基于 BIM 技术的公路工程安全信息化应用研究

发表时间:2021/4/20   来源:《科学与技术》2021年1月第2期   作者:谷雨
[导读] 现阶段,工程建设行业随着整体经济潮流,从高速发展向高质量发展转型
        谷雨
        黑龙江省巴彦县公路发展中心       黑龙江省    151800
        摘要:现阶段,工程建设行业随着整体经济潮流,从高速发展向高质量发展转型,面对多主体、多人员、多工种、多专业、多设备、多交叉、高技术的综合而复杂的系统工程,要做好安全生产,实现安全文明施工,就需应用系统、科学方法进行管理。建立“安全信息化+BIM”的数字化安全管理模式,将人、机、料、法、环等生产要素结合物联技术,融入BIM+GIS三维空间,构建集成管理环境,有效提高企业管控效率;利用BIM技术构建仿真施工环境,进行培训交底、风险辨控、应急模拟演练,提高安全工作实效;将安全大数据与BIM模型相结合,实现零距离的管理决策;提高企业自主管控效率的同时提升监管效能,降低安全风险和减少事故隐患,全面推进安全发展。
        关键词:安全管理;BIM技术;BIM+GIS应用;物联智能设备
        引言:现阶段工程建设行业从高速发展向高质量发展转型的关键时期,面对多交叉、高技术的综合而又复杂的系统工程,建立“安全信息化+BIM”的安全管理模式,将人、机、料、法、环等生产要素结合物联技术,融入BIM+GIS三维空间,构建集成管理环境,有效提高企业管控效率;利用BIM技术构建仿真施工环境,进行培训交底、风险辨控、应急模拟演练,提高安全工作实效;将安全大数据与BIM模型相结合,实现零距离的管理决策。
        1  BIM的概念
        对建筑信息模型(BIM)来说,主要应用了计算机信息技术,能够提升项目施工管理体系智能化和自动化水平。BIM技术最早出现于美国,在二十世纪九十年代开始得到应用,但是直到现在未对BIM技术作出统一、明确的定义。结合美国麦格劳·希尔建筑信息公司为BIM技术的定义可知,其属于一种计算机数字模型,能够在建筑项目设计、施工等环节进行应用,能够为工程效率提供可靠保障,大幅度降低工程周期。结合美国标准化协会在BIM技术上的定义可知,主要是建筑构件和功能特性的数字化表达。2002年,美国Autodesk公司制定了相应的BIM技术方案,为建筑创新设计奠定了良好基础,促使建筑项目施工管理方式更加科学合理,有利于实时掌握项目施工进度情况,在先进管理平台支持下,提升了项目施工管理的效率与水平。
        2  BIM技术在安全生产中的应用
        2.1基于BIM技术的人员定位系统应用
        公路工程施工交叉作业面多、参建单位多、施工专业多,工程管理人员与一线施工人员之间协调难度太,安全风险大。如何降低人员安全风险成为工程建设管理者需要解决的问题。因此,只有施工现场的安全管理模式向现代化、信息化和智能化转变,才能提高安全管理水平。建立BIM模型信息管理平台+GIS地图人员定位系统的三维模型沙盘,应用智能定位终端设备,将施工人员分布情况。运动轨迹以及人员身份等偾息通过无线接人的方式上传数据,与模型沙盘交互,实时掌握人员动态和工作轨迹,查看三维模型中人员分布情况以及密集场所用工情况,做到零距离集约管控,分析施工作业工序用工情况,在线对人员进行调度指挥、智能售理。在施工过程中如发生安全事件时,通过观看三维模型沙盘指挥事故现场人员疏敢,调动周边人力资源开展应急救援工作。
        2.2基于BIM技术的培训教育、技术交底应用
        施工现场由于人的不安全行为导致的安全事故频发,安全教育培训就显得尤为重要,而传统的口述、书面安全教育培训效果甚微,改进方法很有必要。建立以班组作业现场的BIM三维实景模型,在模型中标注班组活动中相关安全技术、安全风险信息及参数,以及采取的防护措施和三违行为造成的安全事故应用场景,通过分解施工BIM三维模型,讲解每一道拆分工序的安全要求对施工人员进行交底,直观和准确地了解现场的状况,能展现安全培训的现场感,言之有物能促进施工人员对培训内容的认知。应用BIM+VR/AR技术让施工人员进行预先的虚拟施工,及时发现及体验施工过程中可能发生的一系列高危场景,切实感受工程施工中的危险,潜移默化地增强安全意识,在施工现场作业中减少各种安全违章行为,保证施工安全。


        2.3基于BIM技术的安全风险管控应用
        在建设工程管理中,安全风险分级管控是在项目施工之前,将施工过程可能发生的危险进行全面辨识评估、制定管控措施,在传统风险辨识、评估过程中,需要将实践工作经验丰富的人们集中在一起,根据施工工序、施工方案等抽象去识别潜在风险因素,常常存在辨识不全、措施不到位前问题。而利用BIM技术可以建立整个项目的信息化模型,对项目BIM模型进行全过程漫游,模拟分解为一步一步的施工栝动,将模型中存在的潜在风险全面挖掘辨识,进行风险评估、分级,根据风险特性和等级制定科学的解决方案,并针对解决方案进行模拟验证是否可行,使施工安全风险在事前得到有效防控;同时将重大、较大风险相关信息标注在模型沙盘的构件族上显示,让管理者随时査看获取风险信息,及时开展风险巡查,及时规避和控制施工过程风险。
        2.4基于BIM技术的应急救援处置
        应急管理是人、机、环境、管控流程的紧密协调配合的工作机制,以往在编制应急预案时大都按照经验进行,无法系统地将工程信息、时间节点、空间环境和人、材、机、管等资源进行有效结合,基于BIM+GIS的地图三维模型沙盘,将各种应急资源整合嵌人模型沙盘,提前进行应急、流程模拟。通过模拟动画,发现应急过程中存在的问題,根据问题有针对性地制定处置措施,优化应急预案,确保应急工作的科学性、联动性、实操性、动态性,大大减少应急救援反应时间,将损失降到最低。利用应急漫游动画,向各层级人员进行技术交底和应急培训,以第一视角直观地演示应急全部流程,提高从业人员应急技能和安全意识。
        3经验总结
        在该工程建设施工过程当中,进度控制过程的可视化表达,能够使得项目建设进度的管理人员直观的了解到实际施工进度情况。在这个可视化的表达过程当中,我们需要使用到局域网,这个局域网必须要覆盖进度管理控制中心和施工现场,通过这个局域网来实现进度管理控制中心和施工现场的实时进度信息传递。所有的现场施工信息、进度信息,都可以经由BIM技术,在进度管理控制中心的平台上显现出来,并存储归档。在这里需要涉及到专用拍摄仪器的使用,它可以生成画面和相对应的数据,为施工进度的了解和控制,提供真实的现场信息、数据。
        工程项目建设进度管理控制当中,以BIM技术为基础,建立了施工监控和可视化中心。在这个平台上,进度管理人员,不仅仅是可以掌握和了解实际的施工进展情况,同时还以进行实际施工进度与预期施工进度的对比,分析偏差,同时与相关的部门进行及时的沟通,进一步协调施工的推进。如果在施工进度的监控过程当中,确实发现了实际进度落后于预期进度的情况,借助于BIM技术,我们也可以对其进行可视化的调控、改进,这一点在工程项目进度风险的防范中,也起到的巨大的作用。由于BIM汇集了几乎所有的设计数据、设计信息,以及所有的施工现场数据、现场信息,可以对施工进行高度的整合与统筹,所以其可以分析进度偏差的原因,同时通过3D、4D模型,来进行后期的进度改进。这个改进过程,以及后期的改进策略,都非常的直观,能够对后期的施工,起到切实、科学、有效的指导作用,保证工程整体能够按期完成。
        结束语:当前随着BIM应用环境的不断完善,BIM软件产品的逐步成熟,BIM技术向工程建设全面管理拓展,安全生产作为工程建设的基石,安全数字化应用是安全发展的必由之路,把BIM和云、大、物、移、智等数字技术集合,对安全生产“人、机、料、法、环”等关键要素做到全面感知和实时互联,让整个工程建设项目安全管理实现系统化、数字化、智能化,让参建各方参建各方数字信息,全面提高安全管理效率和水平,将是今后安全发展的新趋势。
        参考文献:
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        [4]王艳才.BIM技术在公路工程施工安全管理中的应用[J].交通世界,2018(35):142-143.
        [5]王秀林,阎有为.基于BIM的公路隧道工程施工应用实践与问题[J].中国公路,2018(23):118-120.
        [6]李雷.BIM技术特点与在公路设计中的应用[J].中国新技术新产品,2018(21):91-92.
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