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谈国内建筑施工安全管理信息化

摘要:安全管理信息化已成为建筑施工安全管理的重要发展趋势,检索、分析和总结知网和万方数据库中有关建筑施工安全管理信息化的研究文献,可为从事建筑施工安全管理信息化研发和实践的科研及管理人员提供一些启示。研究发现,国内已有一些组织和科研人员开展了相应的建筑施工安全管理信息化的研发和实践,可为国内建筑施工安全管理信息化进一步研发提供参考和借鉴。

关键词:建筑施工;安全管理;安全管理信息化

随着物联网、5G、人工智能、大数据、云计算等信息技术迅猛发展,为解决安全管理难题提供了有力抓手,借助信息手段提高现有安全管理水平已成为业内共识和必然趋势。宋修德等人进行了相关领域的安全管理信息化研发工作,并相继获得了一定的成果和进展。此外,国内多家安全技术服务企业也开发并商业化应用了部分安全管理信息化系统。目前,已有科研工作者撰文对当前安全管理信息化的研究进展进行了总结。其中,王秉分析了WebofScience的安全管理信息系统研究文献,总结了国外的研究进展。曲福根等分析了建筑施工安全管理信息系统研究进展和发展趋势。但分析国内相关研究文献,总结国内建筑施工安全管理信息化研究进展的文章很少。鉴于此,笔者在研究国内文献基础之上,综述分析了国内建筑施工安全管理信息化最新研究进展,供读者参考和借鉴。

1建筑施工安全管理信息化的意义

笔者通过检索知网和万方网数据库,搜集到包括硕、博学位论文、期刊论文及专利在内的建筑施工安全管理信息系统典型文献共百余篇。部分文献论述了安全管理信息化的必要性及优势,笔者总结了8个方面优势和益处,见下表1。

2建筑施工安全管理信息化应用内容

早在2000年,清华大学土木系与中建一局四公司就开始合作开发了《建筑安全管理信息系统》。近年来,随着计算机和通信技术飞速发展,越来越多组织和科研工作者投入到建筑施工安全管理信息化的研发和应用中。建筑施工安全管理信息化系统按系统开发功能的全面性可分为专业型信息化系统和综合型信息化系统。例如专门用于隐患排查、培训教育或机械监控等专一管理内容或功能的系统属于专业型信息系统,而综合型系统包括多项管理内容或功能的信息系统。

2.1专业型安全管理信息化系统

一些组织和科研工作者针对某一安全问题尝试或开发相应的专业型安全管理信息化系统,主要包括智能个体防护用品、安全风险识别及预警系统、隐患排查治理系统、安全教育培训系统、现场作业许可系统、安全监控及预警系统和建筑机器人等。智能个体防护用品个体防护用品,尤其是安全帽、安全带,与安全网一起被称为建筑业“安全三宝”,是建筑行业不可或缺的安全装备,也是建筑安全的最基本要求。近年来,安全帽和安全带的智能化和信息化方面有了长足发展。随着科技发展及智能安全帽、安全带产品日趋成熟及推广使用,必将大大提高施工安全管理的可靠性以及对施工作业人员的安全保障能力。安全风险识别及预警系统安全风险识别是安全管理的基础和关键工作。因此,许多科研工作者致力于研究和开发风险识别、评价及预警系统,便于加强事前管控,避免安全事故发生。从资料看,现有研究主要集中于施工现场危险源识别、评价及预警系统研究,亦有设计阶段风险评价和施工现场安全评价方面的研究。危险源识别与评价研究主要基于BIM和数据库技术识别获取危险源信息,与数据库标准规则对比分析后,给出危险源评价结果。而预警系统则是基于安全风险识别结果,对重点防范部位或区域设置的人员定位及预警信息系统,可有效提高施工现场安全监测和预警水平。安全监察及隐患排查系统监督检查是安全管理的重要工作任务,是防止事故发生的重要手段,亦成为信息化研发的热点。监督检查信息系统包括政府安监部门现场执法监察系统、企业隐患排查系统以及政府与企业共用的隐患排查系统。手持终端隐患排查系统应用需要良好的无线网络环境和适当通讯资费的投入,否则将影响其应用效果。

现场作业许可系统作业许可是控制非常规作业和危险作业风险,保障作业安全的重要管理手段,在实际运行中会存在漏签、代签、改签以及填写不规范等问题,研发现场作业许可系统可有效解决上述问题。例如高学滨等介绍了现场作业许可系统研发及企业应用情况,结果表明现场作业许可系统可最大限度实现作业许可管理的科学化、标准化、规范化,有效提高作业许可管理水平,应用效果明显。教育培训信息系统安全教育是增强员工安全意识、提高安全技术素质的重要途径,是防止事故发生、保证安全生产的重要措施,是保障企业安全管理的重要基础。近年来,随着信息化技术的飞速发展,采用VR、AR、仿真和BIM等技术开发动漫或演示类视频,将施工技术方案、安全技术交底及培训知识和内容有效传递给参培人员,使得安全培训更加直观、生动,可以提高安全培训的效率和效果,筑牢安全生产管理工作基础。而开发具有岗位针对性的信息化教育培训产品将是未来发展的重要方向之一。安全监控及预警系统开展安全监控可以及时(随时)掌握、发现异常现象和可能危及安全的不良因素,并及时对监测对象的稳定性和安全性进行评估,及时预警、发现事故隐患,及时进行整改,可有效减少事故隐患,预防和控制安全生产事故的发生。因此,安全监控及预警信息系统已成为研发重点。目前,安全监控及预警信息系统主要包括工程车辆运输监控信息系统、工程机械安全监控信息系统、人员定位及预警信息系统、高支模安全监控信息系统、深基坑安全监控信息系统、脚手架安全监控信息系统、远程视频监控系统等。

安全监控及预警系统发展状况及趋势简述如下:①车辆运输监控系统研发与应用已比较普遍,不仅具有优化资源配置、提高管理效率、节约成本等经济效益,还能提高道路交通安全性。而工程车辆运输监控信息系统的研发也已取得较大进展,已开发出多种系统和产品。②工程机械安全监控系统是安全监控信息化研究的热点之一,主要集中于TBM、盾构机、架桥机、起重机械等大型工程机械设备上,尤其是施工现场常用的起重机械。塔吊等起重机械是建筑领域使用最为广泛的大型机械和特种设备,如果管理不当,因事故所导致的人员伤害和经济损失也是非常惨烈的。随着物联网等高新技术的发展,起重作业监控系统的小型化、可视化、智能化将是今后研发的重要方向。③人员定位系统结合电子围栏技术,可实时精确定位施工现场工作人员,使考勤及安全生产管理更加快捷和高效,也能为事故救援及调查提供可靠信息和证据,已成为信息化研究的热点之一。④高大空间模板支撑体系(简称高支模)广泛应用于各类建筑施工的基础保障设施,具有复杂性、突发性及高危性的特点,管理不善极易导致高支模坍塌事故。⑤深基坑施工周边环境及地质条件复杂、不确定因素多、施工条件差、施工技术复杂。探索深基坑安全监测信息系统研发,可以实现信息共享、快速分析、高效决策和及时预警等功能,可提高监测效率、水平和预警能力。⑥脚手架工程是我国建筑工程中危险性较大的分部分项工程之一,在施工现场使用频繁,如安全管理不当,极易发生坍塌事故而造成人身伤亡和财产损失。因此,一些科研工作者尝试研发脚手架安全监控系统,通过对脚手架的实时监测与预警提高安全管理水平,减少事故发生。国内早在2012年就提出了采用RFID技术对脚手架安全进行实时监测与预警方案,近年来随着BIM、物联网、大数据等信息化技术发展,将新技术应用到脚手架安全监控中,构建脚手架安全监控信息系统,可实现信息共享、快速分析、高效决策和及时预警等功能,可提高监测效率、水平和预警能力。建筑机器人随着机器人工业快速的发展,人们将机器人技术引入建筑行业,以期通过机器替代或协助人类的方式,应对较差的工作环境和危险的工作,解决老龄化社会带来的人力资源日益短缺问题,提高工作效率,降低发生安全事故的可能性,保障施工人员安全,提升建筑工作品质。因此,建筑机器人已成为研发热点。我国在建筑机器人领域的研究起步较晚,目前为数不多的研究成果多处于试验阶段,真正商业化的成果很少。随着物联网等信息化技术和机器人技术的发展,未来建筑机器人研发与应用的前景非常光明,市场非常广阔。

2.2综合型安全管理信息化系统

2.2.1安全管理信息系统随着计算机和互联网技术发展,人们纷纷将其引入安全管理,利用技术优势促进安全管理发展。目前,安全管理信息系统研发有3个方向,一是从职业健康安全管理体系角度出发,以《职业健康安全管理体系要求及使用指南》为基础,构建QHSE或HSE或职业健康安全管理信息系统,着力解决管理标准无法统一、体系与管理两张皮、信息共享与查询等问题;二是从安全生产标准化角度出发,以《企业安全生产标准化基本规范》为基础,构建安全生产标准化管理信息系统,可实现全方位的安全管理模式,让安全管理有迹可循,提高安全生产标准化管理绩效;三是构建安全生产标准化与OHSMS体系融合的管理信息系统,以避免两套体系独立运行导致的重复工作、浪费资源、管理低效等弊端。

2.2.2智慧工地近年来,出现了研发智慧工地的热潮。智慧工地是基于BIM、物联网传感器、互联网、大数据、云计算、移动通信技术、智能设备和机器人等技术,聚焦工程施工现场,紧紧围绕人、机、料、法、环等关键要素的过程管控,整合施工现场关键资源和基础设施信息的智慧管理系统,实现工地管理的信息化、可视化、精细化和智能化,从而提高工地现场生产和管理的效率、决策能力及决策的科学性。智慧工地本质上是各专业型信息系统的集合,不仅包括安全监管系统,还包括绿色环保、行政监管、劳务管理、技术及进度管理等大类系统。虽然,智慧工地系统还有很多内容需要完善,但随着科技发展,智慧工地系统越来越完善,越来越成熟,创新及现场应用的空间更加广阔,为建筑行业变革添砖加瓦。

3结论与展望

信息化已成为建筑施工安全管理的重要发展趋势,在建筑行业转型发展中举足轻重。随着科学技术的发展,尤其是物联网、大数据、人工智能、VR、AR等新一代信息技术及移动通信技术的不断成熟,必将促进建筑施工安全管理信息化快速发展,使得专业型信息系统更加细化和精确,综合型信息系统更加科学和全面,可在很大程度上降低安全风险,从源头控制和降低安全事故发生的可能性,从而实现安全发展。同时,希望本文能够为国内从事建筑施工安全管理信息化研发和应用的组织或科研工作者提供一定的参考。

参考文献

[1]宋修德,徐涌,宁勇,等.安全管理信息系统建设及运用[J].中国铁路,2018.

[2]刘春伟.基于BIM的建筑工程危险源自动辨识机制研究[D].徐州:中国矿业大学,2018.

[3]曹璐琳.基于BIM的建筑施工现场安全管理研究[D].南京:南京林业大学,2017.

[4]张珂.基于BIM与风险动因的变电站设计项目安全管理研究[D].北京:华北电力大学,2018.

作者:林海龙 苏航 刘贻华 单位:中交水运规划设计院有限公司

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