可視化技術(shù)在推進(jìn)施工安全管理精益化中的應(yīng)用分析

于碩碩，宋純飛，何亞蕾

(瑞森新建筑有限公司，山東 濟(jì)南 250000)

0 引 言

社會(huì)進(jìn)步和發(fā)展帶來了建筑產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，目前已經(jīng)有許多新的技術(shù)和手段不斷被應(yīng)用于建筑施工領(lǐng)域，為施工現(xiàn)場安全管理注入了更高效的指導(dǎo)性方法和解決方案。BIM技術(shù)作為建筑產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的核心驅(qū)動(dòng)力，通過對(duì)建筑的虛擬設(shè)計(jì)和模擬、運(yùn)用可視化的技術(shù)手段，對(duì)施工現(xiàn)場的安全管理進(jìn)行了革新和優(yōu)化，為新形勢下數(shù)字化安全管理描繪了宏偉藍(lán)圖。

1 安全教育可視化

安全教育作為人員入場培訓(xùn)以及安全知識(shí)宣講的重要手段，在安全管理工作中發(fā)揮著重要的作用。項(xiàng)目如何利用數(shù)字化手段做好安全教育工作，是有序開展安全管理工作的第一步。

1.1 三級(jí)安全教育可視化

通過對(duì)入場人員實(shí)行實(shí)名制以及勞務(wù)合同管理，錄入人臉識(shí)別及個(gè)人基本信息，為每一位入場人員建立個(gè)人專屬檔案。制作安全教育帽貼，張貼于安全帽之上，利用直觀的可視化管理，便于監(jiān)督全部入場人員安全教育情況，避免出現(xiàn)未經(jīng)安全教育就進(jìn)入施工現(xiàn)場作業(yè)的情況發(fā)生。對(duì)特種作業(yè)人員，實(shí)行有針對(duì)性的工種教育及月度安全教育，分配區(qū)別于普通工種的藍(lán)色反光馬甲，并根據(jù)不同特種作業(yè)張貼對(duì)應(yīng)顏色的安全帽貼，注明特種作業(yè)種類，與其他工種實(shí)現(xiàn)明顯區(qū)分和快速識(shí)別，達(dá)到高效可視化管理的目的。

1.2 可視化安全技術(shù)交底

目前施工現(xiàn)場作業(yè)人員素質(zhì)參差不齊，對(duì)安全技術(shù)交底的內(nèi)容理解和學(xué)習(xí)深度不同，如果按照以往的安全技術(shù)交底方式對(duì)工人進(jìn)行思想灌輸，很難達(dá)到預(yù)期的交底效果。利用BIM技術(shù)的優(yōu)勢，建立可視化的安全技術(shù)交底模式。通過對(duì)不同作業(yè)區(qū)域危險(xiǎn)源的排查和分析，制作動(dòng)畫操作規(guī)程，在相應(yīng)的施工區(qū)域進(jìn)行公示，可起到醒目的提示作用。對(duì)于復(fù)雜的分部分項(xiàng)工程，運(yùn)用BIM技術(shù)模擬施工過程，并對(duì)危險(xiǎn)施工區(qū)域及操作過程做出明確標(biāo)識(shí)，通過可視化技術(shù)對(duì)施工作業(yè)人員進(jìn)行講解及安全知識(shí)宣傳。加深施工人員對(duì)安全技術(shù)交底的深入理解，提高安全作業(yè)的意識(shí)，減少安全事故的發(fā)生。

可視化不僅僅是虛擬世界的可視化，我們建造可視化模型的目的就是為了更加直觀地了解所建造實(shí)體物體。虛實(shí)結(jié)合的可視化對(duì)于安全技術(shù)交底起到了雙重作用，根據(jù)與BIM模型中所創(chuàng)建的虛體模型制作出局部具有代表性的實(shí)體模型供交底使用，如圖1所示，并且實(shí)體模型還可以把項(xiàng)目建造過程中的技術(shù)讓項(xiàng)目參觀人員直觀、迅速地進(jìn)行了解。

圖1 項(xiàng)目實(shí)體樣板

1.3 安全體驗(yàn)區(qū)、VR體驗(yàn)區(qū)

“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行。”許多安全事故的發(fā)生源于工人安全意識(shí)的薄弱，安全教育時(shí)講解的安全注意事項(xiàng)以及安全隱患，對(duì)許多工人來說未曾切身經(jīng)歷過，因此對(duì)于現(xiàn)場的安全隱患視若無睹，也就產(chǎn)生了違章作業(yè)的可能。建立安全體驗(yàn)區(qū)及VR體驗(yàn)區(qū)，如圖2所示，將現(xiàn)場可能發(fā)生的物體打擊、高處墜落、觸電、火災(zāi)、有限空間、鋼絲繩使用、應(yīng)急救援、逃生等進(jìn)行模擬和演示，通過施工人員的參與和體驗(yàn)，了解安全問題的重要性并有針對(duì)性地宣傳安全知識(shí)，讓安全問題不再是口頭上的說教和紙上談兵，樹立施工人員自我保護(hù)和安全第一的意識(shí)，進(jìn)一步提高安全管理水平。

圖2 項(xiàng)目安全VR體驗(yàn)區(qū)

2 集成視頻監(jiān)控系統(tǒng)

眾所周知，造成施工現(xiàn)場安全事故的原因主要是人的不安全因素、物的不安全狀態(tài)以及環(huán)境的不安全因素。但是偌大的施工現(xiàn)場對(duì)于有限的管理人員來說無法每時(shí)每刻做到無死角、全天候的監(jiān)督和管理，而每個(gè)樓層、每個(gè)施工區(qū)域，甚至每個(gè)角落都有不同的施工作業(yè)人員。得益于數(shù)字化技術(shù)的推廣與發(fā)展，先進(jìn)的數(shù)字化監(jiān)控手段被應(yīng)用于施工現(xiàn)場安全管理。通過建立覆蓋全域的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，我們可以對(duì)施工現(xiàn)場的情況做到全面的掌握，甚至包括生活區(qū)、辦公區(qū)等各個(gè)方面。為塔吊等大型設(shè)備安裝吊鉤可視化系統(tǒng)，不僅可以解決塔司吊運(yùn)過程中視線受阻的問題，同時(shí)管理人員也可以通過監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)吊運(yùn)過程有一個(gè)清晰的掌握。設(shè)立于塔吊高處的螢石云監(jiān)控，可讓我們以不同的視角去看待現(xiàn)場的安全生產(chǎn)情況，通過調(diào)整視頻角度，可以清楚地了解每一個(gè)作業(yè)區(qū)域。數(shù)字監(jiān)控配合安全帽識(shí)別系統(tǒng)，對(duì)于施工現(xiàn)場的不安全行為進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，可減少事故的發(fā)生。

3 可視化指導(dǎo)現(xiàn)場安全應(yīng)急演練

應(yīng)急演練是安全管理防控過程中必不可少的一部分，不但可以增加施工作業(yè)人員的安全意識(shí)，還能使相關(guān)人員對(duì)現(xiàn)場突發(fā)的情況合理應(yīng)對(duì)。但以往的演練過程通常只能是講解應(yīng)急預(yù)案，然后實(shí)地進(jìn)行演練，而目前我們積極探索應(yīng)用BIM技術(shù)，將以往許多只能通過文字和圖片進(jìn)行展示的數(shù)據(jù)，通過建立數(shù)字化的三維模型進(jìn)行相關(guān)展示。通過數(shù)字化建模，我們可以將演練場地、演練物資、演練人員、演練項(xiàng)目進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬，將原本只能存在于我們腦海中的演練過程通過三維的動(dòng)態(tài)模型立體地展現(xiàn)出來，通過可視化和模擬從而不斷地改進(jìn)演練過程，最終將一個(gè)完善的應(yīng)急演練展現(xiàn)在參與者的面前。通過可視化的預(yù)案交底，經(jīng)過項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)際檢驗(yàn)，可以較好地促進(jìn)演練過程順利進(jìn)行。而對(duì)于應(yīng)急疏散，我們也可從模擬施工過程中各個(gè)施工階段入手，分析預(yù)測可能發(fā)生的安全事故，模擬不同的疏散過程，進(jìn)而減少事故中可能產(chǎn)生的傷害。最后，針對(duì)工人生活區(qū)還可以創(chuàng)建單獨(dú)的三維模型，指導(dǎo)工人在生活區(qū)發(fā)生安全隱患時(shí)能夠進(jìn)行快速逃生。

4 專項(xiàng)施工方案中可視化模擬的運(yùn)用及優(yōu)化

建設(shè)工程中存在著多種專項(xiàng)施工作業(yè)，相比于一般的施工作業(yè)方式，專項(xiàng)施工作業(yè)存在著較大的危險(xiǎn)性以及較為復(fù)雜的施工作業(yè)方式，因此安全管理尤為重要。運(yùn)用可視化的技術(shù)手段，建立專項(xiàng)施工方案的可視化模型，并依據(jù)模型對(duì)方案進(jìn)行分析，改進(jìn)優(yōu)化專項(xiàng)施工方案。通過模型建立將施工步驟和施工工序進(jìn)行直觀的展現(xiàn)，降低現(xiàn)場施工人員理解的難度；通過模型展現(xiàn)施工過程中容易產(chǎn)生的安全事故，提高作業(yè)人員的安全意識(shí)及自我保護(hù)意識(shí)，避免安全事故的發(fā)生，確保專項(xiàng)施工方案的可實(shí)施性。

運(yùn)用可視化手段還可進(jìn)行專項(xiàng)施工方案的對(duì)比。在進(jìn)行方案編制的過程中，針對(duì)于比較復(fù)雜的節(jié)點(diǎn)位置或是語言難以表達(dá)清楚的高大跨度位置，我們可以針對(duì)性地進(jìn)行三維模型的建立。比如在項(xiàng)目樓頂上需要進(jìn)行超重鋼梁的吊裝，而現(xiàn)場場地又十分狹小，對(duì)吊裝位置和高度要求很高。此時(shí)就可以針對(duì)現(xiàn)場情況進(jìn)行相關(guān)建模，清晰直觀地將現(xiàn)場復(fù)雜情況展現(xiàn)出來，針對(duì)性地解決問題、制作方案?？梢暬夹g(shù)尤其是可以針對(duì)較難操作的施工技術(shù)進(jìn)行建模演示，這正是可視化技術(shù)的魅力所在，比如在高支模、深基坑、起重機(jī)械安拆、腳手架搭設(shè)、重型設(shè)備吊裝等，如圖3所示。

圖3 高支模模型建立與腳手架模型建立

5 數(shù)字項(xiàng)目管理平臺(tái)可視化管理

廣聯(lián)達(dá)數(shù)字項(xiàng)目管理平臺(tái)應(yīng)用BIM技術(shù)和“云大物移智”等數(shù)字化技術(shù)，對(duì)施工現(xiàn)場的關(guān)鍵要素做到了全面感知和互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場數(shù)字化、在線化、智能化。數(shù)字建筑平臺(tái)在安全管理方面匯集了勞務(wù)系統(tǒng)、基坑監(jiān)測、配電箱、塔機(jī)監(jiān)測、安全管理平臺(tái)等多個(gè)模塊。通過勞務(wù)系統(tǒng)模塊，我們可以對(duì)現(xiàn)場的作業(yè)人數(shù)、出勤情況、人員分布、入場、退場情況等有直觀的了解，平臺(tái)將所有的數(shù)據(jù)以數(shù)字化的形式進(jìn)行展現(xiàn)，如圖4所示。

圖4 數(shù)字項(xiàng)目管理平臺(tái)

通過基坑檢測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)基坑的實(shí)時(shí)監(jiān)測，監(jiān)測數(shù)據(jù)同步上傳平臺(tái)，基坑安全以可視化的形式顯示，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測、超限預(yù)警、危險(xiǎn)報(bào)警，做到基坑安全可控。利用傳感器、監(jiān)控系統(tǒng)以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將塔機(jī)的安全數(shù)據(jù)、吊運(yùn)情況、碰撞預(yù)警以及塔司身份數(shù)據(jù)等信息上傳平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)全過程、可視化的塔吊安全監(jiān)控，如圖5所示。配電箱安裝智能電表，并與數(shù)字化管理平臺(tái)互聯(lián)，將配電箱的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)上傳，對(duì)于出現(xiàn)的違規(guī)用電、非正常用電情況及時(shí)預(yù)警，監(jiān)控配電箱施工情況。運(yùn)用安全管理平臺(tái)，通過巡檢將發(fā)現(xiàn)的安全隱患上傳平臺(tái)，根據(jù)隱患數(shù)據(jù)進(jìn)行分類整理，并對(duì)隱患進(jìn)行分析，以圖表的形式進(jìn)行展現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)安全管理數(shù)據(jù)的可視化展示。

圖5 塔吊安全可視化

6 結(jié)束語

可視化技術(shù)已在不同方面深刻地影響了我們的生活與工作，而將可視化技術(shù)運(yùn)用于安全管理工作中也是大有可為的。這不僅優(yōu)化了施工現(xiàn)場的安全管理工作，同時(shí)也有效提高了施工人員的安全意識(shí)，并切實(shí)保障了工人生命安全。可以預(yù)見，未來可視化技術(shù)將會(huì)使施工現(xiàn)場更加精益化。