基于 BIM 技术的施工安全标识管理方法研究

　　属蛇的属相婚配表[摘要]随着我国近些年来建筑领域信息化的引进和发展，建筑信息模型（BIM）技术作为建筑工程全生命周期管理中一个性的突破，在我国工程建设领域的应用也越来越广泛。由于BIM技术具有可视化，模拟性等特点，已经应用与建筑过程各个阶段。仅在施工阶段的应用已经非常多，如成本控制、施工模拟、工期优化等。文章将重点研究BIM技术在建筑工程施工阶段安全标识管理中的应用，并寻找应用过程中存在的问题，提出相关，为BIM技术更好地应用于实际工程。

　　建筑业涉及民生，关系重大。目前随着我国建筑业的发展，安全事故频繁发生。长期以来施工现场的安全管理以传统的“经验型”的事后管理为主，难以有效地对施工过程的源实施较为全面的预控，这也是建筑施工安全事故高居不下的主要原因。所以如何进行施工现场安全管理是一个非常重要的大课题。其中，施工现场安全标志管理是施工现场管理的重要组成部分。在施工现场合理正确地使用安全标志可以提高施工人员的防范能力，减少或避免安全事故的发生。

　　BIM的快速发展和广泛应用，将带来建筑行业自计算机CAD普及后的又一次。基于BIM进行施工安全标志管理具有以下优势：

　　（1）数据集成化。在施工安全控制计划制定过程中，安全管理人员可以利用BIM技术强大的数据集成性将计划与施工进度、设计图纸紧密结合，合理详细制定。BIM可以减轻安全管理人员在头脑中将静态信息动态施工模型的负担。除此之外，将施工安全控制计划具体化，清楚地显示为什么，在哪儿，什么时候进行安全标志的设置。

　　（2）可视化模拟。在施工安全控制计划实施过程中，BIM技术因其可视性、模拟性、优化性等优良性能，可以实现4D虚拟施工，在动态仿真中帮助施工人员清楚地认识到源和进行相关防范措施的必要性。本文以某大学土木楼的施工安全标识管理为研究对象，运用BIM软件对土木楼进行建模，并且将模型导入三维设计软件，从而完成安全标识与3D模型的结合。建模完成后对施工现场进行可视化模拟，记录在施工过程中的不同时刻的各项数据。通过不断的对3D模型的修改和模拟，最终得出基于BIM的施工现场安全标志管理的动态仿真模型，对现在施工现场安全管理存在的问题提出。

　　1基于BIM的施工安全管理研究现状在国外，F.Peterson等（2011）进行了一项基于BIM技术的项目管理培训研究。在研究中他们将基于BIM技术的项目管理工具引入到2个课程当中。Chun-Ling Ho与Ren-Jye Dzeng（2008）组织了一项关于数字化安全培训（Elearning）的效果调查。调查结果显示，无论工人的年龄、教育背景和信息素养如何，适宜的培训模式和培训课程内容都可以改善工人施工行为的安全性。Hu Wen（2008）提出了一个基于RFID和4D CAD技术的施工管理系统，基于RFID和4D CAD的模型在施工管理和自动化控制上存在很大的应用潜力。Carla Lopez del Puerto、Caroline M.Clevenger（2012）以莫坦森施工公司的项目为研究对象，利用BIM支持的安全控制措施，潜在的工程，并列举了用以及时提醒设计人员和施工人员的实例和BIM对项目改扩建期间加强施工人员、建筑物使用者以及最终用户等群体的安全问题所起到的积极作用，重点阐述了BIM在施工期间安全控制这一方面的潜力。除此之外，有一些学者对基于BIM技术自动识别源和部位进行了一些研究。Si jie Zhang，Jochen Teizer，Jin-Kook Lee等（2013）认为基于BIM可以在施工之前实现建筑施工模拟，自动化识别和及时给出措施的功能，并针对如何在施工中避免高空坠落事故提出了具体的系统。Vacharapoom Benjaoran等（2010）在4D模型中将安全和施工管理结合，在施工模拟过程中，自动识别高空作业。Amin Hammad（2012）基于BIM技术为实现安全施工建立动态虚拟护栏系统，重点防护临边和管道施工工作面。LawYuenfong（2012）对施工安全计划中重要的影响因素进行分类，优劣排序，通过BIM帮助安全管理人员进行高效的安全计划编制。在国内，胡振中，张建平，张旭磊提出通过建立4D施工安全信息模型，将支撑体系与施工过程信息动态地链接起来，并施工验证了将4D施工安全信息模型应用于施工期支撑体系安全分析的可行性。这只是将BIM技术应用于施工现场安全管理的一部分———支撑体系。还有，陈丽娟，张成方，李超基于BIM技术，采集信息来构建地铁空间和时间的模型，对地铁施工现场进行空间安全管理。江帆在他的硕士论文中提出基于BIM和RFID技术的建设项目安全管理研究，并构建了安全管理模型，但是通过RFID获得的数据精度不是很高，所以在具体应用方面存在一些难度。综上可见，将BIM技术应用于施工安全标志管理是有潜力的，但关于它的研究还有待发展。然而目前基于BIM进行施工安全管理主要是在地铁施工空间管理方面，建筑施工现场部分构件安全分析和对特定事故的施工现场动态管理。其中，明确针对基于BIM的施工阶段安全标志管理的研究更是少之又少。关于施工阶段安全标志管理的研究方向是现阶段安全标志管理存在的问题和对其有效性的评价，如陈庆，庞子杰，胡袆程，但是还没有将其与信息化、BIM技术有效地结合起来。

　　目前我国施工现场安全标志的管理已引起部门足够的重视，也发布了一系列的法律法规。其中比较有代表性的有：GB/T15565-2008《图形符号》中对图形符号设计的定义、分类进行了阐述；国务院令第398号文件《建设工程安全生产管理条例》中第28条明确在14个部位设置标志；GB2894-2008《安全标志及其使用导则》中则详细介绍了标志、标志、指令标志、提示标志的型式、适用范围和地点。

　　施工现场安全标志管理传统的实施流程为（1）施工安全源的辨识；（2）作业、点、区域的确定；（3）安全标志设置；（4）安全标志平面图绘制；（5）安全标志挂设；（6）安全交底；（7）安全标志的检查与。

　　其中绘制安全标志平面图是实施关键。在实际操作过程中，绘制安全标志平面图时需要根据安全标志设置计划，一般分基础、主体、装饰装修3个施工阶段分别详细绘制各施工阶段的安全警示标志平面布置图。当各层安全标志设置不一致时，应分层绘制平面布置图。用二维图纸来表现繁杂的安全标志信息很可能导致信息之间的脱节，因此，传统的施工安全标志管理存在安全标志信息交流不畅和不易检查等缺点。

　　安全标志的合理放置与源、作业、部位的识别密不可分。所以安全标志信息的确定需要考虑到施工

　　现场安全管理。施工现场涉及到安全的内容也很多，比如：建筑工人的人身安全、建筑工程的结构安全、施工现场的财产安全、机械设备的质量安全等等。本论文中安全标志放置部位大致包含基坑支护、临边、洞口、砌体工程、施工电梯、脚手架以及加工棚等。在根据现有的法律法规和实地工地的走访观察的结果，本研究将可能用于建筑行业的安全标志进行分为标志、标志、指令标志3类（由于提示标志主要包括紧急出口、避险处、应急避难场所、可动火区等，与施工阶段安全管理关系不大，所以本文不考虑提示标志）。由于其中标志共20种，包括吸烟标志、烟火标志、带火种标志、用水灭火标志、放置易燃物标志、堆放标志、启动标志、转动标志、乘人标志等等（表

　　1）；标志共20种，包括当心绊倒标志、当心触电标志、当心坠落标志、当心机械伤人标志、当心伤手标志、当心烫伤标志、靠近标志、当心滑跌标志、当心车辆标志、当心火灾标志、当心碰头标志、注意安全标志、当心扎脚标志等等（表2）；指令标志共4种，包括必须戴防护手套标志、必须穿防护鞋标志、必须戴安全帽标志、必须系安全带标志（表3）。

　　本文建模对象是某大学土木楼，利用Revit软件对二维CAD图纸进行三维建模。图1～图3分别为土木楼侧视

　　为了让现场平面图上所有元素的和尺寸显得合理，本研究采取了由主到次的布置顺序，即先建立固定的，包括工程本身，员工生活区以及现场临时道；然后布置材料加工棚、材料堆场、施工电梯、塔吊等；接着是施工场地外围的墙与施工大门的建立；最后便是施工现场平面图的优化以及美化工作，包括图元间的细部调整以及在工地外围添加绿化等。布置完成的总平面图如图6，图7所示。

　　在上文中提到的20种标志、20种标志和4种标志中结合实际情况选择合适的安全标志。三维施工安全信息模型采用Sketch Up进行建立，首先需要收集整理本次设计需要的施工安全标志信息，然后使用软件进行各部位的建模和场景的添加，最后把具体的安全标志信息添加到每个场景中。

　　摆放其余的施工安全标志的建模过程同“吸烟标志”。在完成三维施工安全信息模型的构建之后，可以形成

　　完整的施工现场安全标志信息模型的漫游动画。表4为施工现场的安全标志、对应的摆放及漫游截屏。

　　三维施工安全标志信息模型的建立过程，严格遵照了安全标志的尺寸和对应的区域，相关的规范中提到了一些

　　（1）标志牌应设在与安全有关的醒目地方，并使大家看见后，有足够的时间来注意它所表示的内容。信息标

　　志宜设在有关场所的入口处和醒目处；局部信息标志应设在所涉及的相应地点或设备(部件)附近的醒目处。

　　（2）标志牌不应设在门、窗、架等可移动的物体上，以免这些物体移动后，看不见安全标志。标志牌前不得放置妨碍认读的障碍物。

　　（3）标志牌的平面与视线角，观察者位于最大观察距离时，最小夹角不低于75。

　　（5）多个标志牌在一起设置时，应按、、指令、提示类型的顺序，先左后右、先上后下地排列。

　　（6）标志牌的固定方式分附着式、悬挂式和柱式3种。悬挂式和附着式的固定应稳固不倾斜，柱式的标志牌和支

　　3.3.2标志牌安放存在问题通过漫游发现其中一些安全标志的摆放存在问题，或者不符合规范或者不符合观察习惯。

　　（1）安全标志不全面或设置不当安全标志不全面表现在：①生活区、办公区漏设安全标志；②在安全通道处没有设立安全标志等。安全标志设置不当表现在安全警示标志集中挂设在施工通道口等显眼的地方，而存在因素的施工区域、地点和有关设施、设备上，却没有设置安全警示标志。例如基础施工阶段的基坑支护、施工电梯、洞口防护等。在原有模型的基础上对以上提到的的安全标志进行优化，优化之后的漫游截图为图9-图13。安全通道

　　中摆放的安全标志牌是注意安全标志、注意台阶标志、吸烟标志和必须戴安全帽标志。基坑施工时的安全标志牌

　　为注意安全标志。水平洞口防护的时候放置的安全标志牌为注意坠落标志。电梯口安全防护时放置的安全标志牌是

　　安全标志显著性是指安全标志牌是否放置在与安全有关的醒目地方。通过漫游发现楼层临边安全标志牌的放置是放置在防护栏的外侧，而楼层临边的防护主要为了防止建筑物内施工人员发生坠落情形，所以需要将其放置在防护栏内侧，还有一些标志牌的放置高度不合理，不利于受众获得信息，所以需要调整高度。

　　本研究主要结合施工安全管理过程，利用BIM系列软件模拟施工现场的安全标志摆放。先分析CAD图纸，使用

　　Revit软件建模，将施工现场展现出来，然后将Revit模型导入到Sketch Up中，依照《施工安全手册》将安全标志贴防、安置在相应。设置合理的安全标志是一个重复改进的过程，通过漫游不断发现问题，进一步优化，从而达到更合理的布置。

　　BIM应用于施工现场安全管理中的效果虽然非常显著，但BIM技术目前在我国的推广与应用还处于初级阶段。同时，随着我国相关政策的不断推出和建设主管部门的大力支持，未来还有很多发展空间，而且在施工现场安全管理方面的应用还有待深入研究。后续研究应实现施工现场安全标志种类的扩展和更加智能化的识别方法，并根据施工情况编制相关使用手册及流程，力求使我国建筑施工更加安全、高效。

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