数据超过报警值和累积仍然不收敛(变化率超过报警值连续三天)或累计价值超过了控制价值的设计或现场检查中发现异常情况时。

这种机制可以实现监测数据的综合预警和报警,巡逻检查,隐患调查、视频监控、大型设备监控、监测和质量缺陷。与此同时,相应的动态调整风险水平可以匹配的真正来源实现的整个过程的有效的动态控制主要风险来源。基于GIS地图,实时调整和显示功能的动态风险水平可以实现资源在整个网络。早期预警和报警机制的详细设计数据所示2和3。

3所示。系统的总体设计框架

平台的框架设计的系统采用最新的计算机软件开发技术和主流框架设计,同时保证系统的可扩展性和易于维护等要求。编程语言Java和。net应给予优先。框架设计和开发与MVC模式实现显示逻辑分离,数据和接口。平台的软件模块应采取分层框架和面向对象概念尽可能减少模块间的耦合,而详细的设计必须考虑可伸缩性。平台的总体设计的技术框架如图4。

4所示。总体设计系统的功能

针对平台的总体需求中描述的部分2。1的功能设计,主要考虑平台的框架涵盖智能多维监督测量,大型设备安全监测(盾信息监控、起重机起重监控、视频监控、等等),整体安全风险控制模块,GIS地图概述和信息集成显示模块和其他模块与各自的地理信息显示功能,工程信息显示,红色和黄色卡片,每个项目都有一个文件,消息传递,等等。的整体功能设计系统的框架如图5。

5。系统开发与应用

基于平台的运行机制的总体设计,框架和功能,平台的智能系统的危险和隐患监测城市轨道交通项目发展和形成的全面调查和吸收的主要城市的现有系统的优势,并充分应用于第三轮杭州地铁建设项目,取得良好的效果和经济效益。

5.1。门户网站和GIS

通过整合基本数据的每个功能模块,该模块实现了信息分类显示,模型导航,重要的信息通知,任务集中,和其他功能,这样用户不需要不同功能模块之间来回切换。

通过GIS层,它实现了多层显示超过五大主题相同的接口,如建设状态,趋势,风险隐患情况,告警监控、盾构开挖,可以控制城市轨道交通建设的整体安全。

与其他平台相比,这个模块添加BIM 3 d显示(图6GIS 4 d)和工程风险图。

5.2。智能监控测量

智能监控测量模块可以实现在每一个工作地点的收集、整合、分析、图形显示、趋势预测,指定格式报告输出的监控数据。主要的思想是将物联网安全监测系统中的数据和手动监控数据分析相关的监控数据在每一个工作地点按照业务需要使用云计算,大数据分析,和其他技术,可实现数据记录、图形绘制,自动监测数据的对比分析,自动警告,和工作地点的评估安全监控数据。流程图如图7。层的数据显示,监控数据异常及其影响范围与BIM技术在三维可视化显示。

5.3。保护机器的智能监控

基于多个异构的数据分析和访问技术参数的大型盾构机的品牌,PLC控制参数的模块已经获得了全面访问著名的盾构机在国内外,海瑞克等中国建设隧道设备,中国铁路工程设备时候,大业。同时确保网络信息安全,它可以实现多级传输稳定、高效地从局域网到互联网和屏蔽等功能参数在线看来,历史数据回顾和统计分析,等等。参数超过极限时,触发自动报警和发布预警通知短信的形式和应用。此外,屏蔽模块GIS也可以实现盾构隧道路径的动态显示,并通过算法和实时位置相关的主要风险来源的间隔,自动释放风险预测系统在遍历,这引来了各方的关注。

5.4。起重机和大型设备吊装的监控

这个模块主要包括一般信息、图书馆管理、提升日志,安全控制,和其他子。它可以实现有效监督各类起重机和大型设备吊装在整个生产过程中。

5.5。监测冻结施工的联系通道

冻结工程的关键风险点的监控模块接触的渠道可以实现自动温度数据访问、实时温度监控,自动温度异常prealarm,历史数据查询和统计,辅助安全评估、冻结帷幕的计算,以及其他功能。

5.6。风险管理模块

这个模块是系统的核心模块平台。主要基于决策控制安全风险,它可以识别和评估风险的早期阶段工程建设,形成控制列表,并实现功能动态风险控制和预警管理结合源数据库的建设风险,安全风险管理和控制流程如图8。

5.6.1。在工作场所风险来源管理

该平台可以形成一个项目范围的动态风险源数据库根据静态风险评估结果,控制风险来源,因素,事件和措施。工作地点的风险来源可以形成其控制列表基于静态风险评估结果,实现有效监管的工作地点的风险来源通过系统平台在建设过程中。

5.6.2。安全评估和预警

安全评估子模块可以进行日常风险评估掌握每个工地的安全类型。综合页面显示信息,如项目概述、工作条件图和测点布局时将根据施工进度风险来源信息。

早期预警子模块可以显示每个工地的警告信息,包括警告级别,时间和状态,等等。相应的报警报告可以查看附件。在搜索栏,您可以过滤搜索根据预警时间和状态的要求。

5.7。隐藏的危险

5.7.1。隐患调查模块

隐患综合信息模块,通过过滤时间,可以计算各级隐患的数量和形式一个饼图,可以计算出隐患整改,形成一个条形图,以获得详细的隐患统计每一行根据调查的频率低于图表。

5.7.2。隐患调查和管理模块

隐患检查屏幕允许参与者添加一个隐患调查记录通过创建一个新的任务。页面的顶部显示的数量由不同的颜色,每个调查状态,我们可以通过单位,筛选合格的记录情况,频率类型、开始时间和其他信息。

隐患管理模块,页面的顶部显示的状态和数量隐患由不同颜色列表,我们可以通过单位筛选合格的列表,隐患级别,启动时间、和其他信息。可以检查列表的详细信息和整改的进展通过“操作”按钮,和隐患整改完成后关闭。

隐患统计模块可以计数的各种隐患级别过滤行数和时间并形成相应的条形图和饼图。

5.7.3。隐患评估

隐患评估模块,扣除规则点在地铁的隐患管理组输入到系统实现自动评估平台。您可以选择工作地点查看分数通过左侧导航树。系统将显示总分和详细点扣除的原因,和的具体推导点会弹出当你点击按钮。

5.8。系统的整体操作

截至2020年12月31日,该平台已广泛应用于杭州地铁建设的第三轮项目。目前,监测模块已达到平均每天处理50000多个监控数据,共有594预警信息;视频监控模块访问261工作网站,总数1783个视频;起重机起重模块记录了总共2979套设备和2312运营商;332盾构机盾信息模块访问和监控近120盾建设期间同时施工的高峰期;隐患调查和管理模块整流和关闭每月平均3000多隐患。平台应用于实际施工时,该系统充分发挥了它的作用在提高安全管理的质量和效率的过程中,智能多维监控工程安全、静态风险评估和动态源码控制风险,风险隐患调查和管理单位,全面的多维信息预警和实时信息传递。同时,它给了一个优秀的模型和演示的双重预防工作机制,风险评级为国内铁路运输控制和隐患管理项目,带来了显著的经济效益和社会效益和较高的推广和应用价值。

6。总结

首次平台集成和嵌入到系统安全风险控制的双重控制机制和隐患管理,实现多维数据的智能集成基于工程安全监测信息,检查、隐患调查,主要重点监控、盾牌和大型设备安全控制、动态联络通道冻结温度场,视频和访问控制,工程隐患调查和管理、等等。它也意识到的功能预测和预防的主要风险来源的早期阶段建设,早期预警和报警,和动态评价和控制过程的风险,确保整个生产过程安全的建设。平台的设计通常反映了高安全性和数据建模的概念,认为整体信息集成,实现自动收集系统,并实现了管理过程嵌入,3 d显示,信息化工作状态显示,项目概要显示,和其他功能,具有很大的经济效益和社会效益。

数据可用性

没有数据被用来支持本研究。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

这项研究得到了浙江省科学技术厅的主要研发项目(没有。2020 c01102)”的特殊设备和关键零部件研发和产业化轨道交通关键技术的研发和应用为地铁隧道的保护和监测系统和疾病预防,”和浙江省建筑科学研究项目(没有。2018 k140),“平台的开发和应用,杭州地铁施工分类学风险控制和风险检查和治理以物联网为基础。”

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