摘要：以往的 施工现场安全管理需要投入大量的人力物力资源，效率也十分低，可能是由于管理人员知识、能力、见识等方面的缺乏，导致不能准确掌握施工现场出现任何可能的安全问题。BIM施工信息模型技术是将信息科学技术与施工现场安全管理相结合的一种新型实用技术，本文对BIM施工现场安全管理的模型及其在施工现场安全管理中的应用进行探讨。
关键词：BIM；安全管理
1、BIM施工现场安全管理模型
1.1、BIM技术
BIM（Building Information Modeling）建筑信息化管理是将信息科学技术与施工现场安全管理相结合的一种新型实用技术，其以建筑工程项目的各项相关信息数据作为为基础，可以对施工现场进行三维建筑模型展现，并可以将设计图纸用立体影像展现工程施工现场。BIM也叫建筑信息模型，其技术可以将复杂的施工过程以一张张画面形式进行可视化，并将这一仿真系统所生成的数据信息进行图形表达，为施工现场安全管理提供有效的分析精细化。BIM不再想CAD一样，仅仅是一款软件，而是一种管理手段，是实现建筑业精细化，信息化管理的重要工具。
BIM技术是将数据信息技术和电子成型技术相结合，将原本抽象的平面图像进行立体化、可视化展现，并将地理坐标、空间位置等数据信息精细化标注，同时可以实时采集施工过程与施工现场数据，然后将其处理后的状况形象地反映在三维立体图像中。BIM技术不单单是数字技术运用，同时还是地理信息系统、工程学、建筑学、虚拟成像技术等学科的综合运用，通过BIM技术模拟的施工现场，可以及时的发现施工过程中所存在的大小安全隐患，实现设计图纸与施工现场管理的有机结合。
1.2、BIM施工现场安全管理模型
利用BIM技术进行施工现场管理的基础，是建立起真实的描述施工的各个部位的的三维建筑模型。
1.2.1、数字地形模型
作为一个工程BIM技术的核心组成部分，数字地形模型（DTM）可以构建起其工程所有建筑物和施工场所的框架，将分散的地形点通过不规则三角网格（TIN）进行逼近，描述地形表面，并完全展现施工现场地形的高低起伏。数字地形模型DTM主要用于描述地面起伏状况，可以用于提取各种地形参数，如坡度、坡向、粗糙度等，并进行通视分析、流域结构生成等应用分析。
1.2.2、地形动态填挖
当进行地形动态填挖安全管理时，首先，设计开挖边坡和渣料场大坝底面的填挖曲面，并利用放坡将设计的曲面下放到原始地形曲面上，得到的设计曲面和原始曲面的交线，沿交线在原始曲面上切掉填挖曲面所含的区域，并切除掉多余的填挖边坡，然后就实现挖填设计曲面与原始曲面的完美结合。
1.2.3、混凝土坝动态实体模型
混凝土坝在施工中会随着时间的推移而变化，为了进行混凝土坝动态的管理，必须将其三维模型划分成若干浇筑块，保证各浇筑块的施工时间、施工设备等方面的相关性。
1.2.3.1、混凝土坝三维实体建模
使用CAD实体建模技术，将二维设计图纸的坝段划分成若干坝段区域，确定各坝段空间形体数据信息，并通过CAD技术与BIM技术的结合，绘制三维实体，利用CAD技术的布尔运算对三维实体并补、剖切、缩放等操作，从而得到各坝段区域的实体模型，将其各个分部有机组合后得到完整的施工现场三维实体模型。
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1.2.3.2、混凝土坝仿真计算
将CAD建模软件嵌入BIM施工现场仿真系统后，可以借助CAD强大的二次开发功能，使坝体浇筑仿真计算和自动剖分过程同时进行，得到仿真计算中浇筑信息后，程序中便会自动剖分生成混凝土坝浇筑块数据信息，处理完成后，浇筑信息会以Access的数据库形式输出，同时以CAD的文件形式存储。
1.2.4、土石坝实体建模
工程施工的土石坝坝体底面均为不规则的曲面，利用BIM技术中的Rhino工具建立其三维实体。根据坝体填筑材料、结构及功能等标准进行坝体分区，并综合利用Rhino工具中的patch、Extend、Loft和布尔运算等操作将土石坝分区的实体模型进行绘制出来，按照填筑料的供给和进度计划将各个分区的不同填筑层进行划分，将它们巧妙相结合便得到土石坝三维仿真实体模型。
2、基于BIM的施工现场安全管理
2.1、工程概况
例如汉江石泉县城长安坝及春潮广场防洪工程紧接石泉县县城下游，防护范围是汉江南岸长安坝和汉江北岸春湖广场，总防护人口19万人，也是石泉县2013年启动的第一批汉江综合整治防洪工程，更是石泉县防洪保安、城市建设、旅游开发的重点支撑项目。工程建设初，石泉县就坚持以防洪优先、综合治理的原则，将防洪保护与城市建设、景观建设、生态管理、沟通交通相结合，对工程进行了合理布局，汉江石泉县城长安坝段防洪工程即是采用的是以下部生态护坡、上部加筋土挡墙的形式，努力做到“防洪保安与城市建设、景观设施与交通道路、生态建设与工程建设”三个结合，既可以抵御汉江洪水，又可以拓展城市骨架；既能提升城市生态旅游品味，又可以改善居民宜居休闲生活的基础条件和环境。
2.2、基于BIM的施工现场安全管理
2.2.1、三维动态演示
可以利用Navisworks的TimeLiner模块进行施工现场的三维动态演示，可以清晰的得到混凝土坝浇筑块、土石坝填筑块的三维模型及各个图形单元的施工时间参数等工程施工动态信息，再将之前分解成的若干单元的三维模型导入Navisworks，且必须要保持图形单元属性一致性。在Navisworks支持的数据格式中输入水利工程施工进度的必要数据，并添加到TimeLiner模块，只要设定好任务类型和起始状态就可以直接生成施工现场动画。利用BIM模型所具有的Animator模块功能即可制作施工现场动画，管理人员可以很方便的多视点观察工程的施整个工过程。
2.2.2、仿真信息可视化查询
通过Navisworks模块中的“查找项目”工具，可以进行相应图形单元及所对应属性的查询，或着是利用Navisworks的程序访问工程施工场景模块，来展示施工现场的仿真信息，并进行施工全过程信息与各分项工程施工现场信息的实时查询，可以年、月、日为单位进行工程某时刻施工面貌的查询；亦可设定任意起始时间，以年、月、日为单位查询某时刻工程施工强度，并且通过不同颜色的图形显示出来。
建立插件时，先建立一个dll的文件的动态链接库，并为其添加相应的引用，像集成基本插件和停靠条插件等类似的引用插件，并设置编辑好插件名称、创建时间等类似的属性；编译程序代码后，再将dll文件存入安装包完成插件的建立，然后就可以可以在工程施工现场安全管理系统中使用。
2.2.3、施工时的形体信息查询
在Navisworks模块，可以查看相应高程、坝段模型形体等二维信息，同时利用审阅工具在模型中添加注释，进行工程施工现场管理信息的记录和分析。
3、结论
工程施工的设计图纸与实际施工过程并不可能是完全一致，施工现场管理人员仅仅是通过解读设计图纸，并不可能准确把握施工现场可能出现的所有安全问题，如果单是以设计图纸为参考，难免会出现曲解或传统的思维定势而影响工程的施工。因此，如何把握和体现设计图纸，并充分发挥其在施工现场安全管理中的向上作用，成为工程施工现场管理人员需要解决的首要问题，BIM技术有效实现了静态的设计图纸与动态的施工现场的有机结合，为工程施工现场安全管理提供了强大的技术支持。
参考文献
[1]金伟强，李明照. 基于BIM技术的设施管理SWOT分析[J].土木建筑工程信息技术.2015（01）
[2]霍明明，施阳，唐明.建设工程项目安全生产管理存在问题及预防措施研究[J].电子制作.2015（02）
[3]张云帆，孙晓春，刘海勇. 基于BIM技术的施工管理应用探索研究[J].土木建筑工程信息技术.2014（05）
论文作者:邱必强
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/1
标签：施工现场论文; 模型论文; 安全管理论文; 曲面论文; 技术论文; 汉江论文; 信息论文; 《建筑学研究前沿》2018年第20期论文;