可視化技術在推進施工安全管理精益化中的應用分析

于碩碩，宋純飛，何亞蕾

(瑞森新建筑有限公司，山東 濟南 250000)

0 引 言

社會進步和發展帶來了建筑產業的轉型升級，目前已經有許多新的技術和手段不斷被應用于建筑施工領域，為施工現場安全管理注入了更高效的指導性方法和解決方案。BIM技術作為建筑產業數字化轉型的核心驅動力，通過對建筑的虛擬設計和模擬、運用可視化的技術手段，對施工現場的安全管理進行了革新和優化，為新形勢下數字化安全管理描繪了宏偉藍圖。

1 安全教育可視化

安全教育作為人員入場培訓以及安全知識宣講的重要手段，在安全管理工作中發揮著重要的作用。項目如何利用數字化手段做好安全教育工作，是有序開展安全管理工作的第一步。

1.1 三級安全教育可視化

通過對入場人員實行實名制以及勞務合同管理，錄入人臉識別及個人基本信息，為每一位入場人員建立個人專屬檔案。制作安全教育帽貼，張貼于安全帽之上，利用直觀的可視化管理，便于監督全部入場人員安全教育情況，避免出現未經安全教育就進入施工現場作業的情況發生。對特種作業人員，實行有針對性的工種教育及月度安全教育，分配區別于普通工種的藍色反光馬甲，并根據不同特種作業張貼對應顏色的安全帽貼，注明特種作業種類，與其他工種實現明顯區分和快速識別，達到高效可視化管理的目的。

1.2 可視化安全技術交底

目前施工現場作業人員素質參差不齊，對安全技術交底的內容理解和學習深度不同，如果按照以往的安全技術交底方式對工人進行思想灌輸，很難達到預期的交底效果。利用BIM技術的優勢，建立可視化的安全技術交底模式。通過對不同作業區域危險源的排查和分析，制作動畫操作規程，在相應的施工區域進行公示，可起到醒目的提示作用。對于復雜的分部分項工程，運用BIM技術模擬施工過程，并對危險施工區域及操作過程做出明確標識，通過可視化技術對施工作業人員進行講解及安全知識宣傳。加深施工人員對安全技術交底的深入理解，提高安全作業的意識，減少安全事故的發生。

可視化不僅僅是虛擬世界的可視化，我們建造可視化模型的目的就是為了更加直觀地了解所建造實體物體。虛實結合的可視化對于安全技術交底起到了雙重作用，根據與BIM模型中所創建的虛體模型制作出局部具有代表性的實體模型供交底使用，如圖1所示，并且實體模型還可以把項目建造過程中的技術讓項目參觀人員直觀、迅速地進行了解。

圖1 項目實體樣板

1.3 安全體驗區、VR體驗區

“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行。”許多安全事故的發生源于工人安全意識的薄弱，安全教育時講解的安全注意事項以及安全隱患，對許多工人來說未曾切身經歷過，因此對于現場的安全隱患視若無睹，也就產生了違章作業的可能。建立安全體驗區及VR體驗區，如圖2所示，將現場可能發生的物體打擊、高處墜落、觸電、火災、有限空間、鋼絲繩使用、應急救援、逃生等進行模擬和演示，通過施工人員的參與和體驗，了解安全問題的重要性并有針對性地宣傳安全知識，讓安全問題不再是口頭上的說教和紙上談兵，樹立施工人員自我保護和安全第一的意識，進一步提高安全管理水平。

圖2 項目安全VR體驗區

2 集成視頻監控系統

眾所周知，造成施工現場安全事故的原因主要是人的不安全因素、物的不安全狀態以及環境的不安全因素。但是偌大的施工現場對于有限的管理人員來說無法每時每刻做到無死角、全天候的監督和管理，而每個樓層、每個施工區域，甚至每個角落都有不同的施工作業人員。得益于數字化技術的推廣與發展，先進的數字化監控手段被應用于施工現場安全管理。通過建立覆蓋全域的視頻監控系統，我們可以對施工現場的情況做到全面的掌握，甚至包括生活區、辦公區等各個方面。為塔吊等大型設備安裝吊鉤可視化系統，不僅可以解決塔司吊運過程中視線受阻的問題，同時管理人員也可以通過監控系統對吊運過程有一個清晰的掌握。設立于塔吊高處的螢石云監控，可讓我們以不同的視角去看待現場的安全生產情況，通過調整視頻角度，可以清楚地了解每一個作業區域。數字監控配合安全帽識別系統，對于施工現場的不安全行為進行實時監控，可減少事故的發生。

3 可視化指導現場安全應急演練

應急演練是安全管理防控過程中必不可少的一部分，不但可以增加施工作業人員的安全意識，還能使相關人員對現場突發的情況合理應對。但以往的演練過程通常只能是講解應急預案，然后實地進行演練，而目前我們積極探索應用BIM技術，將以往許多只能通過文字和圖片進行展示的數據，通過建立數字化的三維模型進行相關展示。通過數字化建模，我們可以將演練場地、演練物資、演練人員、演練項目進行動態模擬，將原本只能存在于我們腦海中的演練過程通過三維的動態模型立體地展現出來，通過可視化和模擬從而不斷地改進演練過程，最終將一個完善的應急演練展現在參與者的面前。通過可視化的預案交底，經過項目進行實際檢驗，可以較好地促進演練過程順利進行。而對于應急疏散，我們也可從模擬施工過程中各個施工階段入手，分析預測可能發生的安全事故，模擬不同的疏散過程，進而減少事故中可能產生的傷害。最后，針對工人生活區還可以創建單獨的三維模型，指導工人在生活區發生安全隱患時能夠進行快速逃生。

4 專項施工方案中可視化模擬的運用及優化

建設工程中存在著多種專項施工作業，相比于一般的施工作業方式，專項施工作業存在著較大的危險性以及較為復雜的施工作業方式，因此安全管理尤為重要。運用可視化的技術手段，建立專項施工方案的可視化模型，并依據模型對方案進行分析，改進優化專項施工方案。通過模型建立將施工步驟和施工工序進行直觀的展現，降低現場施工人員理解的難度；通過模型展現施工過程中容易產生的安全事故，提高作業人員的安全意識及自我保護意識，避免安全事故的發生，確保專項施工方案的可實施性。

運用可視化手段還可進行專項施工方案的對比。在進行方案編制的過程中，針對于比較復雜的節點位置或是語言難以表達清楚的高大跨度位置，我們可以針對性地進行三維模型的建立。比如在項目樓頂上需要進行超重鋼梁的吊裝，而現場場地又十分狹小，對吊裝位置和高度要求很高。此時就可以針對現場情況進行相關建模，清晰直觀地將現場復雜情況展現出來，針對性地解決問題、制作方案。可視化技術尤其是可以針對較難操作的施工技術進行建模演示，這正是可視化技術的魅力所在，比如在高支模、深基坑、起重機械安拆、腳手架搭設、重型設備吊裝等，如圖3所示。

圖3 高支模模型建立與腳手架模型建立

5 數字項目管理平臺可視化管理

廣聯達數字項目管理平臺應用BIM技術和“云大物移智”等數字化技術，對施工現場的關鍵要素做到了全面感知和互聯，實現施工現場數字化、在線化、智能化。數字建筑平臺在安全管理方面匯集了勞務系統、基坑監測、配電箱、塔機監測、安全管理平臺等多個模塊。通過勞務系統模塊，我們可以對現場的作業人數、出勤情況、人員分布、入場、退場情況等有直觀的了解，平臺將所有的數據以數字化的形式進行展現，如圖4所示。

圖4 數字項目管理平臺

通過基坑檢測系統實現基坑的實時監測，監測數據同步上傳平臺，基坑安全以可視化的形式顯示，實現實時監測、超限預警、危險報警，做到基坑安全可控。利用傳感器、監控系統以及互聯網技術，將塔機的安全數據、吊運情況、碰撞預警以及塔司身份數據等信息上傳平臺，實現全過程、可視化的塔吊安全監控，如圖5所示。配電箱安裝智能電表，并與數字化管理平臺互聯，將配電箱的實時數據上傳，對于出現的違規用電、非正常用電情況及時預警，監控配電箱施工情況。運用安全管理平臺，通過巡檢將發現的安全隱患上傳平臺，根據隱患數據進行分類整理，并對隱患進行分析，以圖表的形式進行展現，實現安全管理數據的可視化展示。

圖5 塔吊安全可視化

6 結束語

可視化技術已在不同方面深刻地影響了我們的生活與工作，而將可視化技術運用于安全管理工作中也是大有可為的。這不僅優化了施工現場的安全管理工作，同時也有效提高了施工人員的安全意識，并切實保障了工人生命安全。可以預見，未來可視化技術將會使施工現場更加精益化。