建筑工程高空作業安全預警與管理探討

張謙 曹立軍

摘要：本文闡述了建筑工程高空作業的基本特點，同時對建筑工程高空作業中的危險區域安全預警、人員安全預警進行分析，最后對建筑工程高空作業安全管理系統的構建進行研究。

關鍵詞：高空作業;建筑工程;安全預警

建筑行業屬于勞動密集型企業，也是僅次于煤礦產業的高危行業，在實際施工過程中經常會出現高處墜落、物體打擊等安全事故。如何有效降低施工事故發生率是建筑行業亟需解決的重點問題。

1.建筑工程高空作業的特點

①風險系數高。高空作業是導致建筑工程施工安全事故主要的原因之一。在進行高空作業的過程中，由于人或物體的質量較大，一旦出現高空墜落或物體打擊的情況，則極可能造成嚴重的人員傷亡與經濟損失，且具有非常高的死亡率;②危險部位多。建筑工程高空作業涉及到很多工序和階段，從近年來建筑工程高空作業事故分析可以看出，高空作業危險部位數量較多，例如腳手架作業臺、施工塔吊、樓梯口、吊籃、升降口臨邊等;③施工任務重。建筑工程項目施工過程中，由于高空作業設計面較廣，因此導致實際施工任務十分繁重。經權威研究數據顯示，建筑工程高空作業占整個施工任務量的近90%，外墻涂飾、主體結構建設、屋面建設、深基坑工程等都屬于高空作業的范疇;④施工難度大。建筑工程高空作業不僅涉及到位置轉換頻繁、交叉作業，并且還經常出現垂直空間內多項工作同時進行的現象，這為高空作業施工帶來了很大難度。在實際施工過程中，由于工作面的影響，施工人員轉身、行走都較為困難，并且還要時刻保持警惕，規避風險，這也在很大程度上提高了高空作業的難度;⑤工作環境復雜。一般情況下，建筑工程高空作業都處于露天狀態，腳手架搭設、屋面工程、室外裝修等工作內容更是完全露天。在此環境下，導致建筑工程高空作業施工環境十分惡劣，施工人員經常會受到陽光、大風、雨雪等天氣因素的影響，這不僅對施工效率產生嚴重影響，并且還會在很大程度上提高施工的風險系數。

2.建筑工程高空作業安全預警

危險區域安全預警模型是支持向量機分類模型的延伸，通過分析施工現場傳輸的實時數據，對現場的施工安全風險進行自動化識別。以吊籃高處墜落安全風險為例，首先對建筑吊籃高出墜落的前饋信號進行分析（建筑吊籃墜落事故具體前饋信號如表1所示），然后深入研究事故前饋信號的實時信息需求。經權威研究顯示，若想在最大程度上降低建筑工程吊籃墜落風險，必須對人員信息、材料信息、機械設備信息、環境情況以及技術參數等方面的安全信息進行實時采集，從而建立危險區域實時安全預警模型，避免產生因材料、設備、環境、技術等因素產生的安全事故。

除建立危險區預警之外，還需加強人員安全預警，避免作業人員出現不安全行為，只有保證危險區預警與人員預警的有效結合，才能夠在最大程度上杜絕建筑工程高空作業安全事故的發生。對于人員安全預警，首先應該保證作業人員隨時佩戴貼有RFID標簽的安全帽，借助RFID設備對作業人員進行實時定位與信息讀取，并將其反應到BIM安全模型當中，進而由安全管理人員進行可視化管理。

3.建筑工程高空作業安全管理系統的構建

3.1系統構建原則

構建建筑工程高空作業安全管理系統主要遵循以下三點原則：①安全性。該原則主要體現在兩個方面，一方面，建筑工程高空作業安全管理系統當中應含有施工、建設、設計以及監理等多方主體的用戶接口，并且賦予工程建設主體相應的權限，保證所有建設主體都能夠參與到建筑工程安全管理當中，提高現場安全管理的有效性。另一方面，建筑工程高空作業安全管理系統應該包括風險評估、風險識別、風險分析、風險處理等風險管理流程，保證安全風險管理內容具有全面性。②動態性。由于建筑工程施工十分復雜，在實際施工過程中存在很多不確定因素，為保證安全管理系統的有效性，應該針對施工現場的實時情況進行掌控。因此，安全管理系統應該具有動態性，使其能夠根據施工現場實際情況進行建筑模型的調整，并且實現動態安全監控。③準確性。建筑工程施工現場安全數據的收集、傳遞、分析以及處理對于安全管理系統功能的實現有著重要影響，一旦某一環節出現問題，則很可能導致危險識別錯誤而引發一系列問題。因此，在進行安全管理系統構建的過程中應該保證其準確性。

3.2系統體系結構

安全管理系統的構建主要借助BIM技術，通過本體、RFID等先進技術進行數據平臺層的建立，同時再依靠風險識別、風險分析、風險診斷等方法建立功能模塊，并將其嵌入到BIM模型當中，進而保證建筑工程高空作業管理的智能化、動態化。

建筑工程高空作業安全管理系統主要有數據平臺層、模型層、核心功能層以及用戶層四個主要模塊構成。其中，數據平臺層由可劃分為安全知識、安全事故案例、實時信息采集三個模塊，其主要是為系統提供全面、實時、準確的安全數據，是實現系統功能的重要支撐;模型層是安全管理系統的核心，系統核心功能的實現都需要將各種方法研制為插件嵌入到模型層當中，模型層的構建主要借助BIM技術，其能夠提供包括構建尺寸、材料屬性、施工進度在內的諸多工程項目參數;核心功能層根據系統功能需求不同可劃分為安全風險預警、安全事故處理、危險區識別以及安全培訓管理四個子系統。在該四個子系統當中，涵蓋了所有安全風險管理的內容;用戶層是為使用者提供的人機交互界面，主要面向建設、施工、監理以及設計等建筑工程項目主體，這部分人員能夠通過系統對整個工程項目的安全狀況進行了解，從而為后續的安全管理提供幫助。

3.3BIM技術的應用

BIM建模技術在建筑工程高空作業安全管理系統的構建當中具有十分重要的作用，除基本的模型建立之外，其還具有其他功能。首先，在現有的3D模型建立的基礎上，還可以添加施工進度信息，搭建4D建筑模型，從而保證建筑工程項目現場施工狀況能夠得到實時的動態化監控。同時，通過4D模型還能夠實現仿真模擬施工，將這一功能應用于安全培訓與管理當中，能夠在很大程度上提高施工現場安全管理的質量。其次，針對BIM技術的二次開發，能夠自動化識別危險區域。例如，查找未防護的孔洞、物體打擊區域、樓板邊緣等。除此之外，BIM技術與圖形顯示功能的集成開發，還能夠在已有的動態化BIM建筑模型中顯示出危險區域以及施工人員，實現可視化安全風險預警。

結束語

綜上所述，建筑工程高空作業不僅風險系數高，且施工難度大、工作環境復雜，很容易導致安全事故的發生。構建科學合理的安全預警系統與安全管理系統，能夠在很大程度上降低事故發生率，是保證建筑工程順利施工的重要措施。

參考文獻：

[1] 付小鳳.工程項目管理中風險分擔作用機理研究——以高空作業為例[J].住宅與房地產，2018（05）：134+179.

（作者單位：寧波市建設集團股份有限公司）