基于BIM技術(shù)的軌道交通建設(shè)安全風(fēng)險(xiǎn)管理信息系統(tǒng)建設(shè)的探討

高 潮，宋 磊，高洪春

（重慶市軌道交通（集團(tuán)）有限公司，重慶401120）

軌道交通項(xiàng)目具有體量大、工期漫長等特點(diǎn)。此類工程的管理難度大，施工環(huán)節(jié)十分復(fù)雜，安全風(fēng)險(xiǎn)較高。對于施工單位而言，想要確保項(xiàng)目能夠順利開展，必須要對安全管理工作給予高度關(guān)注。實(shí)際工作中，施工單位需要構(gòu)建一套安全風(fēng)險(xiǎn)信息管理機(jī)制，對項(xiàng)目中可能出現(xiàn)的安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行靈活把控。由于軌道項(xiàng)目十分復(fù)雜，依靠傳統(tǒng)方式構(gòu)建安全風(fēng)險(xiǎn)管理系統(tǒng)效率較低，因此需要依靠BIM技術(shù)，提升安全風(fēng)險(xiǎn)管理信息系統(tǒng)建設(shè)效率。通過該系統(tǒng)項(xiàng)目中可能出現(xiàn)的安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行責(zé)任落實(shí)，并提升安全風(fēng)險(xiǎn)管理系統(tǒng)的規(guī)范性與科學(xué)性，盡最大可能降低安全事故發(fā)生的概率，一方面能夠確保施工項(xiàng)目順利進(jìn)行，另一方面還可以體現(xiàn)施工單位的社會(huì)價(jià)值。

1 BIM技術(shù)概念厘定

BIM技術(shù)基于3D數(shù)字技術(shù)，將BIM技術(shù)與建筑施工項(xiàng)目進(jìn)行結(jié)合，能夠在計(jì)算機(jī)平臺中對建筑施工活動(dòng)中應(yīng)用的各種技術(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，并通過3D方式進(jìn)行展現(xiàn)，讓施工人員能夠以直觀的方式對建筑工程進(jìn)行深入了解，對于建筑行業(yè)發(fā)展而言，BIM技術(shù)的出現(xiàn)和不斷成熟為該行業(yè)發(fā)展指明了一條全新的道路。當(dāng)前，世界上很多經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家在BIM技術(shù)的使用方面已經(jīng)積累了大量經(jīng)驗(yàn)，尤其是在地鐵項(xiàng)目維護(hù)、建設(shè)和運(yùn)營管理方面，BIM技術(shù)發(fā)揮了重要作用。近年來，在全國范圍內(nèi)擁有強(qiáng)大BIM技術(shù)應(yīng)用程序的施工單位數(shù)量每年平均增長率在30%左右，伴隨著此項(xiàng)技術(shù)越來越成熟，其在鐵路運(yùn)輸建設(shè)中也發(fā)揮出越來越重要的作用，其主要應(yīng)用包括結(jié)構(gòu)建模、碰撞檢測、管道設(shè)計(jì)、施工模擬等，能夠根據(jù)施工項(xiàng)目實(shí)際需求，對BIM技術(shù)使用方式進(jìn)行靈活調(diào)整。

2 系統(tǒng)建設(shè)過程中運(yùn)用BIM技術(shù)的意義

軌道交通項(xiàng)目安全風(fēng)險(xiǎn)管理系統(tǒng)建設(shè)過程中，充分運(yùn)用BIM技術(shù)具有非常重要的意義。

首先，運(yùn)用BIM技術(shù)推進(jìn)軌道交通項(xiàng)目安全風(fēng)險(xiǎn)管理系統(tǒng)建設(shè)工作，能夠提升此項(xiàng)工作的科學(xué)性。軌道交通項(xiàng)目正式開始之前，設(shè)計(jì)人員可以借助BIM技術(shù)，將平面圖紙資料轉(zhuǎn)化為更加直觀的3D數(shù)字模型，并通過計(jì)算機(jī)平臺，對該模型進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、放大、縮小、轉(zhuǎn)變等操作，通過這種方式縮小施工活動(dòng)與設(shè)計(jì)圖紙之間的差異，同時(shí)及時(shí)排除圖紙中存在的錯(cuò)誤。借助BIM技術(shù)，可以對各個(gè)施工環(huán)節(jié)進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬，通過這種方式減少實(shí)際施工中所產(chǎn)生的沖突，對施工方案進(jìn)行靈活調(diào)整，提升施工人員對于整個(gè)施工過程的掌控能力，提升施工現(xiàn)場管理規(guī)范性。靈活使用BIM技術(shù)，對施工圖紙進(jìn)行三維建模，能夠讓設(shè)計(jì)人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工圖紙中所隱藏的設(shè)計(jì)瑕疵，并且對各個(gè)工序進(jìn)行靈活調(diào)整，確保各個(gè)環(huán)節(jié)之間的配合更加默契。

其次，采用BIM技術(shù)，能夠幫助施工單位快速制定出符合工程需求的施工方案，對于軌道交通項(xiàng)目而言，這是BIM技術(shù)最為關(guān)鍵的功能之一。與其他建筑項(xiàng)目相比，軌道交通項(xiàng)目具有工程量大、施工期漫長和影響因素多等特點(diǎn)，傳統(tǒng)的施工優(yōu)化方式無法達(dá)到理想效果。因此要使用BIM技術(shù)將實(shí)際項(xiàng)目數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)當(dāng)中，對各種可行的施工方案進(jìn)行橫向?qū)Ρ龋瑥氖┕に俣?、施工成本等維度進(jìn)行考量，最終制定出最具科學(xué)性的施工方案。

最后，借助BIM技術(shù)能夠提升軌道交通施工項(xiàng)目安全性。由于軌道交通項(xiàng)目覆蓋范圍廣，施工人員很難確保將所有能夠影響安全的風(fēng)險(xiǎn)因素考慮在內(nèi)，實(shí)際施工過程中，軌道交通項(xiàng)目容易受到各種內(nèi)外界因素的影響而出現(xiàn)各種問題，例如不均勻沉降、砼部件裂隙等。使用BIM技術(shù)之后，施工人員可以將大量施工現(xiàn)場實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)錄入計(jì)算機(jī)，借助計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的處理能力，對各種可能出現(xiàn)的意外情況進(jìn)行模擬，通過這種方式對軌道交通項(xiàng)目可能存在的安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)估，以此來確保軌道交通項(xiàng)目的總體質(zhì)量以及施工安全。

3 影響城市軌道交通建設(shè)安全的因素

在實(shí)際建設(shè)過程中，影響軌道交通項(xiàng)目安全性的因素有很多。此類項(xiàng)目體量巨大，且很多項(xiàng)目是在城市中心位置開展，對于工期的要求十分嚴(yán)格，在巨大的工程壓力之下，安全風(fēng)險(xiǎn)往往得不到有效控制，若這種狀態(tài)長時(shí)間持續(xù)下去，可能會(huì)引發(fā)重大安全事故。因此相關(guān)工作人員需要對影響鐵路項(xiàng)目安全性的各種風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行詳細(xì)解析。從類型上看，安全風(fēng)險(xiǎn)因素可以概括為四類：①人為因素。軌道項(xiàng)目建設(shè)活動(dòng)需要用到大量建筑工人，同時(shí)為了確保各個(gè)施工環(huán)節(jié)順利進(jìn)行，還要組織規(guī)模龐大的監(jiān)督管理隊(duì)伍。這種背景下，一些承接了軌道項(xiàng)目的施工單位在施工初期階段無法快速雇傭大量工人，導(dǎo)致專業(yè)施工人員數(shù)量少，每一位工人都面臨巨大的工作壓力，容易在施工過程中出現(xiàn)各種疏忽。此外，由于招工困難，一些施工單位會(huì)降低招工要求，一些專業(yè)素質(zhì)欠佳的工人也順利進(jìn)入工地，甚至一些完全不懂得建設(shè)技術(shù)的工人在經(jīng)過簡單培訓(xùn)之后也加入了建筑活動(dòng)。這些人員基礎(chǔ)能力較差，對于軌道交通項(xiàng)目施工特點(diǎn)十分陌生，對于各種建筑施工標(biāo)準(zhǔn)把握不準(zhǔn)確，容易引發(fā)重大安全事故[1]。②材料因素。大多數(shù)軌道交通項(xiàng)目所處的環(huán)境復(fù)雜，容易埋下安全隱患。同時(shí)由于工程體量龐大，需要使用大型工程設(shè)備，如果對材料與設(shè)備缺乏科學(xué)管理，也容易引發(fā)安全事故。③管理因素。一些施工單位對于管理工作缺乏重視，出現(xiàn)管理制度缺位、管理制度無法落實(shí)等問題，施工人員散漫大意，容易引發(fā)安全事故。④溝通因素。由于軌道項(xiàng)目設(shè)計(jì)多個(gè)施工環(huán)節(jié)，各個(gè)環(huán)節(jié)之間的溝通效果對于工程質(zhì)量的影響較大，若在建設(shè)過程中出現(xiàn)信息溝通不暢問題，也容易引發(fā)安全事故[2]。

4 基于BIM技術(shù)構(gòu)建系統(tǒng)的具體方式

以BIM技術(shù)作為依托，創(chuàng)建科學(xué)、高效的安全風(fēng)險(xiǎn)管理系統(tǒng)，通過這種方式讓軌道施工項(xiàng)目安全管理工作體現(xiàn)出信息化、智能化特點(diǎn)。通過BIM技術(shù)對軌道項(xiàng)目建筑過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)督，并結(jié)合施工進(jìn)度以及現(xiàn)場勘查等數(shù)據(jù)資料，綜合分析該項(xiàng)目中可能出現(xiàn)的安全風(fēng)險(xiǎn)因素。通過信息化技術(shù)與BIM技術(shù)的結(jié)合，將這些風(fēng)險(xiǎn)因素?cái)?shù)據(jù)錄入資料庫，以“分級監(jiān)管”作為執(zhí)行原則，對項(xiàng)目安全風(fēng)險(xiǎn)開展動(dòng)態(tài)化管理，提升管理工作執(zhí)行效率。此外，借助BIM技術(shù)，對可能影響工程安全性的各種因素進(jìn)行深度處理，進(jìn)而開展安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警，提升此項(xiàng)工作的效率。實(shí)際管理過程中，利用BIM技術(shù)構(gòu)建安全風(fēng)險(xiǎn)管控系統(tǒng)，可以對信息收集、處理以及分析等模塊進(jìn)行全過程跟蹤，并將處理結(jié)果及時(shí)反饋給相關(guān)負(fù)責(zé)人，讓工作人員對軌道項(xiàng)目安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行全面掌控，為安全管理制度的制定提供數(shù)據(jù)支撐[3]。

下面以物理模塊和邏輯模塊為例進(jìn)行介紹：①物理模塊。一般情況下，基于BIM技術(shù)構(gòu)建安全風(fēng)險(xiǎn)管控系統(tǒng)使用B/S框架，使用VPN或者以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸工作，通過這種方式實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)化的數(shù)據(jù)收集，在確保數(shù)據(jù)采集效率的基礎(chǔ)上提升數(shù)據(jù)精度。②邏輯模塊。想要對軌道項(xiàng)目可能出現(xiàn)的安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行合理預(yù)估，需要依靠科學(xué)的邏輯模塊。實(shí)際工作中，通過BIM技術(shù)對可能影響軌道交通工程安全的各種風(fēng)險(xiǎn)因素按照一定的邏輯結(jié)構(gòu)進(jìn)行錄入、分析和儲存，對于施工過程中形成的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行甄別，優(yōu)先分析關(guān)鍵數(shù)據(jù)，同時(shí)過濾掉大量無用數(shù)據(jù)，提升數(shù)據(jù)使用價(jià)值。從結(jié)構(gòu)上看，邏輯框架中主要分為表示模塊、支撐模塊、數(shù)據(jù)模塊和應(yīng)用模塊，其中數(shù)據(jù)模塊的主要功能是對施工過程中產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)督、采集；支撐模塊的主要作用是對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行深度處理；應(yīng)用模塊則是對工程進(jìn)度進(jìn)行監(jiān)控，并對各類安全風(fēng)險(xiǎn)因素以及緊急處理方案進(jìn)行管控；顯示模塊則是對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行可視化展現(xiàn)，幫助管理人員快速讀取數(shù)據(jù)[4]。四個(gè)模塊之間的高效銜接，維持著整個(gè)基于BIM技術(shù)的安全風(fēng)險(xiǎn)管理系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)邏輯示意圖

借助BIM技術(shù)，施工人員可以對安全風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行科學(xué)管理。通過收集大量安全風(fēng)險(xiǎn)因素?cái)?shù)據(jù)，對安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分類，通過這種方式對可能出現(xiàn)的安全隱患進(jìn)行提前預(yù)警，避免地面突發(fā)性安全事故對施工人員生命財(cái)產(chǎn)安全產(chǎn)生威脅，確保工程質(zhì)量不受影響。此外，借助BIM技術(shù)，還可以對施工進(jìn)度進(jìn)行科學(xué)管理。在可視化3D技術(shù)基礎(chǔ)上，增加時(shí)間與成本維度，進(jìn)而形成“5D”模型，借助該模型可以對完整的軌道交通項(xiàng)目的各個(gè)工程細(xì)節(jié)進(jìn)行還原與模擬，幫助施工單位確定施工計(jì)劃以及進(jìn)度安排。同時(shí)還可以對實(shí)際施工情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并將實(shí)時(shí)施工進(jìn)度與計(jì)劃施工進(jìn)度進(jìn)行對比，通過這種方式降低施工人員不按照施工計(jì)劃進(jìn)行施工活動(dòng)所帶來的風(fēng)險(xiǎn)。

5 結(jié)束語

軌道交通項(xiàng)目作為重要的基礎(chǔ)設(shè)施工程，對于社會(huì)發(fā)展和人民群眾的生活均具有十分重要的意義。想要確保軌道項(xiàng)目順利竣工，施工單位要嚴(yán)格進(jìn)行安全風(fēng)險(xiǎn)管理工作，借助BIM技術(shù)，結(jié)合軌道項(xiàng)目實(shí)際情況組建一套高效的安全風(fēng)險(xiǎn)管理信息化系統(tǒng)。通過分析各種安全風(fēng)險(xiǎn)因素對可能出現(xiàn)的安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)警，同時(shí)對項(xiàng)目中可能出現(xiàn)的各種風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行有效監(jiān)督，并通過對采集到的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行全面分析，輔助施工單位管理人員制定科學(xué)合理的安全事故緊急預(yù)案，以此來對安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行合理把控，確保施工單位能夠順利實(shí)現(xiàn)其經(jīng)濟(jì)價(jià)值與社會(huì)價(jià)值。