（一） 項(xiàng)目簡介
高速公路建設(shè)規(guī)模龐大、施工環(huán)境復(fù)雜，為了有效控制施工過程中的安全隱患，實(shí)現(xiàn)高速公路施工“以人為本，安全施工”的基本目標(biāo)。本項(xiàng)目基于Citespace、Nvivo軟件對高速公路施工過程中的不安全隱患因素進(jìn)行系統(tǒng)挖掘，并結(jié)合BIM技術(shù)建立智慧高速公路信息模型，建構(gòu)出智慧高速公路施工安全隱患預(yù)警體系，而后從安全教育、安全防護(hù)及安全應(yīng)急三個層面提出實(shí)效性強(qiáng)、精準(zhǔn)度高及可操作執(zhí)行的具體高速公路施工安全隱患防范對策及建議。
（二） 研究目的
1.通過BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)對智慧高速公路施工安全隱患的識別
通過計量分析與質(zhì)性研究系統(tǒng)掌握智慧高速公路施工安全管理的基本現(xiàn)狀，應(yīng)用BIM技術(shù)構(gòu)建高速公路信息模型進(jìn)行可視化模擬分析及碰撞實(shí)驗(yàn)檢測，系統(tǒng)分析施工安全隱患產(chǎn)生的原由、過程及機(jī)理，從根源上識別出導(dǎo)致高速公路施工安全事故發(fā)生的隱患因素，加強(qiáng)施工過程安全管理。
2.運(yùn)用BIM技術(shù)強(qiáng)化智慧高速公路施工過程中的安全實(shí)時監(jiān)控及預(yù)警
通過BIM技術(shù)對智慧高速公路施工技術(shù)應(yīng)用是否科學(xué)、施工設(shè)備操作是否合理等進(jìn)行評估，及時發(fā)現(xiàn)在施工過程中可能威脅工程項(xiàng)目以及施工人員安全的隱患，對施工人員、施工材料、施工器械等相關(guān)因素進(jìn)行實(shí)時動態(tài)分析，并將施工過程中的最新信息及時共享到信息平臺中，為項(xiàng)目建設(shè)管理決策提供參考依據(jù)。
3.應(yīng)用BIM技術(shù)及時處理智慧高速公路施工過程中產(chǎn)生的不安全隱患與突發(fā)事件
通過BIM技術(shù)強(qiáng)大的仿真模擬與信息處理功能，融合VR、3D模型及GIS等技術(shù)對智慧高速公路施工過程中可能會出現(xiàn)的不安全隱患與突發(fā)事件進(jìn)行等級劃分、制定合理的預(yù)防策略，使工程中的安全隱患與突發(fā)事件能夠以最快的速度加以解決，并使損失降低到最小值。
（三） 研究內(nèi)容
高速公路施工是一個復(fù)雜系統(tǒng)工程，整個施工現(xiàn)場安全生產(chǎn)管理存在著諸多不安全因素。在項(xiàng)目實(shí)施過程中，從業(yè)人員、周邊環(huán)境、作業(yè)條件、施工技術(shù)等都在不斷變化，不安全隱患因素層出不窮，本項(xiàng)目聚焦于高速公路施工安全范疇，運(yùn)用質(zhì)性研究（Citespace&Nvivo）挖掘高速公路施工安全隱患，且利用BIM技術(shù)構(gòu)建智慧高速公路施工安全預(yù)警體系，并制定具體的施工安全防范對策，旨在為智慧高速公路施工安全管理提供科學(xué)的理論參考及實(shí)踐指導(dǎo)。
圖1 研究內(nèi)容及邏輯
1.基于BIM技術(shù)的智慧高速公路施工安全隱患識別分析研究
對BIM技術(shù)下的智慧高速公路施工安全管理現(xiàn)狀進(jìn)行系統(tǒng)分析，選用Citespace軟件科學(xué)計量研究主題的重點(diǎn)文獻(xiàn)資料，并結(jié)合Nvivo軟件逐一對其進(jìn)行安全隱患因素的三級編碼，全面識別出BIM技術(shù)下的智慧高速公路施工安全隱患源。工程施工方案的設(shè)計是一個復(fù)雜的過程，一方面要最大限度的考慮到高速公路工程建設(shè)所在地區(qū)的自然地理環(huán)境及其特殊性狀況；另一方面，在綜合考慮社會經(jīng)濟(jì)條件的基礎(chǔ)上，對高速公路的建設(shè)等級、建設(shè)壽命以及運(yùn)行荷載度等方面進(jìn)行有效分析，保證投入產(chǎn)出效應(yīng)最大化。在此設(shè)計過程中，常常會出現(xiàn)施工方案不科學(xué)，不注重加強(qiáng)高速公路建設(shè)全過程管理，工程安全管理和成本管理存在不足，出現(xiàn)上述情況時往往難免會有施工安全隱患的發(fā)生。為了有效避免意外的發(fā)生彌補(bǔ)傳統(tǒng)施工設(shè)計方案的缺陷，運(yùn)用BIM技術(shù)對施工設(shè)計方案進(jìn)行預(yù)演識別分析，使施工計劃具有可視化和模擬化的性質(zhì)，將施工設(shè)計方案直觀、具體的展示出來，輔助分析隱患源在模型上的寄生情況?；贜vivo對安全隱患因素的編碼基礎(chǔ)，對工程施工進(jìn)行部分和階段性研究，識別靜態(tài)施工環(huán)境三維模型和動態(tài)施工過程三維模型中的安全隱患。此外，針對工程施工重點(diǎn)環(huán)節(jié)和重點(diǎn)施工技術(shù)等進(jìn)行沖突碰撞實(shí)驗(yàn)分析，模擬施工細(xì)節(jié)分析，通過精確分析和數(shù)據(jù)計算，有效識別人材機(jī)之間存在的安全隱患。
2.基于BIM技術(shù)的智慧高速公路施工安全隱患預(yù)警體系研究
利用BIM技術(shù)完善智慧高速公路施工監(jiān)測感知系統(tǒng)，并作為智慧高速公路施工信息的載體，通過Nvivo對施工全過程信息進(jìn)行要素編碼分析，形成智慧高速公路施工安全隱患指標(biāo)，構(gòu)建智慧高速公路施工安全隱患預(yù)警體系。在使用BIM技術(shù)建立的信息模型中，探究設(shè)計施工所需的監(jiān)測點(diǎn)與感知點(diǎn)，確保通信區(qū)域系統(tǒng)合理可靠，建立健全智慧高速公路施工信息系統(tǒng)。在BIM技術(shù)對工程項(xiàng)目信息集成管理和分析的背景下，對工作點(diǎn)、工作線和工作面進(jìn)行安全隱患評估，即對施工人員、施工材料、施工機(jī)械等相關(guān)要素進(jìn)行施工安全隱患動態(tài)分析及逐層編碼，設(shè)計人材機(jī)時空預(yù)警模型，賦予各要素指定的標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)判斷施工技術(shù)應(yīng)用是否科學(xué)、施工材料使用是否達(dá)標(biāo)、施工設(shè)備操作是否合理等。在BIM技術(shù)與智慧高速公路施工信息系統(tǒng)的有效配合下，利用BIM技術(shù)進(jìn)行4D模型預(yù)演檢驗(yàn)各部分、各階段的施工過程，實(shí)時查詢進(jìn)度、成本及質(zhì)量完成情況，實(shí)現(xiàn)在時間和三維空間上的動態(tài)定位和安全風(fēng)險跟蹤，并將高速公路施工過程中的人材機(jī)和周遭的安全環(huán)境信息綜合起來，進(jìn)行動態(tài)施工安全隱患預(yù)判，及時發(fā)現(xiàn)安全隱患和工程質(zhì)量問題，有效地發(fā)布預(yù)警信息在第一時間通知到現(xiàn)場作業(yè)人員，并將相應(yīng)的預(yù)警評價反饋到模型界面指導(dǎo)工作人員施工及規(guī)避風(fēng)險。基于BIM模型通過信息系統(tǒng)進(jìn)行潛在安全隱患信息儲存，對施工區(qū)域危險程度、安全隱患存在類型進(jìn)行劃分，使工作人員了解自己工作面存在的安全隱患，以及自身周圍允許施工的范圍，對該范圍內(nèi)所有潛在的安全隱患進(jìn)行自我預(yù)警。
3.基于BIM技術(shù)的智慧高速公路施工安全隱患防范對策研究
運(yùn)用BIM可視化漫游技術(shù)和高仿真模擬技術(shù)，提出精準(zhǔn)的高速公路施工安全隱患防范對策。對策研究主要聚焦于以下三個內(nèi)容：①加強(qiáng)安全教育培訓(xùn)，提高隊伍安全操作水平。通過BIM可視化進(jìn)行公路施工動畫展現(xiàn)和虛擬漫游，輔助管理人員高效地進(jìn)行安全交底和教育培訓(xùn)，使施工人員更易于接受和學(xué)習(xí)；并通過高速公路信息模型對危險點(diǎn)檢查，認(rèn)知安全隱患進(jìn)行反饋學(xué)習(xí)，提升施工人員的安全意識與安全狀態(tài)，從而提高施工的安全性。②規(guī)范落實(shí)防護(hù)措施，避免安全事故發(fā)生。應(yīng)用BIM技術(shù)建立高速公路施工模型，尋找施工安全防護(hù)點(diǎn)或防護(hù)區(qū)域，合理設(shè)置安全防護(hù)設(shè)施，再融入“互聯(lián)網(wǎng)＋”和“大數(shù)據(jù)”的思維模式，合理鋪設(shè)安全防護(hù)監(jiān)測感知設(shè)備利用BIM的信息承載功能，形成人材機(jī)實(shí)時通信平臺，施工人員可以及時地接受和反饋安全信息，有利于保證自身的生命安全，避免意外發(fā)生。③設(shè)計應(yīng)急預(yù)案，使損失最小化?；诟咚俟肥┕ぐ踩[患預(yù)警體系歸納分析安全隱患與突發(fā)事件并對其進(jìn)行等級劃分，借助BIM技術(shù)導(dǎo)入人物、環(huán)境等相關(guān)要素進(jìn)行可視化漫游，構(gòu)建安全疏散演練模型和應(yīng)急援救模型，使項(xiàng)目管理者能夠高效地組織安全疏散演練（見圖2）和最快地產(chǎn)生應(yīng)急預(yù)案以及施工人員達(dá)到最快的解決速度，以至于使損失達(dá)到最小化。
圖2 BIM可視化漫游
（四） 國、內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展動態(tài)
BIM的設(shè)想最早于1975年，由美國查克·伊士曼博士提出。他將該計算機(jī)系統(tǒng)稱為“Building Description System”，主要是利用新型計算機(jī)系統(tǒng)對建筑物的智能模擬。美國學(xué)者羅伯特·艾什于1986年提出的“Building Modeling”已經(jīng)十分接近現(xiàn)在業(yè)內(nèi)廣為接受的BIM概念，包括三維可視化建模、施工圖紙自動化、智能參數(shù)構(gòu)建、施工模擬等概念。1999年，美國托爾曼教授提出較為完善的BIM(Building Information Modeling)的概念。對于國外建設(shè)施工項(xiàng)目管理，在2002年經(jīng)過美國歐特克公司進(jìn)行創(chuàng)新后，BIM可用于預(yù)測建設(shè)項(xiàng)目的壽命周期管理，實(shí)現(xiàn)設(shè)計、施工、運(yùn)維各階段的連接，提供明確、可靠的項(xiàng)目數(shù)據(jù)信息。2008年，由查克·伊士曼主編的《BIM手冊》為學(xué)術(shù)界闡述了BIM的概念和使用指南。2009年，哈佛大學(xué)柯特提出利用BIM與GIS（地理信息系統(tǒng)）結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字城市的構(gòu)建。2014年，金賢珠與凱文·奧爾等用三維可視化技術(shù)結(jié)合BIM技術(shù)自動生成多條虛擬的公路線型，解決了高速公路施工中規(guī)劃對比線型好壞的耗時問題。
2005年，國內(nèi)著名學(xué)者丁士昭在《建設(shè)工程信息化》一書中詳細(xì)闡述了BIM的基本概念和建設(shè)施工應(yīng)用，提倡合理運(yùn)用技術(shù)提高工程項(xiàng)目的施展效率。2006年，BIM技術(shù)研究被國家科技部定為“十一五”重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目。2011年，郭洪江提出了BIM信息技術(shù)在我國公路基礎(chǔ)事業(yè)發(fā)展的新方向。清華大學(xué)土木工程系，在該年設(shè)計并開發(fā)了基于BIM的4D參數(shù)化建模系統(tǒng)，此系統(tǒng)主要是對施工資源的動態(tài)管理以及對成本進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，提高了工程項(xiàng)目成本管理能力。2014年，謝曉晨提出BIM技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)、云計算、點(diǎn)云、無限射頻、3D打印等技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用，使未來的智慧高速公路建設(shè)成為可能。張建平等以實(shí)際工程--邢汾高速公路建設(shè)為研究對象，開發(fā)了“基于BIM的邢汾高速公路4D建設(shè)管理系統(tǒng)”，為BIM在高速公路項(xiàng)目建設(shè)中的應(yīng)用提供了方法、技術(shù)、系統(tǒng)和應(yīng)用示范，增強(qiáng)了高速公路項(xiàng)目管理的信息化水平，提高了生產(chǎn)效率。
綜上可知，近年來國內(nèi)外以BIM為議題的研究團(tuán)隊日益增多，美國仍名列榜首，其中代表性的學(xué)術(shù)團(tuán)隊當(dāng)屬斯坦福的CIFE和佐治亞理工的Eastman 團(tuán)隊。我國BIM技術(shù)研究啟蒙較其他發(fā)達(dá)國家而言晚一些，但近年來有諸多學(xué)者紛紛開始聚焦該研究主題。基于此，本項(xiàng)目主要從以下四個方面，對BIM技術(shù)及智慧高速公路施工安全國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行重點(diǎn)論述
1.高效構(gòu)建智慧高速公路BIM模型
高速公路的發(fā)展智慧日增，各省建設(shè)成果顯著。BIM施工技術(shù)可通過過程模擬、技術(shù)應(yīng)用和質(zhì)量構(gòu)建等方面將施工方案直觀、具體的展現(xiàn)出來，具有可視化和模擬化功能，對工程進(jìn)行部分和分階段研究分析，尤其是針對工程施工重點(diǎn)環(huán)節(jié)和重點(diǎn)施工技術(shù)等進(jìn)行分析，強(qiáng)化施工細(xì)節(jié)分析，通過精確分析和數(shù)據(jù)計算，評估系統(tǒng)化施工方案是否科學(xué)、合理，針對施工方案中存在的問題積極改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)施工方案的最優(yōu)化，為保證工程施工質(zhì)量奠定基礎(chǔ)。
但智慧高速建設(shè)總體還處于初期階段，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范才剛起步，行業(yè)建設(shè)、管理經(jīng)驗(yàn)仍然缺乏，建設(shè)模式仍需大膽突破，運(yùn)營和維護(hù)等也需要加強(qiáng)探索。在一些規(guī)模相對較大的建設(shè)工程項(xiàng)目當(dāng)中，整個施工空間的局限性較大，施工方案必然會比較復(fù)雜。為了合理應(yīng)對智慧高速公路在未來建設(shè)中面臨的重重考驗(yàn)，需要從項(xiàng)目全生命周期角度出發(fā)對高效構(gòu)建智慧高速公路BIM模型進(jìn)行探索。
基于BIM的智慧公路全生命周期模型的設(shè)計需要多方專業(yè)人員、專業(yè)項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊成員攜手合作、共同參與才能完成。從國外已有的先進(jìn)的管理方法來看，從確定設(shè)計方案起，BIM的設(shè)計涉及面廣，需要專業(yè)人員共同努力，協(xié)同合作，實(shí)時共享資源，減少重復(fù)工作。一個完整的全生命周期施工模型對加快項(xiàng)目工期和施工質(zhì)量會有極大的幫助，再結(jié)合移動計算技術(shù)，讓安全管理能夠更具實(shí)時性，讓隱患預(yù)警更具準(zhǔn)確性，對整個高速公路施工的安全管理將產(chǎn)生更為深遠(yuǎn)的影響，建立的模型才真正具有指導(dǎo)意義。
2.準(zhǔn)確評估現(xiàn)場施工安全隱患
BIM應(yīng)用對于準(zhǔn)確評估現(xiàn)場施工安全隱患的作用體現(xiàn)在模型可視化、問題解決和問題存檔三個方面。
模型可視化關(guān)鍵在于多方協(xié)同合作，從而實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確地評估現(xiàn)場施工安全隱患、更靈活地運(yùn)用BIM技術(shù)、保障項(xiàng)目施工安全。要做好模型可視化，相關(guān)技術(shù)人員要提前做好數(shù)據(jù)信息的收集工作，再根據(jù)項(xiàng)目的具體要求，建立相應(yīng)的模型，根據(jù)施工現(xiàn)場的具體情況，完善工程項(xiàng)目的安全設(shè)計，并加上動態(tài)分析和測評。技術(shù)團(tuán)隊再根據(jù)對整個項(xiàng)目信息的模擬，依據(jù)相應(yīng)的模擬效果進(jìn)行綜合評價，在施工前評估高速公路施工方案可行性，對于發(fā)現(xiàn)的問題及時提出應(yīng)對措施，并進(jìn)行模擬驗(yàn)證，確保方案得以順利實(shí)施。同時，還可以利用BIM技術(shù)識別施工現(xiàn)場風(fēng)險并對風(fēng)險進(jìn)行預(yù)控，確保高速公路現(xiàn)場施工秩序良好，提升安全管理水平，避免不必要的安全事故發(fā)生，減小損失，提升高速公路工程建設(shè)效益。這樣，智慧高速公路施工體系整合了施工項(xiàng)目十分全面的信息，借助可視化模型，經(jīng)營管理者和研發(fā)團(tuán)隊可以實(shí)現(xiàn)在設(shè)計、建造、運(yùn)營等建筑項(xiàng)目全生命周期當(dāng)中對每個節(jié)點(diǎn)進(jìn)行細(xì)分，從而以可視化的形式展示相應(yīng)的信息，更好地進(jìn)行安全管理。
解決問題則是在具體的施工過程中，施工方可以依據(jù)模擬情況對碰撞、沖突等情況進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整和優(yōu)化，最終依據(jù)工序情況進(jìn)行調(diào)整。BIM技術(shù)可對高速公路施工的各項(xiàng)操作技術(shù)、設(shè)備應(yīng)用、階段性建設(shè)效果進(jìn)行可視化模擬和分析，工程施工人員可以通過信息的直接反饋發(fā)現(xiàn)是否存在安全施工、質(zhì)量管理和成本管理等方面的問題。此外，BIM技術(shù)應(yīng)用在高速公路工程施工方案中，通過使用四維模擬與建模信息有效結(jié)合在一起，能夠有效降低施工中出現(xiàn)的重復(fù)作業(yè)現(xiàn)象，在節(jié)省人力、物力和財力等方面起著非常重要的保障作用。
問題存檔基于可視化智慧，項(xiàng)目質(zhì)檢人員及安全員在現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)或確認(rèn)問題后，可以通過手機(jī)拍照上傳到云端，將問題分類、圖文并茂詳細(xì)敘述并將責(zé)任分配到人，達(dá)到質(zhì)量管理可視化的目標(biāo)。施工人員可以實(shí)時收到質(zhì)量安全問題提醒，按時整改后及時上傳整改結(jié)果照片及描述。同時，項(xiàng)目管理層也可隨時隨地通過網(wǎng)絡(luò)客戶端調(diào)取信息?？梢暬?/span>的問題存檔實(shí)現(xiàn)了對質(zhì)量問題的存檔與實(shí)時查閱，讓質(zhì)量安全問題的解決流程透明化和直觀化，同時也實(shí)現(xiàn)了對相關(guān)責(zé)任制度的完善起到了一定的促進(jìn)作用，有利于提高施工人員和管理人員的責(zé)任感，使問題得到更完善的處理。
3.深層研究施工安全隱患預(yù)警
高速公路線路較長，空間跨度大，在現(xiàn)實(shí)中很難直接呈現(xiàn)。而利用BIM技術(shù)可繪制二維平面設(shè)計圖紙，制作高精度公路空間曲面參數(shù)，建立高速公路空間曲面精細(xì)智慧模型。從而更好指導(dǎo)智慧高速公路工程施工，有利于精準(zhǔn)統(tǒng)計路基土石方數(shù)量，詳細(xì)了解高速公路工程施工量，掌握橋涵結(jié)構(gòu)等基本情況。同時，通過BIM技術(shù)的應(yīng)用，能夠讓高速公路施工過程變得可視化，大大便利施工方的交流合作，有利于增進(jìn)相互配合，更好開展工程施工，確保施工進(jìn)度計劃按時完成。此外，利用BIM技術(shù)建立智慧高速公路施工模型之后，在不增加施工資源消耗的前提下，有利于施工單位提前掌握施工難點(diǎn)、可能存在的安全隱患并采取應(yīng)對措施。進(jìn)而增強(qiáng)施工單位對高速公路施工過程管控，有利于降低項(xiàng)目施工風(fēng)險，提高管理水平，避免出現(xiàn)不必要損失。
在進(jìn)行工程施工風(fēng)險控制的時候，需重點(diǎn)關(guān)注施工前的風(fēng)險防范，建立配套的預(yù)防機(jī)制。在高速公路工程施工BIM系統(tǒng)中，要特別重視決策過程的風(fēng)險管理，在工程期限、質(zhì)量和安全之間建立聯(lián)系，以保證高速公路工程在規(guī)定的時間內(nèi)安全高效地完成?；贐IM技術(shù)建設(shè)項(xiàng)目的巖土信息管理提出了一項(xiàng)可以實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場隱患的自動識別、動態(tài)監(jiān)測和預(yù)警提供了可行的技術(shù)參考方案。基于BIM和RFID的安全防護(hù)綜合方案，基于集成技術(shù)方案，采用多層體系結(jié)構(gòu)設(shè)計模式，詳細(xì)設(shè)計了集成系統(tǒng)的軟件層次結(jié)構(gòu)。地理工程師通過巖石工程勘察獲取巖石工程數(shù)據(jù)，包括場地周圍土壤和巖石的物理性質(zhì)、關(guān)鍵位置巖石數(shù)據(jù)適合哪種土木工程設(shè)計以及病害修治的建議，作為安全防護(hù)綜合方案的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)材料。在此基礎(chǔ)上，利用基于BIM和RFID的技術(shù)，對工程施工安全控制綜合應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了分析和設(shè)計。
高速公路工程建設(shè)中，利用BIM技術(shù)建立安全信息集成管理系統(tǒng)，能夠?qū)κ┕ぐ踩M(jìn)行追蹤和記錄，有利于詳細(xì)掌握安全管理現(xiàn)狀。對存在的安全隱患也可以及時排查，同時采取預(yù)防和控制措施，消除不利影響，避免發(fā)生安全事故。進(jìn)而確保施工現(xiàn)場安全，有利于提升高速公路安全管理水平。
4.實(shí)際開發(fā)BIM安全管理系統(tǒng)
BIM安全管理系統(tǒng)面向的主要是制造、建設(shè)、施工單位。通過對BIM安全管理系統(tǒng)的開發(fā)可實(shí)現(xiàn)對安全事故的預(yù)防，提高資金利用效率，讓公路工程建設(shè)取得更好效果。因此，施工單位在工程建設(shè)中，應(yīng)該充分認(rèn)識BIM技術(shù)的作用，結(jié)合項(xiàng)目工程建設(shè)具體情況，制定完善的管理制度與措施，將BIM技術(shù)有效用于工程建設(shè)，使其更好輔助工程施工，最終促進(jìn)高速公路工程建設(shè)質(zhì)量和效益提升。
管理的目標(biāo)之一是保證工程的安全，而這也是工程建設(shè)的根本，故為提高工程建設(shè)的安全水平，需在正式施工前，用BIM技術(shù)完成可視化分析，模擬整個工程進(jìn)行的過程，對每部分工程的進(jìn)行情況有基本的了解。同時，管理人員也可以發(fā)現(xiàn)已經(jīng)出現(xiàn)或潛在的安全問題，并準(zhǔn)確反映。即BIM技術(shù)應(yīng)用后，管理者可基于數(shù)據(jù)完成模擬，用直觀的展示幫助管理者分析影響工程質(zhì)量與安全的因素，確定最佳的解決方案，提高工程生產(chǎn)的安全性，而用可視化展示整個過程后，人們也可以評估方案的可行性，找到方案中存在的問題，提出新的方案并完成模擬。基于這一方式，管理人可以在確定風(fēng)險的同時，對事前工作進(jìn)行有效控制，控制工程的現(xiàn)場環(huán)境，要求施工人員按照工序完成施工，實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場的有序管理。
在實(shí)際應(yīng)用中，智慧高速公路模型系統(tǒng)通過建立進(jìn)度控制，使BIM模型與過程信息進(jìn)行有效整合得到實(shí)現(xiàn)。通過BIM模型，可對任意施工段的工程進(jìn)度、狀態(tài)等進(jìn)行實(shí)時查詢，可及時發(fā)現(xiàn)施工過程中的安全問題，協(xié)助管理者發(fā)現(xiàn)工程潛在的風(fēng)險，進(jìn)而對安全隱患進(jìn)行及時排除和消除，使施工順利進(jìn)行。
此外，開發(fā)BIM安全管理系統(tǒng)還需面臨的實(shí)際問題是如何合理配置各部門所需要的資源。在高速公路工程施工開始前，團(tuán)隊要制訂詳細(xì)的計劃，計劃是建立在有詳細(xì)、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)之上的，所以，在此之前要廣泛地收集數(shù)據(jù)資料，再運(yùn)用電腦進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，剔除重復(fù)、過時的數(shù)據(jù)。BIM技術(shù)可以突破時空的桎梏，全方位立體地展現(xiàn)數(shù)據(jù)信息，加強(qiáng)公路建設(shè)企業(yè)同行之間的交流與合作，減少時間的浪費(fèi)，避免工作中的錯誤，保證高速公路工程有條不紊地進(jìn)行，解決傳統(tǒng)施工方式造成的問題，制定更完善的安全管理方案，避免安全事故的發(fā)生。
（五） 技術(shù)路線、擬解決的問題及預(yù)期成果
1.技術(shù)路線
通過查閱和研究BIM技術(shù)和智慧高速公路施工安全管理相關(guān)的期刊文獻(xiàn)，并運(yùn)用Citespace科學(xué)計量和Nvivo質(zhì)性編碼，系統(tǒng)認(rèn)知目前BIM技術(shù)在國內(nèi)外的應(yīng)用現(xiàn)狀，尤其是BIM技術(shù)在高速公路施工安全隱患管理方面的應(yīng)用程度，識別出高速公路施工安全管理的主要隱患，基于BIM技術(shù)構(gòu)建智慧高速公路施工安全隱患預(yù)警體系，并制定智慧高速公路施工安全隱患防范對策，為全面加強(qiáng)高速公路施工安全管理提供理論參考及實(shí)踐指導(dǎo)，具體項(xiàng)目研究路線如下圖3所示。
圖3 項(xiàng)目技術(shù)路線
2.擬解決的問題
（1）如何使用科學(xué)計量研究方法與質(zhì)性研究方法對智慧高速公路施工安全隱患進(jìn)行科學(xué)識別，通過Citespace、Nvivo軟件和BIM技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)全面地挖掘隱患因素？
（2）如何有機(jī)結(jié)合BIM技術(shù)和智慧高速公路，通過建立高速公路信息模型有效地實(shí)現(xiàn)施工安全信息共享，打破高速公路施工信息斷層，有效的控制施工流程信息，科學(xué)地構(gòu)建出BIM技術(shù)下的智慧高速公路施工安全隱患預(yù)警體系？
（3）如何依靠BIM技術(shù)科學(xué)制定可操作性強(qiáng)的智慧高速公路施工安全隱患防范對策，改善安全交底方式、防護(hù)設(shè)置和應(yīng)急備案，增強(qiáng)施工人員安全防范意識，避免安全隱患發(fā)生，規(guī)范施工安全隱患安全管理？
3.預(yù)期成果
理論成果：
①基于BIM技術(shù)的智慧高速公路施工安全隱患源識別與分析研究（扎根理論質(zhì)化探索）
②BIM技術(shù)的智慧高速公路施工安全隱患指標(biāo)系數(shù)確立及預(yù)警機(jī)制研究（理論模型建構(gòu)及內(nèi)在運(yùn)行機(jī)制分析）
具體形式：
①撰寫公開發(fā)表2篇學(xué)術(shù)論文，其中1篇為國內(nèi)核心期刊。
②依托本項(xiàng)目培養(yǎng)與激發(fā)大學(xué)生（2~3名）較為全面的科學(xué)研究潛力。
③依托本項(xiàng)目鍛煉工程管理專業(yè)學(xué)生構(gòu)建BIM信息模型的基本應(yīng)用能力。
（六） 項(xiàng)目研究進(jìn)度安排
本項(xiàng)目研究計劃為期一年半，分三個階段進(jìn)行（具體研究計劃詳見表1所示）。第一階段以文獻(xiàn)編碼研究為主，BIM技術(shù)學(xué)習(xí)為輔，積累與整合研究素材，系統(tǒng)全面識別出施工安全隱患因素；第二階段以施工安全隱患因素分析為基礎(chǔ)，結(jié)合BIM模型構(gòu)建智慧高速公路施工安全隱患預(yù)警體系；第三階段以學(xué)習(xí)應(yīng)用為主，制定具體的施工安全隱患防范對策與建議。
表1 年度目標(biāo)和工作內(nèi)容
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