摘" 要：該文旨在解決市政橋梁工程安全管理中存在的問題，提高工程安全與效率。通過引入無人機基站、物聯(lián)網(wǎng)技術、人工智能算法等創(chuàng)新技術，探索一種全方位的安全管理新模式。主要過程包括利用無人機實施全天候監(jiān)控，結合AI進行安全信息播報和環(huán)境監(jiān)測，以及運用“無人機+AI+BIM”技術耦合進行病害異常風險識別。這些措施能夠顯著提升安全管理的透明度和效率，降低安全事故風險，為安全管理人員提供具有參考價值的指導思路，促進市政建設的安全前行，為城市的穩(wěn)健發(fā)展奠定堅實的基礎。

關鍵詞：橋梁工程；安全管理；技術創(chuàng)新；實踐應用；風險防控

中圖分類號：TU18" " " 文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2095-2945（2025）01-0035-04

Abstract： This paper aims to solve the problems existing in the safety management of municipal bridge projects and improve project safety and efficiency. Explore a new comprehensive security management model by introducing innovative technologies such as UAV base stations， Internet of Things technology， and artificial intelligence algorithms. The main processes include using UAVs to implement round-the-clock monitoring， combining AI for safety information reporting and environmental monitoring， and using \"UAV+AI+BIM\" technology to couple disease risk identification. These measures significantly improve the transparency and efficiency of safety management， reduce the risk of safety accidents and provide guidance with reference value for safety managers， promote the safe advancement of municipal construction， and lay a solid foundation for the steady development of the city.

Keywords： bridge engineering; safety management; technological innovation; practical application; risk prevention and control

在市政橋梁工程建設中，安全管理工作不僅關系到工程的順利進行，還關乎施工人員的生命安全和社會的穩(wěn)定，隨著工程規(guī)模的不斷擴大和施工環(huán)境的日益復雜，加之施工環(huán)節(jié)中難以預見的多重變量，無疑提高了安全管理工作的艱巨性，傳統(tǒng)的安全管理方法已難以滿足當前的需求。因此，探索和實踐新的安全管理技術，提高其在市政橋梁工程中的有效應用，對于保障工程安全、提升管理水平具有重大意義。本文將深入分析市政橋梁工程安全管理的現(xiàn)狀，探討存在的問題，并提出創(chuàng)新性的技術解決方案，以期為市政橋梁工程安全管理的實踐提供參考和指導。

1" 工程概況

深華快速路-福龍路立交工程，一期工程包括地面輔道、部分主線及6條連接匝道。地面輔道長931.337 m，其中跨龍華河橋長37.5 m；主線橋總長585 m，匝道總長7 665.706 m，其中橋梁長5 232.46 m、2車道隧道2座共926 m、路基長1 507.246 m，一期工程橋梁總面積60 931m2。

2" 橋梁工程安全風險類型

本項目在橋梁工程的施工前期，采用德爾菲法對潛在的安全風險進行了細致的預測。預測結果揭示，安全風險主要受人員行為和環(huán)境條件的影響?；趯︼L險成因的具體分析，安全管理人員從技術管理的角度出發(fā)，制定了針對性的安全風險控制策略。

2.1" 人為因素對市政橋梁工程安全管理的影響

現(xiàn)場施工人員的安全意識不足，是影響安全管理的主要原因。由于一般施工人員為文化程度相對較低的農(nóng)民工，他們通常缺乏必要的安全意識，加之缺乏必要的專業(yè)技能和安全培訓，可能導致在操作中出現(xiàn)失誤，進而引發(fā)安全事故[1]。除了安全意識和技能的缺乏，施工人員長時間連續(xù)作業(yè)導致的過度疲勞，也會降低他們的反應速度和判斷力，從而增加事故發(fā)生的風險。

2.2" 環(huán)境因素對市政橋梁工程安全管理的影響

本項目具有技術密集的特點，因項目所在地為人員居住密集地區(qū)，在施工過程中，必須綜合考慮各項專業(yè)工作對居民區(qū)的潛在影響，如極端天氣條件（暴雨、大風、高溫）、噪聲、粉塵、有害氣體、照明不足或過強照明和施工場地空間限制，均可能對施工安全構成威脅，并且在既有交通線上施工，還需考慮與過往車輛、行人安全隔離，以防止碰撞和干擾的發(fā)生。

3" 安全管理技術創(chuàng)新實踐探索

本項目針對施工現(xiàn)場安全管理方面的復雜挑戰(zhàn)與關鍵痛點，創(chuàng)新性地引入無人機基站可視化監(jiān)管平臺（圖1），基于移動端軟件開發(fā)項目全景時光機、項目進度日歷圖、遠程指揮中心和質(zhì)量安全播報等功能。該監(jiān)管平臺利用無人機搭載高清攝像頭，實現(xiàn)對施工現(xiàn)場的全天候、無死角監(jiān)控，無人機按照預設航線自動巡檢，實時回傳高清視頻圖像至云端服務，并結合云端計算、大數(shù)據(jù)分析及移動互聯(lián)網(wǎng)應用，構建了一套全方位、多層次的監(jiān)控與管理系統(tǒng)，保證施工安全的同時，顯著提高了項目管理的透明度和效率，為項目的順利實施提供了堅實的技術支撐[2]。

3.1 安全管理創(chuàng)新點——安全信息播報

根據(jù)現(xiàn)場施工作業(yè)情況，采用無人機技術結合物聯(lián)網(wǎng)技術和人工智能算法，實現(xiàn)了對關鍵區(qū)域的全天候監(jiān)測，通過安全信息播報系統(tǒng)（表1），實現(xiàn)對高風險作業(yè)點、潛在安全隱患區(qū)域作業(yè)人員工作提醒。

播報內(nèi)容不僅涵蓋了基本安全操作規(guī)程、緊急避險知識，還針對特定作業(yè)環(huán)境下的特殊安全要求做個性化設置[3]，如高空作業(yè)時的防墜落措施（圖2）、電氣作業(yè)的絕緣防護、危險化學品操作的安全距離等。

該系統(tǒng)還具備周期性自動播放模式，在午休后復工、暴雨來臨前等關鍵時間節(jié)點傳達安全警示信息，強化安全教育的頻率與覆蓋范圍。

3.2 安全管理創(chuàng)新點——環(huán)境信息監(jiān)測

鑒于近年來極端氣候事件的頻發(fā)，如特大暴雨、極寒極熱等，對橋梁結構安全構成嚴重威脅，在經(jīng)歷過自然災害或極端氣候條件之后，無人機巡視成為了確保施工場地安全和迅速恢復作業(yè)的關鍵手段[4]。惡劣天氣如暴雨、臺風過后，傳統(tǒng)的地面巡查方式可能會受限于地形復雜、積水過深或是存在潛在的次生災害風險因素影響，而無人機憑借其高空視角、靈活機動與快速響應的優(yōu)勢，可以立即啟動對施工區(qū)域的全面巡視。

無人機搭載高清攝像和紅外成像技術，能夠清晰識別并記錄下施工現(xiàn)場的每一處細節(jié)（圖3），包括但不限于橋面及引道積水、橋梁支座區(qū)域的土體坡頂出現(xiàn)裂縫、橋梁支撐結構因土壤飽和而發(fā)生變形等問題，以及識別那些不易從地面察覺的細微裂縫和結構變形跡象，這一過程不僅高效快捷，而且極大降低了人工巡查可能遭遇的安全風險。

無人機收集到的數(shù)據(jù)實時傳輸至系統(tǒng)平臺，系統(tǒng)自動分析評估損害程度，輔助安全管理人員制定詳細的整改方案。無人機將繼續(xù)扮演監(jiān)督者的角色，根據(jù)需求飛越指定區(qū)域，實時追蹤施工單位的整改進展與實施效果，確保所有隱患點得到妥善處理，防止因延誤或整改不徹底而引發(fā)的二次災害或經(jīng)濟損失，有效避免了因未能及時發(fā)現(xiàn)并處理惡劣天氣后的安全隱患而導致的不必要損失，為橋梁工程項目的順利進行提供了有力保障[5]。

3.3" 安全管理創(chuàng)新點——監(jiān)控外來人員闖入

由于相關法律法規(guī)要求，對外來人員的管理也是安全管理人員責任的一部分，橋梁工程施工過程中由于施工范圍廣、施工區(qū)域圍蔽不周全或圍欄損壞未及時修復，容易留下可進入的缺口，經(jīng)常出現(xiàn)外來人員在不知情下誤入的現(xiàn)象。

為有效預防外來人員誤入施工區(qū)域，傳統(tǒng)方式為采用巡查圍擋完整、完善警示標識、加強門禁制度等方式，本項目創(chuàng)新性地運用了無人機智能識別技術，通過數(shù)字地圖規(guī)劃無人機的巡查路徑，配合無人機搭載的紅外線熱成像相機，即便在夜間或視線受阻的環(huán)境下，也能透過障礙物探測到人體熱量，識別出隱藏在暗處或不易察覺位置的外來闖入者。結合AI算法的人臉識別與行為分析，精準識別施工人員與外來人員，一旦無人機識別到外來闖入者，立即觸發(fā)響應機制，通過內(nèi)置的高音質(zhì)喇叭播放警示信息或?qū)崟r喊話，明確告知其已進入禁止區(qū)域，需立即離開，發(fā)揮警示與驅(qū)逐作用。同時將現(xiàn)場影像和位置信息傳輸至遠程指揮中心，快速處置，顯著提升了預警與管控能力。

3.4" 安全管理創(chuàng)新點——病害異常風險識別

安全管理人員在日常巡查中，除了關注作業(yè)人員的工作狀態(tài)外，還需密切關注已完工橋梁的狀態(tài)，防止因病害引發(fā)安全事故。橋梁工程常見的病害有混凝土梁由于預應力損失、車輛荷載動力作用，出現(xiàn)彎矩、剪切裂縫；鋼梁病害主要為裂紋、螺栓斷裂、銹蝕；拱橋病害主要為拱圈裂縫；以及橋墩周圍高填土導致的橋墩彎曲、墩頂位移、支座破壞、梁體位移等病害。

當前安全巡查多采用人力巡查，安全巡查效果受巡查人員經(jīng)驗水平、工作強度、巡查路線影響，不能準確對橋梁的狀態(tài)進行監(jiān)測。國內(nèi)已有多座大橋采用無人機技術輔助風險識別，阮小麗等[6]在壽春淮河大橋檢測中，通過無人機拍攝圖像構建三維點云實景模型，采用YOLO算法識別裂縫，再對裂縫合并和分割，建立裂縫的二維平面照片與三維模型間的投影關系，在三維模型中對裂縫定位，將像素級裂縫測量結果轉(zhuǎn)換為裂縫實際尺寸。魏法勝等[7]在廣州市大廣高速黃龍帶大橋曲線寬幅矮塔斜拉橋檢測中，應用無人機傾斜攝影測量圖像，進行裂縫識別、三維重建與病害投影，采用目標檢測算法識別裂縫，進一步獲取裂縫中心線、邊緣線，找到目標位置中心點的垂線與邊緣線的交點，計算得到裂縫寬度。

本項目采用“無人機+AI+BIM”技術耦合，通過讀取橋梁的歷史數(shù)據(jù)，對采集的圖像和歷史數(shù)據(jù)進行二值化處理，獲取灰度圖像和深度灰度圖像，對不同時刻的圖像進行對比，根據(jù)對比結果判斷橋梁是否出現(xiàn)異常，再通過融合BIM模型與三維實景模型，快速查找并定位裂縫病害進行檢測排除，縮短橋梁異常風險排查周期，降低安全管理人員工作強度和安全事故發(fā)生的概率（表2）。

4" 市政橋梁工程安全管理技術推廣難點

隨著現(xiàn)階段建設工程信息化程度不斷加深，人工智能、無人機、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈和云計算等新興技術廣泛應用于各類橋梁工程建設中，但距離落地推廣用于輔助市政橋梁工程施工安全管理仍面臨諸多挑戰(zhàn)。

4.1" 技術前期投入成本過高

本項目中引入的無人機基站可視化監(jiān)管平臺，集成了無人機智能監(jiān)控、BIM技術、物聯(lián)網(wǎng)傳感器和AI輔助決策系統(tǒng)等多項前沿技術。這些技術的初期投資包括設備購置、軟件開發(fā)、系統(tǒng)集成和人員培訓等，構成了一筆不小的前期成本，對于前期經(jīng)費有限的工程項目而言，這可能成為一項沉重的負擔。除了初期投資，這些技術還需要持續(xù)的運營和維護成本，包括設備更新、系統(tǒng)升級、數(shù)據(jù)處理服務費用等，這些長期支出也是一筆不小的負擔，大大地限制了新技術的推廣和應用。

4.2" 安全管理人員接受度有限

目前項目安全管理人員普遍接受度不高，盡管先進安全管理技術能夠提升工作效率、減少事故發(fā)生率，但部分管理人員可能對短期內(nèi)看不到明顯經(jīng)濟效益的技術持保守態(tài)度，他們更傾向于傳統(tǒng)的、成本較低的管理模式。加之他們對新興技術的認知有限，對技術的效果和實用性持懷疑態(tài)度，缺乏足夠的信任感，這導致了新技術的接受度不高，這也限制了新技術的推廣和應用。

4.3" 法規(guī)政策的制約

當今無人機市場快速發(fā)展，然而低空空管秩序的缺乏，使得無人機所帶來的風險不斷加深[8]，城市空域管理的復雜性要求無人機飛行必須遵守嚴格的飛行規(guī)則，如飛行高度和禁飛區(qū)的限制。非法飛行（俗稱“黑飛”）的行為可能引發(fā)空中交通事故，威脅航空安全。這些法規(guī)政策也限制了新技術的推廣和應用。

4.4" 技術人才短缺

創(chuàng)新技術的高效運行與維護不僅要求從業(yè)人員具備扎實的專業(yè)知識，如工程學、信息技術、數(shù)據(jù)分析等，還需要掌握最新的軟硬件操作技能及良好的問題解決能力，但目前行業(yè)內(nèi)相關專業(yè)人才儲備不足，且技術更新速度快于人才培養(yǎng)速度，導致新技術落地時操作人員不能及時應對，這也限制了新技術的推廣和應用。

5" 結束語

本文通過深入分析市政橋梁工程安全管理的現(xiàn)狀和挑戰(zhàn)，提出了一系列創(chuàng)新技術解決方案，并通過實際工程案例驗證了其有效性。通過引入無人機基站、物聯(lián)網(wǎng)技術、人工智能算法等前沿技術，這些技術的融合不僅提升了安全管理的透明度和效率，而且顯著降低了安全事故的風險，為市政橋梁工程的順利實施提供了堅實的技術支撐。經(jīng)過深華快速路-福龍路立交工程實踐表明，盡管在推廣新技術時會面臨成本、接受度、法規(guī)政策以及技術人才短缺等挑戰(zhàn)，但通過科技創(chuàng)新的賦能支持，可以探索出更高效、更科學的安全管理機制。這不僅促進了企業(yè)經(jīng)濟效益的提升，也實現(xiàn)了社會效益的最大化，更為市政橋梁工程安全管理的未來發(fā)展提供了新的思路和方向。

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