基于BIM 与智能感知技术的建筑施工全过程安全管理体系构建

引言

建筑施工作为高风险行业，安全管理始终是核心议题之一。现阶段，由于施工环境复杂、作业流程密集、安全隐患分布广泛，传统管理方式往往难以及时识别潜在风险，缺乏有效预警机制，导致事故频发。BIM技术因其可视化、信息集成和协同能力，正在被广泛引入安全管理领域。而智能感知技术如视频监控、RFID、环境传感器等，具备实时动态数据采集与反馈能力，为施工安全管理提供了技术支撑。本文旨在研究基于BIM 与智能感知技术融合的全过程安全管理体系的构建思路与实践策略。

1 融合技术在安全管理中的应用前景

BIM 与智能感知技术的融合，为建筑施工安全管理注入了新动能。BIM 提供了完整的三维建模与施工模拟环境，可对施工流程进行预判与优化。智能感知技术则构建了数据驱动的安全监测网络，实现施工现场实时信息感知与反馈。二者融合可实现： ① 施工过程可视化、信息化管理； ② 危险区域实时预警与动态响应； ③ 数据驱动的决策支持系统构建。未来，随着 AI、大数据技术的嵌入，基于 BIM+ 感知技术的智能安全管理平台将在更广泛工程场景中得到应用。

2 BIM 与智能感知技术的集成基础

2.1BIM 技术的关键特征与功能模块

BIM 是一种集建筑几何、空间关系、地理信息与工程数据于一体的数字化建模工具。在安全管理中，BIM 主要具备以下功能模块：三维可视化、安全布控模拟、施工进度模拟（4D）、成本分析（5D）及碰撞检测等。BIM 支持多专业协同设计，使安全管理人员能提前预判危险作业点与关键施工节点。

2.2 智能感知技术体系构成

智能感知技术主要由硬件传感设备、数据采集系统、通信模块与数据处理平台构成。常用感知技术包括：环境监测传感器（温度、湿度、有毒气体）、定位技术（GPS、RFID）、行为识别（视频图像识别）等。这些设备部署于施工现场后，构建起多维感知网络，可实时获取施工环境及人员状态信息，为风险识别提供数据支持。

2.3 BIM 与智能感知的融合模式分析

BIM 与感知技术的融合以信息互联为基础，主要有三种融合模式：① 数据对接模式：通过API 或中间件实现感知数据与BIM 模型的对接；② 三维定位模式：感知数据映射至BIM 模型，实现现场状态可视化； ③ 协同控制模式：基于实时感知反馈调整施工计划与安全策略。融合后的平台能实现现场“数字孪生”，提升施工现场安全智能化管理水平。

3 建筑施工全过程的安全管理需求分析

3.1 全过程安全管理的阶段划分与核心任务

建筑施工全过程通常分为：施工准备阶段、施工实施阶段、竣工验收与交付阶段。各阶段的安全任务不同：准备阶段重在危险源识别与施工方案优化；实施阶段侧重作业过程监控、人员管理与预警响应；交付阶段则关注施工数据归档与事故溯源分析。全过程安全管理要求在各阶段均部署有效的安全技术与管理手段，实现持续监控与动态调整。

3.2 常见安全风险类型与诱因分析

常见风险类型包括：高处坠落、机械伤害、坍塌、触电、中毒窒息、火灾爆炸等。其诱因多样，主要包括：作业人员安全意识薄弱、施工计划不合理、设备失效、材料堆放不当、环境突变等。部分风险具有突发性与连锁性，需借助智能感知系统实现超前识别与系统干预。

3.3 安全管理中的技术痛点与管理瓶颈

当前建筑施工安全管理存在以下技术与管理瓶颈： ① 信息孤岛问题严重，数据分散难整合； ② 风险识别滞后，缺乏实时性； ③ 管理流程依赖人为经验，难以量化与自动化； ④ 安全投入不足，感知设备部署缺口大。因此，需通过技术整合提升风险感知能力，构建标准化、自动化、可量化的管理体系。

4 全过程安全管理体系架构构建

4.1 系统总体架构设计

全过程安全管理体系主要包括三大模块：BIM 可视化平台、智能感知网络与安全决策分析系统。系统通过 IoT 设备采集现场数据，上传至云平台并与 BIM 模型集成，实现数据 - 模型 - 控制闭环。系统可按角色设置权限，支持设计、监理、施工单位信息共享与协同管理。

4.2 分阶段安全控制机制设计

施工准备阶段：基于 BIM 模拟施工场景，识别高风险作业点，设定施工路径及人员流线，提前布设感知设备。

施工实施阶段：感知系统实时采集现场数据，系统自动识别危险行为（如未系安全带），触发警报并推送管理人员。

竣工交付阶段：构建安全档案库，对全过程安全事件进行汇总分析，为运维期管理提供数据支撑。

4.3 关键技术模块详解

视频智能识别模块，通过AI 识别不规范行为，如人员未戴安全帽、进入危险区域等。传感监测模块，布设位移、温湿度、烟雾等传感器，构建环境风险预警系统。移动管理终端，为管理人员提供移动端 APP，可远程查看现场状态并处理报警信息。

5 系统平台功能实现与应用策略

5.1 系统平台核心功能模块设计

平台主要功能模块包括：三维场景展示、安全隐患标注、风险热力图分析、预警推送、应急响应调度等。平台具备多终端接入能力，支持PC 端、移动端同时操作，保障安全管理的时效性与便捷性。

5.2 数据采集与通信技术集成

平台采用 5G/Wi-Fi 混合通信模式，结合边缘计算与云平台，实现大数据低延迟处理。感知设备通过统一协议接入系统，数据自动整理分类上传，形成可用于决策支持的安全数据仓库。

5.3 平台运行机制与维护策略

为确保平台长期稳定运行，需构建以下机制： ① 日常巡检与设备维护机制； ② 平台数据更新与备份机制； ③ 用户培训与操作规范机制；④ 与第三方软件如PM 系统、ERP 系统接口对接，构建多系统协同生态。

结语

随着建筑行业向信息化、智能化方向发展，基于 BIM 与智能感知技术的安全管理体系已成为提升施工本质安全的关键路径。通过技术融合与系统平台构建，可实现施工现场从静态监管向动态闭环、从事后处置向事前预控的转变。未来应继续强化 AI、大数据与 BIM+ 感知系统的融合深度，推动建筑安全管理模式向智能决策、自主响应和持续优化演进，实现高效、安全、绿色的工程建设目标。

参考文献：

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