基于BIM的工程项目塔吊事故安全管理系统研究

基于BIM的工程项目塔吊事故安全管理系统研究

李清山

身份证号：130826198505275310

摘要：塔吊作为施工过程中重要的施工机械，具有施工难度大、工作环境复杂、技术含量高、安全风险大等特点，是工程项目安全生产的重点管理对象。近年来，我国建筑行业塔吊事故频发，严重威胁着施工安全和工人人身安全。目前我国建筑工程项目塔吊事故多发且造成了严重的经济损失和社会影响，已成为建筑行业安全管理的重点和难点问题。基于 BIM技术建立的工程项目塔吊事故安全管理系统，通过 BIM技术在施工过程中的应用，可以实现对塔吊设备的全生命周期管理。该系统可以对塔吊事故进行全过程实时监测、评估和预警，以实现对塔吊事故的科学管控，为提高施工项目安全生产管理水平提供新思路。

关键词：工程项目；BIM；塔吊事故；安全管理；系统研究

引言：随着信息技术的飞速发展，建筑施工项目的安全管理一直是人们关注的焦点，其中塔吊作为施工过程中的主要高空作业设备，一旦发生事故将会对施工人员、设备及现场环境造成巨大的损失。BIM技术以其可集成性、可传递性、可视化和可出图等优势，在建筑行业中得到了广泛的应用。但在塔吊事故安全管理系统中，由于塔吊信息管理与使用不够完善，使得 BIM技术难以在塔吊事故安全管理中发挥有效作用。

一、吊塔安全管理的现状

塔吊是一种在高层建筑中用于进行施工作业的高空设备，其主要功能是吊运材料，并在指定地点进行建筑施工作业。塔吊的安全管理包括塔吊设备的采购、安装、拆卸和使用等各个环节，其中吊塔设备的安全管理是整个项目安全管理的重要组成部分，也是事故高发环节。目前，在建筑施工过程中，塔吊事故已经成为最常见的事故之一。据不完全统计，国内每年因塔吊事故造成的经济损失高达近50亿元，死亡人数超过200人。

造成塔吊事故的原因有很多，最主要的原因是塔式起重机操作人员和管理人员安全意识薄弱，对塔吊安全管理重视程度不够。目前国内大多数项目仍采用传统的安全管理模式，主要依赖于经验和感觉来判断施工环境是否符合安全标准。这就导致了安全管理人员对风险无法做出及时准确的判断和处理，进而容易引起事故发生。

二、塔吊事故安全管理的关键问题

塔吊事故造成的损失巨大，且事故原因复杂多样。目前，我国建筑行业对塔吊的安全管理主要通过建立健全规章制度和强化现场管理两个方面进行。但在塔吊设备选型、安装、使用、维修保养等环节，仍然存在一些安全管理问题，如安装阶段，塔吊参数配置不合理导致危险系数高；使用阶段，操作人员安全意识淡薄导致安全事故频发；维修保养阶段，技术人员缺乏专业知识导致维修保养工作不到位等。

通过分析发现，塔吊事故的发生与塔吊使用阶段安全管理存在着一定的联系。因此，在塔吊事故的全过程管理中，应结合塔吊的特点和使用情况，综合运用多种手段加强塔吊使用过程的安全管理和控制。

三、基于 BIM技术的塔吊事故安全管理系统的构建

BIM技术是一种以三维数字模型为基础，集成了建筑物所需的材料、设备等信息，并在整个项目生命周期内保持真实、完整和可更新的三维数字化建筑模型。在工程项目塔吊事故安全管理系统中，基于 BIM技术构建的塔吊事故安全管理系统，可以对塔吊的采购、安装、使用、维修等阶段进行全方位监测和控制，并对事故进行分析和评估。该系统可以根据塔吊在施工过程中所处环境的不同，将塔吊事故划分为不同的等级，以实现对塔吊事故的分级管理。同时，通过对 BIM技术在建筑项目施工过程中的应用研究，可以在塔吊发生事故时第一时间确定塔吊事故发生的部位和原因，为安全管理人员提供有价值的参考信息。

四、塔吊事故全生命周期信息采集

基于 BIM技术的工程项目塔吊事故安全管理系统以塔吊为对象，主要是为了实现对塔吊设备的全生命周期信息采集。本系统通过 BIM模型对塔吊进行可视化建模，通过构建的建筑信息模型（BIM）实现对塔吊设备从方案设计到安装验收、使用管理和拆除全过程的管理。因此，在构建 BIM模型时，需要结合塔吊设备特点，对塔吊设备的吊重、起重量、起重力矩等参数进行提取。

在施工现场中，针对不同类型的塔吊建立统一的模型，将建筑信息模型（BIM）模型与塔吊模型相融合，在塔吊安装验收、使用管理和拆除等不同阶段采集关键参数。其中，在吊装验收阶段将塔机施工方案、塔机基础设计以及塔机安装验收信息录入至 BIM模型中，通过碰撞检测将这些信息与设计方案进行碰撞检查。在使用管理阶段采集塔机的使用记录和维护记录。在拆除阶段采集塔机的拆卸时间和拆卸方案等信息。同时，将以上信息通过 BIM模型导入至塔机拆除管理系统中。

五、基于 BIM模型的塔吊实时监测与预警

基于 BIM模型的塔吊实时监测与预警系统，主要实现塔吊运行参数的实时监测和预警。塔吊运行参数主要包括吊钩高度、吊物重心、空载幅度、最大起重量等，这些参数的变化可以反映出塔吊运行状态的异常。在监测过程中，通过传感器实时采集塔吊运行过程中的相关参数，并将采集到的数据实时传送至数据中心，经过数据处理后，通过分析得到塔吊运行状态的动态评估结果，并将评估结果通过短信等方式发送给相关人员。数据中心可以根据评估结果对塔吊的运行状态进行实时监控和预警，及时发现并解决问题。具体来说，当发现某一项或多项参数超过设定阈值时，系统会将检测到的数据通过短信、 APP、微信等方式发送给相关人员。当监测到某一项或多项参数达到报警阈值时，系统会自动向相关人员发送预警信息。

六、基于 BIM的塔吊事故仿真模拟及应急决策

塔吊事故仿真模拟是指以塔吊为研究对象，通过建立仿真模型对塔吊事故进行模拟，并根据模拟结果提出应急决策方案。仿真模型建立主要包括以下几个模块：模型构建、实时评估、应急决策。其中模型构建主要包括以下几个模块：在 BIM模型基础上，建立塔吊施工现场三维模型，并对其进行优化；根据现场施工条件进行实时监测，并将监测数据通过 BIM软件集成至 BIM平台中；根据监测数据，进行事故模拟与评价；最后对模拟结果及评价结果进行分析。

通过模拟与评价，可以直观地看出塔吊事故发生的过程及原因。塔吊事故仿真模拟功能主要通过实时监测、实时决策三个模块完成。在实时监测模块中，利用塔吊事故仿真模拟系统可对施工现场塔吊事故进行实时监测；在实时评估模块中，可根据监测数据和塔吊安全标准对事故进行评估；在实时决策模块中，可根据评估结果和施工现场实际情况，制定出应急决策方案。

通过对仿真模拟及应急决策功能的实现，可使施工人员了解到塔吊事故的发生过程、原因等信息，从而提高了施工人员的安全意识，有效避免了塔吊事故的发生。同时还可以提前制定应急决策方案并进行模拟演练，以提高施工人员应对突发事件的能力。

七、结语

近年来，我国建筑业快速发展，建筑业也逐渐成为国民经济的支柱产业。建筑业的快速发展促进了建筑业技术水平的提高，也给施工人员和工程机械带来了更高的要求。塔吊是施工现场最重要的高空作业设备之一，其安全性显得尤为重要，建筑工程项目塔吊事故频发，对施工安全和人员生命健康造成严重威胁。将 BIM技术引入到塔吊事故安全管理系统中，可以更好地帮助施工人员和管理人员进行塔吊事故风险预知、控制和预防，减少施工过程中塔吊事故的发生。同时还可以提高施工人员和管理人员对塔吊事故风险的预知和控制能力，从而提高施工现场的安全性。

参考文献

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