張世豪

（中交一公局集團(tuán) 廣東深圳 518100）

BIM 技術(shù)在當(dāng)前的建筑工程領(lǐng)域得到深入性應(yīng)用，依托其在工地危險源管控中的引入，并聯(lián)合智慧工地建設(shè)，完成相關(guān)工地管理系統(tǒng)的優(yōu)化建設(shè)，能夠?qū)崿F(xiàn)對施工風(fēng)險與工地風(fēng)險點的強(qiáng)化管控，更好地規(guī)避施工安全事故的發(fā)生。

1 基于BIM 技術(shù)的智慧工地危險源分析與管理系統(tǒng)的建設(shè)目標(biāo)

第一，減少施工危險。依托對該系統(tǒng)的應(yīng)用，實現(xiàn)對施工中可能發(fā)生的危險源的有效排除，實時解決工地問題，促使施工危險性得到持續(xù)性減小，保證迅速完成危險源預(yù)警與處理。

第二，控制施工成本。通過減少施工危險問題的發(fā)生概率，從而達(dá)到降低返工成本等不必要成本支出的效果，提升施工成本管控成效。

2 基于BIM 技術(shù)的智慧工地危險源分析與管理系統(tǒng)的主要功能設(shè)置

2.1 建筑數(shù)據(jù)的采集與處理

2.1.1 建筑數(shù)據(jù)的全面性采集

在工地投放大量感應(yīng)檢測設(shè)備，結(jié)合該系統(tǒng)的利用，實現(xiàn)對工地信息的實時性獲取與掌握，包括現(xiàn)場人員流動情況、機(jī)械設(shè)備運行參數(shù)等［1］，并在互聯(lián)網(wǎng)的支持下上傳至該系統(tǒng)內(nèi)，支持BIM模型的構(gòu)建，從而實現(xiàn)對工地現(xiàn)場環(huán)境的模擬。

2.1.2 建筑數(shù)據(jù)的匯總與分析

匯總施工數(shù)據(jù)、危險源特征參數(shù)等信息數(shù)據(jù)，完成基于BIM技術(shù)的智慧工地危險源分析與管理系統(tǒng)的構(gòu)建及其數(shù)據(jù)庫的完善，促使該系統(tǒng)與BIM 模型之間的信息互通成為現(xiàn)實，為工地布置提供合理參考，以更好地規(guī)避危險因素。

2.2 信息模型的建立與控制

2.2.1 信息模型的建立

結(jié)合信息模型，對建筑全生命周期的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與分析，以此完成工地危險源數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建。依托實時數(shù)據(jù)與BIM 技術(shù)的綜合利用，能夠在數(shù)據(jù)庫的支持下修改模型，促使模型更為直觀、真實地展現(xiàn)出建筑數(shù)據(jù)信息，并以三維圖像的方式顯現(xiàn)出來。

2.2.2 信息模型的控制

系統(tǒng)及時更新存在于信息模型中的建筑信息，支持在實際的施工過程中向信息模型內(nèi)上傳新信息，依托危險源信息的持續(xù)更新，完成優(yōu)質(zhì)危險源信息模型的構(gòu)建［2］。對比分析信息模型及實際采集到的危險源信息，實現(xiàn)對建筑模型信息總體安全水平的綜合確定，并以此為參考，在信息模型軟件內(nèi)規(guī)劃出危險源信息報警子系統(tǒng)，實現(xiàn)對危險源數(shù)據(jù)的提取及深入分析，控制信息模型，以此保證信息模型能夠長時間正常運轉(zhuǎn)。

2.3 模型危險源可視化處理

對于BIM技術(shù)而言，其具備著明顯的可視化特點，促使建筑全生命周期模型數(shù)據(jù)的建立及圖像化處理成為現(xiàn)實。例如，在基坑開挖施工中，利用BIM 技術(shù)，可以在施工前期迅速定位相應(yīng)項目內(nèi)存在著的危險源與風(fēng)險點，確保基坑施工過程中危險源受到實時性監(jiān)管，避免發(fā)生更為嚴(yán)重的基坑施工質(zhì)量與安全問題。

3 BIM 技術(shù)支持下的智慧工地危險源分析與管理系統(tǒng)的性能優(yōu)化

3.1 建筑施工危險源的辨識

3.1.1 建筑施工危險源的辨識依據(jù)

在一般性的建筑工程中，危險源普遍來源于以下幾方面。（1）基坑工程，包括土方挖掘、基坑支護(hù)等。施工安全性容易受到周邊建筑工程、復(fù)雜環(huán)境水平等因素的影響。（2）模板與支撐工程，包括模板選取、模板安裝、承重支撐系統(tǒng)引入等。施工安全性容易受到混凝土模板安裝跨度、混凝土泡沫支架項目的高度、滿堂支撐體系中鋼結(jié)構(gòu)的安裝水平等因素的影響。（3）起重吊裝，包括起重設(shè)備與方法的選用、起重設(shè)備的安裝與拆卸等。施工安全性容易受到起重件重量、提升機(jī)安裝情況等因素的影響。（4）腳手架工程，包括腳手架安裝與拆卸、高空作業(yè)等。施工安全性容易受到腳手架工程安裝高度、工作與卸載平臺的搭建與利用、不同類型腳手架安裝情況等因素的影響。（5）拆除工程。其施工安全性容易受到周邊環(huán)境、交通情況、周圍建筑物設(shè)置情況等因素的影響；隱蔽工程施工、新材料或設(shè)備的使用、電纜膜結(jié)構(gòu)安裝、鋼架結(jié)構(gòu)安裝、安裝幕墻、水下作業(yè)、預(yù)制混凝土構(gòu)件安裝等。

3.1.2 建筑施工危險源的安全風(fēng)險評價

第一，收集風(fēng)險相關(guān)資料信息。對國內(nèi)外行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、現(xiàn)行法律法規(guī)、施工方案、工地現(xiàn)場資料等內(nèi)容進(jìn)行全面性收集整理，為整個項目的風(fēng)險評估工作展開提供參考。在此過程中，還要落實對工地自然條件、周邊社會環(huán)境、人為因素等內(nèi)容的收集與整理［3］。

第二，排查分析危險源的危害因素。針對工地周邊環(huán)境、自然條件及施工過程、施工中投入的機(jī)械設(shè)備與材料等實施全面性風(fēng)險評估，確定可能發(fā)生事故問題的類型及其表現(xiàn)情況，同時，預(yù)測各種事故問題的發(fā)生概率。

第三，風(fēng)險評價。結(jié)合上述分析結(jié)果，對建筑工程整體實施復(fù)雜性的風(fēng)險分析，確定整個施工過程中可能發(fā)生事故問題的等級、整體工程風(fēng)險等，實現(xiàn)工程安全風(fēng)險的總體性評價，為后續(xù)管理工作的展開提供參考。

3.2 建筑施工危險源安全性分析

3.2.1 高大模板施工坍塌分析

在某建筑工程施工過程中，高大模板施工項目中所面對著的風(fēng)險相對較高，其危險源集中在模板坍塌風(fēng)險方面。實踐中，使用BIM 技術(shù)對相應(yīng)施工項目進(jìn)行仿真施工及危險源安全性分析，結(jié)果表明，導(dǎo)致高大模板施工坍塌問題的風(fēng)險因素主要有以下幾項。第一，管理方面。受到設(shè)計管理嚴(yán)格程度偏低、項目問題整頓力度較小、操作人員專業(yè)技能水平較低等問題的影響，高大模板施工中容易導(dǎo)致坍塌危險的發(fā)生［4］。第二，設(shè)計計算方面。受到在計算中考量因素不全面、未依照相關(guān)要求嚴(yán)格展開負(fù)荷值計算等問題的影響，模板坍塌事故發(fā)生概率增高。第三，鋼管材質(zhì)方面。受到未重點管控材料質(zhì)量、未及時處理存在質(zhì)量缺陷材料等問題的影響，極容易在后續(xù)施工中發(fā)生模板坍塌事故?；诖?，為確保后續(xù)施工操作的安全、順利展開，完成上述危險源分析后，在實際施工前，完成對危險點管控措施的制定與執(zhí)行，引入更為全面且有效的安全措施，以此促使施工作業(yè)中的風(fēng)險降至最低水平。而整個過程操作的展開需要著基于BIM技術(shù)的智慧工地危險源分析與管理系統(tǒng)的支持。

3.2.2 圍護(hù)腳手架建設(shè)危險分析

在某建筑工程施工過程中，受到施工信息存在局部性、施工方案合理性有待提升等因素的影響，依托傳統(tǒng)施工方案展開建筑工程施工時，難以發(fā)現(xiàn)存在于圍護(hù)腳手架建設(shè)方面的危險源，而若是不對這方面危險源實施及時、有效的防控，則會直接導(dǎo)致施工安全事故發(fā)生概率的增高?；诖?，重點引入BIM技術(shù)收集、感知危險源數(shù)據(jù)信息，包括腳手架圍護(hù)缺失信息等，將相應(yīng)數(shù)據(jù)導(dǎo)入BIM 模型中實施分析處理，由系統(tǒng)及時向相關(guān)管理人員發(fā)出預(yù)警信息，提示其迅速進(jìn)入危險源所在位置展開針對性處理。

實踐中，于初期BIM數(shù)據(jù)采集的過程中，詳細(xì)確定腳手架質(zhì)量及安裝設(shè)計方案，勘察施工現(xiàn)場環(huán)境，并明確施工程序，保證現(xiàn)場施工人員始終保持在受監(jiān)管狀態(tài)，以此促使隱藏危險源能夠得到第一時間的發(fā)覺，并加設(shè)安全標(biāo)識。在BIM 模型中，如果發(fā)現(xiàn)存在安全標(biāo)識，則必須要針對相應(yīng)位置實施現(xiàn)場勘查，同時落實著重管控［5］。例如，發(fā)現(xiàn)腳手架圍護(hù)缺失風(fēng)險后，迅速在BIM 模型的對應(yīng)位置設(shè)置危險警示標(biāo)志，結(jié)合信息共享，為各個參建方提供警示信息，保證危險源解決方案的及時形成，同時，迅速實現(xiàn)相應(yīng)危險源的實地解決。

3.3 建筑施工危險源管理操作與系統(tǒng)性能的優(yōu)化

第一，BIM 技術(shù)在工地生活危險源管理中的優(yōu)化應(yīng)用。在大數(shù)據(jù)技術(shù)、移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持下，針對工地生活區(qū)域及施工建設(shè)區(qū)域的水資源、電能利用情況，落實實時性監(jiān)控管理，促使資源監(jiān)測及移動遠(yuǎn)程控制成為現(xiàn)實。在基于BIM技術(shù)的智慧工地危險源分析與管理系統(tǒng)中，依托自動化控制技術(shù)、服務(wù)器與數(shù)據(jù)庫開發(fā)技術(shù)、遠(yuǎn)程無線傳輸技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)的整合應(yīng)用，結(jié)合前端識別、終端智能設(shè)備及無線設(shè)備的配置，能夠?qū)崿F(xiàn)對工地生活與生產(chǎn)中一般性危險源的精準(zhǔn)定位與管控。實踐中，在無線通信技術(shù)的支持下，配合傳感器的投放與利用，智慧工地危險源分析與管理系統(tǒng)能夠迅速獲取工地用水與用電處數(shù)據(jù)，自動完成水電節(jié)能臺賬的建立；在大數(shù)據(jù)技術(shù)的支持下，實現(xiàn)對工地用水用電、超負(fù)荷用電、線路故障、線路狀態(tài)監(jiān)測、故障報警、安全隱患監(jiān)測等數(shù)據(jù)報告全面性獲取與深入分析，避免工地用水用電風(fēng)險問題的發(fā)生。同時，智慧工地危險源分析與管理系統(tǒng)還可以實現(xiàn)對工地臨時用水、消防用水等特殊用水情況的實時性監(jiān)測，為綠色施工監(jiān)管工作的高效展開提供系統(tǒng)與技術(shù)支持。

第二，BIM 技術(shù)在施工重大危險源管理中的優(yōu)化應(yīng)用。智慧工地管理系統(tǒng)內(nèi)搭建起重大危險源管理單元及安全信息管理單元，保證在實現(xiàn)對危險源精準(zhǔn)識別的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)對施工重大危險源的迅速辨識，為專項安全施工方案及建筑工程專項建設(shè)規(guī)劃的制定提供參考。實踐中，相關(guān)管理人員可以在智慧工地移動APP 的支持下對施工現(xiàn)場落實遠(yuǎn)程安全檢查，并綜合第三方專業(yè)機(jī)構(gòu)的定期檢查結(jié)果，共同上傳至智慧工地危險源分析與管理系統(tǒng)內(nèi)，以此為基礎(chǔ)，在系統(tǒng)內(nèi)部自動生成施工重大危險源管理臺賬［6］。在BIM技術(shù)的支持下，可以實現(xiàn)對施工的仿真模擬，即能夠在建筑工程三維模型中實現(xiàn)對危險源的感知，方便相關(guān)人員及時制訂對應(yīng)危險源的應(yīng)對措施方案；針對危重工程項目，包括基坑工程、模板工程、起重吊裝工程、腳手架安裝與拆除工程等，均可以完成對相應(yīng)安全防護(hù)措施的提前仿真模擬，以此實現(xiàn)對這些危重工程安全防護(hù)方案可靠性、可操作性及適用性的評價，為后續(xù)現(xiàn)場施工操作的展開提供直觀性與專業(yè)性更為明顯的技術(shù)與方案指導(dǎo)。

第三，BIM技術(shù)在施工全面性管理中的優(yōu)化應(yīng)用。

（1）質(zhì)量管理的優(yōu)化。在BIM技術(shù)的支持下，施工質(zhì)量管理體系得到進(jìn)一步優(yōu)化，結(jié)合BIM 模型的搭建與應(yīng)用，施工質(zhì)量研討工作水平提升，與施工質(zhì)量相關(guān)的各項內(nèi)容與要求均能夠細(xì)化分配給質(zhì)檢人員，保證質(zhì)量管理責(zé)任機(jī)制在工地管理中得到確切落實，促使質(zhì)檢人員切實了解建筑信息屬性，并以此為參考，落實對施工質(zhì)量的全生命周期性監(jiān)管，避免危險源在各個施工階段產(chǎn)生。依托對BIM信息模型及危險源的數(shù)據(jù)信息的綜合應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對工地施工質(zhì)量的整體性把控，推動質(zhì)量評估工作的升級。

（2）成本管理的優(yōu)化。在建筑工程項目起始階段，利用BIM技術(shù)，即可實現(xiàn)對項目成本預(yù)算的合理確定，實施控制階段成本；綜合利用BIM 模型及大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，能夠迅速且準(zhǔn)確地獲取工程量信息，結(jié)合危險源數(shù)據(jù)庫的利用，可以實現(xiàn)對工地安全事故的有效避免，以此保證相應(yīng)建筑工程項目可依照預(yù)設(shè)的預(yù)算額度完成施工，避免產(chǎn)生無用損耗。在此過程中，能夠在切實保護(hù)施工質(zhì)量、降低危險源產(chǎn)生的基礎(chǔ)上防止項目成本的增高。

（3）進(jìn)度管理的優(yōu)化。結(jié)合利用BIM 技術(shù)與二次開發(fā)施工策劃軟件，可以達(dá)到優(yōu)化管控項目施工進(jìn)度的效果，避免危險源對施工進(jìn)度造成影響，即導(dǎo)致施工周期延長。BIM技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)Σ煌┕ろ椖抗ぷ鞯恼归_做出協(xié)調(diào)，并支持對施工進(jìn)度的動態(tài)性查看及危險源數(shù)據(jù)庫的實時性更新。同時，通過引入BIM 技術(shù)，可以完成對多種類施工資源的合理分配，并結(jié)合安全數(shù)據(jù)的分析，引導(dǎo)重要施工工序提前展開，保證建筑工程項目進(jìn)度水平理想。

（4）安全管理的優(yōu)化。在BIM 技術(shù)危險源數(shù)據(jù)模型的支持下，施工人員能夠?qū)κ┕み^程中的安全管理措施落實深入性研究探討與判斷，促使其安全施工意識得以提升，并可以結(jié)合不同施工階段的安全信息，完成對工地安全管理措施的動態(tài)性更新。實踐中，需要在BIM模型內(nèi)引入危險源信息，并以此為參考，在工地現(xiàn)場設(shè)置警告牌，結(jié)合安全檢查工作的定期展開，實現(xiàn)對模型危險源信息的及時擴(kuò)充，以此體現(xiàn)出對建筑工程施工安全的更好維護(hù)。

（5）監(jiān)管管理的優(yōu)化。在基于BIM 技術(shù)的階段化系統(tǒng)管理工作的支持下，對建筑工程施工各環(huán)節(jié)的實時性、實地性監(jiān)控管理成為現(xiàn)實，促使施工質(zhì)量始終維持在預(yù)期水平，防止出現(xiàn)因忽視危險源而引發(fā)重大損失的問題現(xiàn)象。實踐中，要求定期向BIM 模型內(nèi)錄入現(xiàn)有施工數(shù)據(jù)信息，對比危險源數(shù)據(jù)庫，促使各個施工環(huán)節(jié)均滲透安全數(shù)據(jù)，為施工安全問題的有效解決提供支持。此時，管理系統(tǒng)可以代替人工完成對施工的深入性監(jiān)管工作，保證施工問題得到及時性處理，同時，增強(qiáng)施工管理工作的系統(tǒng)性。

4 結(jié)語

綜上所述，智慧工地危險源分析與管理系統(tǒng)保證在實現(xiàn)對危險源精準(zhǔn)識別的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)對施工重大危險源的迅速辨識，為專項安全施工方案及建筑工程專項建設(shè)規(guī)劃的制定提供參考。在BIM 技術(shù)的支持下，可以實現(xiàn)對施工的仿真模擬，即能夠在建筑工程三維模型中實現(xiàn)對危險源的感知，方便相關(guān)人員及時制定對應(yīng)危險源的應(yīng)對措施方案，且可以完成對工地危險源安全防護(hù)方案可靠性、可操作性及適用性的評價，為工地智慧管控、危險源規(guī)避等工作的優(yōu)化展開提供了有力支持。