基于BIM與PDCA的施工項目安全管理研究

呂瑞環(huán)，肖仲

（中國機(jī)械工業(yè)建設(shè)集團(tuán)有限公司廣州分公司）

1 引言

建筑業(yè)具有大型化、復(fù)雜化等特點(diǎn)，伴隨著事故隱患多、事故頻發(fā)等安全問題。安全生產(chǎn)管理向來是建筑施工中非常重要的一環(huán)，PDCA循環(huán)原理的引入使傳統(tǒng)安全管理模式變得系統(tǒng)化、高效化。1975年，美國喬治亞理工大學(xué)的Chuck Eastman教授提出了BIM的概念，2002年，Autodesk將BIM技術(shù)引入市場，并在2005年引入國內(nèi)大力推廣應(yīng)用。BIM技術(shù)的誕生，為建筑學(xué)提供了新工具，開拓了建筑行業(yè)發(fā)展新方向。目前，BIM技術(shù)正在逐漸融入施工項目安全管理中，讓安全管理逐步實現(xiàn)信息化、現(xiàn)代化。

近年來，許多學(xué)者研究了PDCA循環(huán)原理及BIM技術(shù)在項目施工安全風(fēng)險管理過程的應(yīng)用。有學(xué)者[1~3]認(rèn)為借助BIM技術(shù)可實現(xiàn)對施工作業(yè)過程中危險因素的全面有效管理，BIM的集成設(shè)計和協(xié)作功能可提高施工現(xiàn)場的安全性。基于BIM可進(jìn)行安全規(guī)劃及安全合規(guī)性審查，可對環(huán)境因素進(jìn)行有效管控，實現(xiàn)安全文明施工。有學(xué)者[4、5]將PDCA循環(huán)模式運(yùn)用到建筑施工安全管理中，并進(jìn)行了實證分析，取得了良好的社會經(jīng)濟(jì)效益。

2 基于BIM與PDCA的安全管理體系

BIM（Building Information Modeling）是一種利用數(shù)字技術(shù)，以建立虛擬的建筑工程三維模型為基礎(chǔ)，實現(xiàn)對建設(shè)工程項目各方信息有效集成的工程數(shù)據(jù)模型，具有可視化、模擬化、協(xié)調(diào)性、優(yōu)化性、可出圖性等特征。PDCA循環(huán)法是管理學(xué)中的一個基本原理，基于PDCA的安全管理以安全目標(biāo)為核心，對危險因素進(jìn)行分析，制定并實施對策，直至安全目標(biāo)實現(xiàn)為止。集合BIM技術(shù)、PDCA循環(huán)原理及系統(tǒng)安全管理理論的優(yōu)勢，建立基于BIM與PDCA的安全管理體系，實現(xiàn)對施工項目可視化、連續(xù)化、具體化的全過程、全方位安全管理，提高安全管理工作的全面性、精準(zhǔn)性、有效性。基于BIM與PDCA的安全管理過程如圖1所示。

圖1 基于BIM和PDCA的安全管理流程圖

3 BIM與PDCA結(jié)合在安全管理中的應(yīng)用

3.1 危險源辨識

安全計劃階段包括危險源辨識、明確安全目標(biāo)、編制安全計劃、安全計劃優(yōu)化等。危險源辨識是安全管理中一項首要工作，是確立安全目標(biāo)、編制安全計劃的基礎(chǔ)準(zhǔn)備工作。運(yùn)用BIM技術(shù)，結(jié)合施工進(jìn)度計劃和建筑構(gòu)件等信息，建立時間和空間維度的4D模型動態(tài)模擬施工過程，有助于發(fā)現(xiàn)施工過程中可能產(chǎn)生的安全隱患，再結(jié)合工作人員自身經(jīng)驗，實現(xiàn)對施工各環(huán)節(jié)有效、全面的危險源辨識。

3.2 風(fēng)險管控

安全實施階段在于按照制定出的安全計劃及解決方案對辨識出的危險源進(jìn)行有效管控。將BIM技術(shù)融合到安全教育培訓(xùn)、安全技術(shù)交底、安全監(jiān)測監(jiān)控等方面，為危險源防控提供了一個更為有效的管理方式。

1）安全教育培訓(xùn)及技術(shù)交底

利用BIM系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)字化安全培訓(xùn)及技術(shù)交底，讓施工作業(yè)人員觀看模擬施工過程的安全視頻，以一種更易于接受的方式提高作業(yè)人員培訓(xùn)的積極性。將BIM技術(shù)與智能設(shè)備進(jìn)行結(jié)合，通過BIM進(jìn)行虛擬施工，讓施工人員佩戴虛擬仿真設(shè)備，浸入式地體驗施工過程，清晰地看到安全隱患的類型及位置等信息，更直觀準(zhǔn)確地了解現(xiàn)場的工作環(huán)境及容易出現(xiàn)危險的地方，從而全面了解作業(yè)過程的危害因素。同時，配合相應(yīng)的安全措施建議，提高作業(yè)人員的安全意識和應(yīng)對能力，極大提升安全管理的效率和質(zhì)量。

2）安全監(jiān)測監(jiān)控

利用BIM技術(shù)搭建用于現(xiàn)場安全信息監(jiān)測監(jiān)控數(shù)據(jù)信息采集的平臺，實現(xiàn)施工項目與項目管理人員間信息即時互動交流溝通。在施工過程中，利用傳感器技術(shù)對施工過程安全信息進(jìn)行監(jiān)測，監(jiān)測數(shù)據(jù)信息自動上傳至BIM模型中；對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行實時分析，及時掌握安全生產(chǎn)動態(tài)。利用人員定位系統(tǒng)對施工作業(yè)現(xiàn)場人員的活動軌跡進(jìn)行動態(tài)監(jiān)控，并將采集到的數(shù)據(jù)傳入BIM模型中。當(dāng)發(fā)現(xiàn)作業(yè)人員出現(xiàn)不安全行為時，比如，人員在起重吊物下行走，系統(tǒng)便會發(fā)出聲光報警信號，現(xiàn)場相關(guān)人員將立即采取措施及時消除危險。管理人員可根據(jù)安全作業(yè)計劃、安全措施方案，結(jié)合施工現(xiàn)場安全措施落實情況，查看安全作業(yè)計劃是否順利推進(jìn)，安全措施是否按照要求落實，從而進(jìn)行查缺補(bǔ)漏，對未采取措施的隱患及時落實。

3.3 安全檢查

安全檢查對安全管理工作有監(jiān)督促進(jìn)作用。利用BIM技術(shù)將施工現(xiàn)場與信息平臺搭接起來，提高安全檢查工作的全面性與準(zhǔn)確性。安全檢查時，安全管理人員只需攜帶移動設(shè)備打開BIM模型，即可與現(xiàn)場施工進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)隱患可以拍照直接上傳到BIM平臺，并在模型中的相應(yīng)位置說明情況，對識別出的危害用不同的顏色進(jìn)行標(biāo)識，并注明危害的類型、特點(diǎn)、潛在風(fēng)險和整改建議。通過對隱患進(jìn)行不同顏色的標(biāo)識，可以有效控制隱患是否消除，及時跟蹤落實隱患。通過BIM技術(shù)的應(yīng)用，可以規(guī)范安全檢查流程，將安全檢查工作落實到位，提高溝通效率，及時消除安全隱患。

3.4 總結(jié)改進(jìn)

從項目整體、全過程等角度綜合考慮施工過程的安全管理，基于危險源識別、安全教育培訓(xùn)、安全監(jiān)測監(jiān)控、安全檢查等，對危險源和應(yīng)對措施進(jìn)行總結(jié)，進(jìn)一步識別施工過程中的危險源，把未解決或新出來的問題轉(zhuǎn)入下一個PDCA循環(huán)中去解決，不斷優(yōu)化施工安全計劃和措施，保證施工過程的安全。

4 結(jié)語

本文基于BIM技術(shù)，結(jié)合PDCA循環(huán)工作方式，研究了危險源辨識、風(fēng)險管控、安全檢查、安全措施改進(jìn)的建筑施工安全管理模型，分析了BIM與PDCA在建筑安全管理中的應(yīng)用，其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下3個方面。

①基于BIM與PDCA的安全管理可創(chuàng)建建筑安全信息模型，直觀形象地掌握施工項目安全信息，并開展更為高效的安全教育培訓(xùn)、安全技術(shù)交底、安全監(jiān)測監(jiān)控、安全檢查等工作。

②基于BIM與PDCA的安全管理體系，以系統(tǒng)安全管理理論為基礎(chǔ)，以BIM技術(shù)、PDCA循環(huán)工作法作為一種更有效的管理手段，在確保安全管理每一步達(dá)到應(yīng)有深度的同時，也使安全管理的流程更順暢。

③BIM技術(shù)與PDCA循環(huán)原理的有機(jī)結(jié)合，可有效提高安全管理效率和質(zhì)量，對建筑施工項目安全管理有重要的現(xiàn)實意義。