基于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)和BIM的建筑施工安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警決策模型仿真

施慶偉，　龐永師，　蔣雨含,2

(1.廣州大學(xué)　工商管理學(xué)院， 廣東　廣州　510006；

2.北達(dá)科他州立大學(xué)　施工管理與工程系， 美國　北達(dá)科他州　法戈　58102)

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基于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)和BIM的建筑施工安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警決策模型仿真

施慶偉1，龐永師1，蔣雨含1,2

(1.廣州大學(xué)工商管理學(xué)院， 廣東廣州510006；

2.北達(dá)科他州立大學(xué)施工管理與工程系， 美國北達(dá)科他州法戈58102)

摘要：針對(duì)建筑企業(yè)施工安全風(fēng)險(xiǎn)管理過程中預(yù)警決策困難等問題，主要是由于施工環(huán)境多變、工人和設(shè)備易受各方面影響出現(xiàn)較大的工作失誤，導(dǎo)致施工安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警決策系統(tǒng)呈現(xiàn)出復(fù)雜性和非線性特征；而傳統(tǒng)的安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估預(yù)測(cè)方法大部分以定性分析為主，不能直接用于指導(dǎo)施工安全風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)警決策分析；在對(duì)比分析系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)在預(yù)警決策應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)，并以BIM信息模型提供原始真實(shí)的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，在模型假設(shè)和變量邊界確定的基礎(chǔ)上，建立以流圖為基礎(chǔ)的施工安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警仿真系統(tǒng)模型；使用Vensim PLE軟件對(duì)施工安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)及控制優(yōu)選過程進(jìn)行仿真，結(jié)果驗(yàn)證了當(dāng)前施工風(fēng)險(xiǎn)過程，并依據(jù)仿真結(jié)果對(duì)進(jìn)入BIM模型的施工方案、人員及設(shè)備進(jìn)行調(diào)整以指導(dǎo)施工，提高施工安全風(fēng)險(xiǎn)管理效率。

關(guān)鍵詞：施工風(fēng)險(xiǎn)管理；系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)；BIM；預(yù)警模擬

相對(duì)安全事故率頻發(fā)的礦山行業(yè)，建筑業(yè)安全事故率緊隨其后。據(jù)統(tǒng)計(jì)2014年全國共發(fā)生522起建筑安全生產(chǎn)事故，死亡648人，造成數(shù)億元的經(jīng)濟(jì)損失[1]。建筑安全事故的頻發(fā)不僅給企業(yè)、家庭，甚至是國家都帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)損失和負(fù)面社會(huì)效應(yīng)。因此，如何在事故發(fā)生前期就能預(yù)警，而不是事后追責(zé)，避免安全事故發(fā)生，成為了當(dāng)前建筑業(yè)安全管理亟待解決的問題之一。

面對(duì)施工環(huán)境復(fù)雜，人員素質(zhì)相對(duì)較低以及工作技能水平不均的復(fù)雜施工安全風(fēng)險(xiǎn)管理工作，劉光忱、游蕾等[2]從人員、設(shè)備、技術(shù)、管理及環(huán)境五個(gè)方面，以層次分析法為基，建立評(píng)價(jià)建筑施工安全分析評(píng)價(jià)指標(biāo)，研究各個(gè)指標(biāo)對(duì)安全工程風(fēng)險(xiǎn)影響程度，此方法能夠起到一定的指導(dǎo)作用，但是，由于個(gè)人經(jīng)驗(yàn)不同對(duì)指標(biāo)的選取參雜個(gè)人主觀因素，未能夠消除主觀因素的影響；成俊偉、王凱全等[3]構(gòu)建了單體建筑安全風(fēng)險(xiǎn)分析模型，確定建筑安全風(fēng)險(xiǎn)影響梯度，劃分建筑區(qū)域總風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算方法，可以系統(tǒng)地預(yù)測(cè)區(qū)域內(nèi)風(fēng)險(xiǎn)分布，有助于風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防和控制，但區(qū)域的劃分過于籠統(tǒng)，致使模型計(jì)算精度不高；為提高建筑安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的精準(zhǔn)度，楊莉瓊、李世蓉等[4]利用BDD(Binary Decision Diagram，二元決策圖)定量評(píng)估施工風(fēng)險(xiǎn)，預(yù)測(cè)風(fēng)險(xiǎn)事件發(fā)生的概率、引發(fā)事故的關(guān)鍵因素，雖然提高了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的精準(zhǔn)度，可是其安全識(shí)別執(zhí)行力度及安全狀態(tài)識(shí)別度并不高；林陵娜，蘇振民等[5]通過篩選影響建筑安全風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵因素，以關(guān)鍵因素構(gòu)建了基于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)安全狀態(tài)識(shí)別流圖模型，用以提高安全狀態(tài)識(shí)別度及執(zhí)行力度，但其只是從理論上的探討，并未進(jìn)行實(shí)踐研究。前人在施工安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和預(yù)測(cè)方面已取得階段性的成功，但在施工安全預(yù)警管理方面的研究還相對(duì)較少。在一個(gè)環(huán)境復(fù)雜多變的施工環(huán)境中，施工安全風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生是一個(gè)復(fù)雜的過程，特別是各風(fēng)險(xiǎn)因子與關(guān)鍵因素之間的定量分析；因缺乏實(shí)地真實(shí)的原始數(shù)據(jù)及各因素之間的非線性關(guān)系，導(dǎo)致常規(guī)的層次結(jié)構(gòu)和預(yù)測(cè)評(píng)估難以精準(zhǔn)地描述和論證。而系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)作為復(fù)雜系統(tǒng)的研究方法，其強(qiáng)大的關(guān)系描述、預(yù)測(cè)分析評(píng)估和政策調(diào)控等功能體系為施工安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警決策提供了一個(gè)有效的分析工具。

本文在借鑒文獻(xiàn)[5]的研究思路，以安全風(fēng)險(xiǎn)管理的五大要素“4M1E”——人(Man)、管(Manage)、機(jī)(Machine)、法(Method)、環(huán)(Environments)及提供現(xiàn)場(chǎng)原始數(shù)據(jù)支持的BIM(Building Information Modeling)模型技術(shù)為依據(jù)，在提出施工安全風(fēng)險(xiǎn)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型假設(shè)及變量邊界確定的基礎(chǔ)上，建立安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警決策模型，使用Vensim PLE軟件對(duì)施工安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警決策進(jìn)行仿真研究，并在仿真結(jié)果驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，對(duì)BIM模塊內(nèi)危險(xiǎn)施工方案、人員和設(shè)備進(jìn)行調(diào)整，降低施工安全事故的發(fā)生幾率。

1施工風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警決策系統(tǒng)架構(gòu)

施工安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警決策模型系統(tǒng)由BIM及數(shù)據(jù)處理模塊、“4M1E”內(nèi)外部因素模塊和預(yù)警決策模塊構(gòu)成，如圖1所示。

圖1　施工安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警決策模型系統(tǒng)模塊架構(gòu)

BIM模塊是儲(chǔ)存著整個(gè)工程的數(shù)據(jù)，集成施工方案、施工場(chǎng)地、永久結(jié)構(gòu)與臨時(shí)設(shè)施、機(jī)械等的3D模型，并與施工進(jìn)度相集成，時(shí)時(shí)更新參數(shù)設(shè)置，為施工安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警決策提供了真實(shí)可靠的數(shù)據(jù)支持。而系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)預(yù)警決策模塊是在系統(tǒng)整體視角下，以反饋控制理論為基，采用模擬仿真技術(shù)手段，對(duì)系統(tǒng)安全風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行識(shí)別并總結(jié)其發(fā)展規(guī)律，利用相關(guān)假設(shè)模擬未來行為[6]；管理者既可通過系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)分析對(duì)既定目標(biāo)進(jìn)行預(yù)警，還可以在主觀預(yù)期的基礎(chǔ)上改變決策變量設(shè)定，進(jìn)行效果模擬[7]。系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)這一獨(dú)特功能使其在施工安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警決策應(yīng)用分析方面有其先天的優(yōu)勢(shì)。

2項(xiàng)目施工安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警決策系統(tǒng)分析

建筑項(xiàng)目施工安全風(fēng)險(xiǎn)管理是一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)管理過程，而系統(tǒng)的行為模式和特性則由系統(tǒng)內(nèi)外部因素相互聯(lián)系和作用決定；其內(nèi)外部因素(4M1E)相互作用的復(fù)雜系統(tǒng)具有高階性，多變量和非線性的特征。由預(yù)警決策系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖可從BIM模塊、4M1E模塊和預(yù)警決策模塊三個(gè)方面對(duì)施工安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警決策系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)分析。

2.1BIM模塊

現(xiàn)今BIM(Building Information Modeling)技術(shù)被廣泛關(guān)注，為建設(shè)項(xiàng)目的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工及后期管理等各個(gè)階段提供了技術(shù)支持[8]，而與其相關(guān)的技術(shù)已在建設(shè)項(xiàng)目的安全建設(shè)和安全施工中有一定范圍的應(yīng)用[9～11]。利用BIM技術(shù)建立項(xiàng)目模型，收集最初管理因素“4M1E”的基礎(chǔ)信息，集成各模塊屬性，經(jīng)過數(shù)據(jù)信息的實(shí)時(shí)更新，形成一種動(dòng)態(tài)的施工過程數(shù)據(jù)庫。在文獻(xiàn)[12]研究的定位技術(shù)(Positioning Technology, PT)和BIM基礎(chǔ)上，構(gòu)建了BIM模塊。經(jīng)特定風(fēng)險(xiǎn)事件情景模式下數(shù)據(jù)規(guī)范化處理，為施工安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警決策系統(tǒng)提供了技術(shù)和信息支持。通過對(duì)特定信息的預(yù)警決策，再循環(huán)調(diào)整BIM模塊內(nèi)的施工方案、人員及設(shè)備，用以指導(dǎo)施工安全管理。

2.24M1E模塊

依據(jù)2009年國家發(fā)布的《生產(chǎn)過程危險(xiǎn)和有害因素分類與代碼》[13]，有害因素分類由1992年的六大類改為四大類：人的因素、物的因素、管理因素和環(huán)境因素。結(jié)合安全管理的基礎(chǔ)因素，本文共分為：人的因素、技術(shù)因素、物的因素、管理因素和環(huán)境因素等五大類。對(duì)五大類進(jìn)行系統(tǒng)分析。

(1)人的因素

在項(xiàng)目施工過程中，人的因素造成的工作失誤對(duì)安全的影響最大[14]，監(jiān)管人員的工作態(tài)度不認(rèn)真造成監(jiān)管失誤，出現(xiàn)不規(guī)范操作發(fā)生安全事故也時(shí)有發(fā)生。通過文獻(xiàn)及現(xiàn)代施工安全管理的現(xiàn)狀分析，造成施工安全事故人的因素[13]主要有：指揮失誤、工作失誤、監(jiān)護(hù)失誤、疲勞指數(shù)和工作態(tài)度、監(jiān)管失誤。

(2)技術(shù)及物的因素

物的因素是指機(jī)械、設(shè)備、設(shè)施、材料等方面對(duì)施工安全的影響。技術(shù)及物的影響主要是從施工安全生產(chǎn)方面分析。通過文獻(xiàn)及調(diào)查分析，發(fā)現(xiàn)設(shè)備、設(shè)施的維護(hù)與使用程度，技術(shù)規(guī)范完整度、設(shè)備供給(包括防護(hù)供給、其他安全設(shè)備供給)、設(shè)備資金(設(shè)備檢測(cè)資金、設(shè)備更換資金、設(shè)備維護(hù)資金)等是影響施工安全管理的主要因素。

(3)管理因素

隨著項(xiàng)目工程量的增加，管理人員對(duì)于安全風(fēng)險(xiǎn)的管理壓力也隨之增加，而安全投入的不足，組織結(jié)構(gòu)的不健全以及安全制度的不完善，使管理人員的安全風(fēng)險(xiǎn)控制力急劇下降，且隨著項(xiàng)目工程量的增加，管理人員的能力水平及條件所限，致使管理方式出現(xiàn)偏差。在此特定的情景下，所發(fā)生的指揮失誤次數(shù)，致使工作人員工作失誤次數(shù)與相應(yīng)因素之間表現(xiàn)出一種復(fù)雜的非線性關(guān)系。因此，在進(jìn)行情景假設(shè)和模型邊界確定時(shí)要考慮到管理因素。導(dǎo)致安全事故發(fā)生的管理因素主要包括：安全投入不足、組織結(jié)構(gòu)不健全、安全規(guī)章制度不完善、操作規(guī)程不規(guī)范。

(4)環(huán)境因素

一個(gè)項(xiàng)目開展所處的環(huán)境是動(dòng)態(tài)多變的。其中包括：工作環(huán)境、自然環(huán)境和行業(yè)經(jīng)濟(jì)環(huán)境等，對(duì)工程項(xiàng)目都有一定的影響；而其影響的復(fù)雜程度往往與項(xiàng)目本身的復(fù)雜程度息息相關(guān)。本文從管理層面的角度建立項(xiàng)目安全風(fēng)險(xiǎn)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，是以預(yù)警決策任務(wù)為研究對(duì)象，分析外部行業(yè)經(jīng)濟(jì)環(huán)境變化時(shí)，項(xiàng)目工程量的增加導(dǎo)致工作人員失誤的預(yù)警和政策變化模擬的決策過程。

隨著項(xiàng)目工程量的不斷增加，管理人員受到個(gè)人工作能力及管理水平限制，致使工作人員的行為、設(shè)備狀態(tài)和管理方式等相互作用及與安全風(fēng)險(xiǎn)要素之間在協(xié)同耦合的過程中具有特殊路徑，在建立模型時(shí)必須考慮關(guān)鍵因素來確定預(yù)警決策系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。在調(diào)研及專家建議的基礎(chǔ)上提出以下假設(shè)：

假設(shè)1：模擬期間，以項(xiàng)目開展時(shí)間變化序列為基礎(chǔ)(項(xiàng)目工程量不斷增加)，在此期間行業(yè)經(jīng)濟(jì)環(huán)境(政策環(huán)境)不發(fā)生變化，而以能夠反映這一特征的人員、設(shè)備管理以及工作失誤等作為風(fēng)險(xiǎn)結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵要素進(jìn)入模型。

假設(shè)2：模擬期間，工程量增長率及制度建設(shè)系數(shù)等資源變量，以常量形式按固定比例進(jìn)入模型且不發(fā)生變化。

假設(shè)3：模擬期間，只考慮政策日常使用下的供給需求、保養(yǎng)和維護(hù)，暫不考慮技術(shù)水平制約和更新。

假設(shè)4：情景要素采用方案集的形式且僅以相關(guān)資源管理調(diào)控層面確定決策變量，進(jìn)入預(yù)警決策模型模擬決策效果。

2.3施工安全風(fēng)險(xiǎn)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)預(yù)警決策模型邊界確定

施工安全風(fēng)險(xiǎn)管理是一個(gè)大型的復(fù)雜非線性系統(tǒng)，它的形成是一系列因素相互作用和耦合的結(jié)果，因其涉及因素眾多，且相互作用關(guān)系復(fù)雜，所以在對(duì)安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警決策模型構(gòu)建時(shí)，應(yīng)確定模型邊界，并將各影響因素間復(fù)雜的作用關(guān)系轉(zhuǎn)化為個(gè)體、群體的簡(jiǎn)單行為。在對(duì)安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警決策影響因素分析的基礎(chǔ)上，歸納了由于指揮失誤、工作失誤、機(jī)械設(shè)備、技術(shù)水平、管理水平等因素對(duì)安全風(fēng)險(xiǎn)有直接作用。由圖1可知，正是由于這些行為與其之間的相互作用導(dǎo)致了安全風(fēng)險(xiǎn)問題的發(fā)生。

因此在分析安全管理基礎(chǔ)因素4M1E和提出假設(shè)的基礎(chǔ)上考慮由于工作失誤、安全投入、設(shè)備故障、項(xiàng)目工程量、工作效率等作為關(guān)鍵因素，形成因果關(guān)系反饋結(jié)構(gòu)，如圖2所示。

圖2　施工安全風(fēng)險(xiǎn)形成的因果反饋回路

3施工安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警決策模型構(gòu)建

3.1施工安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警決策流圖構(gòu)建

為能夠精確描述模型的變化機(jī)理，本文以上述定性描述安全風(fēng)險(xiǎn)模型系統(tǒng)內(nèi)部各要素復(fù)雜關(guān)系的因果反饋結(jié)構(gòu)圖為基礎(chǔ)，依據(jù)安全管理基礎(chǔ)是4M1E相互作用特點(diǎn)和各變量相互作用對(duì)應(yīng)的方程式來描述變量間的邏輯關(guān)系，構(gòu)建系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)流圖模型(如圖3)；在此模型中系統(tǒng)模型

主要包括狀態(tài)變量、速率變量和輔助變量，狀態(tài)變量用來描述系統(tǒng)要素的狀態(tài)；速率變量決定了狀態(tài)變量隨時(shí)間變化的趨勢(shì)；而輔助變量有利于為建立速率變量與狀態(tài)變量的復(fù)雜關(guān)系提供必要的輔助信息；且以項(xiàng)目工程量、安全失誤、工作人員工作量及安全損失作為描述安全風(fēng)險(xiǎn)模型系統(tǒng)仿真過程的主要變量；其中狀態(tài)變量6個(gè)，速率變量11個(gè)，輔助變量29個(gè)，常量15個(gè)。

圖3　施工安全風(fēng)險(xiǎn)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)流

3.2模型中變量及函數(shù)關(guān)系的確定

本文以廣州某區(qū)保利集團(tuán)一期項(xiàng)目為研究對(duì)象，從BIM模型中獲取基本參數(shù)初始值，并對(duì)無法準(zhǔn)確賦值的部分參數(shù)，以歷年年鑒和本項(xiàng)目歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行賦值。施工安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警決策模型中的主要變量函數(shù)關(guān)系如表1所示。

表1　部分主要變量函數(shù)關(guān)系

(1)項(xiàng)目工程量增長率以2014年廣東省統(tǒng)計(jì)年鑒為準(zhǔn)取7%，經(jīng)濟(jì)景氣指數(shù)取2014年全國平均經(jīng)濟(jì)景氣指數(shù)。市場(chǎng)需求以2014年廣東省房地產(chǎn)分析報(bào)告[15]，辦公樓158.78萬m2，同比增長2.6%，占非住宅面積35%。項(xiàng)目管理能力依據(jù)潘江CPMC(Chinese Project Management Capability)工程能力評(píng)估法[16]對(duì)本工程的工程管理能力進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)出項(xiàng)目管理能力為80。

(2)政府監(jiān)管力度=IF THEN ELSE( 安全損失>政府容忍度，安全損失-政府容忍度，1.1 )，用以表示政府監(jiān)管力度與安全損失成正比這一潛在規(guī)律，其中“政府容忍度”取《生產(chǎn)安全事故報(bào)告和調(diào)查處理?xiàng)l例》中的一般事故即：1000萬元經(jīng)濟(jì)損失為上限。依據(jù)《建筑法》及《安全生產(chǎn)法》，其中安全投入取總造價(jià)的2%，安全教育取安全投入的30%，設(shè)備維護(hù)取安全投入的30%，其他40%。

(3)人員薪資水平取廣東省建筑業(yè)職工平均工資3912元/月[17]。參數(shù)a1～a5、b1～b3、c1～c2的參數(shù)意義說明見表2，并作為系數(shù)進(jìn)入模型的運(yùn)算，其取值大小不會(huì)影響仿真曲線的變化趨勢(shì)。

表2　a、b、c字母參數(shù)說明

3.3模型基本情景及變量賦值

以廣州某區(qū)保利集團(tuán)二期項(xiàng)目為研究對(duì)象，參考《廣州統(tǒng)計(jì)年鑒2010-2014》中建筑面積增長率均值7%作為項(xiàng)目工程量的增長率的基本構(gòu)想；并依據(jù)BIM模塊技術(shù)獲取基本參數(shù)和一期項(xiàng)目歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行賦值如表3、表4。在此情景下對(duì)項(xiàng)目計(jì)劃工期18個(gè)月期間內(nèi)，相關(guān)變量在系統(tǒng)中的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行仿真模擬，模型初始參數(shù)設(shè)置為：INITIAL TIME=1，F(xiàn)INAL TIME=18，TIME STEP=1，Unit for Time：Month。

表3　部分主要參數(shù)賦值

表4　部分主要狀態(tài)及輔助變量賦值

3.4施工安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警決策系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型檢驗(yàn)

本文在確定變量的函數(shù)關(guān)系后，對(duì)建立的施工安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警決策模型進(jìn)行有效性檢驗(yàn)，用以驗(yàn)證模型的合理性。本文以有效工期18個(gè)月為模擬期，進(jìn)行有效性檢驗(yàn)。其中，一種有效的方式是在項(xiàng)目工程量增加情境下，考察工作人員工作量和工作人員失誤數(shù)之間的關(guān)系。如圖4所示：

圖4　不同工作量對(duì)工作失誤的影響

當(dāng)工作量由正常工作量分別變化至1.5倍工作量和2倍工作量時(shí)，工作失誤數(shù)發(fā)生了相應(yīng)變化。圖4的曲線清晰表明，當(dāng)工作量超過正常范圍越多，工作失誤數(shù)也越多。模擬結(jié)果與張銘宗[18]研究情況相一致，即：當(dāng)工作量超出正常范圍之后工作失誤數(shù)急劇上升，易導(dǎo)致安全事故的發(fā)生，造成安全損失。

3.5仿真結(jié)果分析

圖5　施工項(xiàng)目工程量預(yù)測(cè)趨勢(shì)

圖6　安全失誤風(fēng)險(xiǎn)事件預(yù)測(cè)趨勢(shì)

圖7　工作人員工作量預(yù)測(cè)趨勢(shì)

圖8　安全損失預(yù)測(cè)趨勢(shì)

由圖5～8預(yù)測(cè)趨勢(shì)圖分析可以看出，在假定工程量增長率7%不變的情景下，工程量在經(jīng)濟(jì)景氣指數(shù)及工程管理能力的共同作用下，未來18個(gè)月呈現(xiàn)出振蕩上升趨勢(shì)，這與實(shí)際工程量增長趨勢(shì)是相符的。在項(xiàng)目工程量增長的情景下，企業(yè)工作人員工作量呈現(xiàn)出明顯的增加，且在未來的6個(gè)月內(nèi)增幅最大，其后趨于平穩(wěn)小幅度上升。而由此導(dǎo)致的工作失誤風(fēng)險(xiǎn)事件急速增加，由工作失誤導(dǎo)致的安全損失也急劇上升，約在9個(gè)月內(nèi)突破1000萬元，意味著，企業(yè)將要受到懲罰并且企業(yè)出現(xiàn)虧損。依據(jù)預(yù)測(cè)趨勢(shì)結(jié)果，企業(yè)應(yīng)采取必要預(yù)控策略，將未來一段時(shí)期內(nèi)的施工安全風(fēng)險(xiǎn)控制在一定的經(jīng)濟(jì)范圍內(nèi)。

4結(jié)語

針對(duì)建筑企業(yè)施工過程安全風(fēng)險(xiǎn)問題，由于施工環(huán)境多變、工人和設(shè)備易受各方面影響出現(xiàn)較大的工作失誤，導(dǎo)致施工安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警決策系統(tǒng)呈現(xiàn)出復(fù)雜性和非線性特征。建立以4M1E模塊、BIM模塊和預(yù)警決策模塊構(gòu)成的施工安全預(yù)警決策模型系統(tǒng)。通過BIM模塊提取4M1E基礎(chǔ)因素信息，提供給預(yù)警決策模塊；并且構(gòu)建工作失誤風(fēng)險(xiǎn)事件下的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，在項(xiàng)目工程量增加的情景下使用Vensim PLE軟件進(jìn)行預(yù)測(cè)，通過預(yù)測(cè)結(jié)果對(duì)BIM模型中的施工方案及不安全行為、設(shè)備進(jìn)行調(diào)整。預(yù)測(cè)結(jié)果真實(shí)反應(yīng)了在項(xiàng)目工程量增加情景下的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警決策過程，并且通過BIM模塊能夠提高風(fēng)險(xiǎn)管理的執(zhí)行力度，對(duì)于減少施工安全事故有一定的指導(dǎo)作用，并且此系統(tǒng)能夠運(yùn)用到巨大項(xiàng)目安全風(fēng)險(xiǎn)的管理。

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Pre-warning Decision-making Model Simulation of Building Construction Safety Risk Based on System Dynamics and BIM

SHIQing-wei1,PANGYong-shi1,JIANGYu-han1,2

(1.School of Business, Guangzhou University, Guangzhou 510006, China;2. Department of Construction Management and Engineering, North Dakota State University,Fargo 58102, USA)

Abstract:The warning decision difficulties and other issues of the construction building for enterprise security risk management process, mainly due to the changed construction environment, workers and equipment susceptible to various aspects of the work of larger failures, resulting in construction safety risk warning system showing the complexity of decision-making and nonlinear characteristics; traditional security risk assessment prediction methods are focued on the qualitative analysis, can not be directly used to guide the construction of the security risk warning decision analysis; kinetics warning decision advantages in comparison systems, and BIM information model provides original real field data, on the basis of model assumptions and variables defined border established on the basis of a flow pictured construction safety risk early warning system simulation model; This paper uses Vensim PLE software construction safety risk prediction and control preferred process simulation, the results validate the current construction risk process, and based on the simulation results into the BIM model construction program, personnel and equipment to be adjusted to guide the construction, improve construction safety risk management efficiency.

Key words：construction risk management; system dynamics; BIM; warning simulation

中圖分類號(hào)：TU714

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：2095-0985(2016)02-0083-07

基金項(xiàng)目：廣東省科技廳軟科學(xué)項(xiàng)目(2011B070300135)；住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部科學(xué)技術(shù)項(xiàng)目計(jì)劃(2011-R3-34)

作者簡(jiǎn)介：施慶偉(1990-)，男，山東濟(jì)南人，碩士研究生，研究方向?yàn)榻ㄖ?jīng)濟(jì)與工程風(fēng)險(xiǎn)(Email:shiqw2014@163.com)通訊作者： 龐永師(1955-)，男，河北宣化人，教授，研究方向?yàn)榻ㄖ?jīng)濟(jì)與工程項(xiàng)目管理(Email:pangyongshi@163.com)

收稿日期：2015-10-4修回日期： 2015-12-02