趙偉川　瞿佳依

摘要：針對當(dāng)前建設(shè)項目施工技術(shù)難度大、環(huán)境復(fù)雜、工人行為難以監(jiān)控的特點，本文從保障施工安全和降低事故發(fā)生率的角度，分析了當(dāng)前建筑行業(yè)存在的主要安全問題，主要包括安全管理意識薄弱、安全教育培訓(xùn)不足、安全管理方法落后等?；谏鲜鰡栴}著重提出了基于BIM的施工過程模擬，基于BIM的數(shù)字化安全培訓(xùn)，基于BIM的安全獎勵制度體系建立和基于BIM的事故調(diào)查分析等措施。希望通過BIM技術(shù)結(jié)合其他技術(shù)實現(xiàn)建筑行業(yè)安全管理高效、安全事故發(fā)生率低的美好局面。

關(guān)鍵詞：BIM；建筑工程；施工；安全管理

中圖分類號：TU17 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）30-0053-03

0引言

基于建設(shè)項目施工環(huán)境復(fù)雜，交叉作業(yè)多，技術(shù)難度大，工人行為難以監(jiān)控等特點，建筑業(yè)已經(jīng)成為全球的一大高危行業(yè)之一。施工現(xiàn)場的安全不僅會影響了施工的效率和效益，如果管理不善也會給社會帶來負面影響。因此，對建筑設(shè)計、施工技術(shù)的先進程度要求越來越高，需要建筑設(shè)計與施工方法的不斷創(chuàng)新與變革，以此來減少施工現(xiàn)場的人員傷亡和財產(chǎn)損失，保障施工現(xiàn)場的健康與安全運行。鑒于此問題的解決，suermann（2009）指出，設(shè)計人員、施工管理人員和承包商可以利用建筑信息模型（BIM）結(jié)合其他技術(shù)更有效地完成任務(wù)，從而高效解決建筑業(yè)的安全管理問題。

關(guān)于BIM的定義很多文獻都有描述，英國建設(shè)項目信息委員會（CPIC）將其定義為：“BIM是一個建筑設(shè)施物理和功能的數(shù)字表示，它創(chuàng)建了一個利益相關(guān)者共享知識資源的網(wǎng)絡(luò)平臺，旨在項目的全生命周期（從概念階段到拆除階段）為項目提供可靠的決策”。因此，對于本文從BIM有助于幫助現(xiàn)場實踐者和操作人員提升安全意識、掌握和理解施工動態(tài)環(huán)境的角度出發(fā)分析了BIM如何改進施工現(xiàn)場的健康和安全問題。

1基于BIM的安全管理文獻綜述

建筑業(yè)中關(guān)于BIM的大部分研究都集中在預(yù)施工和設(shè)計階段，最近Davies and Harty（2013）的一個研究卻是例外的。Malekitabar et al（2016）認為運用BIM進行施工安全問題的自動化識別需要掌握安全風(fēng)險的誘因，這些誘因可以在設(shè)計階段進行檢查。Zhang et al（2013）開發(fā)了一個基于設(shè)計和施工規(guī)劃階段的一個自動化風(fēng)險識別和校正平臺。Larsen and Whyte（2013）。引研究了設(shè)計人員的設(shè)計工作對施工現(xiàn)場操作的安全影響，4D BIM技術(shù)的運用可能會提升職業(yè)安全。

郭紅領(lǐng)等（2014）通過對施工現(xiàn)場事故和安全規(guī)范進行調(diào)查，對施工現(xiàn)場的危險區(qū)域進行了分類，識別了危險源和危險因素，進而通過結(jié)合無限射頻技術(shù)、BIM技術(shù)以及Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，提出了基于RFID和BIM的施工安全預(yù)警模型。仲青等（2015）對RFID和BIM的集成應(yīng)用進行了深度剖析，闡述了集成原理，對建筑業(yè)實現(xiàn)施工的自動化，信息化，無紙化，可視化有著至關(guān)重要的意義。

郭紅領(lǐng)等（2014）等利用BIM技術(shù)和PT技術(shù)（定位技術(shù)）對工人的不安全行為預(yù)警機制進行研究，通過對工人的不安全行為分類，工人不安全行為預(yù)警信息需求分析，最后構(gòu)建了基于BIM和PT技術(shù)的工人不安全行為預(yù)警系統(tǒng)。施慶偉等（2016）針對目前施工現(xiàn)場安全預(yù)警困難的情形，建立了基于系統(tǒng)動力學(xué)和BIM的施工安全風(fēng)險預(yù)警決策仿真模型，使用Vensim PLE軟件對施工安全風(fēng)險預(yù)測及控制優(yōu)選過程進行仿真，利用仿真結(jié)果對施工現(xiàn)場的人員，設(shè)備機械，材料進行優(yōu)化布置，提升了施工現(xiàn)場的安全管理效率。

2建筑工程安全管理中存在的問題

2.1安全管理意識淡薄

目前，施工現(xiàn)場主要是通過監(jiān)理單位的管理如現(xiàn)場安全員的監(jiān)督或者制定一些安全規(guī)章制度來管理施工現(xiàn)場的安全?；诔杀竞图夹g(shù)條件的限制，很少有施工單位愿意利用BIM和其他可視化技術(shù)來進行現(xiàn)場的安全管理，即使使用了BIM技術(shù)，也是主要放在成本的控制和進度管理，而非安全。這主要是由于承包商或者分包商現(xiàn)場沒有預(yù)計到BIM給項目安全管理帶來的價值增值?？傮w而言，目前大多數(shù)承包商缺乏使用BIM技術(shù)進行安全管理的意識，并且也沒有意識到BIM在建筑工程安全管理的潛在價值。

2.2安全教育培訓(xùn)不足

由于我國建筑行業(yè)不論是企業(yè)還是個人的準入門檻都較低，導(dǎo)致施工現(xiàn)場的人員的學(xué)歷和受教育程度參差不齊，有些現(xiàn)場操作人員極其匱乏安全教育知識，加之企業(yè)又不愿意在安全教育培訓(xùn)上進行大投入，致使施工現(xiàn)場安全事故頻頻發(fā)生。目前施工現(xiàn)場也缺少利用BIM技術(shù)管理安全的尖端人才，所以讓BIM技術(shù)進行安全管理一直都是紙上談兵。

2.3安全管理方法落后

目前，施工單位還多是采取操作人員佩戴安全服飾，制定相關(guān)的安全管理規(guī)章、制度進行安全管理。這種安全管理的方法不僅浪費時間和人力資源，而且還低效，達不到高效控制施工現(xiàn)場安全的目的，所以當(dāng)前必須對傳統(tǒng)的安全管理方法進行革新，研究出更加高效的安全管理模式。因此，BIM技術(shù)為建筑工程的安全管理提供了一種新的思路和方式，不可否認的是傳統(tǒng)的安全管理方式與基于BIM的安全管理方式會有不相融合的地方，但是我們可以對傳統(tǒng)的管理方法棄其糟粕，取其精華，將其融合到基于BIM的安全管理模式上。運用BIM技術(shù)進行安全管理的另一壁壘就是各利益相關(guān)者基于內(nèi)部知識的價值性和保密性而不愿意在BIM平臺上共享資源。

2.4場地狹小，協(xié)調(diào)困難

隨著地價的不斷飆漲，當(dāng)前開發(fā)商總是想方設(shè)法對建設(shè)用地進行最大化極限使用，竭盡全力用最少的地賺取最大的利潤，這導(dǎo)致施工現(xiàn)場可利用的施工場地和施工空間極其狹小、材料擺放不合理和運輸困難、加工棚無法搭建㈣。各專業(yè)交錯施工時，致使在傳統(tǒng)項目管理方式下施工難度增加，生產(chǎn)效率低下，結(jié)果是安全隱患和安全事故越來越多。endprint

3基于BIM技術(shù)的建筑工程安全管理分析

3.1基于BIM的施工過程模擬

施工現(xiàn)場通常集中了大量的設(shè)備機械、材料和人，而且，隨著建設(shè)工程項目復(fù)雜度的提升，不同作業(yè)或者施工工序在施工時會存在大量的沖突，致使安全事故頻頻發(fā)生。因此利益相關(guān)者可以利用BIM虛擬施工技術(shù)，結(jié)合視頻智能監(jiān)控技術(shù)，進行施工全過程模擬和碰撞檢查，進行可視化施工安全管理。通過BIM技術(shù)和4D CAD對機械與機械的碰撞、機械與人的碰撞、道路的可行性、臨時設(shè)施的布置、消防要求和場地的規(guī)劃等方面進行危險因素和安全隱患識別，根據(jù)各類危險因素和安全隱患發(fā)生的概率和影響程度，以及各施工工序隨進度對人材機的需求變化不斷調(diào)整計劃，動態(tài)規(guī)劃，合理部署，最大限度的提高場地利用率，這對縮短工期，降低成本和減少高處墜落、機械打擊等安全事故都具有重要的意義。

3.2基于BIM的數(shù)字化安全培訓(xùn)

BIM具有可視化、協(xié)調(diào)性、信息完備性和交互性等特點，在BIM平臺上各利益相關(guān)者共享資源，由此可將BIM作為安全培訓(xùn)的數(shù)據(jù)庫，施工人員和現(xiàn)場管理人員可以在三維可視化環(huán)境中學(xué)習(xí)特殊工種、復(fù)雜工序的施工方法，現(xiàn)場大型機械設(shè)備的使用方法以及現(xiàn)場用電培訓(xùn)，實現(xiàn)完全區(qū)別于傳統(tǒng)安全管理方式的智能化、信息化、數(shù)字化安全培訓(xùn)。這不僅可以提高安全管理的效率，還能降低由于安全事故造成的財產(chǎn)損失和工期增加。Chunling and Renjve（2010）調(diào)查了基于BIM的數(shù)字化安全培訓(xùn)，調(diào)查表明，無論施工人員的教育背景和技術(shù)水平高低，科學(xué)的培訓(xùn)模式和安全培訓(xùn)課程將改善操作人員施工的安全性。

3.3基于BIM的安全獎勵制度體系建立

目前安全管理低效除了安全培訓(xùn)和安全投入不足等原因，另一個重要因素就是缺乏科學(xué)的安全管理制度，各人員責(zé)任模糊不清。如果單單依靠提升技術(shù)來提升安全管理的效率，也是不能夠從本質(zhì)上解決安全管理問題。通過國內(nèi)外大量的研究表示，如果能夠利用BIM技術(shù)和其他信息技術(shù)如RFID技術(shù)制定一套完善、科學(xué)、高效的安全獎懲制度體系，那么安全管理必將成為企業(yè)的一大優(yōu)勢。

基于BIM的安全獎勵制度體系具體流程如下：首先，給現(xiàn)場每一位工作人員分配一張帶有射頻識別功能的卡片，該卡片是其身份的表示和象征，現(xiàn)場的安全管理人員通過本地服務(wù)器中的BIM模型以及利用RFID的識別功能對工人實時監(jiān)控和預(yù)警，工人的每一次違規(guī)行為都將被記錄在卡片中。每周清查一次工人的卡片記錄，給予相應(yīng)的加分和減分。如果發(fā)生不是由于工人個人過失造成的安全事故，如坍塌等，這將給設(shè)計方、施工方、監(jiān)理方等責(zé)任方的卡片扣分。這樣的安全獎懲制度能夠明確責(zé)任而且不具有感情色彩和主觀因素，具有較高的說服力。

3.4基于BIM的事故調(diào)查與分析

當(dāng)前的研究主要集中在項目生命周期的各個階段發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患，然后采取對應(yīng)的安全措施予以排除。但是再好的預(yù)警系統(tǒng)也不能保證100%不發(fā)生安全事故，所以基于BIM技術(shù)對已發(fā)生的事故進行調(diào)查，防止在以后的施工中出現(xiàn)類似的安全事故是對當(dāng)前安全管理研究的一種補充和完善。具體做法就是在事故發(fā)生以后，首先保護好現(xiàn)場，然后將事故的發(fā)生經(jīng)過進行影像掃描，錄入到本地服務(wù)器中的BIM模型中，BIM安全管理技術(shù)人員結(jié)合監(jiān)控錄像對整個事故進行情景重現(xiàn)，找出導(dǎo)致事故發(fā)生的根本原因，以便下次遇到同樣的狀況時，能夠提前做好安全預(yù)防措施。

4結(jié)論

本文根據(jù)目前建筑工程安全施工階段安全管理的現(xiàn)狀，對基于BIM技術(shù)的安全管理在施工階段的運用進行了重點分析。施工現(xiàn)場的安全管理必須對傳統(tǒng)的安全管理方式進行革新，不斷采取新的技術(shù)，使施工現(xiàn)場的操作人員樂于與設(shè)計師分享他們的知識和經(jīng)驗，利用BIM的潛力把現(xiàn)場的經(jīng)驗思想賦予到設(shè)計上。要實現(xiàn)BIM全行業(yè)滲透，就需要承包商、現(xiàn)場管理人員、高端技術(shù)人才意識到BIM在安全管理上的重要潛在價值，然后做好準備迎接變革。當(dāng)前，建筑行業(yè)極度缺乏高水平BIM人才，因此必須采取新的教育戰(zhàn)略培來滿足行業(yè)對人才的需求。endprint