李曉耿，李 俊，陳銘敏，姚渝巖

（寧波工程學(xué)院 建筑與交通工程學(xué)院，浙江 寧波315211）

傳統(tǒng)建筑行業(yè)需要專業(yè)人員看護(hù)并監(jiān)管施工現(xiàn)場(chǎng)，依據(jù)本身對(duì)于危險(xiǎn)源特征的辨識(shí)能力和以往的事故經(jīng)驗(yàn)來(lái)保障建筑施工的安全[1]。如今引入BIM技術(shù)進(jìn)行研究可以對(duì)危險(xiǎn)源進(jìn)行特征參數(shù)分析，整理事故發(fā)生的基本條件，遇到專業(yè)問(wèn)題或暗藏的危險(xiǎn)源，可以及時(shí)地提出解決方案并針對(duì)性地排除相關(guān)危險(xiǎn)源，避免危險(xiǎn)源的不穩(wěn)定性及不確定性導(dǎo)致的安全問(wèn)題。國(guó)家層面也制定規(guī)劃綱要，提出將信息化技術(shù)運(yùn)用到現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)中去，以順應(yīng)時(shí)代的潮流和社會(huì)的發(fā)展[2]。

通過(guò)BIM技術(shù)管控建筑工地的全過(guò)程施工是符合經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求的，意在通過(guò)BIM技術(shù)軟件，以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和大數(shù)據(jù)計(jì)算為主，結(jié)合現(xiàn)有建筑的規(guī)范，建立一套可行的建筑施工危險(xiǎn)源辨識(shí)與管理系統(tǒng)，以建筑信息框架為基礎(chǔ)，監(jiān)督統(tǒng)管建筑全流程，以此來(lái)改善建筑施工安全性，減少事故發(fā)生的可能。

1 智慧工地及其建設(shè)

BIM技術(shù)以整個(gè)建筑信息數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，利用數(shù)據(jù)化與智慧工地進(jìn)行融合，使得整個(gè)項(xiàng)目信息可視化，管理全方位化[3]。

而智慧工地旨在從一開(kāi)始的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)施工、監(jiān)理維護(hù)等方向通過(guò)數(shù)據(jù)化展示和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，進(jìn)行精準(zhǔn)監(jiān)控管理，對(duì)建筑資源進(jìn)行合理化安排，增強(qiáng)各個(gè)組織之間的數(shù)據(jù)交流，使得項(xiàng)目施工更加可視化、協(xié)作化。智慧工地可以在一定程度上優(yōu)化建筑管理機(jī)構(gòu)的架構(gòu)，并且使得整個(gè)行業(yè)更加規(guī)范化發(fā)展[4]。

對(duì)于智慧工地的建設(shè)目前包括以下幾點(diǎn)：

（1）建筑數(shù)據(jù)采集。數(shù)據(jù)采集可利用現(xiàn)場(chǎng)工地安裝感應(yīng)測(cè)量裝備對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工信息進(jìn)行實(shí)時(shí)掌握，比如建筑設(shè)備運(yùn)行參數(shù)、人員流動(dòng)情況等數(shù)據(jù)，可以經(jīng)過(guò)一系列專用設(shè)備收集精準(zhǔn)信息，再使用互聯(lián)網(wǎng)上傳，以此建立BIM模型，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)模擬環(huán)境。

（2）數(shù)據(jù)匯總及分析。通過(guò)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集的建設(shè)信息資源，利用施工數(shù)據(jù)采集、危險(xiǎn)源特征參數(shù)形成BIM危險(xiǎn)源管理系統(tǒng)[5]，構(gòu)成BIM危險(xiǎn)源管理系統(tǒng)與BIM信息模型信息交互通道，實(shí)現(xiàn)模型與現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新，并分析優(yōu)化安全管理措施，按照模型信息對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行合理性布置、規(guī)避危險(xiǎn)因素。

（3）建立信息模型。利用模型的建立來(lái)進(jìn)行對(duì)整個(gè)建筑物生命周期的各個(gè)階段數(shù)據(jù)的采集、處理，制造出一個(gè)可以預(yù)防因建設(shè)施工不規(guī)范導(dǎo)致危險(xiǎn)源產(chǎn)生的數(shù)據(jù)庫(kù)[6]。建筑危險(xiǎn)來(lái)自未知、隱蔽的危險(xiǎn)源，利用BIM技術(shù)與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)結(jié)合，可以用數(shù)據(jù)庫(kù)的信息對(duì)模型進(jìn)行改動(dòng)和修正，也可以通過(guò)模型直觀地展示出數(shù)據(jù)信息，顯示出三維化的圖像，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與圖像的轉(zhuǎn)換。

（4）信息模型控制。信息模型注重建筑信息的更新，可以在建設(shè)過(guò)程中及時(shí)地向數(shù)據(jù)庫(kù)里面輸入新的建筑信息，通過(guò)不斷更新危險(xiǎn)源信息來(lái)建設(shè)危險(xiǎn)源信息模型。運(yùn)用信息模型與所采集的危險(xiǎn)源的安全信息相互對(duì)比分析，整合出建筑模型信息的總體安全性，以此為信息根據(jù)來(lái)源，信息模型軟件設(shè)定危險(xiǎn)信息報(bào)警系統(tǒng)，提取危險(xiǎn)源數(shù)據(jù)分析，提出優(yōu)化模型措施并加以控制，使得建筑信息模型正常運(yùn)轉(zhuǎn)（見(jiàn)圖1）。

圖1 危險(xiǎn)源信息辨識(shí)控制及管理系統(tǒng)

2 基于BIM技術(shù)智慧工地的危險(xiǎn)源分析作用

2.1 模型危險(xiǎn)源可視化

BIM技術(shù)的可視化特點(diǎn)正是提供了建筑物整個(gè)生命周期的模型數(shù)據(jù)和圖像化的優(yōu)勢(shì)。例如，在開(kāi)挖基坑過(guò)程中充滿各類危險(xiǎn)源，BIM危險(xiǎn)源數(shù)據(jù)庫(kù)便可以將危險(xiǎn)源提前表明于可能發(fā)生危險(xiǎn)的位置，從而使得建設(shè)的全過(guò)程中危險(xiǎn)源得以被清晰地監(jiān)控掌握，這是智慧工地賴以發(fā)展的技術(shù)管理手段，以此融合各種先進(jìn)技術(shù)把握建設(shè)施工的前進(jìn)方向。

2.2 減少施工危險(xiǎn)

智慧工地可以在施工過(guò)程中通過(guò)階段信息保障施工的安全性，排除施工過(guò)程可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)源，通過(guò)科學(xué)化的指揮和問(wèn)題反饋，達(dá)到工地問(wèn)題的實(shí)時(shí)解決，保障施工進(jìn)展的安全性和可行性，高效地對(duì)危險(xiǎn)源預(yù)警進(jìn)行反饋處理。

2.3 控制施工成本

建設(shè)公司可以通過(guò)BIM技術(shù)的監(jiān)管及二次開(kāi)發(fā)的項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)管理軟件進(jìn)行成本提前預(yù)算，更加需要減少危險(xiǎn)源事故發(fā)生來(lái)避免施工過(guò)程的不必要浪費(fèi)，提高企業(yè)純經(jīng)濟(jì)收入，從而加強(qiáng)把控成本管理措施，提高行業(yè)經(jīng)濟(jì)收益，促進(jìn)行業(yè)良性發(fā)展。

3 危險(xiǎn)源管理系統(tǒng)優(yōu)化

3.1 優(yōu)化質(zhì)量管理

建立BIM質(zhì)量管理體系，完善管理體系，加強(qiáng)安全措施管理，通過(guò)BIM模型的提前建立，進(jìn)行質(zhì)量交流研討，將質(zhì)量的方方面面細(xì)致入微地分配給質(zhì)檢人員，實(shí)行負(fù)責(zé)人責(zé)任制，把握建筑信息屬性的安全性，全程監(jiān)管施工過(guò)程，減少危險(xiǎn)源在各個(gè)施工階段的出現(xiàn)，在各個(gè)階段節(jié)點(diǎn)進(jìn)行質(zhì)量控制，用技術(shù)來(lái)確保施工質(zhì)量，完成質(zhì)量的可靠性。結(jié)合信息模型以及各方面的危險(xiǎn)源數(shù)據(jù)信息把控施工現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量，對(duì)整個(gè)過(guò)程的質(zhì)量評(píng)估進(jìn)行把關(guān)。

3.2 優(yōu)化成本管理

項(xiàng)目進(jìn)行之前便可以通過(guò)BIM技術(shù)來(lái)進(jìn)行成本預(yù)算，做到階段成本的實(shí)時(shí)控制，根據(jù)BIM技術(shù)模型大數(shù)據(jù)分析出工程量，利用危險(xiǎn)源數(shù)據(jù)庫(kù)分析，大幅度減少安全事故的發(fā)生。從而使得項(xiàng)目能按原計(jì)劃進(jìn)行專家組定額預(yù)算統(tǒng)計(jì)出總工程經(jīng)濟(jì)預(yù)算，同時(shí)優(yōu)化各項(xiàng)管理措施，從安全數(shù)據(jù)信息管理上控制各方面無(wú)用損耗，保證質(zhì)量同時(shí)降低危險(xiǎn)源產(chǎn)生的成本，減少無(wú)效工期，優(yōu)化施工管理方案，提高企業(yè)效益。

3.3 優(yōu)化進(jìn)度管理

通過(guò)BIM技術(shù)和二次開(kāi)發(fā)施工策劃軟件，合理控制施工進(jìn)度計(jì)劃，降低危險(xiǎn)源影響進(jìn)度的阻礙作用，保證工期的順利進(jìn)行，組織各工種之間的協(xié)調(diào)合作，提前準(zhǔn)備各個(gè)階段所需的材料，擬定后續(xù)工期的制定，動(dòng)態(tài)地實(shí)時(shí)檢查進(jìn)度進(jìn)展，不斷更新危險(xiǎn)源數(shù)據(jù)庫(kù)，并組織相關(guān)技術(shù)部門進(jìn)行幫忙協(xié)助。合理地調(diào)配建筑資源，可依據(jù)BIM數(shù)據(jù)統(tǒng)籌的進(jìn)展進(jìn)行相關(guān)合理配置，對(duì)于進(jìn)度安排需要計(jì)劃，安全數(shù)據(jù)的分析可以讓某一些重要的工序提前提上日程，為建筑工程的實(shí)施保駕護(hù)航，早作安排并進(jìn)行相關(guān)調(diào)整，以保障項(xiàng)目進(jìn)度的順暢。

3.4 優(yōu)化安全管理

BIM技術(shù)危險(xiǎn)源數(shù)據(jù)模型可以用以研判施工過(guò)程的安全管理措施，制定安全施工規(guī)范，提高實(shí)操人員的安全意識(shí)，針對(duì)不同階段的安全信息加以調(diào)整規(guī)劃，在BIM模型中設(shè)立危險(xiǎn)源信息并加以大力度宣傳，依據(jù)模型設(shè)置安全警告牌，定期安全檢查，實(shí)時(shí)更新模型危險(xiǎn)源信息，以保證施工的安全性。

3.5 優(yōu)化監(jiān)管管理

通過(guò)BIM技術(shù)的階段化系統(tǒng)管理，加強(qiáng)對(duì)于工程建設(shè)環(huán)節(jié)的實(shí)時(shí)實(shí)地管理，保證在施工時(shí)建筑質(zhì)量可以符合建設(shè)要求，避免在工程建設(shè)中因忽視危險(xiǎn)源的產(chǎn)生而造成工程重大損失，所以需要BIM技術(shù)數(shù)據(jù)來(lái)把控施工環(huán)節(jié)的監(jiān)管措施，每次施工的時(shí)候?qū)崟r(shí)向模型中注入施工數(shù)據(jù)，與危險(xiǎn)源數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行對(duì)比分析，讓安全數(shù)據(jù)滲透到施工的每個(gè)環(huán)節(jié)，讓數(shù)據(jù)幫助施工解決問(wèn)題，代替人工起到更為深層的監(jiān)管作用，可以更加有效地解決部分施工中所存在的問(wèn)題，更加系統(tǒng)對(duì)工程進(jìn)度進(jìn)行管控。

4 案例分析

某工程建筑正在建設(shè)圍護(hù)腳手架，由于施工方案不合理、施工人員專業(yè)知識(shí)不足以及施工信息存在局部性，導(dǎo)致傳統(tǒng)施工方法很難有效且及時(shí)地發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)源。如果此時(shí)未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)的嚴(yán)重性或忽略危險(xiǎn)源的存在，這將會(huì)致使工程事故的發(fā)生。所以在BIM技術(shù)加入后，可以在第一時(shí)間得知危險(xiǎn)源的數(shù)據(jù)信息，例如腳手架圍護(hù)缺失等信息，BIM模型上會(huì)導(dǎo)入數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，加入安全標(biāo)志標(biāo)識(shí)危險(xiǎn)源位置信息，發(fā)出預(yù)警信息，通知相關(guān)管理人員前往處理危險(xiǎn)源，優(yōu)化相關(guān)管理措施[7-8]。

使用與解決：在初期BIM數(shù)據(jù)采集時(shí)，應(yīng)對(duì)腳手架質(zhì)量及安裝設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)斟酌，并對(duì)相關(guān)施工程序及現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行勘測(cè)規(guī)劃，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工人員的措施應(yīng)處于實(shí)時(shí)監(jiān)管狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱藏的危險(xiǎn)源并加以安全標(biāo)識(shí)，在BIM建筑模型上有對(duì)安全性的標(biāo)識(shí)，管理層人員可對(duì)此類標(biāo)識(shí)及時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘查并加以警示。例如，在施工過(guò)程中可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)腳手架圍護(hù)措施缺失的危險(xiǎn)，BIM模型上及時(shí)加入危險(xiǎn)警示信號(hào)，通過(guò)信息共享，提醒各方工作人員避免危險(xiǎn)的情況下及時(shí)提出解決危險(xiǎn)的方案，督促監(jiān)管人員前往解決危險(xiǎn)問(wèn)題。

5 結(jié)束語(yǔ)

從BIM技術(shù)面世以來(lái)，為智慧工地增加了前所未有的潛在可能性，對(duì)危險(xiǎn)源控制管理達(dá)到前所未有的高度。信息模型數(shù)據(jù)共享可以有利于各部門間的信息交流，以及能得到更多關(guān)于安全性的科學(xué)研判和更為恰當(dāng)?shù)氖┬写胧瑸橹腔酃さ靥峁┮粋€(gè)智能化、安全化的施工環(huán)境以及技術(shù)化的施工手段，實(shí)現(xiàn)了建筑項(xiàng)目管理方面的高效性。