公路工程安全信息化應用研究
時間:2022-11-18 10:55:25
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【摘要】現階段工程建設行業從高速發展向高質量發展轉型的關鍵時期,面對多交叉、高技術的綜合而又復雜的系統工程,建立“安全信息化+BIM”的安全管理模式,將人、機、料、法、環等生產要素結合物聯技術,融入BIM+GIS三維空間,構建集成管理環境,有效提高企業管控效率;利用BIM技術構建仿真施工環境,進行培訓交底、風險辨控、應急模擬演練,提高安全工作實效;將安全大數據與BIM模型相結合,實現零距離的管理決策。
【關鍵詞】安全管理;BIM技術;BIM+GIS應用;物聯智能設備
現階段,工程建設行業隨著整體經濟潮流,從高速發展向高質量發展轉型,面對多主體、多人員、多工種、多專業、多設備、多交叉、高技術的綜合而復雜的系統工程,要做好安全生產,實現安全文明施工,就需應用系統、科學方法進行管理。建立“安全信息化+BIM”的數字化安全管理模式,將人、機、料、法、環等生產要素結合物聯技術,融入BIM+GIS三維空間,構建集成管理環境,有效提高企業管控效率;利用BIM技術構建仿真施工環境,進行培訓交底、風險辨控、應急模擬演練,提高安全工作實效;將安全大數據與BIM模型相結合,實現零距離的管理決策;提高企業自主管控效率的同時提升監管效能,降低安全風險和減少事故隱患,全面推進安全發展。近些年隨著我國大力開展基礎設施建設,山西路橋集團快速發展,大規模、高難度的工程項目也呈現逐年增多的趨勢,采用傳統的管理模式,在項目管理的質量、安全、成本、進度、資料等多個方面存在著明顯的不足,對于項目的利潤和運維成本產生比較大的影響。BIM技術因優秀的協同性,良好的可視化、模擬性和優化性[1],對項目管理的各個方面都產生了較大的促進作用,特別是對于安全管理,從最初的虛功實作向實功細作轉變,大大提高了管理實效。
1基于BIM技術的安全管理優勢
BIM技術是對數字信息的應用,是以三維立體為基礎而建立的對建設工程進行總體的整合,形成一個直觀的三維空間模型;安全管理是圍繞工程建設安全,假想生產過程各種不安全因素,形成一個抽象的管控體系;在安全管理中融入BIM技術,使抽象管控體系與直觀三維空間模型結合,構建集成管理環境,實現可視化管理、仿真模擬環境控制。將安全過程管理納入BIM時間維度,模擬施工建設的過程,多角度了解施工流程,分析施工安全風險,評估生產安全性、可行性,制定事先預防控制措施,建立動態預防、檢查、應急機制,從而最大程度規避安全風險,增強防控管控能力,保障生產安全。
2BIM技術在安全生產中的應用
安全事故發生的主要原因是人的不安全行為、物的不安全狀態、管理缺陷,安全生產管理重點也就是對生產活動中人員、機械、材料、方法、環境等生產要素的安全管控,利用互聯網信息化手段,將安全管控要素和BIM技術進行深度融合,促進安全管理數宇化建設?2.1基于BIM技術的人員定位系統應用。公路工程施工交叉作業面多、參建單位多、施工專業多,工程管理人員與一線施工人員之間協調難度太,安全風險大。如何降低人員安全風險1成為工程建設管理者麼爵解決的問題。因此,只有施:工現場的安全管理模式向現代化、僚息化和智能化轉變,才能提肩宏全管理水平。建立BIM模型慎息管理平脅+GIS地圖人員定位系統兩三維模胃賃沙盤,應用智能定位終端設備,將施工人員分布情況'運動軌跡以及人員身份等僨息通過無線接人的方式上傳數據,與模型沙盤交互?實時拿握人員動態和工作軌跡T查看三維模型中人員分布情況以及密集場所用工情況,做到零粗離集約管控,分析施工作業工序用:工情況,在線對人員迸行調度指揮、智能售理。在施工.過程中如發生獒發安全_件時,通過觀看三維模型沙盤指揮事故現場人員疏敢,調動周邊人力資源開展應急救攝1;作&如圖1所示。2.2基于BIM技術的培訓教育、技術交底應用。施工現場由管人的不安全行為導致的安全事故頻發,安全教會培訓就顯得尤為熏襄*而傳統的口述、書面安全教育培訓效果甚微,改進方法很有必要。建立以班組作業現場的BIM三維實景模型,在模型中標注班組活動中相關安全技術、安全鳳險信息及參數,以及采取的防護措施和三違行為造成的安全事故虛用場景6通過分解施工BIM三維模型,講解每一道拆分X序的安全要求對施工人員進行交底,直觀和準確地了解現場的狀況,能展現安全培訓的現場感,嘗之有物能促進施工人員對培訓內容的認知。應用BIM+VR/AR技術讓施工人賁進行預先的虛擬施工#及時發現及體驗施工過程中可能發生的一系列高危場寰,切實感.受工程施工中舶危險,潛移默化地增強安全倉識,在施工現場作業中減少各種安全違章行為,保證施工安全,如圖2所示。2.3基于BIM技術的安全風險管控應用。在建設工程管理中,安全風險分級管控是在項目施工之前,將施工過程可能發生的危險迸行全面辨識'評鈷、制定著控措施,在傳統鳳臉辨彳只、評估過程中,需粟.賣踐工作經驗豐會的人們集中起,根據施工工0、施工方案等抽象去識別潛在風險因素,常常存在辨識不全、措施不到位前問題。而刺用BIM技術可以建立盤個項目的信息化模型,對項目BIM模型進行全過程漫游,模擬分解為一步一歩的施工栝動,將模型中存在的潛在風險全茴挖掘辨識,進行風險評估、分級,根據風險特性和等級制定科學的解決方案,并針對解決方案進行模擬驗證是否可行,使施工安全風險在事前得到有效防控;伺時將童大、較大風險相關倩息標法在模型沙盤的構件族上顯示,it管理者隨時査看獲取風險信息,及時開展風險巡查,及時規避和控制施工過程風險。2.4基于BI1[技術的機械設備管控應用。機械設備的管理是一個系統工程,機械設備管理水平的霄低跟企業的鍵濟效益、安全生產有著直接的關系f為使工程項g“顯性成本”和w隱性成本力得到有效控制,應探索和采用先進的管理維護方法,.實施智能化數宇'化管_,不斷提升設備安全性和利用率B利用BIM.+GIS地圖三維模塑沙盤建3:機械管理詢度指揮系統,在機械設備上安裝智能終端,采集設備,將傳感器端和定位.器固定在施工機械上,用于獲取施工機械工作狀態和安全狀態數據;實時監控設備的作業狀態,包括工時、定位軌跡、油耗、違章等具體運行數據償息*網鉻服務端與BIM+GIS的地圖三維模型腎慧沙盤之間數據相交互,實現施工現場放指定施工機械與BIM模型中的虛擬三維機械模型一一對應,規場采集的施工機械相關信息在BIM模型中得到實時、,:寘觀的表現;余面感知施工現場,隨時掌握機械設備工作動態_,形象:塞澳遠程搰揮、調配機械,賣現_距離集約管控,.可視化智能決策。如圖3所示。2.5基于BIM技術的安全設施標準化施工。在工程項目建設工程中,安全生產設施的投人正在逐漸增加,尤其對于大型、特大型項目及危險性較大工裎,安全設施的標準化建貴成為保障安全生產的重要措施,也:&.展現一個項:目、一個企業的重蘩窗R。利用BIM技術建立宏全設施的標準化構件庫,可快速對不同類型、不同等級的項目安全敎施進行方案模擬以及造價分析,供決策者更好地進行決策。樹建工程項自的三維模型,根據風險辨識結果以及常見安全隱患,繪制安全防護標準化在BIM模虐上布置;建立安全防護標準化構件族的摸型庫,以作業工序為主線,構建臨建、路基、橋梁、隧道、路面等工程的安全設施構件族,通過BIM三維實景模型直觀展示每一步的安全防護標準化要求,用于施工安全技術交底6R根本上_決因安全防護設施i量置標準不-響現場整體安全文明施工;效果s如圖‘所示,施工過程中利用安全管理系統羊機APP端進行現場安全設施驗收,拍攝安裝防護設施效果.圖片交E到模,型沙盤與防護標準化構件族對比顯示是否達標,以此促迸安全標準化落地;.嚴格實行每道工序安全設施驗收制度,保證安全防護設施先于主體施工,保障施工生產安全,推,進安全經費有效投人。如5.,所示。2.6基于BIM技術的隱患排查治理。在項目施0:過程中,隱患排查治理是過程管控的重點,如何找出當前施工?度下可能存在的不同類型安全障患是工作的難點*建立工程BIM模型,熟悉項目特點和施工過程中可能存在的安全問題,根據當前施工迸度應用BIM技術模擬施工狀態》列出當前事放隱患匯總建立安余檢查模型有針對性地編制當前安全撿查計劃,手機APP系統對施工現場對比排查,準確找出項目安全隱患并提出相應的處理方案,現場實時拍照同步上傳,運用移動互聯技術,將安全問題交;£在模型沙盤上予以標注,讓管理人員在H維模型沙盤上直觀查著霄目隱患分布位置及數量,為決策提供依據,對施工現場進行義異化營控a2.7基于BIM技術的應急救援處置。應急管理是人、機、環境、管控流程的緊密協調配合的工作機制,以往在編制應急預案財太都按照:經驗進行,無法系統地將工程僚息、時間節點、空間環境和人、材、機、管等資源進行有效結合,基于BIM+4IS的地縛三.維模型沙盤#將各種應急資源聱合嵌人模型沙盤,提前進行應詹、流程模擬。逋過模擬動畫,發現虛急過程中存在的問題,根據問題有針對性地制定處置措施,優化應急預案*確保應急工作的科學性、聯動性、實操性、動態性,大大減少應急救援反應時何,.將損失降到:最低。利用應急漫游動爾向各層級人員進行技術交底和應急培訓,以第一視角直觀地演示S急全部流程,提高從業人員應急技能和安全賣識。13在工**設過程中將人、材、機、管.、環境風險等生產要素與BIM+GIS的地圖三維模型抄盤進行有效的信息交互,形成整體聯動、實觀可視的安全管控和應急體系,實現零距離集約管控,將太大提高建設周期內安全生產可控性.提高突發事件應急救援處置時效性.實現安全智能高效發展。如餌6所示。
3總結
當前隨著BIM應用環境的不斷完善,BIM軟件產品的逐步成熟,BIM技術向工程建設全面管理拓展,安全生產作為工^建設的基石,安全數宇化應甩是安全發展的必由之路,把BIM和云、大、物、移、智等數宇技術集合,對安全生產“人、機、料、法、環”等關鍵要素做到全面感知和實時五聯,讓整個工程建設項目安全管理實現系統化'數宇化、智能化,讓參建各方:毋亭宏全數字慣息,全面提高安全管理效率和水平,將是今肩安全發展的新趨勢。
作者:趙海元 單位:山西路橋智慧交通信息科技有限公司
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