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浅析基于BIM的现场安全管理

发表时间：2021/7/1 来源：《建筑科技》2021年6月下作者：华军

[导读] 近年来，随着我国经济水平的不断提升，建筑工程数量和建设难度逐渐增加，建筑工程安全事故也屡见不鲜，国家和社会对于施工阶段的安全管理关注度逐步加重。BIM技术由于其可视化、模拟性的技术特点，可以从数字化的技术角度提升现场安全管理的力度。

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摘要：近年来，随着我国经济水平的不断提升，建筑工程数量和建设难度逐渐增加，建筑工程安全事故也屡见不鲜，国家和社会对于施工阶段的安全管理关注度逐步加重。BIM技术由于其可视化、模拟性的技术特点，可以从数字化的技术角度提升现场安全管理的力度。本文将简述BIM技术的相关技术特点，同时分析传统建筑工程安全管理存在的弊端，最终对BIM技术应用到现场安全管理的应用做出探讨。
关键词：BIM技术安全管理项目管理
        导言
        近三十年来，我国建筑工程行业发展迅速，取得了举世瞩目的成就。但是，随着各种结构复杂、造型各异和楼层超高的建筑物的不断出现，给施工阶段的安全管理带来了挑战。同时，随着建筑工程的数量的爆炸式增长，从业人员的素质并未完全跟上行业的发展，管理人员对安全问题的忽视，作业人员对风险源的错误判断，这些都给现场安全管理带来隐患，最终影响建筑工程行业可持续的良性健康发展。
        近年来，BIM技术凭借其3D以及4D模型可视化和模拟性的优势在建筑工程领域广泛应用。笔者认为基于BIM技术的建筑信息建模和信息化管理，可以给建筑工程安全管理提供一定的技术保障和平台支撑，有效避免安全事故的发生。本文将先简介BIM技术的特点，再分析传统现场安全管理面临的困境，最后阐述基于BIM技术安全管理的功能分析。
        BIM技术特点
        BIM是Building Information Modeling的简称，即建筑信息化模型。BIM的概念最早在90年代被提出，基于三维设计和工程绘图软件的支持，改变传统平面图纸的模式，将建筑设计、安装设备、管道排布等在数字化模型上体现。同时，整合建筑工程相关造价、管理和技术信息，建成一个包含工程项目全部信息的建筑模型，完成建筑工程协作性策划和管理。它具有以下几个特点：
        可视性，可视性是BIM技术最重要的特点，可视化的建筑模型改变了传统的平面施工图和工作模式。基于BIM的3D建筑模型可以将复杂的建筑造型和异型结构展示给参建者。
        协调性，不同于传统建筑工程的沟通协调方式，基于BIM技术的管理平台可以做到协同管理，在全部参建者实时了解项目情况，实施发布指令，避免出现因沟通不畅出现的各种现场问题。
        模拟性，模拟性是BIM技术最主要的功能之一，可以在BIM建筑模型中做到相关问题的模拟分析和实验，例如：结构和管线碰撞、装饰面和结构的碰撞等同时，也可以及时发现施工过程中的安全隐患。
        传统建筑工程安全管理缺点
        现阶段，建筑工程安全管理理念已经从最初的事后管理发展到事前控制，通过对施工过程中潜在隐患的风险源进行分析，对作业人员进行安全交底，从而避免事故的发生，保障施工过程的安全。虽然国内已经普及安全管理这一理念，但是在实际管理的过程中，传统的安全管理还存在很多问题，原因主要可以概括为以下几个点：
        管理方法落后。近年来，虽然信息化技术已经开始在建筑工程上普及，但是施工安全交底还多采用文字、图片和喊话形式进行交底。施工安全交底的效果往往达不到预期目标，导致作业人员无法有效识别施工作业面中存在的安全隐患，也无法直观的判断安全隐患和事故造成的伤害程度的大小。同时，也存在安全交底走形式的现象，管理人员和施工人员也仅仅是走形式走流程，最终导致安全交底的不理想，操作人员对现场的风险源和安全隐患没有较好主观认识。
        监管力度不够。针对建筑工程安全管理，国家已经出台相关法律法规，但是仍未构成完善的法律体系，在实际执行过程中存在一定的漏洞和问题。同时，在项目实际监管过程中，地方政府和监理单位的素质和水平存在很大差异，实际操作性差，也存在监理单位被建设单位约束的不良现象，监理监管的作用未能很好的发挥，无法实现对安全管理的有效控制。
        施工单位和人员安全意识薄弱。当前建筑市场竞争中存在施工单位为了低价中标，刻意压低成本，特别是安全管理成本的恶性现象。同时，在施工阶段，施工单位多数注重于进度、质量和成本，配置给安全防护措施的资源不足。最终导致建筑工程现场安全防护措施落后，作业操作人员安全装备质量差，施工环境恶劣，为安全事故埋下了隐患。另外，我国大部分作业人员为农村进城务工人员，普遍综合素质较低且安全意识薄弱，自身对风险源识别的能力较差。

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        基于BIM技术的安全管理
        基本概念
        施工过程中的安全问题往往复杂多变，也存在一定的偶然性，利用BIM建模技术，建立相应工程的3D或4D建筑模型，转换应急方案为演示动画；结合数字化监控技术的对施工现场的监控；建立自动化危险源识别系统，对施工过程的重大危险源进行识别和控制，这些都是基于BIM技术的安全管理实际应用的着力点。以下重点阐述可视化技术和动态安全管理技术。
        可视化技术
        介于BIM技术的可视性和模拟性的特点，基于BIM建筑模型可以利用虚拟现实（VR）技术给作业人员进行施工安全交底和现场施工环境模拟。同时，还可以利用BIM建筑模型进行施工安全技术措施评估和事故演习模拟。
        BIM技术可以做到沉浸式可视化安全交底，利用数字模型制作视觉样板，将不同的真实事故案例展示给作业人员，以最直观的方式进行安全技术交底，以沉浸式现场安全指导的方式，让作业人员直观的感受不安全操作带来的后果，解决了作业人员文化水平和综合素质不高，以及单纯文字和图片进行安全交底效果不好的问题。
        同时，利用建筑信息模型的技术优势，再加上虚拟现实（VR）的信息技术辅助，可以实现基于BIM建筑模型的施工环境模拟，便于作业人员身临其境的查看作业面的作业环境，提示和辅助他们发现存在安全隐患，达到安全教育的目的。
        最后，应用BIM技术可以建立安全事故可视化模拟系统，分析模拟应急措施和安全方案的可靠程度。利用模型分析观察安全事故发生时，施工场地人员逃生线路的合理程度和防护措施的可靠程度。
        动态安全管理技术
        利用BIM技术，管理人员可以集成人员实名制系统、现场门禁系统，实时监控系统和安全报警系统，通过识别技术、现场定位、人脸拍照采集技术和视频传输技术在现场采集实时信息，组建基于BIM建筑模型的动态管理信息平台。执行系统发布的各项安全指令和警告，对现场施工人员进行实时掌控，对涉及安全隐患的操作进行预警和报警，给现场安全管理提供科学方法和决策依据。主要体现在以下几点：
        （1）门禁实名制管理
        通过在门禁应用智能终端设备完成对进场人员的身份信息采集，最终在动态管理信息平台记录进场人员基本信息，形成进场人员数据库，最后在平台实时分析数据，完成动态管理的基础数据采集和备案。
        （2）现场人员定位
        为每个涉及高危工程的作业人员发放电子定位标签，同时在作业区安装阅读器，精准定位受控区内的标签位置。阅读器在接收到定位标签信号后实时在BIM建筑模型上展示被监控人员的行动轨迹和当前位置。
        （3）实时监控
        利用现场的视频监控和安装在大型机械上的控制传感器，对现场作业进行实时监控管理，最终数据同步到BIM建筑模型上。利用管理平台的数据分析功能，及时对违规操作和危险操作进行声光预警和报警，便于管理人员直观的掌控现场工作状态。
        （4）数据管理
        对现场数据进行分析和汇总。对有违规操作的人员进行数据记录，归档到进场人员数据库，下次进场前提示进行相应安全教育。同时作为黑匣子数据记录，便于现场故障及事故追溯。
        结语
        近年来，BIM技术在一定程度上加速了建筑工程行业的发展，规范了设计图纸和施工方案，也减少了很多安全隐患。BIM技术在施工阶段安全管理的有效应用可以让管理人员做好事前控制，分析探究风险源，加强作业人员安全意识且提升现场信息化管理的水平。本文探究BIM技术应用于在安全管理时，未综合考虑成本因素、质量因素和进度因素，未能做到项目整体目标协同考虑。
参考文献
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