基于BIM技術的智慧施工安全管理研究

王軻

摘 要：傳統施工現場安全管理效率低下，安全管理質量得不到很好的保障。智慧建造時代的到來帶動了智慧工地的發展，在BIM技術的基礎上結合智慧建造技術，使施工安全管理實現信息感知、互聯互通、全面智能、綜合協調和協同共享。對安全管理進行優化，將安全隱患盡可能的消除在設計階段，并在施工階段進行實時預防，不僅提高了施工安全管理的精細化程度和質量，也促使安全管理過程以更加智慧化的方式運行。

關鍵詞：智慧建造；施工安全管理；BIM；信息共享；協同

1.引言

隨著現代社會的飛速發展，高新科技不斷的引進，建筑工程項目的規模不斷擴大，施工環境越來越復雜，危險因素也越來越多，安全事故的發生幾率也越來越高。安全問題帶來人員傷亡，經濟損失，進度滯后并會造成一系列嚴重的社會影響，所以安全管理在整個施工過程中起著至關重要的作用，提高安全管理的質量是保證工程項目完成項目目標的重要保障。

BIM技術是施工企業實現精細化施工管理的核心工具，在BIM技術的基礎上應用大數據、物聯網、移動技術、云計算技術等，大大的提高了建筑生產效率，為推動建筑產業信息化提供了發展動力，為實現高質量的施工安全管理提供了強有力的保障[1]。徐衛星[2]等人基于BIM與GIS的深度集成對城市地下管網進行規劃與管理、環境監測與評價、災害預警與損失評估，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別技術，構建了建筑工人智能管理系統，對建筑工人進行可視化定位與識別、對施工安全事故智能化預警。在BIM技術的基礎上結合其他技術，打破了傳統的管理模式，打造了協同共享的服務型平臺，實現了智慧工地的安全管理，提高了行業的信息化水平，使施工安全管理水平得到大大的改善[4]。

2.BIM技術在施工安全管理中的應用

2.1施工設計優化

（1）現場空間規劃

在工程建設過程中，空間沖突是造成的生產效率損失主要的原因之一。比如機械半徑影響范圍、運輸車輛的開行路線、物料搬運等等。在平臺模型上應用相關軟件對每一項施工過程通過可視化技術進行模擬，直觀的了解施工活動的空間需要，對現場空間進行合理的規劃，減少施工現場材料的二次搬運和由于工作空間有限而引起的安全事故[5]。

（2）施工設計檢測

不同專業的三維建模獨立建成之后，在平臺云端相關軟件環境下進行碰撞檢測，各種構件及管線之間的穿插沖突在模型中便顯而易見，這些碰撞沖突會以報告的形式，反饋給各設計人員。通過各個專業之間的協調檢查，深化設計及管線綜合優化，提高設計工作的質量和效率，減少設計問題對施工安全的影響。

2.2 BIM模型管理

（1）危險區域劃分

不同的施工場所的危險度不同，根據危險程度的不同對各施工操作平面進行劃分，并進行相應的管理，根據工程經驗和對施工模擬過程的分析，判斷出不同工作面在不同的施工階段的危險程度，用不同的顏色在模型中標注以便于區分管理。對不同的危險區域，明確不同工作人員的施工行為，使工作人員進入施工現場時有一定的安全意識，減少由于危險區域不明確導致的安全事故。

（2）人員定位

RFID技術能夠很好地實現建筑工人信息即時的收集、傳遞和反饋[6]。BIM模型和RFID通過信息交互，實現了數據采集和處理的自動化。建筑工人的位置分布，進出次數，工作時間等信息，管理者能夠通過平臺的三維模型獲取，同時可以實現對建筑工人的智能定位，動態點名和工時檢測，并且當不同種類的建筑工人進入相應的錯誤施工區域時，警報器會發出安全預警提醒工人進行正確的操作，實現對現場工人的實時安全監控和對不安全行為的有效預防。

（3）識別危險源

當施工現場發現危險源時，現場安全人員通過手機端登錄平臺，便可以在模型中找到相應的位置，并通過文字，語音，圖片，視頻等方式說明，管理人員對相關信息進行處理并下達整改指令，現場安全人員對危險源進行整改處理，并且將通過整改驗收之后的狀態上傳到協同平臺中，使模型得到實時的更新，并便于追溯和復查質量問題，為以后的工程項目編制安全方案提供參考經驗。

（4）信息安全管理

云平臺的文件管理具有標準化、規范化、結構化的特點，可以解決傳統模式下文檔在共享和傳輸過程中存在的效率低，協同困難，版本混亂等問題，并保證工程信息的準確及時傳達。在信息共享的基礎上，根據各參與方對項目的參與跟進程度設置各自的訪問權限，使其在職權范圍內對項目進行管理，保證信息獲得完整性的同時，也避免了信息的外泄流失和超越權限的操作，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

（1）安全教育

基于BIM技術的可視化和虛擬仿真的應用，制作不同施工階段的動畫視頻，較之與書面或者口頭的安全教育培訓，直觀的動畫使現場勞務人員更便于理解和接受。勞務人員可登錄平臺，進入安全教育模塊進行相關學習，是否完成安全教育的學習記錄會實時的反饋給管理人員。協同平臺上的安全管理多了監督功能，能夠更好的將安全教育落實到位，使得施工作業更加高效，大大降低施工人員操作失誤的安全系數。

（2）模擬施工

在BIM模型的基礎上結合虛擬現實和增強現實技術，搭建具像化的虛擬施工環境，對施工過程進行動態模擬，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模擬相關的操作，清楚的了解到具體施工工藝的操作過程，直觀的感受到施工過程中存在的風險。在模擬過程中，對于易發生危險的工作面在模型上加以標識，來提高勞務人員的安全意識[8]。

3.結論

工程項目的規模正在逐步擴大，施工安全管理只有進一步的精細化，才能有效的減少事故的發生。將BIM技術等智慧建造各項技術滲透進施工安全管理乃至整個建筑工程的全壽命周期管理過程中，有效的減少安全事故的發生，科學的安排施工進度，有效的節約成本，使建筑業項目管理向更加智能化的方向發展，積極推動建筑業轉型升級和持續健康發展。

參考文獻

[1]李久林.智慧建造關鍵技術與工程應用[M].北京：中國建筑工業出版社，2017.12：3

[2]徐衛星，周悅.BIM+GIS技術在高校校園地下管網信息管理中的應用研究[J].施工技術，2017，46（06）：53-55.

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

[4]張偉勝.集成BIM與安全規則的不安全設計因素自動識別機制研究[D].清華大學，2015.

[5]陳麗娟.基于BIM的地鐵施工空間安全管理研究[D].華中科技大學，2012.

[6]李霞，吳躍明.物聯網+下的智慧工地項目發展探索[J].建筑安全，2017，32（02）：35-39.

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

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

（作者單位：西安建筑科技大學）