土建工程施工安全风险的多源数据融合预警机制构建

一、土建工程施工安全风险概述

1.土建工程施工安全风险的类型

土建工程施工安全风险种类繁多。高处作业风险是常见的一种，在建筑物的高层结构施工时，施工人员需要在高处进行作业，如脚手架搭建、外墙施工等，一旦防护措施不到位，很容易发生坠落事故。物体打击风险也不容忽视，施工现场材料、工具的堆放和吊运过程中，如果操作不当，可能导致物体掉落，击中下方的施工人员。另外，机械伤害风险在土建工程中也较为普遍，例如挖掘机、塔吊等大型机械设备在运行过程中，如果操作人员失误或者设备出现故障，就可能对周围人员造成伤害。还有，土方坍塌风险，在进行地基挖掘等土方工程时，由于土壤结构不稳定或者挖掘深度过大等原因，容易发生土方坍塌事故。电气安全风险也在施工中存在，施工现场的临时用电线路如果铺设不规范，或者电气设备缺乏有效的接地、接零保护，容易引发触电事故。

2.传统安全风险预警的局限性

传统的土建工程施工安全风险预警存在诸多局限性。传统预警多依赖于人工巡查和经验判断。施工管理人员在施工现场进行定期或不定期的巡查，凭借自身的经验来发现安全隐患。然而，这种方式容易受到人为因素的影响，如巡查人员的专业水平、责任心以及疲劳等因素，可能导致一些安全隐患无法及时被发现。传统预警的数据来源单一。通常只是关注施工现场的局部情况，例如仅仅查看某一施工区域的安全状况，而忽略了其他相关因素的数据，如气象数据对施工安全的影响，以及施工人员的操作行为数据等。这种单一数据源的预警难以全面评估安全风险，从而影响预警的准确性和及时性。

二、多源数据的来源与采集

1.施工现场环境数据

施工现场环境数据是多源数据中的重要组成部分。其中，气象数据对土建工程施工安全有着显著影响。例如，强风天气可能影响塔吊等高耸设备的稳定性，暴雨天气可能导致土方工程的坍塌风险增加。因此，需要在施工现场设置气象监测站，采集风速、风向、降雨量、温度、湿度等气象数据。另外，施工现场的地质数据也不容忽视，在进行基础工程施工前，需要通过地质勘探获取土壤类型、地下水位、地层结构等地质数据，这些数据有助于评估土方工程的安全风险。

2.施工设备与材料数据

施工设备与材料数据是保障施工安全的关键。对于施工设备，如塔吊、挖掘机、混凝土搅拌机等，需要采集设备的运行参数数据，包括设备的转速、压力、温度、电流等。通过对这些运行数据的实时监测，可以及时发现设备是否存在故障隐患。例如，当塔吊的电机温度过高时，可能预示着电机存在过载或者散热问题，需要及时检修。对于施工材料，要采集材料的质量数据，如混凝土的强度等级、钢材的力学性能等。不合格的施工材料可能导致结构安全问题，如使用低强度等级的混凝土可能使建筑物的承载能力不足。还要关注材料的存储和使用数据，例如材料的存储环境温度、湿度对材料性能的影响，以及材料的使用量是否符合设计要求等。

3.施工人员相关数据

施工人员相关数据也是多源数据融合预警机制中的重要一环。要采集施工人员的生理数据，如心率、血压、疲劳程度等。在高温、高强度的施工环境下，施工人员容易疲劳，疲劳状态下的施工人员操作失误风险会大大增加。通过可穿戴设备采集施工人员的生理数据，可以及时发现施工人员的疲劳状态并进行调整。三、多源数据融合预警机制的构建

1.数据融合技术的选择

在构建多源数据融合预警机制时，数据融合技术的选择至关重要。贝叶斯网络是一种常用的数据融合技术，它基于概率推理，可以有效地处理不确定信息。在土建工程施工安全风险预警中，例如在评估施工设备故障风险时，可以利用贝叶斯网络融合设备的历史运行数据、当前运行参数以及环境因素等多源数据，计算出设备故障的概率。另一种技术是神经网络，神经网络具有强大的自学习和自适应能力。通过对大量的土建工程施工安全相关数据进行学习，神经网络可以自动识别数据中的模式和规律，从而实现对安全风险的准确预警。例如，在分析施工人员操作行为与安全事故之间的关系时，神经网络可以根据采集到的操作行为数据，判断出哪些操作行为容易导致安全事故，并及时发出预警。

2.预警指标体系的建立

建立预警指标体系是多源数据融合预警机制构建的核心内容之一。预警指标体系应涵盖土建工程施工安全风险的各个方面。对于高处作业风险，可以设置如安全防护设施的完好率、高处作业人员的资质合格率等指标。当安全防护设施的完好率低于某一阈值时，就可能存在高处坠落的风险。对于物体打击风险，可设置材料和工具堆放的规范性指标、吊运设备的可靠性指标等。如果材料和工具堆放混乱，吊运设备故障概率高，物体打击风险就会增大。在电气安全方面，可设置电气设备接地接零的合格率、临时用电线路的规范率等指标。这些预警指标能够量化安全风险的程度，为预警提供依据。

3.预警平台的搭建与实施

预警平台的搭建是实现多源数据融合预警机制的关键步骤。要建立一个数据采集与传输系统，确保来自施工现场环境、施工设备、施工人员等多源数据能够及时、准确地传输到预警平台。例如，可以采用无线传感器网络技术，实现数据的高效传输。在预警平台上要建立数据存储与管理系统，对采集到的海量数据进行分类存储和管理，以便于后续的数据分析。利用选定的数据融合技术和预警指标体系，在预警平台上构建风险评估模型，对多源数据进行融合分析，计算出安全风险的等级。根据风险等级，通过短信、声光报警等多种方式向施工人员和管理人员发出预警信息。预警平台还应具备反馈功能，以便施工人员和管理人员对预警信息进行反馈，从而不断优化预警机制。

结语：

土建工程施工安全风险的多源数据融合预警机制构建是提高施工安全管理水平的重要举措。通过整合施工现场的环境数据、施工设备与材料数据以及施工人员相关数据等多源数据，利用合适的数据融合技术，建立科学的预警指标体系并搭建有效的预警平台，可以实现对土建工程施工安全风险的全面、准确、及时预警。这一机制的构建有助于将传统的被动式安全管理转变为主动式安全管理，在安全事故发生之前就能够识别风险并采取措施加以防范。在实际应用中，多源数据融合预警机制需要不断地进行优化和完善，例如随着施工技术的发展和新的安全风险因素的出现，需要及时更新预警指标体系和数据融合技术。施工企业还应加强对施工人员的培训，提高他们对预警信息的重视程度和应对能力，从而真正发挥多源数据融合预警机制在土建工程施工安全管理中的作用，保障土建工程施工的顺利进行，保护施工人员的生命安全，减少企业的经济损失和社会负面影响。

参考文献：

[1]翁远林.基坑施工过程中的多源数据融合与风险预警机制[J].中国住宅设施，2025，（02）：236-238.

[2]沈明磊.面向盾构施工地表沉降的多源数据融合分析与隧道安全性评价[D].陕西省：西安电子科技大学，2021.