基于BIM和WSN技术的施工安全预警研究
发布时间：2020-11-08 20:39
建筑业是我国国民经济支柱行业之一,促进了我国的经济发展,同时由于行业特性所决定的建筑安全问题成为社会关注的热点问题之一。近几年来,我国建筑安全事故频发,越来越多的作业人员在施工作业中失去了生命,对家庭、社会、国家都造成了巨大的损失。目前我国的建筑安全管理主要采用安全管理人员现场巡视监督的方式,其管理效率较低,存在严重的滞后性,已经不能满足现场安全管理的需求。BIM技术(建筑信息模型技术)和WSN技术(无线传感网络技术)作为21世纪最有价值的两项信息科学技术,架起了物理世界与信息世界沟通的桥梁。在此背景下,本文提出将BIM技术和WSN技术进行集成应用于建筑施工安全预警管理中,借助BIM技术的可视化显示和模型化数据存储功能以及WSN技术的施工现场信息采集功能,设计开发了施工安全预警系统,改善了安全管理的技术手段,提高了施工安全管理的效率,其主要的研究内容包括:(1)通过STAMP事故致因模型进行施工安全分析,结合文本挖掘技术获取的安全事故案例分析,得到施工现场发生较频繁的危险事故类型:高处坠落、物体打击、坍塌、起重伤害和机械伤害,以及施工过程中存在的高风险性失效行为和失效状态(人的不安全行为和物的不安全状态)。在此基础之上,对高风险性失效行为和失效状态进行分析,识别出控制其发生所需要的施工安全预警数据。(2)根据识别出的施工安全管理所需要的预警信息数据,进行其采集方案的确定。对于信息数据的采集,引入WSN技术支持的UWB人员定位技术和施工措施及环境监测技术,对比分析了UWB技术在建筑施工过程中的适用性并设计了施工措施及环境监测技术的拓扑结构,最后完成对人员、脚手架、模板、基坑、起重机械、施工升降机、物理环境等采集方案的针对性制定。(3)集成了BIM技术与WSN技术,将采集到的数据信息进行可视化显示。首先是对危险区域进行界定,包括其定义、计算规则、安全距离等信息,其次采用基于新奥尔良法设计构建的SQL sever监测信息数据库作为两种技术结合的连接点,将WSN技术采集到的信息存储在数据库中,最后利用BIM技术进行数据的调用显示,实现了WSN技术与BIM技术的交互集成。(4)设计和构建了基于BIM技术和WSN技术的施工安全预警系统,预警系统的设计主要包括系统的设计原则、框架设计、预警规则设计、功能设计、流程设计以及组织角色的权限设计等。预警系统的实现是以Navisworks.API为开发环境,以C#为开发语言,以Visual Studio为开发工具平台,以Plugin插件的形式完成施工安全预警系统原型的开发,并提出了不同层次的系统使用建议。
【学位单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TU714;TU17
【部分图文】：
研究背景（Research Background）近年来，我国的建筑行业在稳步加速发展，建筑产业规模不断扩大，从业人员加，为我国的经济发展提供了重要的支柱力量。建筑业的行业特点决定了其成行业之一，建筑施工安全问题已经成为社会最为关注的问题之一。由于建筑生性、复杂性、露天高空作业多、劳动力密集、易发生交叉作业等特点[1]，在当水平下，难以做到对施工现场的全面监测和安全把控，很难避免安全事故的发（1）安全事故频发，损失较为严重根据我国住房和城乡建设部数据统计，近几年发生安全事故的数量呈波动上升 1-1 所示。政府、施工企业不断加大力度进行监督整改，增加施工安全管理方在 2015 年安全状况已得到改善，安全事故明显发生减少[2]。但 2016 年安全事亡人数迅速增长，同比增长 43.44%和 32.67%，2017 年安全事故发生也呈上涨事故依旧频发，例如：河南省信阳市发生物料提升机坠落事故；新疆外墙施工广东中山市起重机倾覆等，因此，我国建筑行业安全生产的形式依旧很严峻。
图 1-2 2012 年-2017 年施工安全事故类型统计Figure 1-2 Statistics of construction safety accidents types from 2012 to 2017建筑施工安全事故不仅给社会、企业、个人及其家庭带来巨大的生命和财产损失业形象和社会安定带来严重的负面影响[4]。安全事故带来的经济损失不仅包括对家属的赔偿费用、救助与医疗费用、事故处罚费用等，还包括因事故造成停工整、作业人员更换所造成的损失等[5]。例如厦门某工地发生死亡事故造成经济.33 万元，固原市某工地发生两名人员伤亡事件造成经济损失 175 万元。因此需要事故致因，寻找有效的管理技术或方法提高管理水平，加强管控，切实做到安全施（2）新兴技术发展，但建筑行业未实际应用建筑技术是推动行业发展的动力源泉，通过对建筑技术的深入研究和应用，不断施工的大环境，为现场的安全管理提供了技术保障，提高了安全管理的准确性和我国涌现出越来越来的新兴技术，例如 BIM 技术、无线传感网络技术、3D 打印不仅可以提高劳动效率，还能有效解决以往管理上的盲区问题。但是我国建筑施工企业更加看重的是承包业务，对于施工技术和管理技术创新的较低，在技术研究方面的投入也较少，使得建筑技术的发展处于停滞不前的状态
路出现在每一个层级本身的循环控制过程，每一个控制层执行器和传感器四个角色。控制器下达控制命令，执行器传感器收集控制对象的执行信息并传递给控制器，控制器控制命令。外部因素或内部因素都有可能导致控制对象没作，即控制对象的行为失效，就会在层级内部出现问题，应的补救措施。构 STAMP 理论中的核心结构模型，采用的是分级安全控制）和汇报（反馈）两项相互作用的工作流，每一个层级之控制执行的循环结构，层级间的相互关系和层级内部的控的控制结构。控制结构的复杂程度取决于其研究对象所处，控制结构中层级数目较多，控制结构复杂。在分析研究定其研究的层级，将该层级作为目标层级，其余层级视为
【参考文献】
本文编号：2875306
【学位单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TU714;TU17
【部分图文】：
研究背景（Research Background）近年来，我国的建筑行业在稳步加速发展，建筑产业规模不断扩大，从业人员加，为我国的经济发展提供了重要的支柱力量。建筑业的行业特点决定了其成行业之一，建筑施工安全问题已经成为社会最为关注的问题之一。由于建筑生性、复杂性、露天高空作业多、劳动力密集、易发生交叉作业等特点[1]，在当水平下，难以做到对施工现场的全面监测和安全把控，很难避免安全事故的发（1）安全事故频发，损失较为严重根据我国住房和城乡建设部数据统计，近几年发生安全事故的数量呈波动上升 1-1 所示。政府、施工企业不断加大力度进行监督整改，增加施工安全管理方在 2015 年安全状况已得到改善，安全事故明显发生减少[2]。但 2016 年安全事亡人数迅速增长，同比增长 43.44%和 32.67%，2017 年安全事故发生也呈上涨事故依旧频发，例如：河南省信阳市发生物料提升机坠落事故；新疆外墙施工广东中山市起重机倾覆等，因此，我国建筑行业安全生产的形式依旧很严峻。
图 1-2 2012 年-2017 年施工安全事故类型统计Figure 1-2 Statistics of construction safety accidents types from 2012 to 2017建筑施工安全事故不仅给社会、企业、个人及其家庭带来巨大的生命和财产损失业形象和社会安定带来严重的负面影响[4]。安全事故带来的经济损失不仅包括对家属的赔偿费用、救助与医疗费用、事故处罚费用等，还包括因事故造成停工整、作业人员更换所造成的损失等[5]。例如厦门某工地发生死亡事故造成经济.33 万元，固原市某工地发生两名人员伤亡事件造成经济损失 175 万元。因此需要事故致因，寻找有效的管理技术或方法提高管理水平，加强管控，切实做到安全施（2）新兴技术发展，但建筑行业未实际应用建筑技术是推动行业发展的动力源泉，通过对建筑技术的深入研究和应用，不断施工的大环境，为现场的安全管理提供了技术保障，提高了安全管理的准确性和我国涌现出越来越来的新兴技术，例如 BIM 技术、无线传感网络技术、3D 打印不仅可以提高劳动效率，还能有效解决以往管理上的盲区问题。但是我国建筑施工企业更加看重的是承包业务，对于施工技术和管理技术创新的较低，在技术研究方面的投入也较少，使得建筑技术的发展处于停滞不前的状态
路出现在每一个层级本身的循环控制过程，每一个控制层执行器和传感器四个角色。控制器下达控制命令，执行器传感器收集控制对象的执行信息并传递给控制器，控制器控制命令。外部因素或内部因素都有可能导致控制对象没作，即控制对象的行为失效，就会在层级内部出现问题，应的补救措施。构 STAMP 理论中的核心结构模型，采用的是分级安全控制）和汇报（反馈）两项相互作用的工作流，每一个层级之控制执行的循环结构，层级间的相互关系和层级内部的控的控制结构。控制结构的复杂程度取决于其研究对象所处，控制结构中层级数目较多，控制结构复杂。在分析研究定其研究的层级，将该层级作为目标层级，其余层级视为
【参考文献】
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本文编号：2875306
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