信息赋能视阈下城市地下空间智慧施工风险测度预警与管理研究

雷东升 ,高彬

摘要：当今计算机飞速发展的社会，信息赋能给个体或事物或者这些的集合赋予数字化属性，从而可以通过信息化的手段对其进行优化与提升。而城市灾害随着灾害类型和严重程度上的差异，在受灾规模、损失程度影响范围、恢复难易等方面不同。城市集聚程度越高，灾害损失就越大。因此，致力于提高城市集约化和现代化水平的同时，不能忽视提高城市的抗灾抗毁能力，建立完善的城市综合防灾系统，使灾害损失降到最低程度。地下建筑防护外部各种能力较强，但由于地下空间的封闭性，地下建筑内部灾害比地面灾害危险得多，防护难度也大得多。因此，进行城市综合防灾规划设计，在建立城市综合防灾体系的过程中，应重视地下建筑的防护能力及内部灾害防灾问题。而具有良好且全面的风险测度预警及管理研究，可以有效减少及避免城市地下空间灾害的发生[1]。

关键词：信息赋能、城市地下空间、智慧施工

1引言

城市发展到一定程度，表现出城市人口膨胀、土地紧张、能源缺乏、交通拥挤、战争与灾害威胁等矛盾，开发利用地下空间，可有效解决城市可持续发展问题，增强城市活力。自21世纪以来，随着城市化的快速发展,出现了各种城市病,如土地资源匮乏、交通拥堵、环境污染等。这种背景下,积极开发城市地下空间,提高城市空间利用率,已成为众多大中型城市寻求城市可持续发展的共识。信息化赋能的加持下，对地下空间进行风险测度预警可以有效地减少及避免城市地下空间灾害的发生。

2城市地下空间项目发展现状

自21世纪以来,城市地下空间开发利用进入快速发展时期,在中心城区基本形成网络化、多核心的地下空间发展形态。城市地下空间的创新发展近期将聚焦于城市更新和精细化管理,重点在更新地区地下空间资源开发、地下交通和市政等基础设施、深层地下空间资源利用和保护、地下空间工程技术和管理机制等方面的创新发展。截至2020年底，我国颁布有关城市地下空间的法律法规、规章、规范性文件共527部。其中，“十三五”期间颁布实施的城市地下空间的法律法规、规章、规范性文件最多，占历年总数量的73.4%[2]。

资料来源：《2021中国城市地下空间发展蓝皮书（公共版）》，华经产业研究院整理

受2019年全国机构改革影响，2019—2020年国土空间规划体系中的地下空间规划设计及研究项目的编制周期延长。但“十三五”期间，总体上每年的地下空间规划设计及研究项目的编制数量与合同总额基本呈指数增长，由2016年的72项8594万元到2020年的178项19824万元，实现了市场数量与份额翻一番。

2020年，地下空间规划管理以研究课题为支撑，项目类型已涉及地下空间总规（专项）、控制性详细规划（控详）、设计等不同层面，管理阶段与措施贯穿于地下空间资源—开发—建设—施工—运维等地下空间全生命周期各个环节，据此初步构建了城市地下空间规划建设管理体系。

综合“十三五”期间样本城市数据，全国地下空间开发整体上处于平稳的上升趋势，2020年从整体指标来看，开发建设呈缓慢微增长，大多数城市地下空间总体规模同比2019年微增长，但人均地下空间规模为3.03平方米/人，与2019年基本持平。

资料来源：《2021中国城市地下空间发展蓝皮书（公共版）》，华经产业研究院整理

2020年地下空间发生灾害与事故的类型主要为施工事故、地质灾害、火灾、水灾、中毒窒息事故以及其他。地质灾害与施工事故发生次数较多，分别占比24%、22%。地质灾害发生数量显著增多，多为因暴雨导致水土流失进而引发市政管线破裂、路面坍塌等；施工事故发生数量较往年则有所下降，这与城市建设施工规模总数下降有一定关联；中毒和窒息事故发生次数较往年明显增多，占总数量的10%，多发生在市政管线、场站等有限空间施工过程中。

资料来源：《2021中国城市地下空间发展蓝皮书（公共版）》，华经产业研究院整理

相关报告：华经产业研究院发布的《2022-2027年中国地下空间行业市场发展现状及投资前景展望报告》

3地下空间施工安全风险评价的必要性

(一)政策意义

2016年，国务院安委会发布的《关于印发标本兼治遏制重特大事故工作指南的通知》(安委办(2016)3号)163)指出要健全安全风险评估分级和事故隐患排查分级标准体系、全面排查评定安全风险和事故风险等级、建立实行安全风险分级管控机制及实施事故隐患排查治理闭环管理。2017年3月3日，住房和城乡建设部正式发布了《关于印发工程，质量安全提升行动方案的通知》,明确提出要推进信息化技术应用，加强工程安全监管信息化建设、推行工程安全数字化监管。因此，系统性地进行风险识别、风险分级评价和慧施工风险测度预警的研究不仅是现场安全管理的现实需求，更是落实国家重大决策部署的政策要求，对促进政府政策目标的顺利实现、提高建筑业安全监管水准有着深远的意义。

（二）现实意义

本文通过城市地下空间安全风险的辨识和分级评价的研究能够进一步丰富风险管理理论体系。对城市地下空间施工过程的中的风险根据施工作业单元和风险影响因素的划分进行全面系统地辨识，使施工单位在分部分项作业前，能够提前了解施工过程中的潜在风险源，做到危险源的有效识别和事故提前预防，保证作业有序开展，避免施工人员的生命受到威胁和财产损失。

3.1风险评价在工程领域的研究现状

当前，全国不少大中城市对地下空间的开发利用规模不断加大。地表之下，轨道交通与城市快速路的各类隧道穿插而行，不同部门、不同时期铺设的各类管道错综交织，重大工程和高层建筑施工挖掘的基坑涵洞间杂分布，这些叠加城市本就复杂的水文地质条件，对城市整体安全水平造成严重威胁。

研究主要集中在三方面：其一是风险管理体系流程的建立，其二是风险管理理论方法的研究，其三是风险管理指南规范的编制。

（一）体系流程的建立

风险管理不是一项独立工作，是由多个相互关联的重要环节组成。要在实际中实施风险管理就必须明确关键的环节与步骤，即要建立合理的体系流程。在研究初期，体系流程的建立是众多学者主要考虑的问题。

（二）理论方法的研究

在完善工程风险管理体系流程的基础上，建立更加合理的推理分析方法可促使风险管理更为完善。为使工程风险管理的推理分析过程逐渐向系统化与定量化转变，许多学者结合系统工程理论、运筹学、模糊理论、统计理论等知识，建立了多种用于工程风险管理的推理分析方法。

（三）指南规范的编制

为了在实际建设中更好的执行工程风险管理过程，随着风险管理体系流程的完善以及理论方法的创新，许多学术团体编制了相应的指南与规范。

3.2安全评价方法研究现状

安全评价(SafetyEvaluation)是基于系统工程的主要内容,在充分了解系统的基础上,辨识系统中对作业人员或环境有害、危险的因素,并对其发生事故的严重性和可能性进行评估,提出相关对策建议的活动。其中重要一环就是安全预评价工作,安全预评价主要针对系统建设之前,提交可行性报告后,对系统的安全评价活动。安全预评价管理工作的逐步市场化,相关单位的资质认证与管理已经形成制度,同时预评价的内容结构趋于标准化,这些活动标志着安全预评价管理体系基本形成。在法律方面，为了更加完善安全预评价工作和加强我国安全生产工作力度,2014年新修改的《安全生产法》中对应当进行安全评价的建设项目有了进一步的详细规定,并且取消了安全条件论证这一环节。在相关的行业准则上,最新的《安全预评价导则》与之前的有了一些新的变动,比如其评价对象从原来仅限于建设项目扩展到多种多样的生产以及作业系统的建设中[3]。

3.3安全风险管理研究现状

全程风险管理

前期规划阶段,主要工作是对施工现场进行深入调查,用以明确施工过程中可能出现的重大风险因素,评估施工方案的风险指数,其中重大风险园素的排查需要涉及既有轨道﹑水利设施以及有害气体、污染区域等。工程勘察期间，必须全方位考虑工程本身的情况,而目需要对施工方案、施工技术等进行有效分析。组织环境调查时，一方面需要按照试过工程建设阶段来调查周边环境，明确调查范围、调查的具体内容、另一方面结合调查结果设计线路位置、铺设方式,当然结合施工方法、地质条件等也可以确定周边环境的调查对象。

隐患排查

排查安全隐患时,需要注意这几点问题。第一,明确隐患排查治理的范围。排查治理工作的开展时间为士建施工围栏到期试运行期，土建工程、轨道工程以及装修装饰等均被纳入排查治理工作当中。

安全管理趋于标准化

住建部对城市轨道交通工程的施工质量安全有明确要求，倡导各地开展标准化工作。这里的标准化体现在：一，管理标准化。各项管理制度、检查制度以及教育培训制度等均需要完善而规范。二，质量标准化。施工过程中应用的拔术、产品等要满足工程建设要求,规避质量通病。三，文明施工标准化。施工过程中,必须按照规定设置隔离带,一方面保璋市容市貌不被破坏，维护社会环境卫生，另一方面改善施工现场环境，为施工人员打造良好的工作、生活环境。

信息化管理

信息化管理能大大提高管理效率。当前所采用的信息化管理平台主要由五个部分组成,分别为安全风险管理系统、隐患排查治理系统、人员管理系统以及应急管理系统、培训教育系统[4]。

3.4地下空间施工安全事故研究现状

城市地下工程安全事故主要由地层下陷事故和地层变形事故组成。大多数底层下陷事故的产生原因主要是由于地质结构的问题和地下管道断裂等原因造成的。而在水分较多、地质较为软弱的地区来进行地下空间施工，出现地质变形的可能性也相继增大，严重的情况下甚至会引发地面塌方等问题，甚至还会破坏原有的地下结构和建筑设施。

3.5地下空间安全风险评价研究现状

风险评估是一门新兴的交叉边缘学科，其雏形可以追溯至公元916年共同海损制度和公元前400年的船货抵押制度，那时候人们已经认识到了风险因素的存在，以及这些风险因素可能会导致事故或者严重损失的可能性。但真正把风险当作一门学科，是近代以来的德国。德国是最先研究风险评估的国家之一，然而风险评估真正得到系统化、专业化的研究却在美国。

我国在地下工程的风险评估方面的研究起步较晚，但是近年来国城市地下空间工程风险评估研究工作进入了突发猛进的阶段，许多科研机构和高校开展了风险评估理论、程序开发和应用方面的研究，并取得了一定的成果。最早从事隧道及地下工程风险评估和管理研究应该属于同济大学的丁士昭教授。从1989年开始，由丁士昭教授牵头领导的同济大学和上海启明软件有限公司(中日合资)组成的科研小组历时两年，开发出了PMIS一SM(管理信息系统)系统，该系统是集成工程风险评估与管理为--体的综合管理辅助系统，并首次在上海市地铁一号线工程上应用，取得了成功。毛儒教授较早的把国外隧道工程风险评估与管理方面的技术引入国内，论述了在我国推广风险评估与管理的重要性;路美丽等人探讨了地铁工程风险的定义、风险管理的定义及其内涵，从风险因素辨识、风险分析和评估、风险响应个方面详细分析了--般大型工程项目风险评估的研究现状[5]。

4结论

本文立足现状对已有文献进行科学分析，在已有的研究及发生事实下，对文献进行统计和分析。探讨传统施工管理向智慧施工管理转变的本质及智慧施工中的多源信息融合相关内涵。后续可根据危险源风险评价模型对施工工艺进行风险评价。对城市地下空间智慧施工的多源信息融合应用分析，得出结果具有深远的意义。

参考文献

[1]张顶立.城市地下工程施工诱发的安全事故及其控制[J].科技导报,2017,35(05):31-37.

[2]陈湘生,付艳斌,陈曦,肖惠,包小华,庞小朝,王雪涛.地下空间施工技术进展及数智化技术现状[J].中国公路学报,2022,35(01):1-12.DOI:10.19721/j.cnki.1001-7372.2022.01.001.

[3]杨颖.城市地下空间信息三维可视化技术的研究[J].信息系统工程,2022(05):145-148.

[4]田宝春,张捷.城市轨道交通建设安全风险管理现状与发展趋势分析[J].居舍,2020(31):144-145+153.

[5]杨蕴琪,梁家辉.安全预评价现状与安全评价方法研究[J].住宅与房地产,2017(35):136.

作者简介：雷东升（1986-）男，汉族，郑州财经学院 ，硕士研究生，副教授，研究方向：项目管理

高彬（2000-），男，汉族，河南省项城市人，郑州市惠济区郑州财经学院土木工程学院本科生 研究方向：项目管理