地铁施工安全风险识别与预警方案

（1）基于前兆信息的地铁施工安全风险分析。首先阐述了WBS方法的定义、内涵、应用和作用，并将WBS方法应用到地铁施工项目上，结合相应规范、施工经验、施工技术对地铁施工项目进行了一、二级分解。在二级分解的基础上重点研究地铁盾构掘进法施工。对前兆信息的概念、在风险安全管理中的应用进行了阐述，将前兆信息概念引入地铁施工安全风险研究中。通过事故致因理论的研究和分析，从人、机、环境系统安全理论角度分析杭州地铁坍塌事故原因。在此基础上系统分析了地铁施工设备、材料、环境可能存在的前兆信息，同时基于人因分析和分类系统（HFACS）分析了地铁施工人员相关前兆信息，构建了人、机、环境的地铁施工安全风险前兆信息体系。

（2）构建地铁施工安全风险本体知识库。对本体的内涵、本体的分类、描述语言、建模工具、构建方法、步骤进行了研究。根据实际情况和建模工具、方法的比较，选择了斯坦福大学开发的Protégé本体建模工具和基于Protégé研究的七步法，并在七步法的基础上进行改进，形成了适用的本体构建方法。在本体知识库具体构建中，分析了本体构建的目标与需求，提出了本体知识库构建框架，利用Protégé软件对地铁施工安全风险进行知识表示、定义类和类的结构层次关系、定义对象型属性、定义数据型属性，进行地铁施工安全风险知识库构建，并进行实例创建。对地铁施工安全风险形成了较为直观的理解，并能够实现知识的传递、共享和重用。

（3）构建地铁施工安全风险自动识别系统。从可视化、查询、SWRL规则构建、Jess推理等几个方面对构建的本体知识库的功能和应用做了简单介绍和应用。Protégé软件构建的地铁施工安全风险知识库，通过Ontograf插件可以实现可视化展示，通过Query插件可以进行条件查询等。通过地铁施工相关规范要求、经验和设计等构建地铁施工过程中可监测前兆信息的SWRL规则，利用Jess推理引擎与SWRL两者结合，实现自动推理，识别出地铁项目施工活动中前兆信息引起的风险事件，并针对风险事件提出相应的安全措施，为地铁施工安全提供指导，实现地铁施工安全风险智能化管理。(www.xing528.com)

（4）地铁施工安全风险预警方法研究。利用PaICFs调查模型从案例库中提取了坍塌事故前兆信息指标，将前兆信息分为4类，即位置类、地质类、环境类及其他信息，详细叙述了各类前兆信息中包含的各个指标的数据含义，信息采集需求及可用采集设备。针对单指标预警和多指标综合预警模式，讨论了前兆信息预警的算法模型。对于单指标预警，采用了传统的预警方法，即基于监测指标变化速率和累计值的预警。多指标综合预警首先采用灰色关联分析对已观测数据进行聚类，再利用BP神经网络模型，对已经完成聚类的监测数据进行训练，用训练成熟的模型对新的监测数据进行模拟预测，判断预警类别并取得了良好的预测效果。

（5）构建地铁施工安全风险预警系统。基于地理信息系统，首先完成了地铁施工坍塌事故预警系统的整体设计、模块设计和数据库设计。在此基础上，以南京某地铁车站基坑工程为例，利用Visual Studio平台进行系统编程，结合地理信息系统的空间数据结构，实现了可视化的预警系统。该系统简单实现了施工现场坍塌事故预警系统的各个模块功能。