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集成BIM与安全规则的不安全设计因素自动识别机制研究

张伟胜  
【摘要】:施工安全一直以来是影响建筑行业发展亟待解决的问题之一,随着建筑行业规模的不断扩大,当前的管理方法和技术手段已无法满足进一步降低事故发生率的要求,而加强对物的不安全状态的控制则是打破当前困境的一个思路。设计-安全理念从延展施工安全管理范围的角度出发,认为在设计阶段就开始对施工危险源进行识别和消除,也就是设计师和工程师在正式施工生产前识别物的不安全状态,可以有效地减少施工伤害事故数量。本文在设计-安全理念的基础上构建了安全规则,并结合BIM技术在施工安全领域的应用优势,设计了以BIM模型为对象的自动识别机制,并对该机制的应用进行了初步探索。本文分析了事前控制对于减少施工事故的必要性,进而阐述了当前主张在设计阶段进行施工安全管理的研究现状,概括了PTD(Prevention Through Design)、DFCS(Design for Construction Safety)的定义,并将之归纳为设计-安全理论。然后探讨了信息技术以及BIM技术在施工安全领域的应用情况,分析了设计方案的自动检查的研究情况,指出可视化、虚拟仿真等功能可以满足设计-安全理论工具的技术要求。本文通过分析施工事故类型及致因,探讨了设计方法解决以上事故的适用性,获得与设计相关的3类不安全因素,进而提出构建基于规范的安全规则,并设计了安全规则编码以及其构建方法。安全规则弥补了设计师在施工安全方面知识和技能的不足,不仅简化设计过程中设计师的识别程序,而且为相关方识别不安全因素提供了数据基础。为了使安全规则识别不安全设计因素更为快速,效率更高,本文基于BIM的应用特征分析,构建了集成BIM与安全规则的自动识别机制。然后以建筑信息模型、结构信息模型、临时设备信息模型等三类BIM模型和安全规则数据库为数据模块,构建BIM与安全规则的集成系统框架,从而使BIM模型在安全规则的运行下识别不安全因素。最后以某洞口不安全因素为例,初步探索此系统的应用实施效果。本文比较有创新性的提出了安全规则,从而为BIM在施工安全领域的应用提供了数据基础,并且将BIM与安全规则集成可以进一步实现设计-安全理念,从而加强设计师在施工安全方面的作用,该机制具有较大的应用价值和前景。


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