基于BIM技術(shù)的智慧施工安全管理研究

王軻

摘 要：傳統(tǒng)施工現(xiàn)場(chǎng)安全管理效率低下，安全管理質(zhì)量得不到很好的保障。智慧建造時(shí)代的到來(lái)帶動(dòng)了智慧工地的發(fā)展，在BIM技術(shù)的基礎(chǔ)上結(jié)合智慧建造技術(shù)，使施工安全管理實(shí)現(xiàn)信息感知、互聯(lián)互通、全面智能、綜合協(xié)調(diào)和協(xié)同共享。對(duì)安全管理進(jìn)行優(yōu)化，將安全隱患盡可能的消除在設(shè)計(jì)階段，并在施工階段進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)防，不僅提高了施工安全管理的精細(xì)化程度和質(zhì)量，也促使安全管理過(guò)程以更加智慧化的方式運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：智慧建造；施工安全管理；BIM；信息共享；協(xié)同

1.引言

隨著現(xiàn)代社會(huì)的飛速發(fā)展，高新科技不斷的引進(jìn)，建筑工程項(xiàng)目的規(guī)模不斷擴(kuò)大，施工環(huán)境越來(lái)越復(fù)雜，危險(xiǎn)因素也越來(lái)越多，安全事故的發(fā)生幾率也越來(lái)越高。安全問(wèn)題帶來(lái)人員傷亡，經(jīng)濟(jì)損失，進(jìn)度滯后并會(huì)造成一系列嚴(yán)重的社會(huì)影響，所以安全管理在整個(gè)施工過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用，提高安全管理的質(zhì)量是保證工程項(xiàng)目完成項(xiàng)目目標(biāo)的重要保障。

BIM技術(shù)是施工企業(yè)實(shí)現(xiàn)精細(xì)化施工管理的核心工具，在BIM技術(shù)的基礎(chǔ)上應(yīng)用大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)等，大大的提高了建筑生產(chǎn)效率，為推動(dòng)建筑產(chǎn)業(yè)信息化提供了發(fā)展動(dòng)力，為實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的施工安全管理提供了強(qiáng)有力的保障[1]。徐衛(wèi)星[2]等人基于BIM與GIS的深度集成對(duì)城市地下管網(wǎng)進(jìn)行規(guī)劃與管理、環(huán)境監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)、災(zāi)害預(yù)警與損失評(píng)估，大大提高了信息的全面共享和分析的智慧化程度。孫昊，韓豫[3]等人基于建筑信息模型和射頻識(shí)別技術(shù)，構(gòu)建了建筑工人智能管理系統(tǒng)，對(duì)建筑工人進(jìn)行可視化定位與識(shí)別、對(duì)施工安全事故智能化預(yù)警。在BIM技術(shù)的基礎(chǔ)上結(jié)合其他技術(shù)，打破了傳統(tǒng)的管理模式，打造了協(xié)同共享的服務(wù)型平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了智慧工地的安全管理，提高了行業(yè)的信息化水平，使施工安全管理水平得到大大的改善[4]。

2.BIM技術(shù)在施工安全管理中的應(yīng)用

2.1施工設(shè)計(jì)優(yōu)化

（1）現(xiàn)場(chǎng)空間規(guī)劃

在工程建設(shè)過(guò)程中，空間沖突是造成的生產(chǎn)效率損失主要的原因之一。比如機(jī)械半徑影響范圍、運(yùn)輸車輛的開(kāi)行路線、物料搬運(yùn)等等。在平臺(tái)模型上應(yīng)用相關(guān)軟件對(duì)每一項(xiàng)施工過(guò)程通過(guò)可視化技術(shù)進(jìn)行模擬，直觀的了解施工活動(dòng)的空間需要，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)空間進(jìn)行合理的規(guī)劃，減少施工現(xiàn)場(chǎng)材料的二次搬運(yùn)和由于工作空間有限而引起的安全事故[5]。

（2）施工設(shè)計(jì)檢測(cè)

不同專業(yè)的三維建模獨(dú)立建成之后，在平臺(tái)云端相關(guān)軟件環(huán)境下進(jìn)行碰撞檢測(cè)，各種構(gòu)件及管線之間的穿插沖突在模型中便顯而易見(jiàn)，這些碰撞沖突會(huì)以報(bào)告的形式，反饋給各設(shè)計(jì)人員。通過(guò)各個(gè)專業(yè)之間的協(xié)調(diào)檢查，深化設(shè)計(jì)及管線綜合優(yōu)化，提高設(shè)計(jì)工作的質(zhì)量和效率，減少設(shè)計(jì)問(wèn)題對(duì)施工安全的影響。

2.2 BIM模型管理

（1）危險(xiǎn)區(qū)域劃分

不同的施工場(chǎng)所的危險(xiǎn)度不同，根據(jù)危險(xiǎn)程度的不同對(duì)各施工操作平面進(jìn)行劃分，并進(jìn)行相應(yīng)的管理，根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)和對(duì)施工模擬過(guò)程的分析，判斷出不同工作面在不同的施工階段的危險(xiǎn)程度，用不同的顏色在模型中標(biāo)注以便于區(qū)分管理。對(duì)不同的危險(xiǎn)區(qū)域，明確不同工作人員的施工行為，使工作人員進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)時(shí)有一定的安全意識(shí)，減少由于危險(xiǎn)區(qū)域不明確導(dǎo)致的安全事故。

（2）人員定位

RFID技術(shù)能夠很好地實(shí)現(xiàn)建筑工人信息即時(shí)的收集、傳遞和反饋[6]。BIM模型和RFID通過(guò)信息交互，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集和處理的自動(dòng)化。建筑工人的位置分布，進(jìn)出次數(shù)，工作時(shí)間等信息，管理者能夠通過(guò)平臺(tái)的三維模型獲取，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑工人的智能定位，動(dòng)態(tài)點(diǎn)名和工時(shí)檢測(cè)，并且當(dāng)不同種類的建筑工人進(jìn)入相應(yīng)的錯(cuò)誤施工區(qū)域時(shí)，警報(bào)器會(huì)發(fā)出安全預(yù)警提醒工人進(jìn)行正確的操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工人的實(shí)時(shí)安全監(jiān)控和對(duì)不安全行為的有效預(yù)防。

（3）識(shí)別危險(xiǎn)源

當(dāng)施工現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)源時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)安全人員通過(guò)手機(jī)端登錄平臺(tái)，便可以在模型中找到相應(yīng)的位置，并通過(guò)文字，語(yǔ)音，圖片，視頻等方式說(shuō)明，管理人員對(duì)相關(guān)信息進(jìn)行處理并下達(dá)整改指令，現(xiàn)場(chǎng)安全人員對(duì)危險(xiǎn)源進(jìn)行整改處理，并且將通過(guò)整改驗(yàn)收之后的狀態(tài)上傳到協(xié)同平臺(tái)中，使模型得到實(shí)時(shí)的更新，并便于追溯和復(fù)查質(zhì)量問(wèn)題，為以后的工程項(xiàng)目編制安全方案提供參考經(jīng)驗(yàn)。

（4）信息安全管理

云平臺(tái)的文件管理具有標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、結(jié)構(gòu)化的特點(diǎn)，可以解決傳統(tǒng)模式下文檔在共享和傳輸過(guò)程中存在的效率低，協(xié)同困難，版本混亂等問(wèn)題，并保證工程信息的準(zhǔn)確及時(shí)傳達(dá)。在信息共享的基礎(chǔ)上，根據(jù)各參與方對(duì)項(xiàng)目的參與跟進(jìn)程度設(shè)置各自的訪問(wèn)權(quán)限，使其在職權(quán)范圍內(nèi)對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行管理，保證信息獲得完整性的同時(shí)，也避免了信息的外泄流失和超越權(quán)限的操作，使信息的安全管理得到了很好的保障[78]。

2.3 安全教育培訓(xùn)

（1）安全教育

基于BIM技術(shù)的可視化和虛擬仿真的應(yīng)用，制作不同施工階段的動(dòng)畫視頻，較之與書(shū)面或者口頭的安全教育培訓(xùn)，直觀的動(dòng)畫使現(xiàn)場(chǎng)勞務(wù)人員更便于理解和接受。勞務(wù)人員可登錄平臺(tái)，進(jìn)入安全教育模塊進(jìn)行相關(guān)學(xué)習(xí)，是否完成安全教育的學(xué)習(xí)記錄會(huì)實(shí)時(shí)的反饋給管理人員。協(xié)同平臺(tái)上的安全管理多了監(jiān)督功能，能夠更好的將安全教育落實(shí)到位，使得施工作業(yè)更加高效，大大降低施工人員操作失誤的安全系數(shù)。

（2）模擬施工

在BIM模型的基礎(chǔ)上結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，搭建具像化的虛擬施工環(huán)境，對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬，參與演練人員能夠以第一視角，身臨其境的按照自己的職責(zé)模擬相關(guān)的操作，清楚的了解到具體施工工藝的操作過(guò)程，直觀的感受到施工過(guò)程中存在的風(fēng)險(xiǎn)。在模擬過(guò)程中，對(duì)于易發(fā)生危險(xiǎn)的工作面在模型上加以標(biāo)識(shí)，來(lái)提高勞務(wù)人員的安全意識(shí)[8]。

3.結(jié)論

工程項(xiàng)目的規(guī)模正在逐步擴(kuò)大，施工安全管理只有進(jìn)一步的精細(xì)化，才能有效的減少事故的發(fā)生。將BIM技術(shù)等智慧建造各項(xiàng)技術(shù)滲透進(jìn)施工安全管理乃至整個(gè)建筑工程的全壽命周期管理過(guò)程中，有效的減少安全事故的發(fā)生，科學(xué)的安排施工進(jìn)度，有效的節(jié)約成本，使建筑業(yè)項(xiàng)目管理向更加智能化的方向發(fā)展，積極推動(dòng)建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和持續(xù)健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]李久林.智慧建造關(guān)鍵技術(shù)與工程應(yīng)用[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2017.12：3

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[3]孫昊，韓豫，馬國(guó)鑫等.融合BIM和RFID的建筑工人智能管理系統(tǒng)[J].工程管理學(xué)報(bào)，2017，31（02）：95-99.

[4]張偉勝.集成BIM與安全規(guī)則的不安全設(shè)計(jì)因素自動(dòng)識(shí)別機(jī)制研究[D].清華大學(xué)，2015.

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[7]張先穩(wěn)，許健彬.“互聯(lián)網(wǎng)+”提升智慧工地安全管理[J].施工企業(yè)管理，2017（04）：42-44.

[8]李鈺，呂建國(guó).基于BIM和VR/AR技術(shù)的地鐵施工信息化安全管理體系[J].工程管理學(xué)報(bào)，2017，31（04）：111-115.

（作者單位：西安建筑科技大學(xué)）