可视化技术在推进施工安全管理精益化中的应用分析

2022-05-07于硕硕宋纯飞何亚蕾

工程与建设 2022年2期

于硕硕，宋纯飞，何亚蕾

(瑞森新建筑有限公司，山东济南 250000)

0 引言

社会进步和发展带来了建筑产业的转型升级，目前已经有许多新的技术和手段不断被应用于建筑施工领域，为施工现场安全管理注入了更高效的指导性方法和解决方案。BIM技术作为建筑产业数字化转型的核心驱动力，通过对建筑的虚拟设计和模拟、运用可视化的技术手段，对施工现场的安全管理进行了革新和优化，为新形势下数字化安全管理描绘了宏伟蓝图。

1 安全教育可视化

安全教育作为人员入场培训以及安全知识宣讲的重要手段，在安全管理工作中发挥着重要的作用。项目如何利用数字化手段做好安全教育工作，是有序开展安全管理工作的第一步。

1.1 三级安全教育可视化

通过对入场人员实行实名制以及劳务合同管理，录入人脸识别及个人基本信息，为每一位入场人员建立个人专属档案。制作安全教育帽贴，张贴于安全帽之上，利用直观的可视化管理，便于监督全部入场人员安全教育情况，避免出现未经安全教育就进入施工现场作业的情况发生。对特种作业人员，实行有针对性的工种教育及月度安全教育，分配区别于普通工种的蓝色反光马甲，并根据不同特种作业张贴对应颜色的安全帽贴，注明特种作业种类，与其他工种实现明显区分和快速识别，达到高效可视化管理的目的。

1.2 可视化安全技术交底

目前施工现场作业人员素质参差不齐，对安全技术交底的内容理解和学习深度不同，如果按照以往的安全技术交底方式对工人进行思想灌输，很难达到预期的交底效果。利用BIM技术的优势，建立可视化的安全技术交底模式。通过对不同作业区域危险源的排查和分析，制作动画操作规程，在相应的施工区域进行公示，可起到醒目的提示作用。对于复杂的分部分项工程，运用BIM技术模拟施工过程，并对危险施工区域及操作过程做出明确标识，通过可视化技术对施工作业人员进行讲解及安全知识宣传。加深施工人员对安全技术交底的深入理解，提高安全作业的意识，减少安全事故的发生。

可视化不仅仅是虚拟世界的可视化，我们建造可视化模型的目的就是为了更加直观地了解所建造实体物体。虚实结合的可视化对于安全技术交底起到了双重作用，根据与BIM模型中所创建的虚体模型制作出局部具有代表性的实体模型供交底使用，如图1所示，并且实体模型还可以把项目建造过程中的技术让项目参观人员直观、迅速地进行了解。

图1 项目实体样板

1.3 安全体验区、VR体验区

“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。”许多安全事故的发生源于工人安全意识的薄弱，安全教育时讲解的安全注意事项以及安全隐患，对许多工人来说未曾切身经历过，因此对于现场的安全隐患视若无睹，也就产生了违章作业的可能。建立安全体验区及VR体验区，如图2所示，将现场可能发生的物体打击、高处坠落、触电、火灾、有限空间、钢丝绳使用、应急救援、逃生等进行模拟和演示，通过施工人员的参与和体验，了解安全问题的重要性并有针对性地宣传安全知识，让安全问题不再是口头上的说教和纸上谈兵，树立施工人员自我保护和安全第一的意识，进一步提高安全管理水平。

图2 项目安全VR体验区

2 集成视频监控系统

众所周知，造成施工现场安全事故的原因主要是人的不安全因素、物的不安全状态以及环境的不安全因素。但是偌大的施工现场对于有限的管理人员来说无法每时每刻做到无死角、全天候的监督和管理，而每个楼层、每个施工区域，甚至每个角落都有不同的施工作业人员。得益于数字化技术的推广与发展，先进的数字化监控手段被应用于施工现场安全管理。通过建立覆盖全域的视频监控系统，我们可以对施工现场的情况做到全面的掌握，甚至包括生活区、办公区等各个方面。为塔吊等大型设备安装吊钩可视化系统，不仅可以解决塔司吊运过程中视线受阻的问题，同时管理人员也可以通过监控系统对吊运过程有一个清晰的掌握。设立于塔吊高处的萤石云监控，可让我们以不同的视角去看待现场的安全生产情况，通过调整视频角度，可以清楚地了解每一个作业区域。数字监控配合安全帽识别系统，对于施工现场的不安全行为进行实时监控，可减少事故的发生。

3 可视化指导现场安全应急演练

应急演练是安全管理防控过程中必不可少的一部分，不但可以增加施工作业人员的安全意识，还能使相关人员对现场突发的情况合理应对。但以往的演练过程通常只能是讲解应急预案，然后实地进行演练，而目前我们积极探索应用BIM技术，将以往许多只能通过文字和图片进行展示的数据，通过建立数字化的三维模型进行相关展示。通过数字化建模，我们可以将演练场地、演练物资、演练人员、演练项目进行动态模拟，将原本只能存在于我们脑海中的演练过程通过三维的动态模型立体地展现出来，通过可视化和模拟从而不断地改进演练过程，最终将一个完善的应急演练展现在参与者的面前。通过可视化的预案交底，经过项目进行实际检验，可以较好地促进演练过程顺利进行。而对于应急疏散，我们也可从模拟施工过程中各个施工阶段入手，分析预测可能发生的安全事故，模拟不同的疏散过程，进而减少事故中可能产生的伤害。最后，针对工人生活区还可以创建单独的三维模型，指导工人在生活区发生安全隐患时能够进行快速逃生。

4 专项施工方案中可视化模拟的运用及优化

建设工程中存在着多种专项施工作业，相比于一般的施工作业方式，专项施工作业存在着较大的危险性以及较为复杂的施工作业方式，因此安全管理尤为重要。运用可视化的技术手段，建立专项施工方案的可视化模型，并依据模型对方案进行分析，改进优化专项施工方案。通过模型建立将施工步骤和施工工序进行直观的展现，降低现场施工人员理解的难度；通过模型展现施工过程中容易产生的安全事故，提高作业人员的安全意识及自我保护意识，避免安全事故的发生，确保专项施工方案的可实施性。

运用可视化手段还可进行专项施工方案的对比。在进行方案编制的过程中，针对于比较复杂的节点位置或是语言难以表达清楚的高大跨度位置，我们可以针对性地进行三维模型的建立。比如在项目楼顶上需要进行超重钢梁的吊装，而现场场地又十分狭小，对吊装位置和高度要求很高。此时就可以针对现场情况进行相关建模，清晰直观地将现场复杂情况展现出来，针对性地解决问题、制作方案。可视化技术尤其是可以针对较难操作的施工技术进行建模演示，这正是可视化技术的魅力所在，比如在高支模、深基坑、起重机械安拆、脚手架搭设、重型设备吊装等，如图3所示。

图3 高支模模型建立与脚手架模型建立

5 数字项目管理平台可视化管理

广联达数字项目管理平台应用BIM技术和“云大物移智”等数字化技术，对施工现场的关键要素做到了全面感知和互联，实现施工现场数字化、在线化、智能化。数字建筑平台在安全管理方面汇集了劳务系统、基坑监测、配电箱、塔机监测、安全管理平台等多个模块。通过劳务系统模块，我们可以对现场的作业人数、出勤情况、人员分布、入场、退场情况等有直观的了解，平台将所有的数据以数字化的形式进行展现，如图4所示。

图4 数字项目管理平台

通过基坑检测系统实现基坑的实时监测，监测数据同步上传平台，基坑安全以可视化的形式显示，实现实时监测、超限预警、危险报警，做到基坑安全可控。利用传感器、监控系统以及互联网技术，将塔机的安全数据、吊运情况、碰撞预警以及塔司身份数据等信息上传平台，实现全过程、可视化的塔吊安全监控，如图5所示。配电箱安装智能电表，并与数字化管理平台互联，将配电箱的实时数据上传，对于出现的违规用电、非正常用电情况及时预警，监控配电箱施工情况。运用安全管理平台，通过巡检将发现的安全隐患上传平台，根据隐患数据进行分类整理，并对隐患进行分析，以图表的形式进行展现，实现安全管理数据的可视化展示。