建筑业涉及民生，关系重大当心火灾。目前随着我国建筑业的发 展，安全事故频繁发生。长期以来施工现场的安全管理以传 统的“经验型”的事后管理为主，难以有效地对施工过程的 危险源实施较为全面的预控， 这也是建筑施工安全事故高 居不下的主要原因。 所以如何进行施工现场安全管理是一 个非常重要的大课题。其中，施工现场安全标志管理是施工 现场管理的重要组成部分。 在施工现场合理正确地使用安 全标志可以提高施工人员的防范能力， 减少或避免安全事 故的发生。

BIM 的快速发展和广泛应用， 将带来建筑行业自计算 机 CAD 普及后的又一次革命。 基于 BIM 进行施工安全标 志管理具有以下优势：

（1）数据集成化。 在施工安全控制计划制定过程中，安全管理人员可以利用 BIM 技术强大的数 据集成性将计划与施工进度、设计图纸紧密结合，合理详细 制定。 BIM 可以减轻安全管理人员在头脑中将静态信息转 化动态施工模型的负担。除此之外，将施工安全控制计划具 体化，清楚地显示为什么，在哪儿，什么时候进行安全标 志 的设置。

（2）可视化模拟。在施工安全控制计划实施过程中， BIM 技术因其可视性、模拟性、优化性 等 优 良性 能，可 以实 现 4D 虚拟施工， 在动态仿真中帮助施工人员清楚地认识 到危险源和进行相关防范措施的必要性。 本文以某大学土 木楼的施工安全标识管理为研究对象，运用 BIM 软件对土 木楼进行建模，并且将模型导入三维设计软件，从而完成安 全标识与 3D 模型的结合。 建模完成后对施工现场进行可 视化模拟，记录在施工过程中的不同时刻的各项数据。

通过不断的对 3D 模型的修改和模拟， 最终得出基于 BIM 的施 工现场安全标志管理的动态仿真模型， 对现在施工现场安 全管理存在的问题提出建议。

1 基于 BIM 的施工安全管理研究现状 在国外，F. Peterson 等（2011）进行 了 一 项基 于 BIM 技 术的项目管理培训研究。 在研究中他们将基于 BIM 技术的 项 目 管 理 工 具 引 入 到 2 个 课 程 当 中 。 Chun-Ling Ho 与 Ren-Jye Dzeng（2008）组织了一项关于数字化安全培训（Elearning）的效果调查。 调查结果显示，无论工人的年龄、教 育背景和信息素养如何， 适宜的培训模式和培训课程内容 都可以改善工人施工行为的安全性。 Hu Wenfa（2008）提出 了一个基于 RFID 和 4D CAD 技术的施工管理系统， 基于 RFID 和 4D CAD 的模型在施工管理和自动化控制 上存 在 很 大 的 应 用 潜 力。 Carla Lopez del Puerto、Caroline M. Clevenger（2012）以莫 坦 森 施 工 公 司 的 项 目 为 研 究 对 象，利 用 BIM 支持的安全控制措施，监控潜在的工程危险，并列举了 用 以 及时 提 醒 设计 人 员 和施 工 人 员 的 实 例 和 BIM 对项 目 改扩建期间加强施工人员、 建筑物使用者以及最终用户等 群体的安全问题所起到的积极作用，重点阐述了 BIM 在施 工期间安全控制这一方面的潜力。除此之外，有一些学者对 基于 BIM 技术 自动 识 别 危险 源 和 危 险 部 位 进 行 了 一 些 研 究。 Si jie Zhang，Jochen Teizer，Jin-Kook Lee 等（2013）认为 基于 BIM 可以在施工之前实现建筑施工模拟，自动化识别 危险和及时给出保护措施的功能， 并针对如何在施工中避 免高空坠落事故提出了具体的系统。 Vacharapoom Benjaoran 等（2010）在 4D 模型中将安全和施工管理结合，在施工 模拟过程中，自动识别高空作业危险。Amin Hammad（2012） 基于 BIM 技术为实现安全施工建立动态虚拟护栏系统，重 点防护临边和管道施工工作面。 Law，Yuen fong（2012）对施 工安全计划中重要的影响因素进行分类， 优劣排序， 通过 BIM 帮助安全管理人员进行高效的安全计划编制。 在国 内，胡 振中，张 建 平，张 旭 磊 提出 通 过 建立 4D 施 工安全信息模型， 将支撑体系与施工过程信息动态地链接 起来， 并施工验证了将 4D 施工安全信息模型应用于施工 期支撑体系安全分析的可行性。 这只是将 BIM 技术应用于 施工现场安全管理的一部分———支撑体系。 还有，陈丽娟， 张 成方，李 超 基于 BIM 技术，采集 信 息 来 构 建 地 铁 空 间 和 时间的模型，对地铁施工现场进行空间安全管理。江帆在他 的硕 士 论 文中 提 出 基 于 BIM 和 RFID 技术 的 建 设 项 目 安 全管理研究，并构建了安全管理模型，但是通过 RFID 获得 的数据精度不是很高，所以在具体应用方面存在一些难度。 综上可见，将 BIM 技术应用于施工安全标志管理是有 潜力的， 但关于它的研究还有待发展。 然而目前基于 BIM 进行施工安全管理主要是在地铁施工空间管理方面， 建筑 施工现场部分构件安全分析和对特定事故的施工现场动态 管理。 其中，明确针对基于 BIM 的施工阶段安全标志管理 的研究更是少之又少。 关于施工阶段安全标志管理的研究 方向是现阶段安全标志管理存在的问题和对其有效性的评 价，如 陈 庆，庞 子 杰，胡 袆 程，但 是 还 没 有 将 其 与 信 息 化 、 BIM 技术有效地结合起来。

2 施工安全管理理论基础

2.1 施工安全标志管理现状 目前我国施工现场安全标志的管理已引起政府部门足 够的重视，也发布了一系列的法律法规。其中比较有代表性 的有：GB/T15565-2008《图形符号》中 对 图形 符 号 设计 的 定 义、分类进行了阐述；国务院令第 398 号文 件《建设 工 程 安 全生产管理条例》 中第 28 条明确规定在 14 个危险部位设 置 警 告标 志；GB2894-2008《安全 标 志 及 其 使 用 导 则》中 则 详细介绍了禁止标志、警告标志、指令标志、提示 标 志 的型 式、适用范围和地点。

施工现场安全标志管理传统的实施流程为

（1）施工安全 危险源的辨识；

（2）危险作业、危险点、危险区域的确定；

（3） 安全标志设置；

（4）安全标志平面图绘制；

（5）安全标志挂设；

（6）安全交底；

（7）安全标志的检查与维护。

其中绘制安全标 志平面图是实施关键。 在实际操作过程中，绘制安全标志平 面图时需要根据安全标志设置计划，一般分基础、主体、装饰 装修 3 个施工阶段分别详细绘制各施工阶段的安全警示标 志平面布置图。 当各层安全标志设置不一致时， 应分层绘 制平面布置图。用二维图纸来表现繁杂的安全标志信息很可 能导致信息之间的脱节，因此，传统的施工安全标志管理存 在安全标志信息交流不畅和不易自我检查等缺点。

2.2 安全标志信息的确定 安全标志的合理放置与危险源、危险作业、危险部位的 识别密不可分。 所以安全标志信息的确定需要考虑到施工 现场安全管理。 施工现场涉及到安全的内容也很多，比如： 建筑工人的人身安全、建筑工程的结构安全、施工现场的财 产安全、机械设备的质量安全等等。本论文中安全标志放置 部位大致包含基坑支护、临边、洞口、砌体工程、施工 电梯、 脚手架以及加工棚等。

在 根 据 现 有 的 法 律 法 规 和 实 地 工 地 的 走 访 观 察 的 结 果，本研究将可能用于建筑行业的安全标志进行分为禁止标 志、警告标志、指令标志 3 类（由于提示标志主要包括紧急出 口、避险处、应急避难场所、可动火区等，与施工阶段安全管 理关系不大，所以本文不考虑提示标志）。 由于其中禁止标志 共 20 种，包括禁止吸烟标志、禁止烟火标志、禁止带火种标 志、禁止用水灭火标志、禁止放置易燃物标志、禁止 堆 放 标 志、禁 止 启 动 标 志、禁 止 转 动 标 志、禁 止 乘 人 标 志 等 等（表 1）；警告标志共 20 种，包括当心绊倒标志、当心触电标志、当 心坠落标志、当心机械伤人标志、当心伤手标志、当心烫伤标 志、禁止靠近标志、当心滑跌标志、当心车辆标志、当心火灾 标志、当心碰头标志、注意安全标志、当心扎脚标志等等（表 2）；指令标志共 4 种，包括必须戴防护手套标志、必须穿防护 鞋标志、必须戴安全帽标志、必须系安全带标志（表 3）。

3 安全标志信息模型的构建与优化 本文建模对象是某大学土木楼， 利用 Revit 软件对二 维 CAD 图纸进行三维建模。 图 1～图 3 分别为土木楼侧视 图、正视图和三维图。 图 4 和图 5 为模型细部构造图。

3.1 三维施工平面图的构建 为了让现场平面图上所有元素的位置和尺寸显得合理， 本研究采取了由主到次的布置顺序， 即先建立位置固定的， 包括工程本身，员工生活区以及现场临时道路；然后布置材 料加工棚、材料堆场、施工电梯、塔吊等；接着是施工场地外 围的墙与施工大门的建立；最后便是施工现场平面图的优化 以及美化工作，包括图元间位置的细部调整以及在工地外围 添加绿化等。 布置完成的总平面图如图 6，图 7 所示。

3.2 三维施工安全标志信息模型的构建

在 上 文 中 提 到 的 20 种禁 止 标 志、20 种警 告 标 志 和 4 种指示标志中结合实际情况选择合适的安全标志。 三维施 工安全信息模型采用 Sketch Up 进行建立， 首先需要收集 整理本次设计需要的施工安全标志信息， 然后使用软件进 行各部位的建模和场景的添加， 最后把具体的安全标志信 息添加到每个场景中。

以摆放禁止吸烟标志为例展示三维施工安全信息模型 的建模过程，如图 8 所示。

摆放其余的施工安全标志的建模过程同 “禁止吸烟标 志”。 在完成三维施工安全信息模型的构建之后，可以形成 完整的施工现场安全标志信息模型的漫游动画。 表 4 为施 工现场的安全标志、对应的摆放位置及漫游截屏。

3.3 三维施工安全标志信息模型的优化

3.3.1 标志牌安放具体要求 三维施工安全标志信息模型的建立过程， 严格遵照了安 全标志的尺寸和对应的危险区域， 相关的规范中提到了一些 摆放要求，但是具体摆放位置需要人工识别。

（1） 标志牌应设在与安全有关的醒目地方， 并使大家 看见后，有足够的时间来注意它所表示的内容。环境信息标 志宜设在有关场所的入口处和醒目处； 局部信息标志应设 在所涉及的相应危险地点或设备(部件)附近的醒目处。

（2） 标志 牌 不 应设 在 门、窗、架 等 可 移动 的 物 体 上，以 免这些物体位置移动后，看不见安全标志。标志牌前不得放 置妨碍认读的障碍物。

（3） 标志牌的平面与视线夹角应接近 90°角，观察者位 于最大观察距离时，最小夹角不低于 75°。

（4） 标志牌应设置在明亮的环境中。

（5） 多个标志牌在一起设置时，应按警告、禁止、指令、 提示类型的顺序，先左后右、先上后下地排列。

（6） 标志牌的固定方式分附着式、悬挂式和柱式 3 种。 悬挂式和附着式的固定应稳固不倾斜， 柱式的标志牌和支 架应牢固地联接在一起。

（7） 其他要求应符合 GB 15566 的规定。

3.3.2 标志牌安放存在问题 通过漫游发现其中一些安全标志的摆 放存 在 问 题，或 者不符合规范或者不符合观察习惯。

（1） 安全标志不全面或设置不当 安全 标 志 不全 面 表 现在：① 生活区、办 公 区漏 设 安 全 标志；② 在安全通道处没有设立安全标志等。 安全标志设置不当表现在安全警示标志集中挂设在施 工通道口等显眼的地方，而存在危险因素的施工区域、地点 和有关设施、设备上，却没有设置安全警示标志。 例如基础 施工阶段的基坑支护、施工电梯、洞口防护等。 在原有模型的基础上对以上提到的危险位置的安全标 志进行优化，优化之后的漫游截图为图 9-图 13。 安全通道 中摆放的安全标志牌是注意安全标志、注意台阶标志、禁止 吸烟标志和必须戴安全帽标志。 基坑施工时的安全标志牌 为注意安全标志。 水平洞口防护的时候放置的安全标志牌 为注意坠落标志。 电梯口安全防护时放置的安全标志牌是 注意安全标志。 楼层临边的安全标志牌为注意坠落标志。

（2）安全标志设置显著性不好

安全标志显著性是指安全标志牌是否放置在与安全有 关的醒目地方。 通过漫游发现楼层临边安全标志牌的放置 是放置在防护栏的外侧， 而楼层临边的防护主要为了防止 建筑物内施工人员发生坠落情形， 所以需要将其放置在防 护栏内侧，还有一些标志牌的放置高度不合理，不利于受众 图 获得信息，所以需要调整高度。

4 结论

本研究主要结合施工安全管理过程，利用 BIM 系列软 件模拟施工现场的安全标志摆放。 先分析 CAD 图纸，使用 Revit 软件建模，将施工现场展现出来，然后将 Revit 模型导 入到 Sketch Up 中，依照《施工安全手册》将安全标志贴防、 安置在相应位置。 设置合理的安全标志是一个重复改进的 过程，通过漫游不断发现问题，进一步优化，从而达到更 合 理的布置。

BIM 应用 于 施 工 现 场 安 全 管 理 中 的 效 果 虽 然 非 常 显 著， 但 BIM 技术 目前 在 我 国 的 推 广 与 应 用 还 处 于 初 级 阶 段。同时，随着我国相关政策的不断推出和建设主管部门的 大力支持，未来还有很多发展空间，而且在施工现场安全管 理方面的应用还有待深入研究。 后续研究应实现施工现场 安全标志种类的扩展和更加智能化的识别方法， 并根据施 工情况编制相关使用手册及流程， 力求使我国建筑施工更 加安全、高效。