基于BIM技術的軌道交通建設安全風險管理信息系統建設的探討

高 潮，宋 磊，高洪春

（重慶市軌道交通（集團）有限公司，重慶401120）

軌道交通項目具有體量大、工期漫長等特點。此類工程的管理難度大，施工環節十分復雜，安全風險較高。對于施工單位而言，想要確保項目能夠順利開展，必須要對安全管理工作給予高度關注。實際工作中，施工單位需要構建一套安全風險信息管理機制，對項目中可能出現的安全風險進行靈活把控。由于軌道項目十分復雜，依靠傳統方式構建安全風險管理系統效率較低，因此需要依靠BIM技術，提升安全風險管理信息系統建設效率。通過該系統項目中可能出現的安全風險進行責任落實，并提升安全風險管理系統的規范性與科學性，盡最大可能降低安全事故發生的概率，一方面能夠確保施工項目順利進行，另一方面還可以體現施工單位的社會價值。

1 BIM技術概念厘定

BIM技術基于3D數字技術，將BIM技術與建筑施工項目進行結合，能夠在計算機平臺中對建筑施工活動中應用的各種技術數據進行整理，并通過3D方式進行展現，讓施工人員能夠以直觀的方式對建筑工程進行深入了解，對于建筑行業發展而言，BIM技術的出現和不斷成熟為該行業發展指明了一條全新的道路。當前，世界上很多經濟發達國家在BIM技術的使用方面已經積累了大量經驗，尤其是在地鐵項目維護、建設和運營管理方面，BIM技術發揮了重要作用。近年來，在全國范圍內擁有強大BIM技術應用程序的施工單位數量每年平均增長率在30%左右，伴隨著此項技術越來越成熟，其在鐵路運輸建設中也發揮出越來越重要的作用，其主要應用包括結構建模、碰撞檢測、管道設計、施工模擬等，能夠根據施工項目實際需求，對BIM技術使用方式進行靈活調整。

2 系統建設過程中運用BIM技術的意義

軌道交通項目安全風險管理系統建設過程中，充分運用BIM技術具有非常重要的意義。

首先，運用BIM技術推進軌道交通項目安全風險管理系統建設工作，能夠提升此項工作的科學性。軌道交通項目正式開始之前，設計人員可以借助BIM技術，將平面圖紙資料轉化為更加直觀的3D數字模型，并通過計算機平臺，對該模型進行旋轉、放大、縮小、轉變等操作，通過這種方式縮小施工活動與設計圖紙之間的差異，同時及時排除圖紙中存在的錯誤。借助BIM技術，可以對各個施工環節進行動態模擬，通過這種方式減少實際施工中所產生的沖突，對施工方案進行靈活調整，提升施工人員對于整個施工過程的掌控能力，提升施工現場管理規范性。靈活使用BIM技術，對施工圖紙進行三維建模，能夠讓設計人員及時發現施工圖紙中所隱藏的設計瑕疵，并且對各個工序進行靈活調整，確保各個環節之間的配合更加默契。

其次，采用BIM技術，能夠幫助施工單位快速制定出符合工程需求的施工方案，對于軌道交通項目而言，這是BIM技術最為關鍵的功能之一。與其他建筑項目相比，軌道交通項目具有工程量大、施工期漫長和影響因素多等特點，傳統的施工優化方式無法達到理想效果。因此要使用BIM技術將實際項目數據輸入系統當中，對各種可行的施工方案進行橫向對比，從施工速度、施工成本等維度進行考量，最終制定出最具科學性的施工方案。

最后，借助BIM技術能夠提升軌道交通施工項目安全性。由于軌道交通項目覆蓋范圍廣，施工人員很難確保將所有能夠影響安全的風險因素考慮在內，實際施工過程中，軌道交通項目容易受到各種內外界因素的影響而出現各種問題，例如不均勻沉降、砼部件裂隙等。使用BIM技術之后，施工人員可以將大量施工現場實時數據錄入計算機，借助計算機強大的處理能力，對各種可能出現的意外情況進行模擬，通過這種方式對軌道交通項目可能存在的安全風險進行預估，以此來確保軌道交通項目的總體質量以及施工安全。

3 影響城市軌道交通建設安全的因素

在實際建設過程中，影響軌道交通項目安全性的因素有很多。此類項目體量巨大，且很多項目是在城市中心位置開展，對于工期的要求十分嚴格，在巨大的工程壓力之下，安全風險往往得不到有效控制，若這種狀態長時間持續下去，可能會引發重大安全事故。因此相關工作人員需要對影響鐵路項目安全性的各種風險因素進行詳細解析。從類型上看，安全風險因素可以概括為四類：①人為因素。軌道項目建設活動需要用到大量建筑工人，同時為了確保各個施工環節順利進行，還要組織規模龐大的監督管理隊伍。這種背景下，一些承接了軌道項目的施工單位在施工初期階段無法快速雇傭大量工人，導致專業施工人員數量少，每一位工人都面臨巨大的工作壓力，容易在施工過程中出現各種疏忽。此外，由于招工困難，一些施工單位會降低招工要求，一些專業素質欠佳的工人也順利進入工地，甚至一些完全不懂得建設技術的工人在經過簡單培訓之后也加入了建筑活動。這些人員基礎能力較差，對于軌道交通項目施工特點十分陌生，對于各種建筑施工標準把握不準確，容易引發重大安全事故[1]。②材料因素。大多數軌道交通項目所處的環境復雜，容易埋下安全隱患。同時由于工程體量龐大，需要使用大型工程設備，如果對材料與設備缺乏科學管理，也容易引發安全事故。③管理因素。一些施工單位對于管理工作缺乏重視，出現管理制度缺位、管理制度無法落實等問題，施工人員散漫大意，容易引發安全事故。④溝通因素。由于軌道項目設計多個施工環節，各個環節之間的溝通效果對于工程質量的影響較大，若在建設過程中出現信息溝通不暢問題，也容易引發安全事故[2]。

4 基于BIM技術構建系統的具體方式

以BIM技術作為依托，創建科學、高效的安全風險管理系統，通過這種方式讓軌道施工項目安全管理工作體現出信息化、智能化特點。通過BIM技術對軌道項目建筑過程進行實時監督，并結合施工進度以及現場勘查等數據資料，綜合分析該項目中可能出現的安全風險因素。通過信息化技術與BIM技術的結合，將這些風險因素數據錄入資料庫，以“分級監管”作為執行原則，對項目安全風險開展動態化管理，提升管理工作執行效率。此外，借助BIM技術，對可能影響工程安全性的各種因素進行深度處理，進而開展安全風險預警，提升此項工作的效率。實際管理過程中，利用BIM技術構建安全風險管控系統，可以對信息收集、處理以及分析等模塊進行全過程跟蹤，并將處理結果及時反饋給相關負責人，讓工作人員對軌道項目安全風險進行全面掌控，為安全管理制度的制定提供數據支撐[3]。

下面以物理模塊和邏輯模塊為例進行介紹：①物理模塊。一般情況下，基于BIM技術構建安全風險管控系統使用B/S框架，使用VPN或者以太網進行數據傳輸工作，通過這種方式實現動態化的數據收集，在確保數據采集效率的基礎上提升數據精度。②邏輯模塊。想要對軌道項目可能出現的安全風險進行合理預估，需要依靠科學的邏輯模塊。實際工作中，通過BIM技術對可能影響軌道交通工程安全的各種風險因素按照一定的邏輯結構進行錄入、分析和儲存，對于施工過程中形成的大量數據進行甄別，優先分析關鍵數據，同時過濾掉大量無用數據，提升數據使用價值。從結構上看，邏輯框架中主要分為表示模塊、支撐模塊、數據模塊和應用模塊，其中數據模塊的主要功能是對施工過程中產生的各種數據進行監督、采集；支撐模塊的主要作用是對采集到的數據進行深度處理；應用模塊則是對工程進度進行監控，并對各類安全風險因素以及緊急處理方案進行管控；顯示模塊則是對整個系統進行可視化展現，幫助管理人員快速讀取數據[4]。四個模塊之間的高效銜接，維持著整個基于BIM技術的安全風險管理系統的正常運轉，如圖1所示。

圖1 系統結構邏輯示意圖

借助BIM技術，施工人員可以對安全風險因素進行科學管理。通過收集大量安全風險因素數據，對安全風險進行分類，通過這種方式對可能出現的安全隱患進行提前預警，避免地面突發性安全事故對施工人員生命財產安全產生威脅，確保工程質量不受影響。此外，借助BIM技術，還可以對施工進度進行科學管理。在可視化3D技術基礎上，增加時間與成本維度，進而形成“5D”模型，借助該模型可以對完整的軌道交通項目的各個工程細節進行還原與模擬，幫助施工單位確定施工計劃以及進度安排。同時還可以對實際施工情況進行實時監控，并將實時施工進度與計劃施工進度進行對比，通過這種方式降低施工人員不按照施工計劃進行施工活動所帶來的風險。

5 結束語

軌道交通項目作為重要的基礎設施工程，對于社會發展和人民群眾的生活均具有十分重要的意義。想要確保軌道項目順利竣工，施工單位要嚴格進行安全風險管理工作，借助BIM技術，結合軌道項目實際情況組建一套高效的安全風險管理信息化系統。通過分析各種安全風險因素對可能出現的安全風險進行預警，同時對項目中可能出現的各種風險因素進行有效監督，并通過對采集到的各種數據進行全面分析，輔助施工單位管理人員制定科學合理的安全事故緊急預案，以此來對安全風險進行合理把控，確保施工單位能夠順利實現其經濟價值與社會價值。