《交通运输科学技术新成果推广目录》（２０２1）第三部分 基础设施篇《基于安全靶向理论的公路施工安全风险防护技术》

完成单位：河南省公路工程局集团有限公司、石家庄铁道大学、河南省第二公路工程有限公司

主要完成人：刘前进、王景春、李青、侯卫红、王春、靳俊中、张先萌、韩周亮、贺岩、李志敏

项目简介

　　十九届五中全会提出要把安全发展贯穿国家发展各领域和全过程。作为高危行业之一的基础设施建设行业，一直以来是国家安全生产监管的重点行业领域。公路工程作为重要的基础设施，在交通运输业中起着重要的作用，然而公路施工项目的作业生产条件和客观环境特殊性、复杂性、多变性和协作性都决定了施工的危险性。因此，如何能够在在有限的资源条件下确保公路工程的施工安全，针对性地进行科学管理施工现场，是能否进一步保障我国工程建设安全的核心所在，也是当前我国一项具有重大意义的现实课题。

　　项目研究以实现公路工程安全风险精准辨识管控，有效建立安全风险防护体系为目标，打破安全发展瓶颈，聚焦精准防护技术。研究内容包括：针对公路工程建设风险进行系统分析，提出了以特定风险事件为标靶点，先进的风险辨识评估方法为手段的安全靶向理论，实现了对工程建设风险的精准控制，建立了行之有效的风险防护体系；分析了工程建设风险影响因素，辨识工程风险，建立了公路工程施工风险源清单，建立了风险评估模型方法，实现了公路工程建设全方位、全周期的动态风险评估；研究事故发生的类型、特点、部位，制定针对不同分部分项工程的安全防护设施及措施，提出以风险辨识、评估、管理为主线，风险防护为核心的公路工程安全防护技术；分析公路施工防护标准化管理的特点，提出了基于改进云模型的公路工程施工安全防护体系，削弱了进行综合评价时评价指标评分的主观影响程度，实现了防护体系的定量评价。

　　项目形成基于安全靶向理论的公路施工安全风险辨识、防护成套技术，显著推动了行业科技进步。研究成果广泛应用，有效地降低事故的发生，减少人员伤亡，节省企业投资，产生巨大的社会和经济效益。项目获国家发明专利5项、实用新型专利2项、软件著作权1项，颁布地方标准2部，发表代表性期刊论文19篇，其中SCI1篇、EI3篇，核心期刊11篇。

　　项目获2021年度中国交通运输协会科技进步二等奖、河南省交通运输科学技术进步奖一等奖。

项目创新点

　　本课题研究的基于安全靶向理论的公路施工安全风险防护技术，将云模型理论引入到隧道突水突泥的风险评估中，从水文条件、地质条件和气候条件三个方面，针对评价指标模糊性与随机性的特点，应用逆向云发生器生成风险云特征数字，应用正向云发生器生成风险云与标准云对比图，建立基于三维云模型的隧道突水突泥风险评估模型。将模糊评价和云模型综合应用到公路施工安全防护系统的评价中，从劳动防护用品、人员通道、临边洞口防护和高处作业等4方面建立了基于云模型的公路工程施工安全防护体系评估模型，实现了安全防护体系的定量评价。基于以事故发生的可能性L，人员暴露于危险环境中的频繁程度E和发生事故或危险事件可能产生的后果C作为K-Means聚类的样本指标，提出了基于改进的K-Means聚类风险评估模型。项目主要创新如下：

　　(1)首次提出了施工安全风险靶向理论，指导公路工程施工风险精准辨识、评估、管控工作。

　　(2)发展了公路工程安全风险评估方法，提出基于云模型的突水突泥风险评估模型和基于改进的K-Means聚类风险评估模型；在以上研究的基础上，编制了地方标准《公路桥涵和隧道工程施工安全风险评估与控制》(DB41T1085-2015)。

　　(3)建立了公路工程安全防护标准化体系，由问题导向分析公路施工安全防护的现状，建立公路施工安全防护技术体系，编制完成首部公路施工安全防护标准《公路工程施工现场安全防护细则》(DB41T1540-2018)。

　　(4)建立了公路施工安全防护评价体系，将模糊评价和云模型综合应用到公路施工安全防护系统的评价中，提出了基于改进云模型的公路工程施工安全防护体系，实现了防护体系的定量评价。

应用案例

　　项目研究成果分别在河南省公路工程局集团有限位公司的商登高速在商登高速郑州境段BT工程、淮滨至信阳高速公路息县至邢集段、周口至南阳高速公路、阳新高速公路黄河特大桥工程等，中国建筑股份有限公司河北高速公路项目指挥部承建的太行山高速公路，中铁三局集团第二工程有限公司参建的京张高铁第六标段、衢宁铁路站前1标、郑济铁路郑濮段ZPZQ-1标中得到了成功的应用，取得了良好的效果。

　　该项目的研究成果可有效提升公路工程建设项目的风险管控水平，保障施工安全，降低事故发生，同时为其他工程建设项目提供风险管控、安全防护方面的经验和建议，项目的部分研究成果在铁路建设工程中也得到了应用。随着我国交通运输业的不断发展，工程建设安全问题是面临的一大挑战，本课题研究可以有效地降低事故的发生，减少人员伤亡，节省企业投资，由此产生的社会效益和经济效益是非常巨大的，研究成果具有广阔的应用推广前景，可推广应用于铁路工程、市政工程、城市轨道交通、建筑工程、水利工程等工程建设领域。

社会效益与经济效益

　　研究成果对健全公路施工安全生产责任体系、完善安全风险防范化解工作机制、推进公路施工安全生产专项整治三年行动、强化协同监管、遏制重特大事故发生具有积极的意义。项目深入分析了公路工程施工风险因素，发展风险评估方法，构建安全防护标准化体系，增强预见性和主动性，综合研判、统筹谋划、有力应对，有效保障了公路工程建设安全。项目坚持需求牵引、问题导向、技术创新、突破难题，有效构建了公路工程安全防护标准化体系，推进风险管理纵深发展。研究成果在相关单位得到应用，有效降低了事故发生率，节约了安全生产成本，累积8000余万元。通过对项目研究成果的应用，项目完成单位三年内共排查安全隐患16000余次，企业事故率同比下降20%。