基于BIM技术的智慧施工安全管理研究

王轲

摘 要：传统施工现场安全管理效率低下，安全管理质量得不到很好的保障。智慧建造时代的到来带动了智慧工地的发展，在BIM技术的基础上结合智慧建造技术，使施工安全管理实现信息感知、互联互通、全面智能、综合协调和协同共享。对安全管理进行优化，将安全隐患尽可能的消除在设计阶段，并在施工阶段进行实时预防，不仅提高了施工安全管理的精细化程度和质量，也促使安全管理过程以更加智慧化的方式运行。

关键词：智慧建造；施工安全管理；BIM；信息共享；协同

1.引言

随着现代社会的飞速发展，高新科技不断的引进，建筑工程项目的规模不断扩大，施工环境越来越复杂，危险因素也越来越多，安全事故的发生几率也越来越高。安全问题带来人员伤亡，经济损失，进度滞后并会造成一系列严重的社会影响，所以安全管理在整个施工过程中起着至关重要的作用，提高安全管理的质量是保证工程项目完成项目目标的重要保障。

BIM技术是施工企业实现精细化施工管理的核心工具，在BIM技术的基础上应用大数据、物联网、移动技术、云计算技术等，大大的提高了建筑生产效率，为推动建筑产业信息化提供了发展动力，为实现高质量的施工安全管理提供了强有力的保障[1]。徐卫星[2]等人基于BIM与GIS的深度集成对城市地下管网进行规划与管理、环境监测与评价、灾害预警与损失评估，大大提高了信息的全面共享和分析的智慧化程度。孙昊，韩豫[3]等人基于建筑信息模型和射频识别技术，构建了建筑工人智能管理系统，对建筑工人进行可视化定位与识别、对施工安全事故智能化预警。在BIM技术的基础上结合其他技术，打破了传统的管理模式，打造了协同共享的服务型平台，实现了智慧工地的安全管理，提高了行业的信息化水平，使施工安全管理水平得到大大的改善[4]。

2.BIM技术在施工安全管理中的应用

2.1施工设计优化

（1）现场空间规划

在工程建设过程中，空间冲突是造成的生产效率损失主要的原因之一。比如机械半径影响范围、运输车辆的开行路线、物料搬运等等。在平台模型上应用相关软件对每一项施工过程通过可视化技术进行模拟，直观的了解施工活动的空间需要，对现场空间进行合理的规划，减少施工现场材料的二次搬运和由于工作空间有限而引起的安全事故[5]。

（2）施工设计检测

不同专业的三维建模独立建成之后，在平台云端相关软件环境下进行碰撞检测，各种构件及管线之间的穿插冲突在模型中便显而易见，这些碰撞冲突会以报告的形式，反馈给各设计人员。通过各个专业之间的协调检查，深化设计及管线综合优化，提高设计工作的质量和效率，减少设计问题对施工安全的影响。

2.2 BIM模型管理

（1）危险区域划分

不同的施工场所的危险度不同，根据危险程度的不同对各施工操作平面进行划分，并进行相应的管理，根据工程经验和对施工模拟过程的分析，判断出不同工作面在不同的施工阶段的危险程度，用不同的颜色在模型中标注以便于区分管理。对不同的危险区域，明确不同工作人员的施工行為，使工作人员进入施工现场时有一定的安全意识，减少由于危险区域不明确导致的安全事故。

（2）人员定位

RFID技术能够很好地实现建筑工人信息即时的收集、传递和反馈[6]。BIM模型和RFID通过信息交互，实现了数据采集和处理的自动化。建筑工人的位置分布，进出次数，工作时间等信息，管理者能够通过平台的三维模型获取，同时可以实现对建筑工人的智能定位，动态点名和工时检测，并且当不同种类的建筑工人进入相应的错误施工区域时，警报器会发出安全预警提醒工人进行正确的操作，实现对现场工人的实时安全监控和对不安全行为的有效预防。

（3）识别危险源

当施工现场发现危险源时，现场安全人员通过手机端登录平台，便可以在模型中找到相应的位置，并通过文字，语音，图片，视频等方式说明，管理人员对相关信息进行处理并下达整改指令，现场安全人员对危险源进行整改处理，并且将通过整改验收之后的状态上传到协同平台中，使模型得到实时的更新，并便于追溯和复查质量问题，为以后的工程项目编制安全方案提供参考经验。

（4）信息安全管理

云平台的文件管理具有标准化、规范化、结构化的特点，可以解决传统模式下文档在共享和传输过程中存在的效率低，协同困难，版本混乱等问题，并保证工程信息的准确及时传达。在信息共享的基础上，根据各参与方对项目的参与跟进程度设置各自的访问权限，使其在职权范围内对项目进行管理，保证信息获得完整性的同时，也避免了信息的外泄流失和超越权限的操作，使信息的安全管理得到了很好的保障[78]。

2.3 安全教育培训

（1）安全教育

基于BIM技术的可视化和虚拟仿真的应用，制作不同施工阶段的动画视频，较之与书面或者口头的安全教育培训，直观的动画使现场劳务人员更便于理解和接受。劳务人员可登录平台，进入安全教育模块进行相关学习，是否完成安全教育的学习记录会实时的反馈给管理人员。协同平台上的安全管理多了监督功能，能够更好的将安全教育落实到位，使得施工作业更加高效，大大降低施工人员操作失误的安全系数。

（2）模拟施工

在BIM模型的基础上结合虚拟现实和增强现实技术，搭建具像化的虚拟施工环境，对施工过程进行动态模拟，参与演练人员能够以第一视角，身临其境的按照自己的职责模拟相关的操作，清楚的了解到具体施工工艺的操作过程，直观的感受到施工过程中存在的风险。在模拟过程中，对于易发生危险的工作面在模型上加以标识，来提高劳务人员的安全意识[8]。

3.结论

工程项目的规模正在逐步扩大，施工安全管理只有进一步的精细化，才能有效的减少事故的发生。将BIM技术等智慧建造各项技术渗透进施工安全管理乃至整个建筑工程的全寿命周期管理过程中，有效的减少安全事故的发生，科学的安排施工进度，有效的节约成本，使建筑业项目管理向更加智能化的方向发展，积极推动建筑业转型升级和持续健康发展。

参考文献

[1]李久林.智慧建造关键技术与工程应用[M].北京：中国建筑工业出版社，2017.12：3

[2]徐卫星，周悦.BIM+GIS技术在高校校园地下管网信息管理中的应用研究[J].施工技术，2017，46（06）：53-55.

[3]孙昊，韩豫，马国鑫等.融合BIM和RFID的建筑工人智能管理系统[J].工程管理学报，2017，31（02）：95-99.

[4]张伟胜.集成BIM与安全规则的不安全设计因素自动识别机制研究[D].清华大学，2015.

[5]陈丽娟.基于BIM的地铁施工空间安全管理研究[D].华中科技大学，2012.

[6]李霞，吴跃明.物联网+下的智慧工地项目发展探索[J].建筑安全，2017，32（02）：35-39.

[7]张先稳，许健彬.“互联网+”提升智慧工地安全管理[J].施工企业管理，2017（04）：42-44.

[8]李钰，吕建国.基于BIM和VR/AR技术的地铁施工信息化安全管理体系[J].工程管理学报，2017，31（04）：111-115.

（作者单位：西安建筑科技大学）