BIM技术在建筑工程安全管理中的研究与应用

   1.1  研究背景

  随着经济的快速提升，房屋结构样式日新月异，体量庞大。与此同时，施工现场的安全管理问题面临着空前挑战，施工现场工作环境的特殊性，注定了施工企业是我国安全事故发生最频繁的企业之一，施工企业安全施工的保证程度决定了企业各方面的利益。安全不仅代表着一个企业的形象，还是保证经济效益的重中之重。因此，在建筑行业中，安全问题必须受到重视，如何更加高效的对施工过程进行安全管理是我国目前发展的研究课题。据国家统计局表明如图 1-1，建筑行业产值度呈现稳步增加趋势，图 1 表明，到 2018 年底，我国建筑业总产值大约 237488.9 亿元，比上一年的同阶段增加 11%。建筑业参与工人人数较多，工人层次和水平差异较大，致使安全事故频发。

  据统计，截至 2018 年 10 月份，全国共发生房屋建筑类的安全生产事故数为 648起如图 1-2，死亡 724 人，与 2017 年相比，事故起数增加 38 起，增长 6.15%，死亡人数增加 34 人，增长 4.59%。我国发生次数最高且伤亡人数最多的是坍塌事故。例如 2018 年 4 月 27 日银川市新建的综合保税区展览中心工程造成 1 人死亡的高处坠落事故。2018 年 4 月 12 日河南省平顶山市高新区科技园区 20#厂房二次装修改造工程，发生高处坠落事故造成 2 人死亡。2018 年 4 月 7 日吕梁兴县友兰中学图书馆艺术综合楼项目，发生脚手架倒塌，其中 2 人致死。当今时代是科技化与信息化的时代，工程项目信息化程度决定了企业的综合管理水平。2014 年住建部发布的《关于推进建筑业发展和改革的若干意见》指出，BIM 的发展应该以提高建设效益为核心目的。同时，各省、市、自治区也对 BIM技术做了相关行业标准，比如北京市规划局提出自 2014 年 9 月 1 日起，BIM 的应用过程以资源、交付及方案的深化为基础，规范 BIM 的设计内容；辽宁省相关建设部门对 BIM 模型的标准提出了新的要求。互联网、物联网、FRID、GPS 等新技术的发展，必然会对建筑业智能化、精细化的管理提供技术支持，将 BIM 应用到建设的过程中，是提高信息化产业的必然要求。

   1.2  研究意义

  本文通过查阅相关资料，了解建筑工程安全管理相关的法律法规和标准，然后进行实地调研和问卷调查，对建筑工程现场主要危险源进行分类，创建了 BIM技术在建筑工程安全管理中应用的评价指标体系，并用改进的 AHP 法进行各指标权重的计算，最后用多层次模糊评价法对建筑安全管理水平进行评价和研究。本文研究的意义主要包括: （1）通过对建筑工程安全管理的理论和 BIM 技术的概念进行阐述与分析，找到两者的相通性，研究表明 BIM 技术应用于建筑工程安全管理的可行性，对建筑工程安全管理具有优势。（2）建立了 BIM 技术在建筑工程安全管理中应用的评价指标体系，利用改进的 AHP 确定各指标权重，对安全管理效果进行模糊评价，表明 BIM 应用于建筑工程安全管理领域的效果明显，为以后的研究提供了参考。（3）本文将 BIM 技术应用于具体的工程项目中，验证了其应用的具体效果，为以后的 BIM 技术应用于建筑工程安全管理提供了借鉴。本文结合国内外相关文献资料，对建筑工程安全管理和 BIM 技术理论分别做了相关阐述，论证了 BIM 技术应用的优点和可行性，构建了 BIM 技术安全管理评价体系，并选取具体的工程案例进行分析和佐证。第一部分是绪论，对本文的研究背景和意义进行概述，表明我国现阶段建筑工程安全管理的严峻形势和 BIM 技术的新颖性，通过对国内外现状作对比研究，发现 BIM 技术在建筑工程安全管理领域的研究价值。第二部分是安全管理和 BIM 技术理论概述，采用实地调研和问卷调查相结合的方式，了解建筑工程现场危险源的分类和传统模式下各参建单位对安全管理的应对措施，又分析了 BIM 技术的应用情况和存在的问题，找出了 BIM 技术应用的优势及可行性，为下文 BIM 技术的应用研究作铺垫。第三部分首先介绍了 BIM 技术应用的组织架构，然后对 BIM 技术在建筑工程安全管理领域中的应用进行了研究，主要包括 BIM 信息模型的创建、BIM 安全管理平台的搭建、可视化安全技术交底、高大模板工程支撑体系的安全管理和建筑临边洞口的安全管理，最后搭建了 BIM 技术在工程施工安全管理中的评价体系。第四部分是具体工程案例的应用分析，结合具体的工程案例，验证了 BIM 技术在建筑工程安全管理应用的价值，并应用改良的 AHP 和多层次模糊综合评价法，定性定量的分析其应用效果，为以后的相关分析提供了很好的参考价值。 

   2.2  建筑工程安全管理分析

  （1）建筑工程安全管理的概念，建筑安全管理是一门综合性学科，它包括工程项目所处的环境中的全部事物，主要内容是对安全生产过程中的指导、规划、检查和决策。可总结为场地中的机械设备管理、施工的一些技术方法、人和物的活动状态等几方面。（2）建筑工程项目安全特征，与一般工业生产的过程管理不同的是，这种领域的管理形式受多种因素影响，比如受某种建筑产品、产品的固定形式和产品的生产过程等各个方面的不同程度的影响，使得工程项目形成了复杂多变和不确定性的特征，建筑工程安全管理应用的研究主要侧重于安全生产和控制，体现了管理方法的综合决策性。协调好安全、速度与效益三方面之间的关系，保证安全管理有组织的进行，制定相关措施制度，完善体系建设，才能加强全过程安全管理。（1）事故因果连锁理论美国学者海因里希在十九世纪中期提出了事故因果连锁模型，该模型将其原理比喻成多古诺骨牌效应。有五张反应建筑生产过程事故易发的核心纸牌，但是如果清除其中某张纸牌的安全隐患，这个连锁反应会马上停止，在建筑工程施工现场施工机具状态的危险源是人和物的不安全状态、现场安全管理人员的水平、事故的技术水平和人员综合素质。因此施工现场必须要确保施工现场各人员的状态和施工使用机具的状态。专家调查法是通过个人进行判断去识别危险因素的方法，这种识别形式更直观，一般情况下当资料数据缺乏时，或者是其他的预测方法难以预测时会优先采用此方法。头脑风暴法是对思维进行刺激的过程中，产生新的思维。它强调的是瞬间思维带来的风险数量，其在进行中不用讨论也无需批判，只需要列出所能想到的可能性，专家之间可以采纳新的讨论出来的信息，相互启发，综合分析后形成的思想。在反复举例的研究中，使得更全面和科学的辨别潜在的危险源。分解分析法是一种综合性的数学分解方法，这种方法主要原理是将一些比较复杂的事故问题经过处理分解后形成若干个小的组成部分，去除一些比较主观的和偶然性较强的事件，找出存在的安全问题的本质特征，使得分析过程有很强的系统结构性。现场观察法的本质是分析者为了更大限度的了解实际情况，进入到工地现场，通过实地调研获取与如何增强安全管理效果有关的信息，对危险源准确定位。比如对工程材料使用情况的了解，对工程进度及工程安全性的了解。流程图分析法用于工程建设安全管理中，其原理是将影响事件发生的一些因素找出来，用一些不同的符号表示各种子事件之间的关系，实施表达各专业间的关联，项目作业流程代表部门作业关系的先后顺序。流程图法使得分析结果更加清晰和简洁明了，并对影响安全管理的因素进行动态捕捉。

  3.1 BIM 技术在建筑工程安全管理中的主要内容
  3.2 BIM 技术安全管理评价体系的建立

  3.3  本章小结

  4.1  工程概况

  4.2 BIM 技术安全管理应用措施