基于信息化的施工危險源管理在EPC項目中的應用

0 引言

近年來，我國建筑業持續高速發展，已成為國民經濟的重要支柱產業。然而，建筑施工領域安全生產形勢依然嚴峻且復雜[1]。特別是工程總承包（EPC）項目通常具有投資規模大、建設周期長、技術復雜、參與方眾多、專業深度交叉等特點[2]，使得施工階段的危險源管理面臨諸多挑戰。

國外研究方面，為應對挑戰，學者和業界開展了大量探索，致力于將新興信息技術應用于施工安全管理領域。例如，Dardau等深入揭示了傳統安全培訓機制在應對復雜現場危害認知方面的不足，指出其難以將安全知識有效轉化為現場實際安全行為。這些問題在溝通協調要求高、動態變化快的EPC項目中尤為突出，因此技術革新十分必要。信息技術的應用呈現出多元化趨勢，其中建筑信息模型（BIM）技術的應用最為廣泛。例如，Pereira等[4]展示了BIM在設計和規劃階段的潛力，通過三維可視化、碰撞檢查等手段，能夠有效識別潛在安全隱患并提前規劃預防措施。此外，物聯網（IoT）、可穿戴傳感器等技術也被廣泛應用于現場實時監測。例如，Mona等5探討了各類傳感技術在建筑業安全、質量、生產力等方面對數據采集與實時監控的應用前景。盡管國外研究在單點技術理論和應用探索上已經取得了一定進展，但仍存在一些問題：一是技術集成度不足，各種技術（BIM、IoT、AI等）的應用往往是孤立的，缺乏整合多源信息、支持安全管理全流程的綜合性平臺研究；二是對EPC 模式的特殊性關注不夠，許多研究主要針對一般建筑項目，未能充分結合EPC項目多方協同、長周期、設計-采購-施工聯動等復雜管理需求，施行定制化開發；三是實踐應用與驗證相對有限，部分前沿技術仍處于實驗室或小范圍驗證階段，距離在復雜EPC項目中的大規模、常態化應用尚有距離。

國內研究方面，隨著“智慧工地”建設的不斷推進，信息技術在施工安全管理中的應用日益受到重視，且結合國內工程實踐的研究成果不斷涌現。一方面，部分研究聚焦于特定風險或場景，如深入分析國內建筑業安全生產的具體數據和獨特挑戰[6，并據此提出針對性管理建議；另一方面，一些研究著重技術平臺的開發與應用，開發了集成不同技術的安全管理信息系統，應用于地鐵、橋梁等復雜工程的安全監控與隱患排查[7]，利用移動終端提升現場數據采集和信息傳遞的效率。同時，BIM技術在國內施工安全管理中的應用也逐漸深入，不少研究探討了如何利用BIM技術進行安全交底、重點危險源（如高大模板、深基坑）精準識別、動態模擬與可視化監控[8]。盡管國內研究緊密結合工程實踐并取得了一定成效，但也存在一些問題：一是平臺功能相對單一，國內開發的系統或平臺往往側重于某個特定功能（如隱患排查或進度管理），缺乏覆蓋危險源“辨識-評估-控制-反饋”全周期的綜合管理能力；二是數據共享與知識復用不足，不同項目、不同系統間的數據往往難以有效共享，缺乏企業級危險源知識庫積累與應用機制，使經驗難以復用，管理效率受限；三是智能化水平有待提高，大部分應用仍停留在信息記錄與流程管理層面，利用數據進行風險預測、智能預警等方面的探索尚處起步階段。

綜合分析國內外研究現狀發現，盡管信息技術在施工安全管理中的應用已取得了一定進展，但針對EPC項目的復雜特性，亟須構建一個能夠深度融合BIM可視化、企業級知識庫與項目動態風險評估，且能實現危險源系統化、閉環化管理的一體化平臺。基于現有研究中的不足，利用信息化手段改進傳統危險源管理方法，特別是滿足EPC項自的復雜需求，已尤為必要和緊迫。本文旨在研究并構建一種基于信息化的EPC項目施工危險源管理新模式，通過集成企業級危險源數據庫、BIM可視化、風險動態評估與移動應用等技術，實現危險源“辨識-評估-控制-反饋”全周期閉環管理和信息共享，以期提高EPC項目施工安全管理的系統性、動態性、精準性和協同效率。

1 EPC項目施工危險源管理難點與方式挑戰

1. 1 EPC項目的管理難點

EPC 模式，即工程總承包模式，是一種集設計、采購、施工于一體化的工程管理模式。在這種模式下，項目完成決策后，從設計階段開始，經過招投標、采購等階段，將設計、采購、施工等任務全部或部分委托給具有相應資質的工程公司進行總承包[9]。由于EPC項目通常具有工期緊、專業交叉復雜、參與方眾多等特點，其施工安全管理面臨諸多挑戰。具體表現如下兩個方面：

一方面，EPC項目涉及多個參與方，包括業主、設計單位、總承包商、分包商、監理單位等，各方之間關系復雜，信息傳遞和協調難度較大。如果風險分擔不合理，容易出現責任推諉現象[10]例如，某大型EPC項目設計單位后期發布了一項關于預留洞口位置的變更通知，但該信息僅通過郵件方式發送給總包項目部，未能及時、準確地傳達至負責模板作業的分包隊伍，結果導致模板按原圖施工，后續安裝階段發現沖突。這不僅造成了返工和延誤，更重要的是，擅自開洞過程帶來了結構安全風險和作業人員的安全隱患。這種溝通鏈條過長、信息傳遞不及時的現象在EPC項自中屢見不鮮，增加了安全管理的不確定性。

另一方面，各參與方及不同管理系統間的數據相互割裂，形成嚴重的信息孤島。危險源的識別和管理通常依賴人工經驗和紙質記錄，缺乏系統和數據支撐，致使施工風險辨識的準確性受限。以安全檢查為例，總包單位、監理單位及各分包單位可能都在進行安全檢查，但檢查記錄往往分散保存在各自的紙質表格、Excel文件中，甚至保存在不同的軟件系統中。總包單位的安全管理部門難以實時、全面地匯集所有檢查信息和隱患整改狀態，無法形成對項目整體安全風險態勢的準確判斷和趨勢分析。例如，一個分包單位記錄的腳手架搭設隱患可能未能進人總包單位的風險數據庫，導致該風險未被充分評估和跟蹤，最終可能演變成了事故。這種安全數據的分散存儲和標準不一，嚴重阻礙了有效的信息共享和基于數據的綜合安全決策。

針對上述挑戰，利用信息化手段打破溝通壁壘、整合分散數據、提升危險源管理的系統性、精準性和實時性，成為提升EPC項目施工安全管理水平的重要方向。

1.2 傳統的危險源管理方式

本文所研究的危險源指在工程項目建設過程中可能導致人員傷亡、環境破壞、經濟損失的根源或狀態，或多種根源、狀態的組合體，具有明顯的隱蔽性、可變性、聯索性和適當預測性。危險源在特定條件下受到觸變因素刺激后，會釋放能量、產生破壞、造成損失。因此，全面把控危險源管理各階段對于保障施工安全至關重要。

目前，危險源管理方法落后、形式化嚴重、可操作性差，一旦重大危險源設施及外界環境發生顯著安全變化，往往不能迅速啟動再辨識和評估[]。傳統的危險源管理主要依賴紙質文檔和簡單的電子表格。施工單位常用Excel或Word記錄危險源信息，安全員通過現場巡查和拍照識別危險源，再手動錄人表格，內容包括危險源位置、危險等級和控制措施等。在信息記錄與反饋方面，許多施工現場仍然采用手工記錄方式，信息傳遞效率低下，容易出現信息遺漏和誤傳，無法實現及時反饋和有效管理[12]。例如，大部分建筑行業的管理人員對于危險源的認知存在滯后性，對新危險源缺乏洞察，導致很大隱患，不僅無法全面消除危險源，而且難以找出潛在危險源，施工質量難以保障[13]

缺乏直觀可視化手段，使得復雜構件或節點的危險源描述難以準確表達，容易產生理解偏差。在復雜EPC項目中，傳統的管理方式暴露出主觀性強、動態管理不足、信息共享不充分和缺乏可視化支持等問題，難以滿足多方協作的安全管理需求。

此外，EPC項目工期緊，管理人員任務重，安全管理極易被忽視，這增加了安全事故風險。而參與方眾多，溝通協調困難，又易導致危險源管理的交叉和空白。

基于信息化的危險源管理可彌補傳統方法的缺點，創新危險源管理方法。危險源管理的信息化建設為提高企業的安全生產管理水平提供了科學與信息化依據，凸顯了安全施工危險源信息化管理的迫切需求與發展趨勢[14]。傳統與信息化管理方法對比見表1。

表1傳統與信息化管理方法對比

2基于信息化的施工危險源管理模式

為了更好地利用信息化技術進行危險源管理，本文提出了一種基于信息化的項目管理平臺解決方案[15]。該方案通過構建一個集成化的信息化平臺，整合各方信息，實現危險源信息的集中管理與共享，提供可視化分析功能，顯著提升管理效率。平臺還可將危險源信息與BIM模型深度融合，實現可視化管理和高效應用。

2.1 構建企業風險清單庫

在施工安全管理中，危險源辨識清單是控制安全風險的基礎。傳統方式主要依賴人工經驗和現場巡查，存在信息孤立、數據滯后和辨識不全面的問題。為提高管理效率和精準性，構建企業級風險清單庫，整合所有項目的危險源信息，已成為信息化施工安全管理的關鍵。

企業風險清單庫是一個包含施工安全風險點、評估標準和控制措施的知識庫，旨在匯總各項目的危險源信息，為安全管理提供統一參考。依托信息化平臺的風險清單庫可實現安全風險信息的集中管理、共享和更新，提高數據的可追溯性和準確性。

首先，從各項目現場收集危險源辨識數據。數據來源包括歷史項目的安全管理記錄、事故分析報告、專家意見和現場巡查數據。記錄每個危險源的基本信息，如危險源類別、發生可能性與嚴重性評估、風險控制措施等。

其次，通過篩選收集的數據，剔除僅在特殊情況下才會發生的危險源，確保風險清單庫簡潔、通用，且具普適性。這一步幫助企業集中關注最常見、最具威脅性的危險源，避免信息過載和管理復雜性過高。

最后，基于信息化項目管理平臺，對風險清單庫進行批量管理，如上傳、新增、修改、刪除等。考慮到施工現場環境不斷變化，風險源庫具備動態更新機制，定期重新評估和補充危險源。平臺通過與現場的實時數據對接，自動更新或修改危險源清單內容，確保清單的時效性和準確性。

2.2 項目安全風險評估

危險源辨識是一項系統性統計評估工程，其關鍵任務是根據各個實施環節全面分析安全控制工作中存在的問題，對重大危險源進行評估與預警，并對工程建設中的重大危險源進行初步判斷，據此編制合理的目標清單[16]。各項目須立足現場實際情況，結合企業級危險源庫，制定符合項目現場實際情況的危險源辨識清單。對辨識出的各類風險進行分級管控，并針對重大風險制訂專項管控整改方案和具體措施[17]

危險源的評估通常采用風險矩陣法。該方法通過評估風險事件發生的可能性（Likelihood，L）和可能造成后果的嚴重性（Severity，S）來確定風險等級。風險值（RiskValue，R）的計算公式如下

式中， s 代表嚴重性取值， L 代表可能性取值。詳細判斷標準及取值見表2～表5。

表2嚴重性（S）判斷標準

表3可能性 （L） 判斷標準

（續）

表4安全風險等級判斷標準

在實際評估過程中，項目安全經理需要為每一個辨識出的危險源采集相關信息，再對照表1和表2進行逐項評估。評估時應遵循“從嚴從高”的原則，即當某個危險源的情況涉及多個判斷標準或介于兩個評分等級之間時，應選擇導致評分結果更高（即風險等級更高）的那個等級作為該項的評分依據。例如，在評估嚴重性時，若某風險可能導致1人重傷（對應 S=2 ）和超過10萬元經濟損失（對應 S=1 ），則嚴重性取值應為 S=2 。綜合各項準則的評估結果，確定該危險源對應的唯一嚴重性（S）和可能性（ （L） 評分值（取1～4的整數）。將評分值錄入信息化平臺后，平臺將自動依據式（1）計算風險值，并根據表3自動判定風險等級。

為確保風險評估的全面性和準確性，基礎信息的數據采集至關重要。以下是風險評估所需基礎信息的主要采集途徑：

（1）現場踏勘與安全檢查。通過定期及專項安全檢查，實地觀察作業環境、防護設施、設備狀況、人員行為等，獲取一手資料。（2）歷史資料查閱。回顧本企業或類似工程項目的歷史事故案例、未遂事件報告、過往安全檢查記錄、設備臺賬與維保記錄等。（3）技術文件研讀。查閱項目的設計文件、施工組織設計、專項施工方案（如深基坑、高大模板方案）、操作規程、安全技術交底記錄及相關的法律法規、標準規范。（4）相關方訪談與問詢。與項目管理人員、一線作業人員、分包單位代表、技術專家等進行溝通交流，了解實際操作流程、潛在風險認知、過往經驗教訓等。

（5）信息化平臺數據。對于已錄人項目管理平臺的信息，如隱患登記與整改記錄、人員資質與培訓記錄、特殊設備使用記錄等，可直接調用。

平臺將所有評為重大風險等級的風險點進行匯總，自動生成重大風險控制清單。與危險源辨識清單相比，該清單對風險點實施更嚴格的管控，并依照規定編制和上傳安全管控與應急處置方案。

這兩項清單依據現場情況每月迭代更新，每月清單的最終確定均需契合現場管控要求。管理人員可根據項自實際管理制度，在平臺中配置相應的審批流程。

2.3 危險源管控

安全模塊架構圖如圖1所示。在施工過程中，危險源管理的核心不僅在于危險源識別和評估，更在于對已識別危險源的有效管控，以防止安全事故的發生。具體步驟如下：

（1）在信息化項目管理平臺上創建并上傳用于施工現場安全管理的BIM。（2）平臺不僅支持記錄各風險點的管控措施，還能夠將風險點與BIM及現場照片進行關聯。（3）視點關聯可將危險源辨識清單中的風險點精準定位至BIM的特定視點，提升管理的精準度；現場照片關聯則將現場照片與BIM中的危險源進行關聯，便于直觀了解實際情況并進行對比分析。

3信息化施工危險源管理的工程應用實例

3.1 項目介紹

某新能源汽車EPC總承包項目，項目周期為12個月，建筑面積為9.2萬 m² 。該項目具有工期緊、現場高空安裝難度大等顯著難點，對施工安全管理提出了較高要求。

業主方在項目合同中明確提出，要提升施工現場的安全管理水平和管理效率，并要求使用信息化項目管理平臺進行施工現場安全管理工作。管理內容包括風險等級管控相關內容，具體應用包括危險源辨識清單審批、重大風險控制清單審批及危險源管理等。

3.2 技術應用

在項目中，通過信息化項目管理平臺進行危險源管理，具體應用包括：結合企業危險源庫和現場實際情況，全面辨識項自危險源；更新和補充企業危險源庫中的獨特風險；利用平臺的自定義審批功能，對危險源辨識清單和重大風險控制清單進行嚴格審批管理；通過關聯模型視點和現場照片，對施工人員進行直觀的安全交底；借助平臺的數據匯總統計功能，分析安全數據，為事故頻率變化和安全管理效率分析提供數據支持。

圖1安全模塊架構圖

從工期、管理內容等方面來看，該項目為典型EPC項目。因此，本案例中所應用的基于信息化的危險源管理方法具有較強的普適性和推廣價值，可廣泛應用于大多數EPC項目，為施工安全管理提供有力支持。

3.3 應用效果

在該新能源汽車EPC總承包項目中，基于信息化技術的項目管理平臺取得了顯著的應用效果，具體體現在以下三個方面：

（1）危險源辨識效率顯著提高。企業危險源清單庫作為風險提示知識庫，極大地幫助安全管理人員快速定位項目現場的各類風險點，顯著提高了辨識效率。據項目安全經理反饋，采用傳統管理模式的某產業園區標準化廠房建設項目中，月度危險源辨識平均耗時為 8h 。相比之下，案例項目采用基于信息化的安全管理平臺，將這一工作時間縮短至4h，效率提升了 50% 。此外，項目特有的風險點可更新至清單庫，為后續項目提供知識儲備，進一步提高工作效率。

（2）安全管理效率大幅提高。通過信息化平臺實現危險源信息的集中化和數字化管理，各參建方可以實時查看和更新危險源信息，有效減少了信息傳遞的滯后性問題。傳統審批方式涉及紙質文件在各方流轉，過程煩冗且耗時長，每個流程節點平均耗時 0.5W/D 。而采用基于信息化的管理平臺后，每個流程階段平均耗時僅為 0.33W/D 審批時間縮短了約 30% ，顯著提高了管理效率。

（3）危險源識別的準確性與可視化顯著增強。借助BIM的三維可視化功能，安全管理人員能夠快速定位施工現場的高風險區域，提升風險識別的準確性。通過訪談項目安全管理人員發現，他們普遍認同平臺的應用不僅增強了風險意識和管控能力，還降低了主觀感知的風險水平。

綜上，基于信息化技術的EPC項目危險源管理方法顯著提高了施工安全管理效率，推動了項目順利實施，為企業安全管理積累了寶貴經驗。

4結語

本文針對EPC項目施工安全管理的復雜性和傳統方法的局限性，研究并構建了一種基于信息化的危險源管理新模式。主要研究貢獻與創新點如下：

（1）構建了集成化的管理平臺與模式。本文提出了一個整合企業級風險清單庫、動態風險評估（基于風險矩陣法）、BIM可視化及移動應用的閉環管理流程，為EPC項目危險源管理提供了系統解決方案。

（2）實現了企業知識與項目應用的聯動。本文通過建立可動態更新的企業級風險清單庫，實現了安全知識的標準化沉淀與跨項目復用，提高了新項目危險源辨識的基礎效率和準確性。

（3）深化了BIM在安全管控中的應用。本文創新性地實現了危險源信息與BIM特定視點、現場照片的精確關聯，顯著提升了風險識別的直觀性和現場管控的精準性。

本研究通過某新能源汽車EPC項目的應用，證明了所提出的信息化管理模式的可行性和推廣價值。然而，本研究也存在一定的局限性：

（1）案例的代表性有限。本研究的實證分析主要基于單個新能源汽車工廠類EPC項目，其結論在其他類型（如基礎設施、化工）或不同規模EPC項目中的普適性有待進一步驗證。

（2）量化效果評估的局限。目前，應用效果的量化評估主要集中在管理效率提升方面，對于平臺應用在降低事故發生率方面的直接效果，受限于項目周期、數據可獲得性及影響因素的復雜性，未能進行深入的統計分析和因果關系論證。

（3）平臺功能側重有限。本文構建的模型與平臺重點關注危險源辨識、評估與管控的核心流程，對于安全培訓管理、應急響應管理等其他安全子系統的集成，融合程度還待提升。

針對上述局限性，未來研究可以從以下三個方向展開：

（1）進一步完善信息化項目管理平臺功能。基于本研究發現的局限，增強平臺對復雜工況下危險源的智能識別和預警能力，并拓展與其他安全管理子系統的集成應用。（2）探索將人工智能（如機器學習、計算機視覺）、物聯網（如更多類型的傳感器應用）等新技術與BIM技術深度結合，以實現危險源的主動、智能預測與防范。（3）結合更多工程實踐，建立更完善的基于信息化的EPC項目危險源管理標準體系或實施指南，推動該技術在行業內的規范化應用。

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收稿日期：2025-03-04

作者簡介：

王海涵（通信作者）（1986一），男，高級工程師，研究方向：工程管理、結構工程、BIM技術。

賈祺雯（ 1995-） ，女，研究方向：工商管理。

董愛平（1986—），男，研究方向：工程數字化技術。

賈輝（1983—），男，研究方向：BIM、結構工程、進度模擬。

張毓丹（1993—），女，研究方向：建筑工程、工程可視化。