基于BIM+GIS的桥梁隧道施工安全风险管理方法

技术领域

本发明涉及桥梁施工管理技术领域，具体涉及一种基于BIM+GIS的桥梁隧道施工安全风险管理方法。

背景技术

目前桥梁隧道工程施工现场实施安全风险双重预防工作中面临的困难：

①施工安全风险告知内容复杂，难以采用文本图表进行全要素表达

风险分级管控的核心成果是安全风险告知，工程施工安全风险的致险因素有四个方面“人员、机械、环境和管理”，其中尤其施工环境包括工程结构本身、周边地表地形、地下岩层、管线等都是复杂的三维客观实体，各个施工作业活动的安全风险告知内容包括致险因素、风险事件以及风险控制措施等，采用文本、图片等方式难以全面描述安全风险告知内容。

②隐患排查工作点多面广、内容复杂且动态变化，难以台账式管理

隐患排查治理的核心成果是每个作业活动的风险控制措施落实到位，否则就形成安全隐患、进行闭环整改。桥梁隧道工程点多线长、施工作业工点分布分散，施工作业活动多种多样、各自对应的致险因素和控制措施均不相同，造成施工现场安全隐患排查工作点多面广、检查内容各不相同；并且施工场地随着施工进度不断变化，静态安全风险排查计划难以符合现场实际情况，台账管理方式难以应对这种离散分布、内容复杂、动态变化的安全隐患排查工作。

传统的技术手段和工作方法不能解决施工安全双重预防机制建设的困难，该项工作通常存在以下不足：

①安全风险评估与安全隐患排查不能有机协同

施工安全风险评估和施工安全隐患排查工作相互脱节、形成“两层皮”，两者的数据和信息无法有机协同、各行其是。安全风险评估流于形式，总体风险评估报告和专项风险评估报告经过专家评审、监理单位批准、建设单位备案后，即束之高阁，在施工过程中未能有效指导安全隐患排查工作。安全隐患排查工作基本沿用原来的安全检查工作方式和工作内容，工作重心是对检查中发现的问题进行闭环管理，缺乏有效的技术手段和工作方式来统计分析安全隐患排查中发现的问题，不断完善安全风险评估和风险分级管控工作。

②安全隐患排查标准化和规范化程度不高

安全隐患排查延承安全检查的工作方法和检查内容，依赖责任人的工程经验和安全责任意识，排查内容和排查机制无法做到对安全风险的全面性和针对性，安全隐患排查的重点和发现的问题“千人千面”，导致安全隐患排查的标准化、规范化程度不高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于BIM+GIS的桥梁隧道施工安全风险管理方法，以有效施工安全隐患排查工作的规范化和标准化程度。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

本发明提供一种基于BIM+GIS的桥梁隧道施工安全风险管理方法，所述基于BIM+GIS的桥梁隧道施工安全风险管理方法包括：

S1：利用BIM+GIS技术，构建桥梁隧道施工环境的三维数字模型；

S2：根据所述三维数字模型，细化分解施工作业，得到多个作业活动；

S3：将致险因素关联到每个作业活动，以生成各作业活动对应的风险等级；

S4：根据所述风险等级生成风险管控等级；

S5：根据所述风险管控等级和施工进度计划，建立结合施工进度的动态施工风险公示数字模型，并将所述动态施工风险公示数字模型推送至相关责任人。

可选择地，所述步骤S1包括：

S11：根据施工图和施工组织设计，建立BIM模型；

S12：利用无人机倾斜摄影测量结果，建立GIS三维实景模型；

S13：将所述BIM模型和所述GIS三维实景模型作为所述桥梁隧道施工环境的三维数字模型输出。

可选择地，所述步骤S3中，所述致险因素包括：人员、机械、环境和管理。

可选择地，在所述步骤S5包括：

根据所述风险管控等级，确定风险管控措施，其中，所述风险管控措施包括布置施工警戒区、安全标志标牌、安全防护和操作要求。

根据所述风险管控措施和施工进度计划，建立结合施工进度的动态施工风险公示数字模型；

将所述动态施工风险公示数字模型推送至相关责任人。

可选择地，所述基于BIM+GIS的桥梁隧道施工安全风险管理方法还包括：

根据当前施工进度，生成当前施工进度下风险管控措施确认提示；

对预设时间段内的所有所述风险管控措施进行分析，得到分析结果；

对所述分析结果中的高风险隐患和高频隐患进行报警。

本发明还提供一种应用上述的基于BIM+GIS的桥梁隧道施工安全风险管理方法的桥梁隧道施工安全风险管理系统，所述桥梁隧道施工安全风险管理系统包括：

模型构建模块，所述模型构建模块用于利用BIM+GIS技术，构建桥梁隧道施工环境的三维数字模型；

细化分解模块，所述细化分解模块用于根据所述三维数字模型，细化分解施工作业，得到多个作业活动；

风险等级生成模块，所述风险等级生成模块用于将致险因素关联到每个作业活动，以生成各作业活动对应的风险等级；

风险管控等级生成模块，所述风险管控等级生成模块用于根据所述风险等级生成风险管控等级；

模型推送模块，所述模型推送模块用于根据所述风险管控等级和施工进度计划，建立结合施工进度的动态施工风险公示数字模型，并将所述动态施工风险公示数字模型推送至相关责任人。

可选择地，所述桥梁隧道施工安全风险管理系统还包括：

进度提示模块，所述进度提示模块用于根据当前施工进度，生成当前施工进度下风险管控措施确认提示；

分析模块，所述分析模块用于对预设时间段内的所有所述风险管控措施进行分析，得到分析结果；

报警模块，所述报警模块用于对所述分析结果中的高风险隐患和高频隐患进行报警。

本发明具有以下有益效果：

(1)本发明充分考虑了施工计划和现场环境，因此所建立的桥梁隧道施工环境的三维数字模型具有足够的真实性；

(2)本发明能够精准的分析人的不安全行为和物的不安全状态，对人员、机械和环境三方面的致险因素(危险源)进行管理，可以保证对致险因素(危险源)分析的全面性，避免遗漏，从而确保系统的可靠性；

(3)本发明能够对作业活动中的致险因素进行确认，以排查作业活动中的致险因素，从而有效提高施工安全隐患排查工作的规范化和标准化程度。

附图说明

图1为本发明基于BIM+GIS的桥梁隧道施工安全风险管理方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

本发明提供一种基于BIM+GIS的桥梁隧道施工安全风险管理方法，参考图1所示，所述基于BIM+GIS的桥梁隧道施工安全风险管理方法包括：

S1：利用BIM+GIS技术，构建桥梁隧道施工环境的三维数字模型；

可选择地，所述步骤S1包括：

S11：根据施工图和施工组织设计，建立BIM模型；

S12：利用无人机倾斜摄影测量结果，建立GIS三维实景模型；

S13：将所述BIM模型和所述GIS三维实景模型作为所述桥梁隧道施工环境的三维数字模型输出。

具体地，在本发明中，BIM模型主要包括：

根据施工图和施工组织设计建立工程结构的BIM模型，以及根据地下管线的施工档案资料和勘探调查资料，建立地下管线的BIM模型。

GIS三维实景模型主要包括：采用无人机倾斜摄影测量技术，建立地表的地形地物的三维实景模型，以及根据地质勘察报告，建立地层的三维地质模型。

桥梁隧道施工环境的三维数字模型则是通过采用BIM+GIS数据管理平台，实现地表的地形地物、地下的地层和管线、桥梁隧道工程结构的三维可视化管理，建立桥梁隧道工程施工环境的三维精准数字模型。

桥梁隧道工程施工安全风险的致险因素有四个方面：人员、机械、环境和管理，其中施工环境包括工程结构本身、周边地表地形、地下岩层、管线等都是复杂的三维客观实体，人员和机械是与工程结构有关、并在这个施工环境中进行活动。采用BIM+GIS技术建立施工环境的三维数字模型，即完成施工环境的精准画像，在此基础上分析人的不安全行为和物的不安全状态，分析人员、机械环境三方面的致险因素。

S2：根据所述三维数字模型，细化分解施工作业，得到多个作业活动；

S3：将致险因素关联到每个作业活动，以生成各作业活动对应的风险等级；

S4：根据所述风险等级生成风险管控等级；

这里，每个作业活动，根据致险因素采用“鱼刺图法”等分析方法确定风险事件(事故类型)，采用“LEC法、风险矩阵法”等分析风险事件的风险等级，进而确定风险分级管控的等级、岗位责任人。

S5：根据所述风险管控等级和施工进度计划，建立结合施工进度的动态施工风险公示数字模型，并将所述动态施工风险公示数字模型推送至相关责任人。

可选择地，在所述步骤S5包括：

根据所述风险管控等级，确定风险管控措施，其中，所述风险管控措施包括布置施工警戒区、安全标志标牌、安全防护和操作要求。

根据所述风险管控措施和施工进度计划，建立结合施工进度的动态施工风险公示数字模型；

将所述动态施工风险公示数字模型推送至相关责任人。

具体地，将施工进度计划分解为不同时间阶段内若干施工作业活动的集合，建立结合施工进度的动态施工风险公示数字模型，并主动推送给相关岗位责任人。从传统施工风险公示静态展板“人查询施工安全风险信息”转化为动态施工风险公示数字模型“施工安全风险信息推送给人”。

可选择地，所述基于BIM+GIS的桥梁隧道施工安全风险管理方法还包括：

根据当前施工进度，生成当前施工进度下风险管控措施确认提示；

对预设时间段内的所有所述风险管控措施进行分析，得到分析结果；

对所述分析结果中的高风险隐患和高频隐患进行报警。

由此，可以在桥梁隧道工程施工现场获取当前施工作业活动的各个致险因素对应的安全隐患排查内容。把传统安全检查工作中“人找数据填报”转化为利用数字模型安全隐患排查“数据找人确认”，安全隐患排查只需要确认现场作业活动中致险因素的控制措施是否落实到位。同时，可以利用数字化技术，在数字模型上对某些施工作业活动进行远程隐患排查，例如利用视频监控技术和物联网监测技术，确认现场对致险因素的控制措施是否执行到位。施工安全隐患排查工作的规范化和标准化程度极大提高。

本发明还提供一种应用上述的基于BIM+GIS的桥梁隧道施工安全风险管理方法的桥梁隧道施工安全风险管理系统，所述桥梁隧道施工安全风险管理系统包括：

模型构建模块，所述模型构建模块用于利用BIM+GIS技术，构建桥梁隧道施工环境的三维数字模型；

细化分解模块，所述细化分解模块用于根据所述三维数字模型，细化分解施工作业，得到多个作业活动；

风险等级生成模块，所述风险等级生成模块用于将致险因素关联到每个作业活动，以生成各作业活动对应的风险等级；

风险管控等级生成模块，所述风险管控等级生成模块用于根据所述风险等级生成风险管控等级；

模型推送模块，所述模型推送模块用于根据所述风险管控等级和施工进度计划，建立结合施工进度的动态施工风险公示数字模型，并将所述动态施工风险公示数字模型推送至相关责任人。

可选择地，所述桥梁隧道施工安全风险管理系统还包括：

进度提示模块，所述进度提示模块用于根据当前施工进度，生成当前施工进度下风险管控措施确认提示；

分析模块，所述分析模块用于对预设时间段内的所有所述风险管控措施进行分析，得到分析结果；

报警模块，所述报警模块用于对所述分析结果中的高风险隐患和高频隐患进行报警。

本发明所提供的桥梁隧道施工安全风险管理系统可以作为一种APP使用，也可以作为一种网页管理系统使用，本发明不做具体限制。

本系统能够针对桥梁隧道工程现场安全隐患排查工作点多面广、检查内容各不相同、且不断动态变化的特点，根据施工进度计划生成当前施工进度下风险管控措施确认提示。将各个施工作业活动的安全隐患排查计划和实际执行落实情况进行可视化管理，及时发现未按计划开展隐患排查的作业活动，进行整改完善；

同时，针对排查发现的安全隐患，跟踪隐患治理工作流程，对各个作业活动的安全隐患整改落实情况进行可视化管理，落实整改闭环。

除此之外，本系统定期对安全隐患排查治理的工作成果进行统计分析，得出每种作业活动的安全隐患分布规律，对于高频发生的安全隐患，将提高该安全风险的管控等级；

如果发现风险分级管控工作中所提出的所有风险管控措施以外的安全隐患，则对相应的作业活动重新进行风险分析、完善管控等级和管控措施。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。