上海軌道交通建設(shè)工程風(fēng)險(xiǎn)遠(yuǎn)程監(jiān)控管理的探索與研究摘　要　城市軌道交通工程的建設(shè)工點(diǎn)多、攤子大、施工的難度和環(huán)境保護(hù)要求高,近年來在全國各地軌道交通工程建設(shè)過程中,時(shí)有較大的工程事故發(fā)生。如何控制工程的風(fēng)險(xiǎn)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(yuǎn)程監(jiān)控管理的方法系統(tǒng)地控制工程風(fēng)險(xiǎn),并闡述實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)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(fēng)險(xiǎn)控制1引言 中國各大城市的軌道交通建設(shè),從上世紀(jì)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(shí)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(fēng)險(xiǎn),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(yàn)和物理力學(xué)規(guī)律可知,工程風(fēng)險(xiǎn)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(yàn)的工程師能夠根據(jù)這些狀況的產(chǎn)生,及時(shí)采取相應(yīng)對(duì)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(fēng)險(xiǎn)的辦法,是派遣大量的有經(jīng)驗(yàn)的工程師常駐現(xiàn)場,監(jiān)督工程的進(jìn)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(duì)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(píng)判不正確,可能延誤工程搶險(xiǎn)的時(shí)機(jī),導(dǎo)致不必要的損失。所以,控制工程風(fēng)險(xiǎn)需要建立一個(gè)科學(xué)評(píng)判工程數(shù)據(jù)的體系,統(tǒng)一分析、評(píng)判工程的風(fēng)險(xiǎn)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(diǎn)多、攤子大、時(shí)間長的特點(diǎn)。建設(shè)過程中對(duì)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(diǎn)多、施工的工序和難度不斷增加,由此發(fā)生工程危險(xiǎn)和工程事故的概率不斷上升。如果還是僅依靠有經(jīng)驗(yàn)的工程師控制工程風(fēng)險(xiǎn),在人員的數(shù)量和水平上將遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。實(shí)現(xiàn)分散工程的工程風(fēng)險(xiǎn)統(tǒng)一管理與控制,運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)化的遠(yuǎn)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(hào)線建設(shè)中,由于意識(shí)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(yuǎn)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(yuǎn)程的服務(wù)器,設(shè)置一個(gè)專門分析、處理工程數(shù)據(jù)的職能部門———監(jiān)控中心,對(duì)工程風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行集約的管理和及時(shí)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(hào)線、6號(hào)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(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控管理的基本要求 工程風(fēng)險(xiǎn)的遠(yuǎn)程監(jiān)控管理問題,在技術(shù)角度上就是如何實(shí)現(xiàn)工程現(xiàn)場數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)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(gè)層面,解決這些問題的基本要求如下:(1)標(biāo)準(zhǔn)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(bào)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(chǔ)的平臺(tái)。(2)可靠的信息傳送功能 對(duì)于數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)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(shí)用的信息處理 對(duì)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(duì)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)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(fēng)險(xiǎn)程度。某些和工程風(fēng)險(xiǎn)無關(guān),或者依賴于人工反復(fù)干預(yù)的預(yù)測預(yù)報(bào)技術(shù)盡量不要使用。(4)安全的用戶認(rèn)證和分級(jí)的用戶授權(quán) 不同類別、不同級(jí)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(yán)格控制,未經(jīng)許可的用戶應(yīng)無法獲取數(shù)據(jù)。(5)及時(shí)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(jī)、短信等信息終端發(fā)布信息,使用戶能在第一時(shí)間內(nèi),自動(dòng)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(yán)密的管理制度作為保障 工程風(fēng)險(xiǎn)的遠(yuǎn)程監(jiān)控管理體系的各個(gè)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(gè)管理體系效能。如果其中任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題,整個(gè)管理體系將有失效的危險(xiǎn)。所以,必須有嚴(yán)密的管理制度作為整個(gè)管理體系的有力保障。3遠(yuǎn)程監(jiān)控管理的系統(tǒng)組成3.1遠(yuǎn)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(fù)責(zé)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(bào)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?qǐng)?bào)表和獲得的工程信息做出工程決策,指導(dǎo)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(shí)、真實(shí),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(gè)遠(yuǎn)程監(jiān)控管理成敗的決定性因素。 在實(shí)際操作中,通過分級(jí)授權(quán)管理、數(shù)據(jù)流向和數(shù)據(jù)安全方面的設(shè)計(jì),確保了數(shù)據(jù)的收集、傳送、存放、調(diào)用等各個(gè)環(huán)節(jié),均有可靠的安全保障。3.2工程數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程監(jiān)控管理 工程數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程監(jiān)控管理包括車站和區(qū)間隧道兩個(gè)方面。根據(jù)輸入工程信息單位的不同,工程數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)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(gè)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(jí)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(shí)隨地獲得工程的信息。3.3工程視頻的遠(yuǎn)程監(jiān)控管理 現(xiàn)場上傳的數(shù)據(jù)一般存在一定時(shí)間的滯后,在需要察看到工程實(shí)時(shí)進(jìn)展的狀況時(shí),采用遠(yuǎn)程的視頻監(jiān)看是一個(gè)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(duì)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(zé)成現(xiàn)場單位限期整改。4控制工程風(fēng)險(xiǎn)的職能部門———監(jiān)控中心 監(jiān)控中心是負(fù)責(zé)控制工程風(fēng)險(xiǎn)控制的具體職能部門,由建設(shè)企業(yè)項(xiàng)目公司總工程師負(fù)責(zé),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(xiǎn),并以書面報(bào)告的形式告知相關(guān)部門;并且它負(fù)責(zé)遠(yuǎn)程監(jiān)控的日常管理,保障整個(gè)管理體系能夠正常、有序的運(yùn)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(fēng)險(xiǎn)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(fēng)險(xiǎn)判斷的經(jīng)驗(yàn),由工程數(shù)據(jù)分析判斷其中存在的工程風(fēng)險(xiǎn),并做出短期的預(yù)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(yuǎn)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(shí)現(xiàn)工程狀態(tài)的自動(dòng)判斷提供了方便。(3)發(fā)現(xiàn)工程隱患后,及時(shí)告知相關(guān)責(zé)任人員的能力 當(dāng)發(fā)現(xiàn)工程隱患后,是否能及時(shí)處理取決于相關(guān)信息能否在第一時(shí)間內(nèi)到達(dá)相關(guān)責(zé)任人員。對(duì)于監(jiān)控中心,不能僅滿足于提交報(bào)告告知工程的風(fēng)險(xiǎn)。電話聯(lián)系或者手機(jī)短信等多種手段,甚至自動(dòng)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(yuǎn)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(cuò)誤數(shù)據(jù),若要重復(fù)利用,則在資料存檔階段應(yīng)作進(jìn)一步的處理,如剔除錯(cuò)誤數(shù)據(jù)、轉(zhuǎn)成Ｅｘｃｅｌ報(bào)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(duì)整個(gè)遠(yuǎn)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(gè)管理體系是否能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí),由于是集約化的工程風(fēng)險(xiǎn)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(biāo)準(zhǔn)下控制工程風(fēng)險(xiǎn),避免工程師水平不一而導(dǎo)致的誤判、遺漏情況的發(fā)生。5工程實(shí)例 某車站圍護(hù)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(dá)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(yàn)和數(shù)據(jù)挖掘的成果判斷,基坑處于十分危險(xiǎn)的狀況。再由當(dāng)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(chǔ)備只有14.3%和13.3%,接近設(shè)計(jì)彎矩,與數(shù)據(jù)評(píng)判的最危險(xiǎn)點(diǎn)相符,驗(yàn)證了該處存在工程危險(xiǎn)。 正因?yàn)椴扇×诉h(yuǎn)程監(jiān)控管理,工程現(xiàn)場及時(shí)傳送數(shù)據(jù),監(jiān)控中心科學(xué)地處理數(shù)據(jù),能及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常,通過管理體系告知相關(guān)的職能部門,啟動(dòng)預(yù)警機(jī)制,馬上停工處理工程危險(xiǎn),成功有效地阻止了工程事故的發(fā)生。之后工程順利進(jìn)展,該點(diǎn)的變形趨向穩(wěn)定。6 結(jié)語 實(shí)踐證明,使用遠(yuǎn)程監(jiān)控管理是目前對(duì)工程風(fēng)險(xiǎn)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(fēng)險(xiǎn)控制問題、高效發(fā)揮稀缺的專家資源的必然途徑。 工程風(fēng)險(xiǎn)的遠(yuǎn)程監(jiān)控管理還需要不斷完善,從而更好地控制工程風(fēng)險(xiǎn)。需要逐步實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化分析、處理海量數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)工程風(fēng)險(xiǎn)的自動(dòng)判別。同時(shí),需要擴(kuò)大工程風(fēng)險(xiǎn)管理的范圍,將設(shè)計(jì)單位納入工程風(fēng)險(xiǎn)的管理體系,參與工程風(fēng)險(xiǎn)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(fēng)險(xiǎn)管理體系中的作用,在各方面保障工程安全、高效的進(jìn)展。參考文獻(xiàn)1劉建航、侯學(xué)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(duì)基坑的危害及治理.巖土工程學(xué)報(bào),2002(6):790-792