基于BIM與物聯(lián)網(wǎng)的地下工程施工安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警與實(shí)時(shí)控制研究-陳永高

基于BIM與物聯(lián)網(wǎng)的地下工程施工安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警與實(shí)時(shí)控制研究陳永高，單豪良（浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江紹興312000）摘要：地下工程建設(shè)具有投資大、周期長(zhǎng)、技術(shù)復(fù)雜、不可預(yù)見風(fēng)險(xiǎn)因素多和對(duì)社會(huì)環(huán)境影響大等特點(diǎn)，是一項(xiàng)高風(fēng)險(xiǎn)建設(shè)工程，如何建立地下工程施工安全預(yù)警體系已經(jīng)成為安全管理的重要課題。本文討論了物聯(lián)網(wǎng)和BIM技術(shù)在地下工程施工中的適應(yīng)性，提出了基于物聯(lián)網(wǎng)和BIM的安全預(yù)警管理框架。針對(duì)施工前安全風(fēng)險(xiǎn)，提出地下工程施工安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別方法，能有效定位危險(xiǎn)施工工序及部位；針對(duì)施工時(shí)安全風(fēng)險(xiǎn)，開發(fā)集自動(dòng)監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)預(yù)警于一體的地下施工安全集成控制技術(shù)，將預(yù)警信息及時(shí)發(fā)送給現(xiàn)場(chǎng)施工人員，便于及時(shí)有效地采取施工控制和應(yīng)急措施，保障施工安全。關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；建筑信息模型；風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警；地下工程施工；實(shí)時(shí)控制中圖分類號(hào)：TU94文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1001-7119（2016）07-0094-05ResearchonSafetyRiskEarly-warningandReal-timingSafetyControlofUndergroundEngineeringConstructionBasedonTheInternetofThingsandBIMChenYonggao，ShanHaoliang（ZhejiangIndustryPolytechnicCollege，ShaoxingZhejiang312000，China）Abstract：Undergroundprojectisahigh-riskandcomplexprojectwithvastconstructioninvestment，long-termconstruction，complexityofconstructiontechnology，andunpredictabilityofriskfactorsandsocialcharacteristicsoftheenvironmentalimpact.Accordingtothecurrentsituationofsecurityriskmanagementinundergroundengineeringconstruction，thepaperanalysestheproblemsexistingintheundergroundengineering，discussestheadaptabilityoftheInternetofThings(IoT）andBuildingInformationModeling(BIM）withthecharacters，andputsforwardasystemframeworkforthesafetyriskmanagementofundergroundengineering.Forsafetyriskidentificationbeforeconstruction,webroughtupanapproachbasedonInternetofThingsandBIMforundergroundengineeringconstruction,whichisabletoeffectivelyidentifyandtrackdangerousconstructionprocessandlocations.Forriskearly-warningduringconstruction,wedevelopedtheintegratedcontroltechniquesofautomaticmonitoringandreal-timeearly-warningforundergroundengineeringconstruction.Thesystemsendanyearly-warninginformationtoconstructionworkersonsite,sothatcontrollingmethodsandemergencymovescanbeappliedinrealtimetoensureconstructionsafety.Keywords：internetofthings（IoT）；buildinginformationmodeling（BIM）；undergroundengineeringconstruction；safetyriskearly-warning；real-timingsafetycontrol收稿日期：2015-08-10基金項(xiàng)目：浙江省教育廳科研項(xiàng)目（Y201432555）；紹興市科技計(jì)劃項(xiàng)目（2014B70003）；浙江省住建廳科研項(xiàng)目（2014Z126）。作者簡(jiǎn)介：陳永高（1984-），男，江蘇鹽城人，碩士，講師，主要從事土木工程建造與管理方面的研究。E-mail：higaoge@163.com。第32卷第7期2016年7月科技通報(bào)BULLETINOFSCIENCEANDTECHNOLOGYVol.32No.7Jul.2016DOI:10.13774/ki.kjtb.2016.07.019第7期物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與建筑施工信息技術(shù)已經(jīng)在土木工程施工中得到一些應(yīng)用，如無(wú)線電射頻識(shí)別RFID技術(shù)、全球定位系統(tǒng)（GPS）、無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)、Zigbee、激光掃描技術(shù)、掌上電腦（PDA）以及建筑信息模型（BIM）等。目前這些前沿技術(shù)在地下工程施工安全管理領(lǐng)域的理論研究和工程應(yīng)用還相對(duì)缺乏。以地下工程施工為依托，通過(guò)采集的多源信息進(jìn)行分析，通過(guò)BIM系統(tǒng)可視化顯現(xiàn)，構(gòu)建地下工程施工前風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型；在此基礎(chǔ)上，提出地下施工過(guò)程中地質(zhì)環(huán)境條件與既有結(jié)構(gòu)的安全狀態(tài)實(shí)時(shí)感知方法，利用光纖光柵傳感技術(shù)，構(gòu)建施工過(guò)程中安全風(fēng)險(xiǎn)實(shí)時(shí)預(yù)警系統(tǒng)，并將安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸?shù)绞┕と藛T的定位節(jié)點(diǎn)上，實(shí)現(xiàn)地下工程施工安全風(fēng)險(xiǎn)施工前識(shí)別與預(yù)防、施工中實(shí)時(shí)預(yù)警與控制。1地下工程施工安全控制關(guān)鍵技術(shù)體系地下工程施工出現(xiàn)安全事故的原因復(fù)雜多樣。首要問(wèn)題是施工安全信息采集、傳輸、分析、處理不及時(shí)和充分，以及最終結(jié)果形象顯示不足，地下工程施工全過(guò)程安全風(fēng)險(xiǎn)控制難度仍較大，表現(xiàn)在：地下工程施工安全風(fēng)險(xiǎn)多種多樣，施工前安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別主要由有一定經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員查閱工程資料，根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)預(yù)測(cè)等人工方式完成，主觀性較大；施工中未能建立充分信息條件下的動(dòng)態(tài)綜合預(yù)警方法，而且缺乏在時(shí)間和三維空間上進(jìn)行可視化實(shí)時(shí)顯示的技術(shù)手段。地下工程施工所引發(fā)的各種災(zāi)害后果嚴(yán)重，對(duì)社會(huì)環(huán)境影響大，在施工過(guò)程中迫切需要根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)情況提供實(shí)時(shí)的安全狀態(tài)分析結(jié)果，并能及時(shí)有效地采取施工控制和應(yīng)急措施，因此建立基于物聯(lián)網(wǎng)與BIM技術(shù)的集施工前自動(dòng)監(jiān)測(cè)、施工中人員跟蹤定位、實(shí)時(shí)預(yù)警于一體的安全風(fēng)險(xiǎn)控制系統(tǒng)尤為迫切。建筑信息模型（buildinginformationmodel?ing，BIM）能夠集成土木工程設(shè)計(jì)與建造的各種實(shí)體和功能相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)模型，對(duì)建筑物或建筑構(gòu)件賦予屬性信息，并有機(jī)關(guān)聯(lián)這些信息，提供虛擬實(shí)境模型，降低工程信息的遺漏和以及顯示不直觀的問(wèn)題。其能夠解決分布式、異構(gòu)工程數(shù)據(jù)之間的一致性和全局共享問(wèn)題，支持建筑全生命期動(dòng)態(tài)的工程信息，應(yīng)該包括構(gòu)件材料、力學(xué)性能、施工資源等許多其他信息。具有可視性、可模擬性等特點(diǎn)，并納入?yún)f(xié)同作業(yè)的理念。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外陸續(xù)開展了物聯(lián)網(wǎng)在土木工程建造等方面的應(yīng)用研究。地下工程施工安全風(fēng)險(xiǎn)管理具有多主體，多目標(biāo)等特征，成為BIM與物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的新領(lǐng)域和重要發(fā)展方向。為此，本文提出基于BIM與物聯(lián)網(wǎng)的地下工程施工安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與預(yù)警技術(shù)，建立一套從風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、預(yù)警到控制的地下工程施工安全控制關(guān)鍵技術(shù)體系，包括施工前安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與預(yù)防、施工中風(fēng)險(xiǎn)實(shí)施感知與預(yù)警和控制等關(guān)鍵技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜環(huán)境下地下工程施工周期中安全風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)控制。安全風(fēng)險(xiǎn)控制體系如圖1所示。圖1地下工程施工安全風(fēng)險(xiǎn)控制體系Fig.1Systemoftheundergroundengineeringconstructionsafetycontrol2地下工程施工前安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與預(yù)警地下工程施工前的安全識(shí)別和預(yù)警是控制風(fēng)險(xiǎn)、預(yù)防安全事故發(fā)生的重要手段。地下工程施工的安全風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生機(jī)理、與時(shí)間耦合的空間變化規(guī)律都難以準(zhǔn)確的描述。最大限度地利用施工前的設(shè)計(jì)文件和施工現(xiàn)場(chǎng)的各類信息、資源，盡早建立安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，對(duì)提高安全預(yù)警的科學(xué)性和可靠性意義重大。此外，地下工程施工安全風(fēng)險(xiǎn)隨著時(shí)間的推移、地質(zhì)環(huán)境條件的變化，在空間上是不斷變化的，借助BIM技術(shù)和監(jiān)測(cè)信息，建立基于時(shí)間和空間的4D模型，對(duì)地下工程施工危險(xiǎn)工序、部位進(jìn)行動(dòng)態(tài)標(biāo)示及跟蹤，陳永高等.基于BIM與物聯(lián)網(wǎng)的地下工程施工安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警與實(shí)時(shí)控制研究95第32卷科技通報(bào)能有效提高安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別和預(yù)警的準(zhǔn)確性。以此為思路提出地下工程施工前安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與預(yù)警方法。以往人工進(jìn)行地下工程施工安全預(yù)警，都由經(jīng)驗(yàn)豐富的地下施工工程師或?qū)＜已芯扛鞣N工程資料和數(shù)據(jù)，以及進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地踏勘和巡視，然后施工組織設(shè)計(jì)進(jìn)度內(nèi)判斷地下工程施工中各種結(jié)構(gòu)體、機(jī)械、材料、設(shè)備及周邊環(huán)境等不安全因素的狀態(tài)，做出預(yù)警決策。為了建立一個(gè)能夠輔助和替代地下工程施工前安全風(fēng)險(xiǎn)人工識(shí)別的集成化、自動(dòng)化、智能化預(yù)警模型，需要模擬人工預(yù)警過(guò)程對(duì)獲得的信息進(jìn)行搜集、加工、篩選、提煉、綜合的過(guò)程，同時(shí)提高預(yù)警模型的精度和可靠性，設(shè)計(jì)基于多源信息融合的地下工程施工前安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與預(yù)警模型，主要由三方面構(gòu)成：（1）根據(jù)地下工程施工監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，利用主成分分析、小波聚類分析等數(shù)據(jù)處理方法，快速有效地實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的降噪去偽。以BIM模型為載體，監(jiān)測(cè)信息為核心，構(gòu)建時(shí)間、空間、情境相融合的多維模型，建立地下工程綜合情境信息的數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)施工安全風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行系統(tǒng)化處理和結(jié)構(gòu)化存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與情境的信息關(guān)聯(lián)。（2）通過(guò)模擬專家法進(jìn)行地下工程施工警情的決策過(guò)程，基于地質(zhì)環(huán)境條件、地下管線、周邊建筑物、機(jī)械、設(shè)備、人員、結(jié)構(gòu)本身、及其他巡視信息的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和巡視數(shù)據(jù)，利用徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（RBFANN）智能集成多源信息與智能警情決策，實(shí)現(xiàn)充分信息條件下的快速安全預(yù)警。（3）針對(duì)目前施工安全風(fēng)險(xiǎn)信息只能體現(xiàn)在二維平面的弊端，開發(fā)基于BIM的安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別三維可視化技術(shù)，通過(guò)地下工程模型與進(jìn)度計(jì)劃相鏈接，形成地下工程施工的4D模型。以時(shí)間為控制軸，將各種安全風(fēng)險(xiǎn)按施工進(jìn)度進(jìn)行疊加演化，得到不同施工行為、結(jié)構(gòu)和地質(zhì)環(huán)境條件等綜合作用下的時(shí)間和空間耦合結(jié)果，形成基于BIM的安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別系統(tǒng)，從而在空間上定位危險(xiǎn)部位，時(shí)間上跟蹤危險(xiǎn)工序。施工前安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與預(yù)警技術(shù)如圖2所示。3地下工程施工中安全風(fēng)險(xiǎn)實(shí)時(shí)感知與預(yù)警地下工程施工過(guò)程中安全風(fēng)險(xiǎn)較高，傳統(tǒng)施工安全控制技術(shù)難以滿足施工安全控制的綜合性和實(shí)時(shí)性的要求，凍脹、開挖、支護(hù)及凍融等不可預(yù)見風(fēng)險(xiǎn)因素多，地下結(jié)構(gòu)、初期支護(hù)和二次襯砌受力體系不斷發(fā)生變化，一旦發(fā)生安全隱患和險(xiǎn)情，常會(huì)引發(fā)不可估計(jì)的災(zāi)難性后果。因此，為了降低地下工程施工中安全事故發(fā)生概率，需實(shí)時(shí)感知安全風(fēng)險(xiǎn)，以便及時(shí)防范事故發(fā)生。3.1安全風(fēng)險(xiǎn)實(shí)時(shí)感知系統(tǒng)為了實(shí)現(xiàn)地質(zhì)環(huán)境條件與結(jié)構(gòu)的多物理量連續(xù)實(shí)時(shí)感知，提高地下工程施工過(guò)程應(yīng)力、應(yīng)變、溫度和滲流等安全信息的采集和傳輸能力，將傳感技術(shù)引入到地下工程施工中，利用傳感器具有多物理場(chǎng)耦合監(jiān)測(cè)、高精度、自動(dòng)連續(xù)、抗電磁干擾、不受水和潮濕環(huán)境影響以及其存活率高、可靠性強(qiáng)及可遠(yuǎn)距離傳輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)，分別進(jìn)行周圍地質(zhì)環(huán)境條件、初期支護(hù)和既有結(jié)構(gòu)的溫度、應(yīng)變、周圍土體滲流情況等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，構(gòu)建基于BIM與物聯(lián)網(wǎng)的地下工程施工多場(chǎng)耦合實(shí)時(shí)感知系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)施工過(guò)程中自動(dòng)連續(xù)采集數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)分析與并通過(guò)BIM系統(tǒng)實(shí)時(shí)顯示與預(yù)警。施工中安全風(fēng)險(xiǎn)實(shí)時(shí)感知系統(tǒng)如圖3所示。圖3安全風(fēng)險(xiǎn)實(shí)時(shí)感知與預(yù)警系統(tǒng)Fig.3Systemofthesafetyriskreal-timesensingandearly-warning安全傳感布設(shè)方案中，預(yù)先將光纖光柵傳感器安裝在小導(dǎo)管內(nèi)壁，利用小導(dǎo)管保護(hù)，提高傳感器成活率，減少零點(diǎn)漂移。再利用鉆孔設(shè)備將圖2基于BIM的地下工程施工前安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與預(yù)警Fig.2SafetyriskearlywarningmodelbeforeconstructionbasedonBIMvisualizationtechnology96第7期預(yù)先安裝好光纖傳感器的小導(dǎo)管分段打入土層，在小導(dǎo)管中按2m左右間隔布置一個(gè)溫度補(bǔ)償傳感器，保證小導(dǎo)管中的傳感器與結(jié)構(gòu)、周邊土體耦合良好。數(shù)據(jù)采集時(shí)，由數(shù)據(jù)采集器以低頻率例如10Hz對(duì)傳感器進(jìn)行掃描采集，獲得應(yīng)變、溫度、流量等相關(guān)數(shù)據(jù)信息，將數(shù)據(jù)上傳至地面服務(wù)器進(jìn)行運(yùn)算分析，計(jì)算得到應(yīng)力、變形、地下水位與滲流情況等安全相關(guān)數(shù)據(jù)，與BIM模型數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，獲得安全分析數(shù)據(jù)，同時(shí)通過(guò)BIM系統(tǒng)進(jìn)行多維顯示與風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警。3.2安全風(fēng)險(xiǎn)實(shí)時(shí)預(yù)警系統(tǒng)地下工程施工埋深大，距離長(zhǎng)，且不可預(yù)測(cè)的地質(zhì)環(huán)境條件、多專業(yè)的同時(shí)施工及采用多樣的施工方法，使得地下工程項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)較高。因此，地下工程施工中，除了建立“物的狀態(tài)”（溫度、應(yīng)力、位移場(chǎng)）實(shí)時(shí)感知系統(tǒng)外，“人的行為”（身份、位置信息）的實(shí)時(shí)預(yù)警也尤為重要。在實(shí)時(shí)感知系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，通過(guò)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)（WSN）、Zigbee射頻識(shí)別（RFID）等傳輸技術(shù)建立施工人員實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)。將數(shù)據(jù)連接在中間服務(wù)器上，基于各種對(duì)數(shù)據(jù)的分析，實(shí)現(xiàn)人員實(shí)時(shí)定位、移動(dòng)目標(biāo)實(shí)時(shí)跟蹤，并將施工過(guò)程中地質(zhì)環(huán)境、結(jié)構(gòu)和人的安全信息綜合起來(lái)進(jìn)行安全分析判斷。同時(shí)人員定位等信息在BIM模型中顯示，及時(shí)準(zhǔn)確地發(fā)布預(yù)警信息，并及時(shí)通知現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員采取應(yīng)急措施，并啟動(dòng)相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案，實(shí)現(xiàn)安全控制實(shí)時(shí)化。基于物聯(lián)網(wǎng)和BIM的施工現(xiàn)場(chǎng)人員實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)的組成如圖4所示。（1）地下部分在地下工程中每隔50m布置一個(gè)定位探測(cè)器，用通訊電纜將其連接，使其信號(hào)均勻覆蓋到地下施工區(qū)域。施工人員隨身佩戴RFID識(shí)別卡和便攜式預(yù)警終端，RFID識(shí)別卡主要負(fù)責(zé)人員實(shí)時(shí)定位信息進(jìn)行采集、預(yù)處理，通過(guò)定位探測(cè)器識(shí)別施工人員攜帶的RFID識(shí)別卡，比對(duì)系統(tǒng)中的識(shí)別卡參數(shù)，識(shí)別施工人員的姓名，類型，職能等信息。通過(guò)探測(cè)器建立的跟蹤區(qū)域，獲得施工人員的實(shí)際位置和行動(dòng)軌跡等動(dòng)態(tài)信息便攜式預(yù)警裝置和RFID閱讀器用Zigbee技術(shù)連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換。然后通過(guò)WSN將RFID閱讀器、RFID識(shí)別卡、便攜式報(bào)警裝置等信息傳輸在數(shù)據(jù)收集終端，存儲(chǔ)、計(jì)算、分析后在BIM系統(tǒng)中實(shí)時(shí)顯示。（2）風(fēng)井部分風(fēng)井兼作數(shù)據(jù)垂直傳輸?shù)耐ǖ?，將在地下采集到的?shù)據(jù)信號(hào)，通過(guò)數(shù)據(jù)電纜可靠地傳輸?shù)降孛?。為方便物?lián)網(wǎng)信息傳輸，通過(guò)串口服務(wù)器將各類傳感器信息轉(zhuǎn)換為基于TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)通訊數(shù)據(jù)，將RS-232等串口轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并與無(wú)線AP相連，極大地?cái)U(kuò)大了數(shù)據(jù)傳輸距離，便于遠(yuǎn)程監(jiān)控。（3）地面部分地面部分是由遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)，應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器等硬件系統(tǒng)和GIS系統(tǒng)處理、BIM施工信息處理等軟件系統(tǒng)組成。結(jié)合了物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)通訊、數(shù)據(jù)處理及BIM的可視化多維顯示技術(shù)，能夠及時(shí)、有效地將地下工程施工過(guò)程中各個(gè)區(qū)域人員動(dòng)態(tài)地反映到地面控制中心，使地面管理人員能夠隨時(shí)掌握地下施工人員的總數(shù)及分布情況，下井、出井時(shí)間及運(yùn)動(dòng)軌跡，以便更加合理地掌控人員的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息。利用BIM技術(shù)建立地下結(jié)構(gòu)和環(huán)境的模型，并采用反分析技術(shù)，計(jì)算、分析和比對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)，評(píng)估在地下施工過(guò)程中的安全風(fēng)險(xiǎn)。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)通訊，及時(shí)地將安全警示信息發(fā)送到便攜式報(bào)警裝置，根據(jù)施工人員的位置信息，分析出最合理的應(yīng)對(duì)策略，安全事故防范從被動(dòng)管理轉(zhuǎn)為主動(dòng)管理。（4）便攜式預(yù)警終端預(yù)警終端裝置可以隨身攜帶，主要由芯片、蜂鳴器、指示燈和震動(dòng)器組成，可以提高現(xiàn)場(chǎng)施工人員的應(yīng)急處置能力。4結(jié)語(yǔ)本文將風(fēng)險(xiǎn)控制理論與物聯(lián)網(wǎng)及建筑信息圖4現(xiàn)場(chǎng)人員實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)架構(gòu)Fig.4Systemofpersonnelonsitereal-timetracking陳永高等.基于BIM與物聯(lián)網(wǎng)的地下工程施工安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警與實(shí)時(shí)控制研究97第32卷科技通報(bào)技術(shù)相結(jié)合，構(gòu)建地下工程施工安全預(yù)警系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)地下工程施工前安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、施工中實(shí)時(shí)感知和預(yù)警。為地下工程施工安全風(fēng)險(xiǎn)管理提供了新的思路，具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。（1）針對(duì)傳統(tǒng)感知方法存在的不足，將BIM技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)引入到地下工程施工中，提出基于BIM和物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)時(shí)感知系統(tǒng)，分別進(jìn)行周圍地質(zhì)環(huán)境條件和結(jié)構(gòu)體的溫度、應(yīng)力實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)環(huán)境與結(jié)構(gòu)的綜合信息連續(xù)實(shí)時(shí)感知。（2）有效的安全控制必須建立在及時(shí)、完整掌握各類安全信息的基礎(chǔ)上。因此，物聯(lián)網(wǎng)、傳感技術(shù)、高效數(shù)據(jù)通訊技術(shù)、大數(shù)據(jù)計(jì)算與分析技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等智能算法等技術(shù)的綜合應(yīng)用，有利于提高地下工程施工安全信息相關(guān)數(shù)據(jù)的采集、傳輸、計(jì)算分析和挖掘能力，減少因人為判斷導(dǎo)致的漏判、誤判，降低施工安全風(fēng)險(xiǎn)，減少損失。（3）地下工程施工安全管理包括施工前和施工中的安全控制。在施工前安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別的基礎(chǔ)上，在施工過(guò)程中將地下結(jié)構(gòu)、支護(hù)和周邊地質(zhì)環(huán)境的等物的安全狀態(tài)數(shù)據(jù)和人的安全行為數(shù)據(jù)無(wú)縫對(duì)接，包括實(shí)時(shí)感知和安全風(fēng)險(xiǎn)實(shí)時(shí)預(yù)警。預(yù)警系統(tǒng)用于提高施工現(xiàn)場(chǎng)安全信息的共享和利用程度，實(shí)現(xiàn)地下工程復(fù)雜施工環(huán)境下實(shí)時(shí)跟蹤施工人員，并將地下工程施工過(guò)程中地質(zhì)環(huán)境條件、結(jié)構(gòu)和人的安全信息進(jìn)行綜合分析判斷，在建筑信息模型BIM系統(tǒng)中實(shí)時(shí)顯示，及時(shí)有效地發(fā)布預(yù)警信息，并及時(shí)通知地下施工人員采取應(yīng)急措施，實(shí)現(xiàn)安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、感知與預(yù)警，提高施工人員的安全意識(shí)和水平，保障地下施工安全。參考文獻(xiàn)：[1]錢七虎，戎曉力.中國(guó)地下工程安全風(fēng)險(xiǎn)管理的現(xiàn)狀、問(wèn)題及相關(guān)建議[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2008，27(4)：649-655.[2]丁烈云，周誠(chéng).復(fù)雜環(huán)境下地鐵施工安全風(fēng)險(xiǎn)自動(dòng)識(shí)別與預(yù)警研究[J].中國(guó)工程科學(xué)，2012，14(12)：85-93.[3]朱鴻鵠，殷建華，靳偉，等.基于光纖光柵傳感技術(shù)的地基基礎(chǔ)健康監(jiān)測(cè)研究[J].土木工程學(xué)報(bào)，2010，43(6)：109-11.[4]丁烈云，周誠(chéng)，葉肖偉，等.長(zhǎng)江地鐵聯(lián)絡(luò)通道施工安全風(fēng)險(xiǎn)實(shí)時(shí)感知預(yù)警研究[J].土木工程學(xué)報(bào)，2013，46(7)：141-150.[5]郭紅領(lǐng)，于言滔，劉文平，張偉勝.BIM和RFID在施工安全管理中的集成應(yīng)用研究[J].工程管理學(xué)報(bào)，2014，28(4)：87-92.[6]DingLY，ZhouC.Developmentofweb-basedsystemforsafetyri