基于BIM與PDCA的施工項目安全管理研究

呂瑞環，肖仲

（中國機械工業建設集團有限公司廣州分公司）

1 引言

建筑業具有大型化、復雜化等特點，伴隨著事故隱患多、事故頻發等安全問題。安全生產管理向來是建筑施工中非常重要的一環，PDCA循環原理的引入使傳統安全管理模式變得系統化、高效化。1975年，美國喬治亞理工大學的Chuck Eastman教授提出了BIM的概念，2002年，Autodesk將BIM技術引入市場，并在2005年引入國內大力推廣應用。BIM技術的誕生，為建筑學提供了新工具，開拓了建筑行業發展新方向。目前，BIM技術正在逐漸融入施工項目安全管理中，讓安全管理逐步實現信息化、現代化。

近年來，許多學者研究了PDCA循環原理及BIM技術在項目施工安全風險管理過程的應用。有學者[1~3]認為借助BIM技術可實現對施工作業過程中危險因素的全面有效管理，BIM的集成設計和協作功能可提高施工現場的安全性。基于BIM可進行安全規劃及安全合規性審查，可對環境因素進行有效管控，實現安全文明施工。有學者[4、5]將PDCA循環模式運用到建筑施工安全管理中，并進行了實證分析，取得了良好的社會經濟效益。

2 基于BIM與PDCA的安全管理體系

BIM（Building Information Modeling）是一種利用數字技術，以建立虛擬的建筑工程三維模型為基礎，實現對建設工程項目各方信息有效集成的工程數據模型，具有可視化、模擬化、協調性、優化性、可出圖性等特征。PDCA循環法是管理學中的一個基本原理，基于PDCA的安全管理以安全目標為核心，對危險因素進行分析，制定并實施對策，直至安全目標實現為止。集合BIM技術、PDCA循環原理及系統安全管理理論的優勢，建立基于BIM與PDCA的安全管理體系，實現對施工項目可視化、連續化、具體化的全過程、全方位安全管理，提高安全管理工作的全面性、精準性、有效性。基于BIM與PDCA的安全管理過程如圖1所示。

圖1 基于BIM和PDCA的安全管理流程圖

3 BIM與PDCA結合在安全管理中的應用

3.1 危險源辨識

安全計劃階段包括危險源辨識、明確安全目標、編制安全計劃、安全計劃優化等。危險源辨識是安全管理中一項首要工作，是確立安全目標、編制安全計劃的基礎準備工作。運用BIM技術，結合施工進度計劃和建筑構件等信息，建立時間和空間維度的4D模型動態模擬施工過程，有助于發現施工過程中可能產生的安全隱患，再結合工作人員自身經驗，實現對施工各環節有效、全面的危險源辨識。

3.2 風險管控

安全實施階段在于按照制定出的安全計劃及解決方案對辨識出的危險源進行有效管控。將BIM技術融合到安全教育培訓、安全技術交底、安全監測監控等方面，為危險源防控提供了一個更為有效的管理方式。

1）安全教育培訓及技術交底

利用BIM系統進行數字化安全培訓及技術交底，讓施工作業人員觀看模擬施工過程的安全視頻，以一種更易于接受的方式提高作業人員培訓的積極性。將BIM技術與智能設備進行結合，通過BIM進行虛擬施工，讓施工人員佩戴虛擬仿真設備，浸入式地體驗施工過程，清晰地看到安全隱患的類型及位置等信息，更直觀準確地了解現場的工作環境及容易出現危險的地方，從而全面了解作業過程的危害因素。同時，配合相應的安全措施建議，提高作業人員的安全意識和應對能力，極大提升安全管理的效率和質量。

2）安全監測監控

利用BIM技術搭建用于現場安全信息監測監控數據信息采集的平臺，實現施工項目與項目管理人員間信息即時互動交流溝通。在施工過程中，利用傳感器技術對施工過程安全信息進行監測，監測數據信息自動上傳至BIM模型中；對監測數據進行實時分析，及時掌握安全生產動態。利用人員定位系統對施工作業現場人員的活動軌跡進行動態監控，并將采集到的數據傳入BIM模型中。當發現作業人員出現不安全行為時，比如，人員在起重吊物下行走，系統便會發出聲光報警信號，現場相關人員將立即采取措施及時消除危險。管理人員可根據安全作業計劃、安全措施方案，結合施工現場安全措施落實情況，查看安全作業計劃是否順利推進，安全措施是否按照要求落實，從而進行查缺補漏，對未采取措施的隱患及時落實。

3.3 安全檢查

安全檢查對安全管理工作有監督促進作用。利用BIM技術將施工現場與信息平臺搭接起來，提高安全檢查工作的全面性與準確性。安全檢查時，安全管理人員只需攜帶移動設備打開BIM模型，即可與現場施工進行對比，發現隱患可以拍照直接上傳到BIM平臺，并在模型中的相應位置說明情況，對識別出的危害用不同的顏色進行標識，并注明危害的類型、特點、潛在風險和整改建議。通過對隱患進行不同顏色的標識，可以有效控制隱患是否消除，及時跟蹤落實隱患。通過BIM技術的應用，可以規范安全檢查流程，將安全檢查工作落實到位，提高溝通效率，及時消除安全隱患。

3.4 總結改進

從項目整體、全過程等角度綜合考慮施工過程的安全管理，基于危險源識別、安全教育培訓、安全監測監控、安全檢查等，對危險源和應對措施進行總結，進一步識別施工過程中的危險源，把未解決或新出來的問題轉入下一個PDCA循環中去解決，不斷優化施工安全計劃和措施，保證施工過程的安全。

4 結語

本文基于BIM技術，結合PDCA循環工作方式，研究了危險源辨識、風險管控、安全檢查、安全措施改進的建筑施工安全管理模型，分析了BIM與PDCA在建筑安全管理中的應用，其優勢主要體現在以下3個方面。

①基于BIM與PDCA的安全管理可創建建筑安全信息模型，直觀形象地掌握施工項目安全信息，并開展更為高效的安全教育培訓、安全技術交底、安全監測監控、安全檢查等工作。

②基于BIM與PDCA的安全管理體系，以系統安全管理理論為基礎，以BIM技術、PDCA循環工作法作為一種更有效的管理手段，在確保安全管理每一步達到應有深度的同時，也使安全管理的流程更順暢。

③BIM技術與PDCA循環原理的有機結合，可有效提高安全管理效率和質量，對建筑施工項目安全管理有重要的現實意義。