Цифровой инжиниринг на страже безопасности в строительстве

97

Цифровой инжиниринг на страже безопасности в строительствеУсловия площадки и фактор рабочего места

3D-модели в реальном времени и 4D-симуляции, построенные из облаков точек, позволяют визуализировать и анализировать географию строительной площадки, а также прилегающей территории. Кроме того, существует аспект использования документации моделей BIM при обслуживании существующих зданий. Это, возможно, позволит восстанавливать связанные с информацией условия площадки и передавать эту информацию будущим пользователям.
Модели BIM можно использовать для более безопасного проектирования пешеходных дорожек для рабочих с учётом ограничений площадки. Точно так же лазерное сканирование — это новый метод, который может отображать план и ограничения территории стройплощадки, а также может способствовать более безопасному изменению топографического плана.
Существует алгоритм оптимизации, который может извлекать информацию о планировке площадки из модели BIM и определять оптимальное расположение крановых вышек с учётом требований безопасности.

Естественные опасности местности

Такой тип опасностей характерен для каждого проекта и места осуществления деятельности по проекту. В случае проектов подземного метро рекомендуется 4D-моделирование для анализа потенциальных угроз на этапе проектирования этих проектов. 4D-модель используется в цифровом инжиниринге для постоянного сравнения с фактическими данными мониторинга объекта в реальном времени. Важность хранения информации о выявленных местных опасностях в системах управления знаниями, на основе BIM-моделирования, могут предотвратить будущие аварии.

Рабочая среда

Информационное моделирование зданий (BIM) представляет собой инструмент, который можно использовать для визуализации небезопасных условий окружающей среды, таких как высокая влажность и температура, а также недостаток кислорода, с помощью локальных датчиков. Такие приложения могут предоставлять уведомления в случае небезопасных изменений условий окружающей среды, а также визуализировать уровень серьёзности угрозы.

График планирования операций

Преимущества 4D-моделирования для обеспечения безопасности работ на площадке, наряду с присутствием на различных этапах временных конструкций на площадке, даёт планировщикам чёткое представление о процессе строительства и помогает им разработать более безопасную последовательность действий. Кроме того, 4D-анализ деятельности на площадке, где есть оборудование, загрязняющее воздух и естественную среду, позволяет планировщикам ограничивать распространение загрязняющих веществ до приемлемого уровня.

Пытаясь систематизировать, хранить и повторно использовать знания о безопасности строительства, необходимо интегрировать информацию о безопасности с планированием проекта, чтобы обеспечить идентификацию угроз до выполнения проектов. Этот подход призван формализовать знания об управлении в виде трёх основных моделей предметной области:

1) модель строительного продукта;
2) модель процесса строительства;
3) модель безопасности строительства.

4D-модели, обновляемые в режиме реального времени, также считаются информативными инструментами для изменения небезопасного планирования.

Соответствие материалов

Своей структурой BIM-модели, по сравнению с обычными 2D-чертежами, предоставляют более подробную информацию о требованиях безопасности и деталях материалов для поставщика. Этот аспект, который больше проявляется в архитектурном проектировании, где поставщики получают подробную информацию о необходимых компонентах, может предотвратить несчастные случаи, связанные с некачественными/неподходящими материалами.

Созданные посредством лазерного сканирования исполнительные модели, могут отображать информацию о безопасности компонентов здания и облегчать анализ состояния безопасности всей конструкции. Точно так же интеграция моделей зданий и систем управления знаниями может упростить передачу информации о безопасности строительных материалов на всех этапах проекта.

Пригодность оборудования

Текущий дизайн, планирование, проверка и эксплуатация оборудования на строительных площадках являются основными причинами несчастных случаев. Причина в том, что различные строительные машины и механизмы в основном управляется вручную. Таким образом, возникают повышенные риски, причиной которых являются человеческие ошибки. Звучат призывы к использованию цифровой инженерии для обеспечения более безопасного проектирования и эксплуатации оборудования. Этого можно достичь за счёт визуализации и моделирования того, как оборудование используется и эксплуатируется на конкретном месте, а также путём внедрения автоматизированных проверок пространственного соответствия на этапах проектирования. Кроме того, на этапе строительства могут использоваться интегрированные системы, которые могут автоматически согласовывать работу оборудования с передвижениями и эксплуатацией других единиц техники на строительной площадке. Пригодность строительного оборудования для различных видов деятельности можно проанализировать с помощью цифрового проектирования в динамической среде 4D-моделирования. Более того, видимость для оператора может быть улучшена с помощью дополнительного цифрового оборудования, которое контролирует «слепые зоны».

Состояние износа и технической исправности строительной техники необходимо проверять гораздо чаще, чем это делается в действительности. Эта задача традиционно выполняется сотрудниками службы технического надзора. Но, до сих пор, эти проверки выполняются недостаточно часто и их результаты подвержены субъективному человеческому мнению, а иногда в игру вступает коррупционный фактор. Чтобы решить эту проблему, данные облака точек в диапазоне могут собирать необходимую информацию и создавать 3D-модели статического и динамического состояния оборудования, облегчая оценку его состояния. При наступлении срока проверки/ремонта/технического обслуживания, операторам заранее выводится вся информация, включая чек-лист проверки с информацией о тех организациях, которые запланированы проводить такие работы.

Влияния изменения условий

Модели зданий могут быть проверены на соответствие существующим нормам безопасности ещё на этапе проектирования. Это можно делать по правилам передовыми методам с помощью полуавтоматической/автоматической системы проверки на соответствие правилам безопасности. Преимущество идентификации небезопасных конструкций на основе моделей заключается в том, чтобы определить их местоположение в 3D-модели при изменении конструкции (условий) или дать рекомендации по превентивным мерам, чтобы такого не случилось. Проектировщик вместе со специалистом по технике безопасности, ориентируясь в виртуальной среде проектируемой конструкции, может обеспечить условия для выявления возможных угроз и обсуждения способов их предотвращения посредством проектных (PtD) решений.

Временные конструкции, такие как леса, ограждения и опалубка, должны обеспечивать достаточный уровень безопасности не только для самих строителей, но и для людей в окружающем пространстве. Давно разработаны автоматизированные алгоритмы, которые могут создавать конструкции лесов и ограждений с учётом правил безопасности для каждого региона/территории.

Управление проектами

Важно, чтобы руководители проектов могли контролировать подрядчиков и безопасное состояние материалов и оборудования на площадке. RTLS, интегрированная с 3D-моделями, созданными с помощью лазерного сканирования, может улучшить контроль руководителя проекта над всей строительной площадкой. Приложение, разработанное компанией, позволяет сообщать о возникновении небезопасных обстоятельств напрямую руководителю строительства, ставя в копию всех ответственных за этот участок лиц. Такие отчёты хранятся в полевой модели BIM и могут в любой момент быть проанализированы командой управления проектом для принятия решений.

Процесс строительства

Отсутствие заявлений о методах процесса строительства или плохое проектирование могут привести к несчастным случаям, которых почти не удастся избежать. Одним из решений является 4D-моделирование в BIM-среде, которое позволяет более наглядно и подробно описывать процесс строительства на каждом этапе. Датчики отслеживания местоположения, интегрированные с моделями BIM, также могут собирать и моделировать текущий процесс и облегчать его перепроектирование, если таковое понадобится. Эти же модели используются для проведения онлайн-анализа безопасности процесса строительства подземных коммуникаций в режиме реального времени.

Управление рисками

Управление рисками требует правильного понимания существующих факторов угроз на объекте. При этом BIM-технология может использоваться для моделирования серьёзности и вероятности рисков. Потенциальные риски по безопасности могут быть извлечены из руководств, правил и предыдущих записей об авариях в данной местности, а затем преобразованы в алгоритмы, которые могут представлять адекватную информацию о рисках (визуально или в текстовом виде).

Вывод

На данный момент времени очевидна нехватка исследований по использованию потенциала цифровой инженерии для улучшения производительности, контролю за действиями и поведением работников и соблюдением всех мер безопасности в условиях строительства. При этом эти причины несчастных случаев связаны с большими пробелами не только в существующих приложениях, но и в самом их отсутствии. Все перечисленные в данной статье факторы все ещё нуждаются во внедрении цифровых технологий и расширении существующих знаний с точки зрения улучшения долгосрочных эффектов. Это можно решить за счёт дальнейшего сосредоточения внимания на потенциале цифровой инженерии для расширения знаний, навыков и способностей рабочих в устранении причин несчастных случаев на строительных площадках.

Например, приложения виртуальной и дополненной реальности способны предоставить такой опыт в режиме реального времени. Однако, вопрос эффективного применения инновационных технологий требует дальнейших исследований практического применения этих инструментов для моделирования реакций, проверки действий, связанных с проектированием, процессом строительства, безопасностью и учётом культурно-зависимых факторов при планировании строительства.