大数据视角下建筑施工安全风险管理研究

苑东林

北京市市政二建设工程有限责任公司 北京 102613

引言

目前，我国的建筑工程施工已经达到国际先进水平，尤其是在基础设施建设方面，我国取得了巨大建树，但是由于建筑工程施工具有高危特点，因此，每年都会因为建筑施工安全事故而造成大量经济损失和人员伤亡，这不仅不利于我国社会经济发展，也会造成严重的社会负面影响。如何真正做好建筑施工安全风险管理，成为建筑工程施工企业关注的核心重点，而人工智能及大数据等高新技术的问世，为建筑施工安全风险管理改进与创新提供了有效途径。深入分析大数据技术在建筑施工安全风险管理方面的具体应用和应用措施，对于项目管理的创新发展极具现实意义。

1 建筑施工领域数据应用特征

随着科学技术的快速发展，信息技术已经融入社会生产生活中的各个领域，相比较而言建筑工程施工领域的信息化发展速度与其他行业相比具备较为明显的落后特征，这与建筑行业本身的特点有着较为紧密的联系，考虑到建筑工程领域所涉及的生产经营活动等相关流程所能够进行的信息化改造范围较为有限，所以对信息化行业在建筑施工领域的应用难度仍然较高。在数据的层面上建筑工程施工领域所涉及的数据类型较为多样，除了建筑本身的各类数据之外，还包含建筑在造价过程中的财务类数据，以及建筑结构类数据，建筑过程中所涉及的技术和工艺数据，原材料数据，以及对建筑工程施工领域所涉及的各类管理数据，这些数据纷繁复杂并且具备多样的形态。

除此之外，建筑工程领域所涉及的行业类目也较为复杂，同一工程所涉及的不同参与机构数量众多，这使得在开展生产建造过程中所涉及的各类数据得到有效的汇总，数据结构较为分散，也没有现成的方法来对这些数据进行有效的整合。这些数据类型大多以月报的形式分散于各个不同合作单位的不同岗位中。与其他数据相比，建筑工程行业中所涉及的业务数据多与业主和设计企业机构有着直接的关联，而与采购相关的数据则存放在业主的手中。在建筑工程领域进行信息化建设的过程中，各种不同类型的管理系统参与了不同时期的管理，其中以CD形式所存在的不同工程的技术文件以及传统的纸质工程文件分散在不同的机构和单位中。在我国的“十三五”规划中所阐明的信息化发展战略目标，以互联网以及物联网等相关新兴技术在建筑工程领域的应用，使得该领域中的数据量得到了极大的增长，这对于建筑施工领域所开展的数据信息管理带来了较大的压力和挑战[1]。

2 建筑施工安全事故风险来源

2.1 人员因素

施工人员因素是指参与建筑工程建设的各类施工人员其本身在职业综合素质以及安全风险意识方面仍然存在认识不足、执行力不高的问题，这也是导致建筑工程项目安全事故频发的主要原因。作为建筑工程施工现场的主要工作人员，其基本的安全意识以及对施工现场各类安全风险的判断和反映，对于建筑工程施工的质量以及进度有着直接的影响，又因为建筑工程施工所涉及的人员类型和数量都不利于管理，所以，施工人员的因素对于建筑工程施工产生的影响非常明显。与此同时，不少施工单位在对施工人员进行管理的过程中，缺乏相应的安全教育工作，使得施工人员在日常工作中无法通过这些方式来积累安全风险意识，使得施工现场安全风险较高的状态没有得到根本的改变。除此之外，大多数施工人员并没有受到我系统完善的建筑工程施工培训，这使得他们在日常工作中存在职业素养不高的问题，常常不能够依照施工现场的规章制度来做好安全防范工作，这时的施工现场遇到各类危险都可能对这些施工人员造成人身伤害，并影响建筑工程施工进度。

2.2 材料因素

施工材料所带来的影响主要集中于施工材料的存放保管过程中所产生的安全危险，比如，某些施工材料在进入施工现场时，没有对其进行严格的质量检验，同时也没有严格执行有针对性的施工材料保管方案或措施，这对于建筑工程施工的安全产生了直接的影响，缺乏对施工材料进行积极有效的管理，使得施工现场的安全风险倍增。

2.3 机械设备因素

在建筑工程施工时会涉及大量的机械设备，如何通过有效的管理方法来对这些机械设备进行管理和控制，保证给予机械设备定期的维护和保养，使其处于较好的运行状态，同时也能够有效地避免因机械设备而产生的安全风险[2]。

2.4 环境因素

施工环境是施工现场有众多因素融合在一起所带来的安全风险，不安全的施工环境会直接对参与施工的各类技术人员和施工人员产生威胁，例如，施工现场的光线不足或者光线过亮的情况下，都可能导致无法辨别风险而引发安全事故的可能，同时对于施工现场的物品管理不符合要求，使得施工现场混乱无序都可能引发不同程度的安全风险。

2.5 安全管理因素

在进行施工安全管理的过程中，施工现场常常受到安全管理水平不高，管理制度不完善，责任划分不明确，没有做好施工现场人员的定期安全培训工作，缺乏相应的安全防护设备，都是导致施工现场出现安全风险引发安全事故的主要原因。

2.6 安全投入因素

在众多的对施工现场所投入的施工安全相关资金以及人力物力，都是保证施工现场安全生产的重要条件，这些投入因素匮乏或者投入不均衡，都可能会引发安全风险。依据我国相关部门制定的生产费用提取管理办法，如果施工现场的安全相关防护措施投入不足，就无法满足施工现场安全生产条件[3]。

3 建筑施工安全风险管理的大数据应用

在确定了可能会造成施工现场出现安全风险及事故的主要原因之后，便可以通过信息化技术如大数据等相关技术来辅助企业开展限制安全管理工作。

3.1 利用大数据进行安全风险管理

通过对施工现场各类安全措施以及管理制度在执行过程中所涉及的各类数据作为基础，以大数据技术来对这些数据进行处理，加之针对施工现场重要环节所安装的物联网所携带的相关感应器，通过云计算等相关技术来对施工现场进行风险控制和管理，提升施工现场的安全水平。

3.1.1 大数据技术是更高层级的数据处理技术，通过大数据技术能够将各类数据信息进行数据化处理以后，寻找数据之间的有效联系，通过应用大数据系统中所包含的人工智能技术以及数据挖掘技术，辅之于统计学等基础学科来开展数据挖掘，使得数据在挖掘和分析之后，能够以更加科学的方式得到应用。从传统的计算机作为数据处理中心，到按照现在的云平台辅助人工智能进行数据处理，已经越来越多的技术应用到了各个不同的生产服务领域，并且得到了良好的数据挖掘效果。

3.1.2 物联网技术突破了传统的人与机器之间的交流和互动，实现了机器与机器，机器与人这三方互联互通，互联网技术通过将计算机以及互联网技术作为基础，打破了传统的物体与人之间的交流方式，使得物体和物体之间，机器与机器之间产生了有效的信息互动。在具体的物联网应用过程中，通过将施工现场的各类信息通过感应器或其他采集设备进行数据收集，最终实现了大数据开展数据挖掘的基础，互联网数据作为大数据的基础，实现了数据的收集，保障所应当具备的稳定性和可靠性[4]。

3.1.3 云计算是通过网络连接计算机系统，并应用其中所包含的大数据收集处理能力，来开展相关的应用和服务功能。在进行大数据计算的过程中，云计算为大数据计算提供了有效的支撑，使得大数据能够在较短的时间内获得精确的数据挖掘结果。

3.2 以大数据为基础的安全风险管理

通过大数据来对建筑工程施工现场进行安全风险管理，是当前建筑工程项目开展安全风险控制的重要措施。在具体的风险管理控制过程中，首先要对风险进行有效的识别，建筑工程项目中可能导致出现安全风险的因素，包含建筑工程所需要的原材料、机械设备、施工技术、人员管理、环境保护控制等多种因素。在使用大数据的过程中，可以先利用传统的数据收集和识别研究方式，来结合大数据的数据挖掘能力和技术分析能力来对风险进行有效的识别。通过感应装置来对施工现场的环境状况进行监测，在监测过程中所形成的数据，可以进行收集和汇总再通过大数据进行处理。其次，我国的相关法律与安全生产之间所产生的联系，可以通过大数据和云计算系统来进行有效的观点，使得计算机具备了通过数据来识别风险的功能。在行业中所出现过所有的历史安全事故所对应的各类数据，能够有效地融入大数据系统，通过比对相关数据而对安全风险进行识别，并通过这些历史数据来对施工现场的风险管理开展指导工作。通过不断更新数据库中所包含的相关安全信息和数据，完成了安全大数据库的建立工作，使得施工现场的安全管理水平得到了有效的提升[5]。

4 工程案例

某工程通过使用BIM系统以及大数据安全风险管理平台，实现了大数据安全管理平台的风险控制作用。该工程本身处于城市中心的黄金地带，具备较好的商业环境和交通优势，建筑的主要功能为商用办公，建筑物主体结构的类型为框架剪力墙

4.1 BIM模拟

首先通过BIM技术来对施工过程进行三维模拟，通过对各项数据的收集来创建了相应的3D模型，通过将模型导出并将模型和建筑工程施工环节的规划方案和进度进行有效的关联，同时加入了对机械碰撞可能性的检查机制，实现了人工与机械协同工作的空间和能力[6]。

4.2 危险辨识

在进行危险识别时，考虑到该建筑处于城市中心，虽然交通优势较大，但是在施工的过程中可能会受到施工的影响，而出现安全风险事故，如果施工过程中出现物体坠落，就可能会对施工现场的周边环境产生安全风险。除此之外，该项目本身因处于黄金地带，所以能够获得的施工周期较短，在这种时间紧迫压力较大的环境下，工作可能就会产生安全风险，这种安全风险可能来自施工人员的错误操作，也可能来源于管理过程的疏忽。

4.3 施工数据的安全风险

通过使用BIM技术，能够有效地确保该工程能够按照合同约定的周期完成施工，并在施工过程中保证实现安全管理目标，通过3D模拟技术可以将建筑工程中所包含的各类构件和机械设备的尺寸等各种性能，都与BIM中的3D模型进行有效的关联。并通过后续工作将各类数据与BIM系统进行实时对接，使得该工程项目在运维的过程中保证了较好的安全性，实现了较高的安全管理水平[7]。

5 结束语

整体说来，建筑工程安全风险管理不只是涉及建筑施工经济效益，也关系到施工人员的人身和生命安全。因此，在建筑工程施工安全风险因素不断增加，建筑施工安全风险管理难度越来越大的情况下，当务之急就是在建筑施工安全防范风险管理中合理引进现代化先进技术，深入探索基于大数据技术的建筑施工安全风险管理，有利于促进建筑施工的安全有序开展。