随着我国城镇化进程加速,建筑工程规模不断增长,塔吊作为建筑施工重要设备,保有量达近40万台。塔吊是建筑施工建造的生命线,然而塔吊事故频发。塔吊安全是一个复杂社会技术系统问题,研究塔吊事故致因机理、风险演化规律和安全监控方法对降低塔吊事故率具有重要意义。本文研究复杂社会技术系统视角下塔吊事故致因机理和施工塔吊全过程风险演化规律;定义整体牢固性概念,研究施工塔吊结构安全监测方法;建立程序作业安全理论,研究塔吊程序作业安全监控方法;搭建前端预警的施工塔吊安全监控物联网系统。主要内容如下:（1）基于复杂社会技术系统视角分析了塔吊安全系统的组成、层级结构和要素;采用混合方法研究（一致性平行设计）,运用Acci Map建立了塔吊事故的系统致因模型,通过主成分分析和统计重要性排序确定了塔吊安全的9个维度和关键要素;得出塔吊安全是复杂社会技术系统下的涌现特性,塔吊事故由系统层级间反馈的阻塞和竖向整合的缺失所致;塔吊安全管理应遵循整体和动态控制原则,关注系统各层级的横向联合和纵向整合。（2）构建了塔吊全过程风险识别框架,依据塔吊事故致因机理和塔吊安全的9个维度,识别了塔吊全过程风险要素（风险影响因素、关键事件和事故风险等）及其演化路径;建立了基于直觉模糊集（IFS）和贝叶斯网络（BBN）的风险评估方法,设计并验证了复杂不确定条件下塔吊全过程风险演化模型;得出塔吊各阶段风险的复杂社会技术系统特征,以及塔吊全过程风险方向:即结构本质安全、功能组件安全和程序作业安全。（3）定义塔吊结构构件中连接构造的综合安全性能为整体牢固性,以此为基础,建立了塔吊结构安全监测体系和监测方法;进而提出了多层（指标层、性能层、构件层和结构系统层等）和多级（红色、橙色、黄色和绿色预警等）的塔吊结构安全预警体系和预警管理框架（信息管理、预警分析和安全应急层等）;基于云模型和D-S证据理论构建了塔吊结构安全预警评估模型;最后以实际案例验证了塔吊结构安全监测方法的可行性。（4）定义逻辑流程类施工活动安全为程序作业安全,建立了程序作业安全理论。运用本体论构建了程序安全知识本体,实现对塔吊程序作业安全的流程、参数和风险的标准化分析;利用数据采集系统（DAQ）和有限状态机（FSM）构建程序作业安全的流程、过程参数和风险的逻辑关联映射,实现塔吊程序作业安全的参数化监测。基于控制论制定了程序作业安全的控制目标、控制结构和控制策略,实现塔吊程序作业安全的自动化控制。最后,以塔吊顶升活动验证了程序作业安全监控方法的可行性。（5）依据塔吊结构安全和程序作业安全监控方法,分析并明确了监控系统的特征和功能需求,设计了包含安全感知层、网络融合层和管理控制层的监控系统架构,通过部署本地化的计算、网络和存储资源,建立了本地化数据感知、网络传输和数据处理方法,支撑塔吊安全前端预警。基于此,开发了基于物联网的前端感知装置、中端传输装置和终端收发装置等硬件,制定了基于RFID-WIFI的分级拓扑网络,编制了塔吊安全监控软件系统,实现了施工塔吊安全监控的物联网化。