大數(shù)據(jù)視角下建筑施工安全風(fēng)險管理研究

苑東林

北京市市政二建設(shè)工程有限責(zé)任公司 北京 102613

引言

目前，我國的建筑工程施工已經(jīng)達到國際先進水平，尤其是在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面，我國取得了巨大建樹，但是由于建筑工程施工具有高危特點，因此，每年都會因為建筑施工安全事故而造成大量經(jīng)濟損失和人員傷亡，這不僅不利于我國社會經(jīng)濟發(fā)展，也會造成嚴(yán)重的社會負面影響。如何真正做好建筑施工安全風(fēng)險管理，成為建筑工程施工企業(yè)關(guān)注的核心重點，而人工智能及大數(shù)據(jù)等高新技術(shù)的問世，為建筑施工安全風(fēng)險管理改進與創(chuàng)新提供了有效途徑。深入分析大數(shù)據(jù)技術(shù)在建筑施工安全風(fēng)險管理方面的具體應(yīng)用和應(yīng)用措施，對于項目管理的創(chuàng)新發(fā)展極具現(xiàn)實意義。

1 建筑施工領(lǐng)域數(shù)據(jù)應(yīng)用特征

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，信息技術(shù)已經(jīng)融入社會生產(chǎn)生活中的各個領(lǐng)域，相比較而言建筑工程施工領(lǐng)域的信息化發(fā)展速度與其他行業(yè)相比具備較為明顯的落后特征，這與建筑行業(yè)本身的特點有著較為緊密的聯(lián)系，考慮到建筑工程領(lǐng)域所涉及的生產(chǎn)經(jīng)營活動等相關(guān)流程所能夠進行的信息化改造范圍較為有限，所以對信息化行業(yè)在建筑施工領(lǐng)域的應(yīng)用難度仍然較高。在數(shù)據(jù)的層面上建筑工程施工領(lǐng)域所涉及的數(shù)據(jù)類型較為多樣，除了建筑本身的各類數(shù)據(jù)之外，還包含建筑在造價過程中的財務(wù)類數(shù)據(jù)，以及建筑結(jié)構(gòu)類數(shù)據(jù)，建筑過程中所涉及的技術(shù)和工藝數(shù)據(jù)，原材料數(shù)據(jù)，以及對建筑工程施工領(lǐng)域所涉及的各類管理數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)紛繁復(fù)雜并且具備多樣的形態(tài)。

除此之外，建筑工程領(lǐng)域所涉及的行業(yè)類目也較為復(fù)雜，同一工程所涉及的不同參與機構(gòu)數(shù)量眾多，這使得在開展生產(chǎn)建造過程中所涉及的各類數(shù)據(jù)得到有效的匯總，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)較為分散，也沒有現(xiàn)成的方法來對這些數(shù)據(jù)進行有效的整合。這些數(shù)據(jù)類型大多以月報的形式分散于各個不同合作單位的不同崗位中。與其他數(shù)據(jù)相比，建筑工程行業(yè)中所涉及的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)多與業(yè)主和設(shè)計企業(yè)機構(gòu)有著直接的關(guān)聯(lián)，而與采購相關(guān)的數(shù)據(jù)則存放在業(yè)主的手中。在建筑工程領(lǐng)域進行信息化建設(shè)的過程中，各種不同類型的管理系統(tǒng)參與了不同時期的管理，其中以CD形式所存在的不同工程的技術(shù)文件以及傳統(tǒng)的紙質(zhì)工程文件分散在不同的機構(gòu)和單位中。在我國的“十三五”規(guī)劃中所闡明的信息化發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)，以互聯(lián)網(wǎng)以及物聯(lián)網(wǎng)等相關(guān)新興技術(shù)在建筑工程領(lǐng)域的應(yīng)用，使得該領(lǐng)域中的數(shù)據(jù)量得到了極大的增長，這對于建筑施工領(lǐng)域所開展的數(shù)據(jù)信息管理帶來了較大的壓力和挑戰(zhàn)[1]。

2 建筑施工安全事故風(fēng)險來源

2.1 人員因素

施工人員因素是指參與建筑工程建設(shè)的各類施工人員其本身在職業(yè)綜合素質(zhì)以及安全風(fēng)險意識方面仍然存在認識不足、執(zhí)行力不高的問題，這也是導(dǎo)致建筑工程項目安全事故頻發(fā)的主要原因。作為建筑工程施工現(xiàn)場的主要工作人員，其基本的安全意識以及對施工現(xiàn)場各類安全風(fēng)險的判斷和反映，對于建筑工程施工的質(zhì)量以及進度有著直接的影響，又因為建筑工程施工所涉及的人員類型和數(shù)量都不利于管理，所以，施工人員的因素對于建筑工程施工產(chǎn)生的影響非常明顯。與此同時，不少施工單位在對施工人員進行管理的過程中，缺乏相應(yīng)的安全教育工作，使得施工人員在日常工作中無法通過這些方式來積累安全風(fēng)險意識，使得施工現(xiàn)場安全風(fēng)險較高的狀態(tài)沒有得到根本的改變。除此之外，大多數(shù)施工人員并沒有受到我系統(tǒng)完善的建筑工程施工培訓(xùn)，這使得他們在日常工作中存在職業(yè)素養(yǎng)不高的問題，常常不能夠依照施工現(xiàn)場的規(guī)章制度來做好安全防范工作，這時的施工現(xiàn)場遇到各類危險都可能對這些施工人員造成人身傷害，并影響建筑工程施工進度。

2.2 材料因素

施工材料所帶來的影響主要集中于施工材料的存放保管過程中所產(chǎn)生的安全危險，比如，某些施工材料在進入施工現(xiàn)場時，沒有對其進行嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗，同時也沒有嚴(yán)格執(zhí)行有針對性的施工材料保管方案或措施，這對于建筑工程施工的安全產(chǎn)生了直接的影響，缺乏對施工材料進行積極有效的管理，使得施工現(xiàn)場的安全風(fēng)險倍增。

2.3 機械設(shè)備因素

在建筑工程施工時會涉及大量的機械設(shè)備，如何通過有效的管理方法來對這些機械設(shè)備進行管理和控制，保證給予機械設(shè)備定期的維護和保養(yǎng)，使其處于較好的運行狀態(tài)，同時也能夠有效地避免因機械設(shè)備而產(chǎn)生的安全風(fēng)險[2]。

2.4 環(huán)境因素

施工環(huán)境是施工現(xiàn)場有眾多因素融合在一起所帶來的安全風(fēng)險，不安全的施工環(huán)境會直接對參與施工的各類技術(shù)人員和施工人員產(chǎn)生威脅，例如，施工現(xiàn)場的光線不足或者光線過亮的情況下，都可能導(dǎo)致無法辨別風(fēng)險而引發(fā)安全事故的可能，同時對于施工現(xiàn)場的物品管理不符合要求，使得施工現(xiàn)場混亂無序都可能引發(fā)不同程度的安全風(fēng)險。

2.5 安全管理因素

在進行施工安全管理的過程中，施工現(xiàn)場常常受到安全管理水平不高，管理制度不完善，責(zé)任劃分不明確，沒有做好施工現(xiàn)場人員的定期安全培訓(xùn)工作，缺乏相應(yīng)的安全防護設(shè)備，都是導(dǎo)致施工現(xiàn)場出現(xiàn)安全風(fēng)險引發(fā)安全事故的主要原因。

2.6 安全投入因素

在眾多的對施工現(xiàn)場所投入的施工安全相關(guān)資金以及人力物力，都是保證施工現(xiàn)場安全生產(chǎn)的重要條件，這些投入因素匱乏或者投入不均衡，都可能會引發(fā)安全風(fēng)險。依據(jù)我國相關(guān)部門制定的生產(chǎn)費用提取管理辦法，如果施工現(xiàn)場的安全相關(guān)防護措施投入不足，就無法滿足施工現(xiàn)場安全生產(chǎn)條件[3]。

3 建筑施工安全風(fēng)險管理的大數(shù)據(jù)應(yīng)用

在確定了可能會造成施工現(xiàn)場出現(xiàn)安全風(fēng)險及事故的主要原因之后，便可以通過信息化技術(shù)如大數(shù)據(jù)等相關(guān)技術(shù)來輔助企業(yè)開展限制安全管理工作。

3.1 利用大數(shù)據(jù)進行安全風(fēng)險管理

通過對施工現(xiàn)場各類安全措施以及管理制度在執(zhí)行過程中所涉及的各類數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，以大數(shù)據(jù)技術(shù)來對這些數(shù)據(jù)進行處理，加之針對施工現(xiàn)場重要環(huán)節(jié)所安裝的物聯(lián)網(wǎng)所攜帶的相關(guān)感應(yīng)器，通過云計算等相關(guān)技術(shù)來對施工現(xiàn)場進行風(fēng)險控制和管理，提升施工現(xiàn)場的安全水平。

3.1.1 大數(shù)據(jù)技術(shù)是更高層級的數(shù)據(jù)處理技術(shù)，通過大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠?qū)⒏黝悢?shù)據(jù)信息進行數(shù)據(jù)化處理以后，尋找數(shù)據(jù)之間的有效聯(lián)系，通過應(yīng)用大數(shù)據(jù)系統(tǒng)中所包含的人工智能技術(shù)以及數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，輔之于統(tǒng)計學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科來開展數(shù)據(jù)挖掘，使得數(shù)據(jù)在挖掘和分析之后，能夠以更加科學(xué)的方式得到應(yīng)用。從傳統(tǒng)的計算機作為數(shù)據(jù)處理中心，到按照現(xiàn)在的云平臺輔助人工智能進行數(shù)據(jù)處理，已經(jīng)越來越多的技術(shù)應(yīng)用到了各個不同的生產(chǎn)服務(wù)領(lǐng)域，并且得到了良好的數(shù)據(jù)挖掘效果。

3.1.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)突破了傳統(tǒng)的人與機器之間的交流和互動，實現(xiàn)了機器與機器，機器與人這三方互聯(lián)互通，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)通過將計算機以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為基礎(chǔ)，打破了傳統(tǒng)的物體與人之間的交流方式，使得物體和物體之間，機器與機器之間產(chǎn)生了有效的信息互動。在具體的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用過程中，通過將施工現(xiàn)場的各類信息通過感應(yīng)器或其他采集設(shè)備進行數(shù)據(jù)收集，最終實現(xiàn)了大數(shù)據(jù)開展數(shù)據(jù)挖掘的基礎(chǔ)，互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)作為大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的收集，保障所應(yīng)當(dāng)具備的穩(wěn)定性和可靠性[4]。

3.1.3 云計算是通過網(wǎng)絡(luò)連接計算機系統(tǒng)，并應(yīng)用其中所包含的大數(shù)據(jù)收集處理能力，來開展相關(guān)的應(yīng)用和服務(wù)功能。在進行大數(shù)據(jù)計算的過程中，云計算為大數(shù)據(jù)計算提供了有效的支撐，使得大數(shù)據(jù)能夠在較短的時間內(nèi)獲得精確的數(shù)據(jù)挖掘結(jié)果。

3.2 以大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的安全風(fēng)險管理

通過大數(shù)據(jù)來對建筑工程施工現(xiàn)場進行安全風(fēng)險管理，是當(dāng)前建筑工程項目開展安全風(fēng)險控制的重要措施。在具體的風(fēng)險管理控制過程中，首先要對風(fēng)險進行有效的識別，建筑工程項目中可能導(dǎo)致出現(xiàn)安全風(fēng)險的因素，包含建筑工程所需要的原材料、機械設(shè)備、施工技術(shù)、人員管理、環(huán)境保護控制等多種因素。在使用大數(shù)據(jù)的過程中，可以先利用傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)收集和識別研究方式，來結(jié)合大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)挖掘能力和技術(shù)分析能力來對風(fēng)險進行有效的識別。通過感應(yīng)裝置來對施工現(xiàn)場的環(huán)境狀況進行監(jiān)測，在監(jiān)測過程中所形成的數(shù)據(jù)，可以進行收集和匯總再通過大數(shù)據(jù)進行處理。其次，我國的相關(guān)法律與安全生產(chǎn)之間所產(chǎn)生的聯(lián)系，可以通過大數(shù)據(jù)和云計算系統(tǒng)來進行有效的觀點，使得計算機具備了通過數(shù)據(jù)來識別風(fēng)險的功能。在行業(yè)中所出現(xiàn)過所有的歷史安全事故所對應(yīng)的各類數(shù)據(jù)，能夠有效地融入大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，通過比對相關(guān)數(shù)據(jù)而對安全風(fēng)險進行識別，并通過這些歷史數(shù)據(jù)來對施工現(xiàn)場的風(fēng)險管理開展指導(dǎo)工作。通過不斷更新數(shù)據(jù)庫中所包含的相關(guān)安全信息和數(shù)據(jù)，完成了安全大數(shù)據(jù)庫的建立工作，使得施工現(xiàn)場的安全管理水平得到了有效的提升[5]。

4 工程案例

某工程通過使用BIM系統(tǒng)以及大數(shù)據(jù)安全風(fēng)險管理平臺，實現(xiàn)了大數(shù)據(jù)安全管理平臺的風(fēng)險控制作用。該工程本身處于城市中心的黃金地帶，具備較好的商業(yè)環(huán)境和交通優(yōu)勢，建筑的主要功能為商用辦公，建筑物主體結(jié)構(gòu)的類型為框架剪力墻

4.1 BIM模擬

首先通過BIM技術(shù)來對施工過程進行三維模擬，通過對各項數(shù)據(jù)的收集來創(chuàng)建了相應(yīng)的3D模型，通過將模型導(dǎo)出并將模型和建筑工程施工環(huán)節(jié)的規(guī)劃方案和進度進行有效的關(guān)聯(lián)，同時加入了對機械碰撞可能性的檢查機制，實現(xiàn)了人工與機械協(xié)同工作的空間和能力[6]。

4.2 危險辨識

在進行危險識別時，考慮到該建筑處于城市中心，雖然交通優(yōu)勢較大，但是在施工的過程中可能會受到施工的影響，而出現(xiàn)安全風(fēng)險事故，如果施工過程中出現(xiàn)物體墜落，就可能會對施工現(xiàn)場的周邊環(huán)境產(chǎn)生安全風(fēng)險。除此之外，該項目本身因處于黃金地帶，所以能夠獲得的施工周期較短，在這種時間緊迫壓力較大的環(huán)境下，工作可能就會產(chǎn)生安全風(fēng)險，這種安全風(fēng)險可能來自施工人員的錯誤操作，也可能來源于管理過程的疏忽。

4.3 施工數(shù)據(jù)的安全風(fēng)險

通過使用BIM技術(shù)，能夠有效地確保該工程能夠按照合同約定的周期完成施工，并在施工過程中保證實現(xiàn)安全管理目標(biāo)，通過3D模擬技術(shù)可以將建筑工程中所包含的各類構(gòu)件和機械設(shè)備的尺寸等各種性能，都與BIM中的3D模型進行有效的關(guān)聯(lián)。并通過后續(xù)工作將各類數(shù)據(jù)與BIM系統(tǒng)進行實時對接，使得該工程項目在運維的過程中保證了較好的安全性，實現(xiàn)了較高的安全管理水平[7]。

5 結(jié)束語

整體說來，建筑工程安全風(fēng)險管理不只是涉及建筑施工經(jīng)濟效益，也關(guān)系到施工人員的人身和生命安全。因此，在建筑工程施工安全風(fēng)險因素不斷增加，建筑施工安全風(fēng)險管理難度越來越大的情況下，當(dāng)務(wù)之急就是在建筑施工安全防范風(fēng)險管理中合理引進現(xiàn)代化先進技術(shù)，深入探索基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的建筑施工安全風(fēng)險管理，有利于促進建筑施工的安全有序開展。