CN102521710B - 一种建筑施工质量安全在线风险评估系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种建筑施工质量安全在线风险评估系统，包括项目管理模块、工程信息模块、风险识别模块、风险评估模块、动态风险评估模块；所述项目管理模块用于建筑施工项目及案例库的信息管理；所述工程信息模块用于建筑施工项目的概况信息管理；所述风险识别模块根据工程概况信息系统自动识别风险事件和风险因素，形成风险清单和风险树；所述风险评估模块根据工程概况信息与数据库中类似工程信息的比对，进行数据推理，估计风险事件发生概率和损失，确定风险等级，通过敏感性分析确定风险因素的重要程度，自动搜索数据库获得预控措施并形成风险评估报告；所述动态风险评估模块用于工程施工过程中的风险跟踪、监测和态势评价。

Description

一种建筑施工质量安全在线风险评估系统

技术领域

本发明属于建筑工程的风险管理技术领域，特别涉及一种建筑施工质量安全在线风险评估系统。

背景技术

随着我国国民经济的发展和城镇化的推进，我国大型建设工程的蓬勃发展，工程建设呈现出投资主体多元化、技术工艺复杂化、建筑材料新型化和企业独立自主化、建设项目规模大型化等特点，建设工程中的质量安全风险和安全问题受到广泛的关注。

随着计算机软件和Internet的不断发展，建筑施工质量安全的风险管理以计算机软件的形式进行评估已经成为一种趋势。大型建设工程风险不确定性因素多，风险具有多样性和随机性的特点，建设工程受各方面条件制约，对环境影响和社会影响程度非常大，目前尚未形成工程建设领域行之有效的风险评估体系。因此，迫切需要对建设工程中建筑施工质量安全构建在线风险评估系统，实现大型建筑工程技术风险分析、评估及其技术参数敏感性分析，集成合理高效的风险控制措施，变被动应急式的风险管理为主动预警式的风险管理模式，切实降低工程技术风险。

发明内容

本发明的目的在于：对建筑施工项目进行风险预评估和过程中的风险动态评估，通过对工程总体风险和施工过程中的实时风险的及时掌控，提供工程项目风险的相关信息和决策支持，辅助风险管理人员进行风险管理规划和风险跟踪控制，从而提供一种建筑施工质量安全在线风险评估系统。

为了实现上述发明目的，采用以下技术方案：

项目管理模块实现对建筑施工项目的基本信息管理，用于建筑施工项目的新建、查询、编辑、删除和打印功能；也用于风险案例库的基本管理，包括新建、查询、编辑、删除和打印功能。

工程信息模块用于查看和编辑建筑施工项目基本数据信息；用于建筑施工项目数据的导入和导出；也用于单位工程和分部工程的录入、编辑和删除。

风险识别模块用于识别建筑施工项目的风险因素；用于确定所采用的风险识别方法；用于对建筑施工项目的数据信息的修改和确认；也用于识别建筑施工项目中的风险事件和风险因素，并形成风险清单，绘出建筑施工项目的风险树；也用于对风险事件、风险因素、风险清单和风险树的编辑操作。

风险评估模块用于建筑施工项目的风险评估，包括确定计算模型，估计风险事件的概率P和损失C；根据数据库推理自动生成各风险因素的权重，确定风险事件的风险等级；用于建筑施工项目的敏感性分析，确定风险因素的重要程度，形成风险预控措施，生成风险评估报告。

动态风险评估模块用于在建建筑施工项目中的动态风险评估，主要包括风险跟踪、风险监测；还用于确定动态风险评估模型进行风险动态评价，并形成风险评价报告。

上述技术方案中，所述项目管理模块所管理的建筑施工项目的信息包括建筑施工项目的基本信息，单位工程信息和分部工程信息；风险案例库的信息包括工程特征信息、工程地质和水文地质信息、周边环境信息、项目事故信息(含发生条件信息、经济损失信息、人员伤亡信息等)和事故处理措施。

所述工程信息模块用于建筑施工项目信息管理，包括查看、录入、编辑、删除，还用于单位工程和分部工程的查看、编辑和删除。

所述风险识别模块所需确定风险识别方法，包括故障树分析法、事件树分析法、鱼刺图分析法和层次分析法；确认建筑施工项目的数据信息包括项目基本信息、单位工程信息和分部工程信息；风险因素的识别方法是根据工程概况信息，通过系统对风险事件案例库的贝叶斯网络推理的内嵌规则自动识别和确定各风险因素和风险路径；风险清单包括建筑施工项目中的风险事件和风险因素，并可以通过人为校核对风险清单进行核准；风险树由风险事件、风险因素以及风险事件与风险因素间的逻辑关系组成，并以树型图形展示。

所述风险评估模块中风险事件的概率P采用风险事件占案例库案例总数的比例确定；风险事件的损失根据风险事件案例库构造工程造价和工程损失的函数关系，并通过工程造价估计工程的可能损失，主要包括单位工程本体损失和周边环境损失；风险事件的权重设置方法采用层次分析法确定；利用风险事件的权重矩阵和评价矩阵对风险事件进行模糊综合评价，确定风险系数及风险等级；敏感性分析是基于故障树的结构重要度分析，其主要步骤包括：建立故障树、对故障树的最小割集进行求解、故障树结构重要度分析，进而确定建筑施工项目中风险因素的重要程度，并进行排序，确定关键风险因素；风险预控措施采用与风险事件预控库比对、风险识别、风险评估以及敏感性分析的结果形成初步预控措施；风险评价报告是一种标准格式，包括建筑施工项目的基本信息、风险评估方法、单位工程施工风险、分部分项工程施工风险以及结论与建议。

本发明的建筑施工质量安全在线风险评估系统的有益效果为：

1)系统具有自学习机制。本系统具有自学习功能，每次风险评估，针对专家(用户)对评估结果的修正，修正完善系统内嵌的规则；随着评估项目的不断增多，系统的评估结果越接近真实情况，从公司层面部署使用，更利于自学习自我完善，实现科学评估的目的。

2)内嵌功能强大、用户工作量小。本系统用户只需输入工程概况信息，通过系统内嵌的规则和方法辅助用户进行风险识别、风险事件概率P和损失C的估计，进行风险评估，形成风险清单、风险等级表和风险树，并自动生成评估报告，实现快捷评估的目的。

3)兼顾静态评估和动态评估。本系统不仅支持建筑施工项目开工前的静态评估，也支持项目实施过程中的动态评估，明确不同风险事件的变化情况，实现动态预警和动态评估的目的。

4)界面友好、操作简单。本系统建立条理清晰的工作菜单和方便简捷的工具按钮，并提供详尽细致的帮助系统，即使是非计算机或专业风险评估人员，也能很快熟悉并掌握该软件的使用。

5)系统灵活、部署简单。本系统是B/S结构的在线风险评估系统，将本系统部署在公司服务器上，各地的工程项目利用网络访问，便捷的使用软件的风险评估功能，同时支持多个项目同时进行风险评估；系统提供用户根据实际情况灵活处理的能力，尽量减少分析和评估过程中的重复工作。例如利用已有的风险评估模型，经过修改而得到符合要求的新的模型。

6)良好的系统结构、灵活的数据库编程接口。基于系统升级和维护的考虑，设计结构清晰、组织合理的系统结构；各类信息数据设计不同的数据库，并在系统的不同界面内对其进行操作，方便数据管理，减少数据冗余。通过数据交互接口，实现本系统与环境框架、其他软件工具之间数据交互和共享。

本发明通过五个模块的有效协作，建立完整的建筑施工质量安全风险评估体系，实现“风险识别——风险评估——风险预控——风险跟踪——风险监测”的目标。将建筑施工中的被动应急的风险控制，变为主动的质量安全风险评估体系的管理模式。

附图说明

图1为本发明的业务流程图

图2为本发明的功能模块组成图

具体实施方式

下面结合附图对本发明的建筑施工质量安全在线风险评估系统进行说明。

本发明的业务流程图如图1所示，遵循输入信息、数据处理、风险评估、输出信息和生成报告完整的业务流程。本实施方式涉及输入信息包括：工程信息、施工信息、周边环境信息、工程地质水文地质信息、施工过程中当前阶段的施工信息和当前阶段的周边环境信息；系统数据库包括：事故数据库、风险事件清单库、风险事件概率库、风险事件损失库、风险事件预控库和风险事件应急库；输出信息包括：风险清单、风险事件P、C值、风险事件P、C估值、风险事件系数R和等级、风险事件预控措施和应急措施，以及风险评估报告。

本发明的功能模块组成图如图2所示，包括项目管理模块、工程信息模块、风险识别模块、风险评估模块和动态风险评估模块。

项目管理模块用于建筑施工项目的基本信息管理；用于建筑施工项目基本信息的查询、编辑、删除和打印；还用于风险案例库的基本信息管理，包括新建、查询、编辑、删除和打印。建筑施工项目的基本信息包括：项目名称、项目所在地、项目总造价、项目状态、项目类型、项目地址、项目经理。风险案例库的基本信息包括工程特征信息、地下障碍物分布和开挖地质分布的工程地质和水文地质信息，管线、建(构)筑物和道路等周边环境信息和项目事故信息。

工程信息模块用于查看和编辑建筑施工项目基本数据信息；用于建筑施工项目数据的导入和导出；还用于录入、编辑、删除单位工程和分部工程的数据信息。单位工程的数据信息包括：单位工程名称、工程类型、基础类型、结构类型和建筑面积；分部工程的数据信息包括：基坑工程、混凝土结构和钢结构。

风险识别模块用于对建筑施工项目的风险进行识别，并形成风险树。首先确认风险识别的方法，包括故障树分析法、事件树分析法、鱼刺图分析法和层次分析法；其次用于对建筑施工项目的数据进行修改和确认，包括建筑施工项目的数据信息、单位工程的数据信息和分部工程的数据、工程特征信息、工程地质和水文地质信息、周边环境信息和项目事故信息；根据系统的内嵌规则识别风险因素，确认风险路径，形成风险清单，并进行数据确认和编辑；将识别出的风险因素对应的风险路径以风险事件为单位，建立风险事件的逻辑关系，形成建筑施工项目的风险树，并进行数据确认和编辑。

风险评估模块用于对整个建筑施工项目进行整体评估。首先确定风险评估方法，包括模糊综合评判法、层次分析法和贝叶斯法；对风险清单中的风险因素进行风险概率P和损失后果估值C，其中：风险概率P是根据该风险事件所占风险案例库案例的比例确定，损失后果估值C是基于风险事件案例库，构造工程造价和工程损失的函数关系，并根据工程造价估计工程的可能损失，主要包括工程本体损失和周边环境损失；采用层次分析法来确定每个风险事件的权重，对风险事件进行两两比较形成判断矩阵；确定建筑施工的风险评价集合及风险事件的隶属函数，并确定模糊综合评价，确定风险事件的风险等级和风险系数；对建筑施工中的各风险因素进行敏感性分析，确定各风险因素的重要程度和关键风险因素；针对各风险因素，采用与风险事件预控库比对、风险识别、风险评估和敏感性分析的结果形成初步预控措施；最终形成建筑施工质量安全风险评估报告，包括建筑施工项目的基本信息、风险评估方法、单位工程施工风险、分部工程施工风险以及结论和建议。

动态风险评估模块用于在建建筑施工项目中的动态风险评估，包括风险跟踪、风险监测和风险评估；输入目前建筑施工项目的工程进展情况，包括具体在进行什么分部分项工程、各分部分项工程下的工艺信息，进行风险跟踪；对在建建筑施工风险进行监测，包括各分部工程和分项工程的施工状态、计划进度和形象进度；根据风险进度情况、风险监测数据和风险预控措施的实施情况，将风险事件对应的风险树转化为贝叶斯网络模型，进行动态风险评估，降低风险清单中的风险事件和风险因素的数量以及风险事件发生概率；确定风险事件的当前等级和当前系数，通过与风险事件的预评等级和预评系数进行对比，形成建筑施工项目的评估报告，预警风险事件。

上述将风险事件的风险树转化为贝叶斯网络模型的具体步骤是：①对风险树的每个事件在贝叶斯网络中建立二态节点(根节点)，并根据该事件进行命名，对重复事件只建立一个节点(即风险树中重复的基本事件在贝叶斯网络中只表示一个根节点)；②按照风险树中基本事件的失效分布确定贝叶斯网络中根节点的先验概率分布；③对风险树中的逻辑门建立相应的二态节点，其节点标志和状态取值与风险树中逻辑门的输出一致，并根据该逻辑门的输出事件进行命名，对重复输出事件只建立一个节点；④根据风险树中顶事件、中间事件和基本事件之间的连接关系建立贝叶斯网络中节点间的连接；⑤根据风险树中逻辑关系确定贝叶斯网络中非根节点发生的联合概率。

本发明的系统数据在设计过程中选择标准的数据格式，方便项目管理人员和风险管理人员使用，实现系统数据其他数据库数据之间的共享；系统具有自学习功能，随着对风险评估结果的不断修正和评估项目的不断增多，系统内嵌规则不断完善，评估结果越接近真实情况；系统处理后的评估结果主要以报表的形式进行数据输出。

Claims (1)

1.一种建筑施工质量安全在线风险评估系统，其特征在于，该风险评估系统包括项目管理模块、工程信息模块、风险识别模块、风险评估模块和动态风险评估模块，

所述项目管理模块用于建筑施工项目及风险案例库的信息管理，

所述工程信息模块用于建筑施工项目的概况信息管理，

所述风险识别模块根据工程概况信息识别风险因素，形成风险清单和风险树，

所述风险评估模块根据工程概况信息估计风险事件概率和损失，确定风险等级，通过敏感性分析确定风险因素的重要程度，形成预控措施和风险评估报告，

所述动态风险评估模块用于工程施工过程中的风险跟踪、监测和态势评价，风险识别模块和风险评估模块可根据用户要求分别自动生成风险相关表单及风险识别和风险评估报告，

所述风险评估系统，以风险案例库为基础,根据工程概况信息按照风险识别、风险评估、敏感性分析、风险预控和动态风险评估的工作流程进行风险评估，

所述项目管理模块用于建筑施工项目的信息管理时具备添加、修改、删除、查询和打印功能，用于风险案例库的信息管理时具备添加、查询、修改、删除和打印功能，

所述工程信息模块提供建筑施工项目的基本数据信息的管理接口，具备浏览、修改、删除、导入和导出工程项目数据，以及录入、编辑、删除单位工程和分部分项工程的数据信息的功能，

所述风险识别模块提供根据建筑施工项目的工程概况信息的风险识别方法，识别建筑施工项目中的风险事件和风险因素，形成风险清单和风险树，并对风险事件、风险因素、风险清单和风险树进行编辑，

所述风险评估模块提供根据建筑施工项目的工程概况信息进行风险评估的方法，估计风险概率和风险损失，根据数据库推理自动生成各风险因素的权重，确定风险等级，进行敏感性分析，确定风险因素的重要程度，形成预控措施和风险评估报告，

所述动态风险评估模块提供工程施工过程中的风险评估方法，根据项目分部分项工程的进度情况，进行施工过程中的风险跟踪、风险监测和风险态势评价，形成施工过程中的风险评价报告，

所述项目管理模块所管理的信息包括建筑施工项目的基本信息、单位工程信息、分部工程信息；风险案例库的信息包括工程特征信息、工程地质水文地质信息、周边环境信息、项目事故信息和事故处理措施信息，项目事故信息含发生条件信息、经济损失信息和人员伤亡信息，

所述工程信息模块所管理的信息包括单位工程数据信息和分部工程信息，

所述的单位工程信息包括单位工程名称、工程类型、基础类型、结构类型和建筑面积，

所述的分部工程信息包括基坑工程、混凝土结构工程和钢结构工程，

所述风险识别模块的风险识别方法包括故障树分析法、事件树分析法、鱼刺图分析法和层次分析法，

所述风险识别模块的建筑施工项目中风险因素识别方法是将输入的工程项目概况信息与数据库中相类似、相近工程项目信息进行比对和匹配，通过基于贝叶斯网络的逻辑推理方法，系统自动识别确定本工程的风险事件和风险因素，并可通过人为校核的方法对风险事件进行核对和确认，

所述风险识别模块的风险清单是由所识别出的风险因素对应的风险路径组成风险事件而形成的风险事件与风险因素的逻辑关系表，

所述风险识别模块具有的风险树是由风险事件、风险因素以及风险事件和风险因素之间的逻辑关系所构成，

所述风险识别模块的风险树中存在逻辑关系，包括逻辑与、逻辑或、条件与、条件或，

所述风险评估模块的风险评估方法包括模糊综合评判法、层次分析法和贝叶斯网络法，

所述风险评估模块的风险事件概率P估计是采用的该风险事件所占风险案例库案例的比例进行估计，且估计值随着风险案例库中案例数量的不断增加而更加接近实际发生概率，

所述风险评估模块的风险事件损失C估计是基于风险事件案例库的工程造价及工程损失的离散数据进行统计分析，拟合为以工程造价为自变量、工程损失为应变量的连续函数，并根据被评估工程的工程造价估计工程的可能损失，风险事件损失估计包括工程主体损失和周边环境损失进行估计，

所述风险评估模块的风险因素权重采用层次分析法来确定每个风险事件的权重，

所述风险评估模块的风险事件概率分为5个概率区间，分别对应5个概率发生等级，其中：5级表示频繁的，4级表示可能的，3级表示偶尔的，2级表示罕见的，1级表示不可能的，

所述风险评估模块的五个风险等级，其中：5级表示风险最高，风险事故后果是灾难性的，并造成恶劣社会影响和政治影响；4级表示风险较高，风险事故后果很严重，可能在较大范围内对工程造成破坏或有人员伤亡；3级表示风险一般，风险事故后果一般，对工程可能造成破坏的范围较小；2级表示风险较低，风险事故后果在一定条件下可以忽略，对工程本身以及人员、设备不会造成较大损失；1级表示风险最低，风险事故后果可以忽略，对工程本身以及人员、设备造成的损失极小，

所述风险评估模块的风险等级包括五个等级，每个风险事件的风险等级是基于风险事件案例库进行自动识别与估计，估计每个风险事件的概率估计P和损失估值C，计算每个风险事件对各风险等级的隶属度，进而确定各风险事件的风险系数和等级，

所述风险评估模块的敏感性分析是基于故障树的结构重要度分析方法，确定关键风险因素，其步骤包括：建立故障树、对故障树的最小割集进行求解、故障树结构重要度分析，进而确定建筑施工项目中风险因素的重要程度并排序，进而确定影响风险事件的关键风险因素，

所述风险评估模块的预控措施是基于风险事件案例库中对各种预控措施的经验总结和优化，通过系统自动识别的方法，形成的初步预控措施，

所述风险评估模块的风险评估报告是一种标准格式，包括建筑施工项目的基本信息、风险评估方法、单位工程施工风险、分部分项工程施工风险以及结论和建议，

所述动态风险评估模块是建筑施工项目施工过程中的风险评估方法，根据建筑施工项目中的分部、分项工程的进度情况，进一步修订风险事件概率估计P以及风险事件的风险系数和等级，

所述动态风险评估模块的风险跟踪是目前建筑施工项目工程进展情况的数据录入界面，具体数据包括分部分项工程的进展情况、各分部分项工程中的工艺信息，

所述动态风险评估模块的风险监测包括分部工程和分项工程的施工状态、计划进度和形象进度、工程监测数据信息以及预控措施实施情况，通过系统自动识别降低风险因素和风险事件的数量，简化风险清单，进而降低风险事件的风险系数和发生概率，

所述动态风险评估模块的风险评价是将风险事件对应的风险树转化为贝叶斯网络模型，进行动态风险评估，

所述动态风险评估模块的风险评估报告是在建筑施工项目建设过程中，通过确定风险事件的当前等级和当前系数，对比风险事件的预评等级和预评系数，形成建筑施工项目的评估报告，预警风险事件，

风险识别和风险评估是基于风险案例库形成风险事件概率P库、风险事件损失C库和风险事件预控库，根据工程概况信息进行贝叶斯网络推理以及人为校核的结果，形成风险清单库，并由风险事件、风险因素以及风险事件和风险因素之间的逻辑关系所构成风险树，

基于风险案例库的风险清单库进行风险识别，为风险评估与风险预控提供基础，

基于风险案例库的风险事件概率P库和风险事件损失C库，对风险事件和风险因素进行评估，并通过敏感性分析，确定关键风险因素，

基于风险案例库的风险事件预控库、风险识别结果、风险评估结果和敏感性分析确定的关键因素，确定建筑施工项目的预控措施，

根据风险评估结果和预控措施，对建筑施工项目进行跟踪和监测，结合建筑施工项目的分部、分项工程的进度情况以及预控措施的实施情况，进行建筑施工项目的动态风险评估，目的是为了降低风险清单中的风险事件和风险因素的数量和降低风险事件发生的概率，

动态风险评估模块用于在建建筑施工项目中的动态风险评估，包括风险跟踪、风险监测和风险评估；输入目前建筑施工项目的工程进展情况，包括具体在进行什么分部分项工程、各分部分项工程下的工艺信息，进行风险跟踪；对在建建筑施工风险进行监测，包括各分部工程和分项工程的施工状态、计划进度和形象进度；根据风险进度情况、风险监测数据和风险预控措施的实施情况，将风险事件对应的风险树转化为贝叶斯网络模型，进行动态风险评估，降低风险清单中的风险事件和风险因素的数量以及风险事件发生概率；确定风险事件的当前等级和当前系数，通过与风险事件的预评等级和预评系数进行对比，形成建筑施工项目的评估报告，预警风险事件，

所述将风险事件的风险树转化为贝叶斯网络模型的具体步骤是：

①对风险树的每个事件在贝叶斯网络中建立二态节点，即根节点，并根据该事件进行命名，对重复事件只建立一个节点，即风险树中重复的基本事件在贝叶斯网络中只表示一个根节点；②按照风险树中基本事件的失效分布确定贝叶斯网络中根节点的先验概率分布；③对风险树中的逻辑门建立相应的二态节点，其节点标志和状态取值与风险树中逻辑门的输出一致，并根据该逻辑门的输出事件进行命名，对重复输出事件只建立一个节点；④根据风险树中顶事件、中间事件和基本事件之间的连接关系建立贝叶斯网络中节点间的连接；⑤根据风险树中逻辑关系确定贝叶斯网络中非根节点发生的联合概率。