装配式建筑施工安全风险智能诊断方法及应用研究

张伟,吴铭飞,李铁虎,张崂生,李新宇,唐铭,郑明焕

摘要：装配式建筑施工具有建设速度快、污染小、工期短等优点，但由于建造方式发生变化，施工中存在大量大体积、大质量构件，需要频繁进行人机交互，因此，施工安全风险上升，容易出现事故。通过研究既往工程发现，如果在设计阶段做好建筑安全风险管理工作，可以有效降低装配式建筑施工过程中发生安全事故的概率。传统风险识别和诊断中常应用的管理方式包括前期管理、标本兼治等，但在面对风险识别、风险量化等方面存在一定的劣势，同时，装配式施工方式是一种新型施工技术，需要应用大量的全新安全管理技术，仅做好安全风险管理工作已无法满足相关要求，传统的安全风险管理模式必须改革，以不断提高管理水平。

关键词：装配式建筑；施工安全风险；智能诊断方法；应用

1装配式建筑

装配式建筑是指在工厂或工地预制构件、部件或模块，然后按照设计图纸和标准化的接口、连接方式进行组装，最终形成建筑物的一种建筑方式。与传统建筑方式相比，装配式建筑具有工期短、质量可控、节约能源和环保等优点，成为现代建筑领域的重要发展方向。装配式建筑可以应用于住宅、公共建筑、商业建筑、工业厂房等各种建筑类型。同时，由于装配式建筑具有快速组装、易于拆卸、可重复使用等特点，也可以用于紧急灾难应急响应建设、临时性建筑以及特殊用途建筑等领域。窗体顶端窗体底端

2智能诊断理论

智能诊断理论是当前安全管理阶段应用的一种新型管理理念，其强调的内容为有效获取信息、传递信息、利用信息，主要包括风险识别和量化功能。智能诊断理论诞生于20世纪60年代，是美国国家宇航局设置美国机械故障预防小组后诞生的。自智能诊断理论诞生后，已在很多行业内部深入应用，如船舶诊断、轴承诊断、振动监测、核电站诊断等，通过该理论能够让设备具有更高的可靠性，取得更大的经济效益。近些年，计算机技术、人工智能技术发展速度非常快，智能诊断技术有了全新的发展平台，目前，智能诊断技术已成为各行业安全风险管理的主要方法。我国倡导在装配式建筑施工过程中使用BIM平台、施工现场安全风险识别和量化，应用智能诊断技术，因此，在装配式建筑施工中，如何科学、合理、系统地应用智能诊断技术，减少施工安全事故，成为当下的研究重点。应用装配式建筑施工风险智能诊断技术，可以避免装配式建筑发生意外，将装配式建筑作为研究对象，可以系统地管理装配式建筑施工安全风险识别、量化、智能诊断等。建筑工程师和结构工程师可以从风险识别结果中，选择几种方案进行对比，识别施工过程中的高风险环节，从而提前采取措施，降低发生安全事故的概率。基于SQLServer装配式建筑施工安全风险数据库和BIM技术装配式施工安全风险智能诊断模型，可以创建新的安全风险智能诊断系统，该系统可以管理风险数据库，做好风险智能量化和风险因素管控，对未来的风险量化工作有很大帮助。

3BIM技术在安全风险管理中的应用情况

3.1BIM技术在设计阶段的安全风险管理

在设计阶段，可以将BIM中的风险数据和设计元素进行联系，这种方式非常有效，很多专家和学者都将BIM和相关数据库结合，采取预防设计的方式，帮助设计人员更好地识别风险，从而提供更好的解决方案。目前，预防设计主要有两种模式：第一种是通过BIM软件对施工碰撞进行检测；第二种是通过专业知识和BIM技术展示对危险进行检测。我国很多专家和学者都在探索设计阶段使用BIM技术降低装配式建筑施工风险的方法，其中包括将BIM和安全设计规则结合，开发出新型、实用的设计预防方案，自动识别施工过程中可能存在的风险；采用设计预防知识库帮助设计人员识别设计风险；运用事故因果连锁理论和轨迹交叉理论识别建筑施工安全事故起因等。

3.2BIM技术在施工阶段的安全风险管理

在施工过程中，可将射频识别装置和BIM技术相结合，模拟实际工程情况，识别施工过程中存在的安全隐患，从而作出风险预警。目前，我国采取的方案包括：开发BIM技术和RFID结合的实时监控设备，通过BIM格式确定项目建设人员位置，真实反映工程现场的实际情况，从而更好地识别事故；创建基于RFID的BIM平台，平台集合了相关利益者、数据流、预制工艺和先进的施工技术，通过监控施工状态，降低关键施工过程的施工安全风险。另外，还有专家积极应用BIM技术和VR、AR技术，在虚拟空间内模拟建设过程，为风险预警提供新的解决方案。

4智能诊断方法在装配式建筑施工安全风险诊断中的应用

4.1基于LEC建筑施工安全风险量化方式

做好风险量化工作是实现风险管理的关键。风险量化是指通过对相关风险因素的概率、影响程度和风险事件的发生频率等进行测算和评估，将风险转化为可以量化的数字指标，从而更好地进行风险管理和控制。风险量化的关键在于将现有资料作为基础，明确量化发生风险的概率和风险发生后可能产生的后果。风险量化的方法可以分为时间不确定性方法和损失分析方法，这两种方法可以分别明确不确定性因素、风险因素发生频率、风险损失之间的关系。时间不确定性方法是通过统计分析、历史数据和专家评估等方式来确定风险事件发生的概率和可能性。这种方法的优点在于可以考虑到多种不确定性因素，如自然灾害、经济变化等因素，同时也可以提高决策的科学性和客观性。但是，这种方法也存在一些局限性，如对于未来不确定性因素的预测和考虑较为有限。损失分析方法是通过对风险事件可能造成的损失进行分析和评估，来确定风险事件的影响程度和可能性。这种方法的优点在于可以精确地评估风险事件的损失和影响程度，可以更好地指导风险管理和控制。

4.2基于BIM技术的施工安全风险智能诊断方式

该研究模型的架构基于BIM技术和装配式建筑施工安全风险的智能诊断。该模型的实施包括两个部分。首先，构建一个装配式施工安全风险数据库，该数据库整合了伤亡数据、施工规划图表、Revit数据表等信息内容，并采用SQLServer2016数据库进行存储和管理，施工人员可以定期规划和更新数据库内容。其次，开发BIM的安全风险智能诊断工具箱，该工具箱可以与装配式建筑施工相匹配，通过建立预制构件的自定义库，将内置信息之外的共享信息汇聚于此，从而提高数据应用效率。BIM是一种面向多种施工方式建筑的建模技术，可以很好地匹配装配式建筑施工。通过BIM技术，施工人员可以对建筑施工过程中的安全风险进行智能诊断和分析，从而在施工前进行预判和预防，减少安全事故的发生。同时，BIM技术也可以提高数据的应用效率，使得施工人员可以更好地管理和控制安全风险，保障施工质量和工人安全。

5结语

装配式建筑施工技术是近年兴起的节能环保型施工技术，能够有效减少建筑污染，降低资源消耗，然而该技术仍存在较多的施工安全风险。在识别装配式建筑施工安全风险的过程中，还缺少相应的文献分析资料，施工安全风险清单内容并不完整，还需要对智能诊断技术加强探索，丰富文献资料库，通过进一步归纳和分类，让装配式建筑施工风险因素的识别清单更具说服力。智能化风险诊断技术还处于不断开发的状态，有着广阔的使用前景，随着未来装配式建筑的发展，二者一定能够紧密结合，降低施工风险，避免施工安全事故。

参考文献

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