BIM技術(shù)在建筑施工安全管理中的應(yīng)用研究

暢寧寧 暢 行

（陽(yáng)光學(xué)院 土木工程學(xué)院，福建 福州 350015；洛陽(yáng)中軒建筑設(shè)計(jì)有限公司，河南 洛陽(yáng) 471000）

伴隨著“一帶一路”政策的提出我國(guó)建筑業(yè)得到迅猛發(fā)展、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)屢創(chuàng)新高、合作項(xiàng)目遍布全球各地，彰顯著國(guó)家綜合實(shí)力的提升，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來紅利；同時(shí)，超高、復(fù)雜、異型、環(huán)保節(jié)能型等項(xiàng)目也逐漸增多；機(jī)遇產(chǎn)生的同時(shí)也面臨新的挑戰(zhàn)，如對(duì)建筑施工安全管理提出更高要求。建設(shè)項(xiàng)目自身的特點(diǎn)決定了行業(yè)的高危性；據(jù)住建部統(tǒng)計(jì)，2018年全國(guó)房屋市政生產(chǎn)安全事故共發(fā)生734 起、死亡840 人，較2017年分別增加42 起（6.1%）、33 人（4.1%）；[1]傳統(tǒng)的安全管理方法、制度及理念已無法滿足復(fù)雜多變的施工環(huán)境的需要。

BIM 技術(shù)以參數(shù)化設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)、多維數(shù)字模型為核心，為協(xié)同設(shè)計(jì)、施工模擬、費(fèi)用管理等帶來諸多便利，[2]其可視化、動(dòng)態(tài)性、模擬性等優(yōu)勢(shì)愈來愈明顯；如何利用BIM 技術(shù)的優(yōu)勢(shì)識(shí)別危險(xiǎn)源、提高安全技術(shù)交底與安全監(jiān)督效率，發(fā)揮其在安全管理工作中的作用值得深入研究。

1 BIM 技術(shù)與安全管理優(yōu)勢(shì)

1.1 BIM 技術(shù)

BIM 技術(shù)的本質(zhì)是建筑信息模型，以包含項(xiàng)目物理、幾何、功能等基本信息的三維建筑模型為基礎(chǔ)，將建設(shè)項(xiàng)目所有信息有效集成、處理、更新及優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)建筑信息的數(shù)字化表達(dá)，為項(xiàng)目管理提供一個(gè)信息共享、協(xié)同管理的平臺(tái)。[3]

1.2 BIM 技術(shù)在安全管理中的優(yōu)勢(shì)

BIM 技術(shù)以建筑信息模型為核心，不僅僅是對(duì)信息的簡(jiǎn)單集成及應(yīng)用，其價(jià)值在于以此為中心與仿真模擬、碰撞檢測(cè)、監(jiān)測(cè)定位等軟件、技術(shù)有機(jī)結(jié)合形成的協(xié)同管理平臺(tái)，使管理工作向精細(xì)化、信息化發(fā)展。其優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

可視化；傳統(tǒng)的建筑物呈現(xiàn)、審圖視圖方式通過BIM 技術(shù)得以改變，將建筑構(gòu)件等項(xiàng)目信息及周邊環(huán)境以三維模型可視化形式展示，有助于工作人員理解建筑信息、發(fā)現(xiàn)直觀危險(xiǎn)源、獲得分析危險(xiǎn)源所需信息并找出安全隱患；為安全計(jì)劃的制定、防護(hù)設(shè)施的布置提供依據(jù)，提高安全方案與實(shí)際情況的吻合度。

模擬性；BIM 技術(shù)的模擬性意味著可預(yù)先模擬施工現(xiàn)場(chǎng)布置、施工過程，找

出規(guī)劃中存在的碰撞問題、施工中的安全隱患，以此來調(diào)整施工平面布置圖、優(yōu)化施工方案；基于此技術(shù)還可對(duì)關(guān)鍵施工過程事先模擬，如基坑開挖、塔吊搭設(shè)等危險(xiǎn)性較大工作，根據(jù)模擬結(jié)果劃分安全區(qū)域、針對(duì)性地進(jìn)行防護(hù)調(diào)整、制定應(yīng)急預(yù)案措施；提高安全管理工作效率。

動(dòng)態(tài)性；BIM 技術(shù)的動(dòng)態(tài)性使模型中任一參數(shù)發(fā)生變化時(shí)與之相關(guān)的所有

信息均會(huì)自動(dòng)調(diào)整。當(dāng)某一施工工序做出調(diào)整時(shí)其他關(guān)聯(lián)信息將會(huì)隨之變化，其模型更新信息會(huì)在云端共享并借助現(xiàn)代技術(shù)手段第一時(shí)間傳遞至相關(guān)人員，方便管理人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)新的安全問題并制定相應(yīng)的控制措施，保證信息的一致性與時(shí)效性及管理效率。

2 基于BIM 技術(shù)的安全管理

將BIM 技術(shù)數(shù)字化、參數(shù)化等優(yōu)勢(shì)與安全管理工作特點(diǎn)相結(jié)合，建立一套以BIM 技術(shù)為基礎(chǔ)、重視事前預(yù)防和持續(xù)改進(jìn)的安全管理體系。事前，利用BIM 技術(shù)的可視化和模擬性參與者可清晰直觀地發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)源，實(shí)現(xiàn)靜態(tài)查看與動(dòng)態(tài)監(jiān)視同時(shí)兼顧、保證安全隱患辨識(shí)工作的全面準(zhǔn)確性，為教育培訓(xùn)和決策提供可靠資料；事中，借助AR 技術(shù)、現(xiàn)代通訊等技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)材料設(shè)備、工作人員的監(jiān)控，不安全行為、不安全狀態(tài)將觸動(dòng)預(yù)警信號(hào)并傳至相關(guān)平臺(tái)；事后，整個(gè)過程的數(shù)據(jù)、人員行為將通過平臺(tái)分類儲(chǔ)存，作為績(jī)效評(píng)估依據(jù)，分析、處理后的案例被列入安全事故數(shù)據(jù)庫(kù)，為后期安全管理和教育培訓(xùn)提供素材；形成動(dòng)態(tài)循環(huán)的管理模式。

3 BIM 技術(shù)在安全管理中的應(yīng)用

3.1 危險(xiǎn)源識(shí)別與管控

危險(xiǎn)源識(shí)別的全面性決定著安全管理工作的效果；傳統(tǒng)的識(shí)別方法主要包括分析圖紙和現(xiàn)場(chǎng)、類似工作經(jīng)驗(yàn)、安全管理手冊(cè)等，此類方法存在諸多弊端更無法滿足異型、復(fù)雜建筑安全管理需要。從BIM 模型危險(xiǎn)源數(shù)據(jù)庫(kù)和類似項(xiàng)目案例庫(kù)中選取所需資料，對(duì)三維建筑模型進(jìn)行分析，結(jié)合施工方案和進(jìn)度計(jì)劃對(duì)施工過程進(jìn)行仿真模擬，動(dòng)靜兼顧地全面識(shí)別危險(xiǎn)源；用適當(dāng)?shù)姆椒▽?duì)危險(xiǎn)源評(píng)估、等級(jí)劃分，根據(jù)危險(xiǎn)源的等級(jí)用紅橙黃藍(lán)四種顏色在模型中做出標(biāo)記，以此確定安全教育培訓(xùn)與交底的側(cè)重點(diǎn)、做好安全設(shè)防工作；如：高處墜落，依據(jù)墜落高度和墜落物性質(zhì)對(duì)物體做出不同顏色的標(biāo)記、劃分危險(xiǎn)區(qū)域，為重大危險(xiǎn)源配備標(biāo)識(shí)信息牌，便于參與者監(jiān)督現(xiàn)場(chǎng)安全、增強(qiáng)其安全防范意識(shí)。

3.2 安全教育與交底

已標(biāo)記危險(xiǎn)源的BIM 模型和已更新的危險(xiǎn)源數(shù)據(jù)庫(kù)均可作為安全教育培訓(xùn)資料，BIM 技術(shù)為管理者提供一種全新的數(shù)字化教育培訓(xùn)方式，使參與者多維度清晰地了解危險(xiǎn)源、學(xué)習(xí)正確的操作過程、掌握基本的安全常識(shí)；作業(yè)者文化水平較低，對(duì)書面化、視頻式的培訓(xùn)吸收不佳，BIM 技術(shù)與VR/AR 技術(shù)相結(jié)合創(chuàng)造逼真的虛擬環(huán)境，參與者在此環(huán)境中學(xué)習(xí)、練習(xí)操作過程，幫助其掌握正確操作方法、了解操作失誤造成的后果；即彌補(bǔ)傳統(tǒng)教育培訓(xùn)的不足又調(diào)動(dòng)員工參與的積極性。

管理者借助Navisworks 等軟件將隱患部位、危險(xiǎn)等級(jí)、安全設(shè)防等可視化地展示，通過模擬操作過程介紹工作性質(zhì)、施工中存在的安全隱患與應(yīng)對(duì)措施，改變傳統(tǒng)耳提面命式的交底方式，加深其對(duì)交底內(nèi)容的理解，改善交底效果。

3.3 安全監(jiān)控與預(yù)警

施工中腳手架位置高度的調(diào)整、安全防護(hù)欄桿的安拆重設(shè)等均會(huì)帶來新的安全隱患，培訓(xùn)合格、接受安全交底的作業(yè)者未必記住全部注意事項(xiàng)和危險(xiǎn)源，因此全面監(jiān)控施工過程、及時(shí)發(fā)出預(yù)警信號(hào)十分必要。BIM 技術(shù)為安全監(jiān)控提供一個(gè)信息交互、數(shù)據(jù)共享的平臺(tái)，智能安全帽實(shí)現(xiàn)對(duì)人員的定位監(jiān)控、RFID 技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)材料設(shè)備的監(jiān)控、無人機(jī)和高清視頻攝影設(shè)備從更寬廣、自由的視角對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)無死角全面監(jiān)控；監(jiān)控設(shè)備均與BIM 平臺(tái)、移動(dòng)終端連接，對(duì)進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域的人員發(fā)出提示信號(hào)，并將信號(hào)傳至平臺(tái)、通知管理人員；安全員根據(jù)BIM 模型中標(biāo)記的危險(xiǎn)源找出現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督和檢查的重點(diǎn)部位，借助VR 設(shè)備生動(dòng)形象地解釋正確操作過程進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)，在線上傳檢查結(jié)果、反饋現(xiàn)場(chǎng)情況。

3.4 安全應(yīng)急救援與資料管理

BIM 技術(shù)的應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)救援設(shè)備的三維可視化展示、救援方法及逃生方式的動(dòng)態(tài)介紹，提高救援培訓(xùn)效果；結(jié)合VR/AR 技術(shù)增強(qiáng)救援演練的真實(shí)性和員工的緊迫感，節(jié)約演習(xí)成本；災(zāi)害發(fā)生后，利用BIM 技術(shù)分析災(zāi)害情況快速找出事故源、執(zhí)行救援預(yù)案。事后，BIM 平臺(tái)對(duì)安全管理全過程的資料進(jìn)行分類歸納整理、儲(chǔ)存至不同數(shù)據(jù)庫(kù)中，作為類似安全控制方案的參考資料，避免同類事故再次發(fā)生。

4 結(jié)語(yǔ)

在建設(shè)項(xiàng)目管理中應(yīng)用信息化、數(shù)字化等新技術(shù)實(shí)現(xiàn)建筑業(yè)智能化發(fā)展已是大勢(shì)所趨；BIM 技術(shù)作為“十三五”規(guī)劃重點(diǎn)發(fā)展技術(shù)，在碰撞檢測(cè)、復(fù)雜項(xiàng)目施工模擬等方面發(fā)揮重要作用。本文重點(diǎn)對(duì)BIM 技術(shù)在安全管理中的應(yīng)用進(jìn)行探究，從危險(xiǎn)源管控、教育交底、監(jiān)督管理、救援演練四個(gè)方面介紹其具體應(yīng)用，形成事前有效預(yù)防、事中全面管控、事后及時(shí)處理的持續(xù)循環(huán)管理體系，改善傳統(tǒng)管理的弊端、為創(chuàng)新安全管理方法提供借鑒。