公路工程安全信息化应用研究

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【摘要】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。

【关键词】安全管理；BIM技术；BIM＋GIS应用；物联智能设备

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。近些年随着我国大力开展基础设施建设，山西路桥集团快速发展，大规模、高难度的工程项目也呈现逐年增多的趋势，采用传统的管理模式，在项目管理的质量、安全、成本、进度、资料等多个方面存在着明显的不足，对于项目的利润和运维成本产生比较大的影响。BIM技术因优秀的协同性，良好的可视化、模拟性和优化性［1］，对项目管理的各个方面都产生了较大的促进作用，特别是对于安全管理，从最初的虚功实作向实功细作转变，大大提高了管理实效。

1基于BIM技术的安全管理优势

BIM技术是对数字信息的应用，是以三维立体为基础而建立的对建设工程进行总体的整合，形成一个直观的三维空间模型；安全管理是围绕工程建设安全，假想生产过程各种不安全因素，形成一个抽象的管控体系；在安全管理中融入BIM技术，使抽象管控体系与直观三维空间模型结合，构建集成管理环境，实现可视化管理、仿真模拟环境控制。将安全过程管理纳入BIM时间维度，模拟施工建设的过程，多角度了解施工流程，分析施工安全风险，评估生产安全性、可行性，制定事先预防控制措施，建立动态预防、检查、应急机制，从而最大程度规避安全风险，增强防控管控能力，保障生产安全。

2BIM技术在安全生产中的应用

安全事故发生的主要原因是人的不安全行为、物的不安全状态、管理缺陷，安全生产管理重点也就是对生产活动中人员、机械、材料、方法、环境等生产要素的安全管控，利用互联网信息化手段，将安全管控要素和BIM技术进行深度融合，促进安全管理数宇化建设？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1成为工程建设管理者麼爵解决的问题。因此，只有施：工现场的安全管理模式向现代化、僚息化和智能化转变，才能提肩宏全管理水平。建立BIM模型慎息管理平脅＋GIS地图人员定位系统两三维模胃賃沙盘，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？实时拿握人员动态和工作轨迹T查看三维模型中人员分布情况以及密集场所用工情况，做到零粗离集约管控，分析施工作业工序用：工情况，在线对人员迸行调度指挥、智能售理。在施工．过程中如发生獒发安全＿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摄1；作＆如图1所示。2．2基于BIM技术的培训教育、技术交底应用。施工现场由管人的不安全行为导致的安全事故频发，安全教會培训就显得尤为熏襄＊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、安全凤险信息及参数，以及采取的防护措施和三违行为造成的安全事故虛用场景6通过分解施工BIM三维模型，讲解每一道拆分X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，嘗之有物能促进施工人员对培训内容的认知。应用BIM＋VR／AR技术让施工人贲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寰，切实感．受工程施工中舶危险，潜移默化地增强安全倉识，在施工现场作业中减少各种安全违章行为，保证施工安全，如图2所示。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迸行全面辨识＇评钴、制定着控措施，在传统凤脸辨彳只、评估过程中，需粟．卖践工作经验丰會的人们集中起，根据施工工0、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。而刺用BIM技术可以建立盤个项目的信息化模型，对项目BIM模型进行全过程漫游，模拟分解为一步一歩的施工栝动，将模型中存在的潜在风险全茴挖掘辨识，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；伺时将童大、较大风险相关倩息标法在模型沙盘的构件族上显示，it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BI1［技术的机械设备管控应用。机械设备的管理是一个系统工程，机械设备管理水平的霄低跟企业的键济效益、安全生产有着直接的关系f为使工程項g“显性成本”和w隐性成本力得到有效控制，应探索和采用先进的管理维护方法，．实施智能化数宇＇化管＿，不断提升设备安全性和利用率B利用BIM．＋GIS地图三维模塑沙盘建3：机械管理询度指挥系统，在机械设备上安装智能终端，采集设备，将传感器端和定位．器固定在施工机械上，用于获取施工机械工作状态和安全状态数据；实时监控设备的作业状态，包括工时、定位轨迹、油耗、违章等具体运行数据償息＊网铬服务端与BIM＋GIS的地图三维模型腎慧沙盘之间数据相交互，实现施工现场放指定施工机械与BIM模型中的虚拟三维机械模型一一对应，规场采集的施工机械相关信息在BIM模型中得到实时、，：寘观的表现；余面感知施工现场，随时掌握机械设备工作动态＿，形象：塞澳远程搰挥、调配机械，卖现＿距离集约管控，．可视化智能决策。如图3所示。2．5基于BIM技术的安全设施标准化施工。在工程项目建设工程中，安全生产设施的投人正在逐渐增加，尤其对于大型、特大型项目及危险性较大工裎，安全设施的标准化建貴成为保障安全生产的重要措施，也：＆．展现一个项：目、一个企业的重蘩窗R。利用BIM技术建立宏全设施的标准化构件库，可快速对不同类型、不同等级的项目安全敎施进行方案模拟以及造价分析，供决策者更好地进行决策。树建工程项自的三维模型，根据风险辨识结果以及常见安全隐患，绘制安全防护标准化在BIM模虐上布置；建立安全防护标准化构件族的摸型库，以作业工序为主线，构建临建、路基、桥梁、隧道、路面等工程的安全设施构件族，通过BIM三维实景模型直观展示每一步的安全防护标准化要求，用于施工安全技术交底6R根本上＿决因安全防护设施i量置标准不－响现场整体安全文明施工；效果s如图‘所示，施工过程中利用安全管理系统羊机APP端进行现场安全设施验收，拍摄安裝防护设施效果．图片交E到模，型沙盘与防护标准化构件族对比显示是否达标，以此促迸安全标准化落地；．严格实行每道工序安全设施验收制度，保证安全防护设施先于主体施工，保障施工生产安全，推，进安全经费有效投人。如5．，所示。2．6基于BIM技术的隐患排查治理。在项目施0：过程中，隐患排查治理是过程管控的重点，如何找出当前施工？度下可能存在的不同类型安全障患是工作的难点＊建立工程BIM模型，熟悉项目特点和施工过程中可能存在的安全问题，根据当前施工迸度应用BIM技术模拟施工状态》列出当前事放隐患汇总建立安余检查模型有针对性地编制当前安全捡查计划，手机APP系统对施工现场对比排查，准确找出项目安全隐患并提出相应的处理方案，现场实时拍照同步上传，运用移动互联技术，将安全问题交；￡在模型沙盘上予以标注，让管理人员在H维模型沙盘上直观查着霄目隐患分布位置及数量，为决策提供依据，对施工现场进行義异化營控a2．7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財太都按照：经验进行，无法系统地将工程僚息、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＋4IS的地缚三．維模型沙盘＃将各种应急资源聱合嵌人模型沙盘，提前进行应詹、流程模拟。逋过模拟动画，发现虛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何，．将损失降到：最低。利用应急漫游动爾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S急全部流程，提高从业人员应急技能和安全賣识。13在工＊＊设过程中将人、材、机、管．、环境风险等生产要素与BIM＋GIS的地图三维模型抄盘进行有效的信息交互，形成整体联动、實观可视的安全管控和应急体系，实现零距离集约管控，将太大提高建设周期内安全生产可控性．提高突发事件应急救援处置时效性．实现安全智能高效发展。如餌6所示。

3总结

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＾建设的基石，安全数宇化应甩是安全发展的必由之路，把BIM和云、大、物、移、智等数宇技术集合，对安全生产“人、机、料、法、环”等关键要素做到全面感知和实时五联，让整个工程建设项目安全管理实现系统化＇数宇化、智能化，让参建各方：毋亭宏全数字慣息，全面提高安全管理效率和水平，将是今肩安全发展的新趋势。

作者:赵海元 单位:山西路桥智慧交通信息科技有限公司