(重慶交通大學(xué) 重慶 400074)

引言

國(guó)內(nèi) BIM 技術(shù)的應(yīng)用起步相對(duì)較晚，但是隨著建筑業(yè)的不斷發(fā)展，建筑行業(yè)的管理模式不斷轉(zhuǎn)變，BIM 技術(shù)在建筑行業(yè)中的巨大潛力得到了逐步體現(xiàn)。在將 BIM 技術(shù)引入到建筑項(xiàng)目施工安全管理的研究中，國(guó)內(nèi)學(xué)者作了大量的努力。從施工過程現(xiàn)場(chǎng)管理角度出發(fā)，施工現(xiàn)場(chǎng)活動(dòng)中的機(jī)具設(shè)備與人員的工作空間發(fā)生沖突是產(chǎn)生安全危險(xiǎn)的重要原因，吳翌禎，邱彥彰[1]在 BIM 技術(shù)在工作空間沖突方面做了積極研究,解決了因空間碰撞而出現(xiàn)的安全問題。陳麗娟[2]研究了通過利用 BIM 技術(shù)進(jìn)行地鐵施工空間的安全規(guī)劃和施工環(huán)境的模擬，合理規(guī)劃施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和機(jī)械行進(jìn)路線，進(jìn)行安全區(qū)域劃分，避免施工空間沖突和機(jī)械碰撞等安全隱患的出現(xiàn)。

一、BIM技術(shù)簡(jiǎn)介

(一)BIM技術(shù)軟件平臺(tái)

目前，建筑業(yè)的效率較低，在相當(dāng)程度是因?yàn)樾畔⒘魍ú粫?，造成信息孤島，而 BIM 技術(shù)的產(chǎn)生解決了信息孤島造成的信息不對(duì)稱問題，多部門、多專業(yè)基于同一平臺(tái)的協(xié)同工作模式形成了基于 BIM 模式下的新型管理方式。在工程項(xiàng)目施工周期內(nèi)，眾多工程變更導(dǎo)致很難實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一模型的運(yùn)用。在施工安全監(jiān)管任務(wù)中，需要在多變更的環(huán)境下，盡量減少重復(fù)建模的同時(shí)保證現(xiàn)場(chǎng)的使用效果。利用 BIM 優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)可操作的現(xiàn)場(chǎng)管理，成為研究施工現(xiàn)場(chǎng)安全監(jiān)管模型的初衷。

(二)BIM技術(shù)在安全監(jiān)管中的主要應(yīng)用

目前，BIM 技術(shù)主要注重在工程技術(shù)應(yīng)用方面，解決技術(shù)難題。BIM 技術(shù)的在安全監(jiān)管中的應(yīng)用主要包括了四部分內(nèi)容[3]。協(xié)同管理方面：BIM 形成基于制定項(xiàng)目的信息樞紐，各參與方以參與各專業(yè)人員可根據(jù)自己任務(wù)進(jìn)行有效溝通，實(shí)現(xiàn)在同一數(shù)據(jù)中心下的全面協(xié)作，減少信息不對(duì)稱問題，提升協(xié)同效率。碰撞檢查，深化設(shè)計(jì)方面：結(jié)合深化設(shè)計(jì)、施工方案措施和結(jié)構(gòu)偏差；鋼筋和鋼筋深化設(shè)計(jì)指導(dǎo)；預(yù)留空洞圖自動(dòng)生成； 輔助班組優(yōu)化，完整體現(xiàn)施工方案；自動(dòng)生成平面和剖面圖，有效指導(dǎo)施工運(yùn)動(dòng)碰撞檢查?？梢暬?、虛擬建造方面：施工方案 3D、4D 模擬。施工動(dòng)畫表現(xiàn)；虛擬漫游可視化交流；BIM 結(jié)合的現(xiàn)場(chǎng)照片數(shù)據(jù)庫(kù)。

二、基于 BIM 的施工現(xiàn)場(chǎng)安全監(jiān)管方法

(一)基于 BIM 的建筑工程施工安全管理體系

為了把基于 BIM 技術(shù)的施工安全管理系統(tǒng)化。通過對(duì)建筑工程安全管理原理、安全風(fēng)險(xiǎn)管理理論和利用 BIM 技術(shù)進(jìn)行施工管理的學(xué)習(xí)，結(jié)合對(duì)應(yīng)用 BIM 技術(shù)進(jìn)行施工安全管理的研究，充分利用 BIM 的數(shù)字化、空間化、定量化、全面化、可操作化、持久化等 6 大特點(diǎn)，結(jié)合相關(guān)信息技術(shù)，使項(xiàng)目參與者在施工前先進(jìn)行三維交互式建設(shè)施工全過程模擬[4]。利用 BIM 技術(shù)在施工過程中動(dòng)態(tài)識(shí)別現(xiàn)場(chǎng)安全隱患，并及時(shí)調(diào)整施工方案。本文構(gòu)建的基于 BIM 的建筑施工安全管理體系分為 3 大模塊，資料基礎(chǔ)、BIM虛擬施工、安全管理。

(二)基于 BIM 的施工現(xiàn)場(chǎng)安全信息模型的建模標(biāo)準(zhǔn)

為了解決信息交流和共享問題，必須建立同一的標(biāo)準(zhǔn)。各軟件通過遵循相同的數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)，依靠一定的數(shù)據(jù)接口和其他軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，以此實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享[5]。信息模型的精細(xì)度及信息處理分工，安全信息型的深度在不同階段是不同的：初始階段，需要達(dá)到 LOD300 的精度要求；在施工安全過程管理中，需要對(duì)安全措施、設(shè)備進(jìn)行建族，已有的建筑模型進(jìn)形二次處理，添加安全相關(guān)的功能參數(shù)，最終達(dá)到LOD500 的精度。在信息錄入時(shí)，模型單元人員與信息模型運(yùn)營(yíng)維護(hù)人員有不同的定義，前者主要負(fù)責(zé)創(chuàng)建三維構(gòu)件而不涉及功能屬性的信息的操作，后者則是模型任務(wù)信息維護(hù)的主體，他參與模型的二次處理而不參與建筑項(xiàng)目本身的三維建模。安全信息庫(kù)的內(nèi)容，安全信息庫(kù)的整理主要是依據(jù)土建不同的施工階段易出現(xiàn)的安全問題進(jìn)行匯總處理。對(duì)各個(gè)階段本文主要繞三部分安全信息：可模型化的模型信息，可參數(shù)化的屬性信息，外部鏈接信息。

三、BIM 在施工安全管理中的應(yīng)用

基于 BIM 的建筑施工安全管理體系的實(shí)現(xiàn)要點(diǎn)和作用如下所示。其中應(yīng)用的 BIM 技術(shù)是數(shù)字化基礎(chǔ)，還有虛擬原型技術(shù)(VP)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(VR)，并結(jié)合智能監(jiān)控技術(shù)等。

危害因素識(shí)別：BIM 系統(tǒng)中包含了建筑各構(gòu)件的信息及施工進(jìn)度計(jì)劃，而進(jìn)度計(jì)劃包含了一切活動(dòng)的信息，形成 4D 模型，可以非常有效地識(shí)別潛在的施工現(xiàn)場(chǎng)危害因素。

危險(xiǎn)區(qū)域劃分：在動(dòng)態(tài)施工模擬過程中，根據(jù)危險(xiǎn)源辨識(shí)結(jié)果，在工程的不同階段利用可視化模型對(duì)區(qū)域的危險(xiǎn)程度進(jìn)行劃分管理，并將相應(yīng)評(píng)價(jià)結(jié)果反饋到模型界面，以紅、橙、黃、綠 4 種顏色來(lái)描述區(qū)域危險(xiǎn)程度以指導(dǎo)施工，并指定每種安全等級(jí)下禁止的施工活動(dòng)，這樣可以有效地減少由于危險(xiǎn)區(qū)域不明確導(dǎo)致的安全事故。

安全措施制定：在基于 BIM 技術(shù)的集成化安全管理系統(tǒng)中，可以自動(dòng)地提出安全措施，以用 BIM 技術(shù)在建筑施工安全管理中的應(yīng)用研究來(lái)保護(hù)建筑活動(dòng)或是避免已識(shí)別危害的發(fā)生，通過 BIM 制定的安全管理平臺(tái)獨(dú)立制定，并可以根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)變化和需要持續(xù)動(dòng)態(tài)更新。

安全評(píng)價(jià)：在虛擬施工中辨識(shí)的危害因素和制定的安全防護(hù)措施，可以利用層次分析等安全評(píng)價(jià)方法進(jìn)行安全度分析評(píng)價(jià)，如果可靠則可以執(zhí)行，如果超過安全度將返回施工安全專項(xiàng)設(shè)計(jì)，重新規(guī)劃安全措施，并調(diào)整 BIM 施工模型，再次進(jìn)行安全評(píng)價(jià)直至符合安全要求才能進(jìn)行下一步實(shí)施工作。

安全監(jiān)控：以虛擬施工模型為核心，結(jié)合現(xiàn)有的視頻智能監(jiān)控技術(shù)，施工單位、監(jiān)理、建設(shè)單位以及政府部門都可以進(jìn)行可視化施工組織管理。實(shí)時(shí)監(jiān)控中，通過對(duì)比實(shí)際完成的安全活動(dòng)與需要完成的安全活動(dòng)可以得到安全執(zhí)行的情況，并以此來(lái)進(jìn)一步調(diào)整建筑的施工計(jì)劃，使其更能夠有效滿足安全施工的需要

四、結(jié)語(yǔ)

對(duì) BIM 技術(shù)在施工安全方面的應(yīng)用進(jìn)行了研究。構(gòu)建了基于 BIM 虛擬施工的安全管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由資料基礎(chǔ)模塊、虛擬施工模塊和安全管理模塊組成，這種多維數(shù)值安全管理系統(tǒng)能夠促進(jìn) 施工安全管理水平的提高，因此具有重要的實(shí)用價(jià)值。

當(dāng)前 BIM 技術(shù)在建筑安全施工的應(yīng)用不夠廣泛，在橋梁施工中的監(jiān)控應(yīng)用也更是缺乏。BIM 技術(shù)對(duì)于實(shí)現(xiàn)工程的全面信息化，智能化具有重大意義。因此，BIM 在橋梁施工中的安全監(jiān)控可以作為一個(gè)技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)進(jìn)行探索。