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建筑業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)的重要支柱產(chǎn)業(yè)和富民安民的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。與其他安全風(fēng)險(xiǎn)較高的行業(yè)（例如航空業(yè)、石化工業(yè)、醫(yī)療行業(yè)等）相比，建筑工程事故的規(guī)模相對較小，但其發(fā)生頻率相對較高，危險(xiǎn)源類型具有多樣性。工程安全一直是項(xiàng)目管理人員和相關(guān)研究人員關(guān)注的重點(diǎn)。雖然建筑工程事故率的不斷下降表明工程安全管理水平正在逐步提升，然而頻繁發(fā)生的工程傷亡事故還是說明工程安全問題尚未從根本上得到解決，與“零事故”（Zero Accident）或者“零傷害”（Zero Harm）的終極目標(biāo)相去甚遠(yuǎn)。相關(guān)研究結(jié)果表明，建筑工程現(xiàn)場的工作人員受傷或者死亡的概率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他行業(yè)。從事建筑工程的勞動力約占總數(shù)的7%，但是其傷亡事故卻占了總數(shù)的30%~40%。高事故率是全球建筑工程面臨的普遍問題，建筑工程人員工作的危險(xiǎn)系數(shù)相對較高，其生存工作環(huán)境相對惡劣。研究發(fā)現(xiàn)，如今愿意從事建筑工程生產(chǎn)的年輕人越來越少，重要原因可以歸結(jié)為建筑行業(yè)糟糕的工作環(huán)境和相對較高的事故率，使得年輕人對此行業(yè)望而卻步。目前，建筑行業(yè)的老齡化現(xiàn)象愈發(fā)嚴(yán)重，作為勞動密集型的建筑行業(yè)如果老齡化趨勢延續(xù)，整個(gè)建筑產(chǎn)業(yè)的萎縮將是必然的。因此，為了能夠使建筑業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，改善其工作環(huán)境、提高工程安全管理績效就顯得十分重要了，也只有這樣才能吸引年輕人返回這個(gè)古老的行業(yè)，給建筑行業(yè)不斷注入新的活力。

與傳統(tǒng)建筑工程相比，重大工程（Megaproject）往往具有投資額度大、技術(shù)復(fù)雜度高、利益相關(guān)者多、全生命周期長等特征。隨著重大工程的建設(shè)規(guī)模越來越大、建設(shè)內(nèi)容越來越多，技術(shù)（前期策劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行）難度越來越高、影響面也越來越廣，既包括質(zhì)量、成本、進(jìn)度、組織、安全、信息、環(huán)境、風(fēng)險(xiǎn)、溝通等內(nèi)容，也涉及政治、經(jīng)濟(jì)、社會、歷史、文化、軍事等多個(gè)層面。近三十年，各種類型的重大工程如雨后春筍般在世界各地持續(xù)開展，例如中國的三峽大壩工程、日本的福島核電站災(zāi)害處理項(xiàng)目、阿聯(lián)酋的馬斯達(dá)爾城項(xiàng)目、尼加拉瓜的大運(yùn)河工程、美國的肯珀電站項(xiàng)目等。保守估計(jì)，目前全球重大工程市場的年均生產(chǎn)總值大約為6萬億~9萬億美元，約占全球GDP的8%。重大工程的持續(xù)發(fā)展，不斷突破工程極限、技術(shù)極限和人類操控極限，增加了其安全管理與安全實(shí)施的難度，重大工程的安全問題顯得尤為突出。1986年4月烏克蘭切爾諾貝利核電廠第四號反應(yīng)堆發(fā)生的大爆炸、2008年11月中國杭州地鐵1號線土石方坍塌事故、2011年7月中國甬溫線動車追尾事故等一系列重大安全事故，給國家、企業(yè)和人民造成了巨大損失，給重大工程發(fā)展抹上了無形的陰影。因此，研究如何保證重大工程安全，杜絕重大工程安全事故發(fā)生，具有非常重要的理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。

與一般工程相比，重大工程安全管理對安全管理的理論與方法提出了新的挑戰(zhàn)，原有的理論與方法已經(jīng)難以滿足環(huán)境和系統(tǒng)復(fù)雜性帶來的新問題對重大工程安全管理新理論與新方法的渴求，對傳統(tǒng)的工程安全管理理論和方法進(jìn)行反思和創(chuàng)新勢在必行。本叢書總結(jié)了東南大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)多年的研究成果，基于重大工程全生命周期的維度，從計(jì)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營、維護(hù)等方面對重大工程安全管理進(jìn)行全面的闡釋。研究重點(diǎn)從傳統(tǒng)的施工階段拓展到包括設(shè)計(jì)、運(yùn)營的全生命周期階段的安全風(fēng)險(xiǎn)管理；從傳統(tǒng)安全風(fēng)險(xiǎn)管理內(nèi)容深化到安全風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)測和預(yù)警；從一般風(fēng)險(xiǎn)事件聚焦到國際重大工程的政治風(fēng)險(xiǎn)、重大工程的社會風(fēng)險(xiǎn)、PPP項(xiàng)目殘值風(fēng)險(xiǎn)等特定風(fēng)險(xiǎn)。本叢書作者來自東南大學(xué)、南京航空航天大學(xué)、中國礦業(yè)大學(xué)、河海大學(xué)、北京科技大學(xué)等單位。作者李啟明教授、吳偉巍副教授、陸瑩副教授、周志鵬博士、王志如博士、鄧勇亮博士、萬欣博士，以及季闖博士、賈若愚博士、宋亮亮博士等長期從事重大工程安全管理的研究工作。由于本叢書涉及重大工程安全管理的多個(gè)方面，限于作者們的水平和經(jīng)驗(yàn)，書中不妥之處在所難免，歡迎讀者批評指正。

李啟明

2016年10月9日

國家政策正確引導(dǎo)和相關(guān)城市對地鐵規(guī)劃與建設(shè)的積極努力，中國的城市地鐵建設(shè)正處于快速有序的發(fā)展階段，取得了舉世矚目的成就。地鐵作為城市公共交通的重要組成部分，具有速度快、運(yùn)量大、能耗低、污染少、可靠性高、舒適性佳、占地面積小等諸多優(yōu)點(diǎn)，是解決城市交通問題最有效的方式之一。實(shí)踐表明，形成以地鐵系統(tǒng)為骨干的綜合交通體系，是解決大城市交通問題的必由之路。

北京、上海、廣州等城市的地鐵系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)入了網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營時(shí)代，其他城市的網(wǎng)絡(luò)化規(guī)劃與建設(shè)也在不斷深化和完善。地鐵系統(tǒng)的運(yùn)行空間相對封閉，在突發(fā)事故和災(zāi)害情況下應(yīng)急處置難度較高，人員的疏散非常困難。地鐵運(yùn)營事故的統(tǒng)計(jì)分析表明：設(shè)備設(shè)施易受干擾而產(chǎn)生的性能退化、運(yùn)行故障及其傳播是導(dǎo)致運(yùn)營事故發(fā)生的主要原因。因此，研究地鐵系統(tǒng)的物理脆弱性對提高地鐵運(yùn)行安全具有重大的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。本書主要由以下5部分內(nèi)容組成：

（1）　通過對現(xiàn)有文獻(xiàn)的分析和梳理，總結(jié)了安全風(fēng)險(xiǎn)及脆弱性研究的基本理論與方法，闡述了脆弱性的研究現(xiàn)狀和研究方向，指出了地鐵系統(tǒng)脆弱性的研究不足。在此基礎(chǔ)上，介紹了地鐵系統(tǒng)的概念、物理構(gòu)成及運(yùn)營特征，分析了地鐵系統(tǒng)物理脆弱性的內(nèi)涵、特性及形成機(jī)理。進(jìn)而，確定了物理脆弱性的研究層次，包括網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵?、設(shè)備設(shè)施層和故障模式層，其中，故障模式是物理脆弱性激發(fā)的直觀后果。

（2）　基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論，提出了網(wǎng)絡(luò)脆弱性的測度方法，闡述了地鐵系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)建方法，并以信號系統(tǒng)為例進(jìn)行了實(shí)證分析。本研究將地鐵系統(tǒng)分解為31個(gè)功能模塊，分析各功能模塊之間的物理關(guān)系和功能關(guān)系，運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)分析工具Pajek軟件構(gòu)建了地鐵系統(tǒng)物理網(wǎng)絡(luò)模型。在基本拓?fù)涮卣鞣治龅幕A(chǔ)上，提出了仿真策略，運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)脆弱性的測度方法研究了地鐵系統(tǒng)的物理脆弱性，識別了關(guān)鍵的脆弱域。

（3）　在分析地鐵系統(tǒng)設(shè)備設(shè)施運(yùn)營特征的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了地鐵系統(tǒng)物理脆弱點(diǎn)的脆弱性評價(jià)指標(biāo)體系，包括千公里故障率、抗干擾能力、功能影響度、運(yùn)營影響度、安全危害度、故障難檢度六大指標(biāo)，建立了基于灰色關(guān)聯(lián)分析法和逼近理想解法（TOPSIS）的地鐵系統(tǒng)物理脆弱點(diǎn)評價(jià)模型。本研究以車輛系統(tǒng)為例，通過實(shí)地調(diào)研和專家問卷獲取研究資料，運(yùn)用模糊集理論進(jìn)行量化處理，所得數(shù)據(jù)為車輛系統(tǒng)的物理脆弱點(diǎn)評價(jià)提供了有力的支撐。

（4）　基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)免疫理論和熵增原理，結(jié)合地鐵系統(tǒng)的物理脆弱性的層次化特征，提出了地鐵系統(tǒng)物理脆弱性的控制策略，即控制關(guān)鍵脆弱域中設(shè)備設(shè)施的運(yùn)行狀態(tài)?；谠摽刂撇呗?，本書分析了地鐵系統(tǒng)設(shè)備設(shè)施運(yùn)行狀態(tài)的演化過程，闡述了劣化度的分析方法，構(gòu)建了設(shè)備設(shè)施狀態(tài)評價(jià)模型，以輪對設(shè)備為例進(jìn)行了實(shí)證分析。設(shè)備設(shè)施狀態(tài)評價(jià)可以為設(shè)備狀態(tài)預(yù)警閾值提供重要的參考依據(jù)，對提高設(shè)備設(shè)施的維護(hù)效果具有重大的理論意義和實(shí)踐價(jià)值。在總結(jié)維護(hù)方式發(fā)展歷程的基礎(chǔ)上，提出了面向物理脆弱性控制的設(shè)備設(shè)施維護(hù)方式的邏輯決策圖。

（5）　物理脆弱性激發(fā)的直接后果就是各種各樣的故障模式及其傳播，從而造成不確定范圍內(nèi)設(shè)備設(shè)施的功能失效或崩潰。因此，從故障預(yù)控的角度進(jìn)行物理脆弱性的控制研究顯得十分必要。通過實(shí)地調(diào)研和專家問卷獲取研究資料，利用模糊集理論進(jìn)行量化處理獲取了所需數(shù)據(jù)?；诠收夏Ｊ健⒂绊懪c危害性分析方法分析設(shè)備設(shè)施的故障模式，運(yùn)用影響圖理論識別出故障模式的關(guān)鍵影響因素，進(jìn)而針對關(guān)鍵影響因素提出了可行有效的具體控制措施。

本書在資料收集和著作過程中得到了眾多業(yè)界有關(guān)人員的大力支持和幫助，研究得到相關(guān)科研基金的資助，包括國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（51508273和51578144）、教育部人文社會科學(xué)研究青年基金項(xiàng)目（17YJCZH035）、中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金項(xiàng)目（2017QNB13）和江蘇省高校哲學(xué)社會科學(xué)研究項(xiàng)目（2016SJD630001），特此致謝。限于作者水平和經(jīng)驗(yàn)，書中不妥和謬誤之處在所難免，歡迎讀者不吝指出。

鄧勇亮、李啟明

2016年10月分別于中國礦業(yè)大學(xué)和東南大學(xué)

1緒論

1.1研究背景及意義

1.1.1研究背景

1.1.2研究意義

1.2研究現(xiàn)狀和啟示

1.2.1安全風(fēng)險(xiǎn)的理論研究與評價(jià)方法

1.2.2脆弱性的理論模型及評價(jià)方法

1.2.3UMNS的研究現(xiàn)狀

1.2.4不同領(lǐng)域的脆弱性研究現(xiàn)狀

1.2.5現(xiàn)有研究的評論及不足

1.3研究目標(biāo)和內(nèi)容

1.3.1研究目標(biāo)

1.3.2研究內(nèi)容

1.3.3研究內(nèi)容框架結(jié)構(gòu)

1.4研究方法和技術(shù)路線

1.4.1研究方法

1.4.2技術(shù)路線

1.5本章小結(jié)

2城市地鐵網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)物理脆弱性分析

2.1城市地鐵網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)介紹

2.1.1城市地鐵網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

2.1.2城市地鐵網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的物理構(gòu)成

2.1.3地鐵運(yùn)營特點(diǎn)

2.1.4網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營特征

2.2UMNS物理脆弱性的內(nèi)涵及特性

2.2.1脆弱性內(nèi)涵及相關(guān)概念研究

2.2.2物理脆弱性的定義和內(nèi)涵

2.2.3物理脆弱性的特性

2.3UMNS物理脆弱性的影響因素

2.3.1物理脆弱性的內(nèi)部影響因素

2.3.2物理脆弱性的外部影響因素

2.4UMNS物理脆弱性的形成機(jī)理

2.5UMNS物理脆弱性的研究層次

2.6本章小結(jié)

3基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的UMNS物理脆弱域評價(jià)

3.1復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論概述

3.1.1復(fù)雜系統(tǒng)的含義和特征

3.1.2復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)——復(fù)雜系統(tǒng)的研究方法

3.1.3復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)常用的拓?fù)涮卣髁?/div>