赵伟川　瞿佳依

摘要：针对当前建设项目施工技术难度大、环境复杂、工人行为难以监控的特点，本文从保障施工安全和降低事故发生率的角度，分析了当前建筑行业存在的主要安全问题，主要包括安全管理意识薄弱、安全教育培训不足、安全管理方法落后等。基于上述问题着重提出了基于BIM的施工过程模拟，基于BIM的数字化安全培训，基于BIM的安全奖励制度体系建立和基于BIM的事故调查分析等措施。希望通过BIM技术结合其他技术实现建筑行业安全管理高效、安全事故发生率低的美好局面。

关键词：BIM；建筑工程；施工；安全管理

中图分类号：TU17 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）30-0053-03

0引言

基于建设项目施工环境复杂，交叉作业多，技术难度大，工人行为难以监控等特点，建筑业已经成为全球的一大高危行业之一。施工现场的安全不仅会影响了施工的效率和效益，如果管理不善也会给社会带来负面影响。因此，对建筑设计、施工技术的先进程度要求越来越高，需要建筑设计与施工方法的不断创新与变革，以此来减少施工现场的人员伤亡和财产损失，保障施工现场的健康与安全运行。鉴于此问题的解决，suermann（2009）指出，设计人员、施工管理人员和承包商可以利用建筑信息模型（BIM）结合其他技术更有效地完成任务，从而高效解决建筑业的安全管理问题。

关于BIM的定义很多文献都有描述，英国建设项目信息委员会（CPIC）将其定义为：“BIM是一个建筑设施物理和功能的数字表示，它创建了一个利益相关者共享知识资源的网络平台，旨在项目的全生命周期（从概念阶段到拆除阶段）为项目提供可靠的决策”。因此，对于本文从BIM有助于帮助现场实践者和操作人员提升安全意识、掌握和理解施工动态环境的角度出发分析了BIM如何改进施工现场的健康和安全问题。

1基于BIM的安全管理文献综述

建筑业中关于BIM的大部分研究都集中在预施工和设计阶段，最近Davies and Harty（2013）的一个研究却是例外的。Malekitabar et al（2016）认为运用BIM进行施工安全问题的自动化识别需要掌握安全风险的诱因，这些诱因可以在设计阶段进行检查。Zhang et al（2013）开发了一个基于设计和施工规划阶段的一个自动化风险识别和校正平台。Larsen and Whyte（2013）。引研究了设计人员的设计工作对施工现场操作的安全影响，4D BIM技术的运用可能会提升职业安全。

郭红领等（2014）通过对施工现场事故和安全规范进行调查，对施工现场的危险区域进行了分类，识别了危险源和危险因素，进而通过结合无限射频技术、BIM技术以及Zigbee无线网络技术，提出了基于RFID和BIM的施工安全预警模型。仲青等（2015）对RFID和BIM的集成应用进行了深度剖析，阐述了集成原理，对建筑业实现施工的自动化，信息化，无纸化，可视化有着至关重要的意义。

郭红领等（2014）等利用BIM技术和PT技术（定位技术）对工人的不安全行为预警机制进行研究，通过对工人的不安全行为分类，工人不安全行为预警信息需求分析，最后构建了基于BIM和PT技术的工人不安全行为预警系统。施庆伟等（2016）针对目前施工现场安全预警困难的情形，建立了基于系统动力学和BIM的施工安全风险预警决策仿真模型，使用Vensim PLE软件对施工安全风险预测及控制优选过程进行仿真，利用仿真结果对施工现场的人员，设备机械，材料进行优化布置，提升了施工现场的安全管理效率。

2建筑工程安全管理中存在的问题

2.1安全管理意识淡薄

目前，施工现场主要是通过监理单位的管理如现场安全员的监督或者制定一些安全规章制度来管理施工现场的安全。基于成本和技术条件的限制，很少有施工单位愿意利用BIM和其他可视化技术来进行现场的安全管理，即使使用了BIM技术，也是主要放在成本的控制和进度管理，而非安全。这主要是由于承包商或者分包商现场没有预计到BIM给项目安全管理带来的价值增值。总体而言，目前大多数承包商缺乏使用BIM技术进行安全管理的意识，并且也没有意识到BIM在建筑工程安全管理的潜在价值。

2.2安全教育培训不足

由于我国建筑行业不论是企业还是个人的准入门槛都较低，导致施工现场的人员的学历和受教育程度参差不齐，有些现场操作人员极其匮乏安全教育知识，加之企业又不愿意在安全教育培训上进行大投入，致使施工现场安全事故频频发生。目前施工现场也缺少利用BIM技术管理安全的尖端人才，所以让BIM技术进行安全管理一直都是纸上谈兵。

2.3安全管理方法落后

目前，施工单位还多是采取操作人员佩戴安全服饰，制定相关的安全管理规章、制度进行安全管理。这种安全管理的方法不仅浪费时间和人力资源，而且还低效，达不到高效控制施工现场安全的目的，所以当前必须对传统的安全管理方法进行革新，研究出更加高效的安全管理模式。因此，BIM技术为建筑工程的安全管理提供了一种新的思路和方式，不可否认的是传统的安全管理方式与基于BIM的安全管理方式会有不相融合的地方，但是我们可以对传统的管理方法弃其糟粕，取其精华，将其融合到基于BIM的安全管理模式上。运用BIM技术進行安全管理的另一壁垒就是各利益相关者基于内部知识的价值性和保密性而不愿意在BIM平台上共享资源。

2.4场地狭小，协调困难

随着地价的不断飙涨，当前开发商总是想方设法对建设用地进行最大化极限使用，竭尽全力用最少的地赚取最大的利润，这导致施工现场可利用的施工场地和施工空间极其狭小、材料摆放不合理和运输困难、加工棚无法搭建㈣。各专业交错施工时，致使在传统项目管理方式下施工难度增加，生产效率低下，结果是安全隐患和安全事故越来越多。endprint

3基于BIM技术的建筑工程安全管理分析

3.1基于BIM的施工过程模拟

施工现场通常集中了大量的设备机械、材料和人，而且，随着建设工程项目复杂度的提升，不同作业或者施工工序在施工时会存在大量的冲突，致使安全事故频频发生。因此利益相关者可以利用BIM虚拟施工技术，结合视频智能监控技术，进行施工全过程模拟和碰撞检查，进行可视化施工安全管理。通过BIM技术和4D CAD对机械与机械的碰撞、机械与人的碰撞、道路的可行性、临时设施的布置、消防要求和场地的规划等方面进行危险因素和安全隐患识别，根据各类危险因素和安全隐患发生的概率和影响程度，以及各施工工序随进度对人材机的需求变化不断调整计划，动态规划，合理部署，最大限度的提高场地利用率，这对缩短工期，降低成本和减少高处坠落、机械打击等安全事故都具有重要的意义。

3.2基于BIM的数字化安全培训

BIM具有可视化、协调性、信息完备性和交互性等特点，在BIM平台上各利益相关者共享资源，由此可将BIM作为安全培训的数据库，施工人员和现场管理人员可以在三维可视化环境中学习特殊工种、复杂工序的施工方法，现场大型机械设备的使用方法以及现场用电培训，实现完全区别于传统安全管理方式的智能化、信息化、数字化安全培训。这不仅可以提高安全管理的效率，还能降低由于安全事故造成的财产损失和工期增加。Chunling and Renjve（2010）调查了基于BIM的数字化安全培训，调查表明，无论施工人员的教育背景和技术水平高低，科学的培训模式和安全培训课程将改善操作人员施工的安全性。

3.3基于BIM的安全奖励制度体系建立

目前安全管理低效除了安全培训和安全投入不足等原因，另一个重要因素就是缺乏科学的安全管理制度，各人员责任模糊不清。如果单单依靠提升技术来提升安全管理的效率，也是不能够从本质上解决安全管理问题。通过国内外大量的研究表示，如果能够利用BIM技术和其他信息技术如RFID技术制定一套完善、科学、高效的安全奖惩制度体系，那么安全管理必将成为企业的一大优势。

基于BIM的安全奖励制度体系具体流程如下：首先，给现场每一位工作人员分配一张带有射频识别功能的卡片，该卡片是其身份的表示和象征，现场的安全管理人员通过本地服务器中的BIM模型以及利用RFID的识别功能对工人实时监控和预警，工人的每一次违规行为都将被记录在卡片中。每周清查一次工人的卡片记录，给予相应的加分和减分。如果发生不是由于工人个人过失造成的安全事故，如坍塌等，这将给设计方、施工方、监理方等责任方的卡片扣分。这样的安全奖惩制度能够明确责任而且不具有感情色彩和主观因素，具有较高的说服力。

3.4基于BIM的事故调查与分析

当前的研究主要集中在项目生命周期的各个阶段发现潜在的安全隐患，然后采取对应的安全措施予以排除。但是再好的预警系统也不能保证100%不发生安全事故，所以基于BIM技术对已發生的事故进行调查，防止在以后的施工中出现类似的安全事故是对当前安全管理研究的一种补充和完善。具体做法就是在事故发生以后，首先保护好现场，然后将事故的发生经过进行影像扫描，录入到本地服务器中的BIM模型中，BIM安全管理技术人员结合监控录像对整个事故进行情景重现，找出导致事故发生的根本原因，以便下次遇到同样的状况时，能够提前做好安全预防措施。

4结论

本文根据目前建筑工程安全施工阶段安全管理的现状，对基于BIM技术的安全管理在施工阶段的运用进行了重点分析。施工现场的安全管理必须对传统的安全管理方式进行革新，不断采取新的技术，使施工现场的操作人员乐于与设计师分享他们的知识和经验，利用BIM的潜力把现场的经验思想赋予到设计上。要实现BIM全行业渗透，就需要承包商、现场管理人员、高端技术人才意识到BIM在安全管理上的重要潜在价值，然后做好准备迎接变革。当前，建筑行业极度缺乏高水平BIM人才，因此必须采取新的教育战略培来满足行业对人才的需求。endprint