基于BIM的跨海大橋施工動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與可視化平臺(tái)

范冰輝，王素裹，劉益寶

(福州大學(xué) 土木工程學(xué)院, 福建 福州 350108)

近年來(lái)，隨著橋梁結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新與施工技術(shù)的突破，越來(lái)越多的跨海大橋工程得以建設(shè)實(shí)施。由于工程規(guī)模巨大，施工期橋址水文地質(zhì)環(huán)境的多樣化，施工過(guò)程中結(jié)構(gòu)的不完整而存在的時(shí)變性，所受荷載的復(fù)雜性，橋梁施工方法的創(chuàng)新，及施工管理的不完善等多種因素，使得跨海大橋施工的風(fēng)險(xiǎn)明顯高于普通橋梁[1]；其施工管理面臨著越來(lái)越大的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)管理方法，大多取決于工程管理人員的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)水平，受主觀因素影響很大，已經(jīng)跟不上橋梁工程發(fā)展的需要。因此，研究基于客觀施工風(fēng)險(xiǎn)因素，采用數(shù)學(xué)模型對(duì)其進(jìn)行定量化評(píng)價(jià)，并用直觀的方式進(jìn)行呈現(xiàn)與溝通的風(fēng)險(xiǎn)管理方法，對(duì)于跨海大橋工程有重要的現(xiàn)實(shí)意義[2]。

BIM(Building Information modeling)技術(shù)是以協(xié)同和交互的方式對(duì)建筑信息進(jìn)行建模、存儲(chǔ)、管理、交換和共享，銜接建筑全生命周期不同階段的數(shù)據(jù)和資源，為工程參與人員提供一個(gè)在數(shù)字化三維環(huán)境中檢索、分析和處理建筑信息的平臺(tái)[3]，致力于改變傳統(tǒng)2D條件下建筑設(shè)計(jì)、施工、管理等各階段與各參與方各自為戰(zhàn)形成的“信息孤島”帶來(lái)的溝通不暢、返工率高、效率低下等問(wèn)題，正成為當(dāng)下建設(shè)行業(yè)應(yīng)用和研究的熱點(diǎn)?；贐IM技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的集成和復(fù)用，進(jìn)而帶來(lái)生產(chǎn)組織模式和管理方式的變革，使BIM從技術(shù)手段上升為一種管理行為[4]；根據(jù)工程中質(zhì)量、安全或環(huán)境管理等需求，在BIM的3D模型基礎(chǔ)上還可進(jìn)一步擴(kuò)展其功能應(yīng)用，集成為BIM-nD模型，實(shí)現(xiàn)所有工程參與者信息交互與決策的需求，可顯著改善溝通與管理效率[5]。

為此，本文根據(jù)跨海大橋工程施工風(fēng)險(xiǎn)控制的需要，引入模糊層次分析法(Fuzzy-Analytic Hierarchy Process, FAHP)進(jìn)行各施工階段的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，在此基礎(chǔ)上基于BIM平臺(tái)進(jìn)行橋梁工程動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，以可視化方法實(shí)現(xiàn)施工過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)水平的動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)與控制，從而為橋梁工程管理者提供一種直觀、有效的風(fēng)險(xiǎn)管理手段。

1 基于BIM技術(shù)的橋梁工程動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法

1.1 BIM技術(shù)在橋梁工程中的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀

橋梁工程的BIM模型包含橋梁生命周期的各種信息要素，橋梁工程的設(shè)計(jì)優(yōu)化，施工中的安全、進(jìn)度和質(zhì)量控制，以及運(yùn)維管理方面的研究都在逐步深入[6]。Lin等[7]提出了一種基于多源數(shù)據(jù)集成的結(jié)構(gòu)安全的閉環(huán)管理方案，其框架包括橋梁安全信息模型(BrSIM)數(shù)據(jù)集成算法、半自動(dòng)時(shí)變結(jié)構(gòu)模型的生成方法、結(jié)構(gòu)安全警告和評(píng)估的方法，提出了BrSIM和3D產(chǎn)品、進(jìn)度、結(jié)構(gòu)模擬和各種工程監(jiān)控相關(guān)的數(shù)據(jù)系統(tǒng)的整合算法。覃亞偉等[8]將三維激光掃描技術(shù)與BIM技術(shù)相結(jié)合，提出了構(gòu)件加工質(zhì)量檢測(cè)、施工現(xiàn)場(chǎng)虛擬拼裝以及施工過(guò)程中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)一體化的工程質(zhì)量管控方法。張貴忠[9]基于互聯(lián)網(wǎng)搭建橋梁建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)感知體系，采用“極簡(jiǎn)化平臺(tái)+基礎(chǔ)模塊+專(zhuān)項(xiàng)應(yīng)用APP”架構(gòu)，解決了橋梁BIM模型的輕量化應(yīng)用，開(kāi)發(fā)了滬通長(zhǎng)江大橋BIM建設(shè)管理平臺(tái)。Wan等[10]研究并擴(kuò)展了工業(yè)基礎(chǔ)類(lèi)(Industry Foundation Classes, IFC)和國(guó)際字典框架(International Framework for Dictionaries, IFD)標(biāo)準(zhǔn)，提出了橋梁工程的編碼規(guī)則，提出了一種快速建立橋梁BIM模型的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)建模方法，并將BIM與地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System, GIS)集成提出了面向Web的BIM橋梁維護(hù)管理系統(tǒng)。Sacks等[11]提出了下一代綜合橋梁檢測(cè)系統(tǒng)"SeeBridge"，編制了橋梁結(jié)構(gòu)的信息傳遞手冊(cè)(Information Delivery Manual, IDM)，規(guī)定了技術(shù)組成部分、活動(dòng)和信息在系統(tǒng)進(jìn)程中傳遞方式，并提供了模型視圖定義(Model View Definition, MVD)來(lái)指定為IDM服務(wù)的數(shù)據(jù)交換模式。Zou等[12]以基于知識(shí)的風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)，將橋梁管理知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)集成到BIM模型中，以通過(guò)開(kāi)發(fā)定制的風(fēng)險(xiǎn)分解結(jié)構(gòu)(Risk Breakdown Structure, RBS)來(lái)管理橋梁項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)，建立了RBS和BIM之間有效鏈接的概念模型。

可見(jiàn)，近年來(lái)橋梁工程信息化研究逐漸增加，且多聚焦于橋梁工程生命周期靜態(tài)數(shù)據(jù)與動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的集成與分析。現(xiàn)有研究已開(kāi)始關(guān)注橋梁工程的可視化風(fēng)險(xiǎn)管理，但對(duì)于橋梁施工過(guò)程，其風(fēng)險(xiǎn)因素較多且隨著項(xiàng)目進(jìn)展而動(dòng)態(tài)變化；這還有待于結(jié)合BIM技術(shù)研究橋梁施工動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)管理的解決方案。

1.2 基于FAHP的風(fēng)險(xiǎn)分析方法

將風(fēng)險(xiǎn)理論與FAHP[13]進(jìn)行結(jié)合，可以將風(fēng)險(xiǎn)因素逐對(duì)進(jìn)行比較來(lái)決定各自的重要程度來(lái)考慮評(píng)估因素的權(quán)重；并采用模糊隸屬度函數(shù)解決模糊的主觀評(píng)價(jià)語(yǔ)言集的量化問(wèn)題[14]。其分析過(guò)程如下：

(1)將風(fēng)險(xiǎn)因素變量的語(yǔ)言描述用模糊理論定義，分為5個(gè)等級(jí)：很低(VL)，低(L)，中等(M)，高(H)，很高(VH)；把風(fēng)險(xiǎn)概率等級(jí)值，以及相應(yīng)的影響程度(分為4個(gè)等級(jí))輸入式(1)得到風(fēng)險(xiǎn)水平：

(1)

式中：i為風(fēng)險(xiǎn)因素；j為風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估因子，包括風(fēng)險(xiǎn)概率P，嚴(yán)重程度I，P與I的隸屬度函數(shù)如表1所示；n為風(fēng)險(xiǎn)語(yǔ)言描述變量值，n∈RV={VL,V,M,H,VH}；Rijn為風(fēng)險(xiǎn)因素i在評(píng)估因子j語(yǔ)言描述下的風(fēng)險(xiǎn)三角模糊數(shù)；Pijn為風(fēng)險(xiǎn)因素i在評(píng)估因子j語(yǔ)言描述下變量值n的模糊隸屬度函數(shù)值。

表1 風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)與風(fēng)險(xiǎn)概率的隸屬度關(guān)系

(2)將每個(gè)風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)以風(fēng)險(xiǎn)概率和相應(yīng)影響作為評(píng)價(jià)因素來(lái)考慮風(fēng)險(xiǎn)水平后，將其代入三角模糊數(shù)近似值公式，來(lái)計(jì)算不同重要性程度下的風(fēng)險(xiǎn)估計(jì)值：

(2)

式中：(aj,bj,cj)為風(fēng)險(xiǎn)因素對(duì)應(yīng)三角模糊數(shù)的隸屬度；(oij,pij,qij)為單項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)因素的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)值。

(3)加權(quán)計(jì)算部件風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)值

將單項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)因素綜合評(píng)價(jià)值乘以相應(yīng)的AHP權(quán)重值，計(jì)算橋梁分部工程在多因素下的綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)值：

(3)

式中：w為橋梁分部工程；ωi為各風(fēng)險(xiǎn)因素的權(quán)重。

(4)計(jì)算廣義平均值GMV：

GMV=(RAw+4RBw+RCw)/6

(4)

(5)計(jì)算歐幾里得距離

(5)

式中：d為兩個(gè)模糊集之間的歐幾里得距離；Fi為某橋梁分部工程的風(fēng)險(xiǎn)模糊集(RAw,RBw,RCw)；k為三個(gè)模糊數(shù)位置編號(hào)；X為5個(gè)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的隸屬函數(shù)值。

得到的所有歐幾里得距離中，距離最小值對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)值即是該橋梁分部工程施工風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的最終評(píng)價(jià)值。

(6)把風(fēng)險(xiǎn)因素的數(shù)學(xué)分析結(jié)果連接到BIM仿真模型中，用不同顏色：藍(lán)(Ⅰ等)、綠(Ⅱ等)、黃(Ⅲ等)、橙(Ⅳ等)、紅(Ⅴ等)來(lái)表示不同等級(jí)風(fēng)險(xiǎn)程度以有效傳遞信息[15]。

1.3 基于BIM技術(shù)的橋梁工程動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)開(kāi)發(fā)

在BIM模型基礎(chǔ)上整合FAHP風(fēng)險(xiǎn)分析方法，把空間信息、時(shí)間信息及風(fēng)險(xiǎn)信息集合在一個(gè)可視的5D(3D Model+Time+Risk)模型中，在BIM平臺(tái)上進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，可以動(dòng)態(tài)展示風(fēng)險(xiǎn)因素隨著施工進(jìn)程而發(fā)生的變化，從而給予工程人員科學(xué)、直觀的使用方式和決策依據(jù)。

(1)系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)與平臺(tái)概述

為實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)平臺(tái)的多功能、多平臺(tái)交互的集成，將不同的模塊功能封裝成動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)(Dynamic Link Library，DLB)，以供主程序體調(diào)用；各個(gè)動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)內(nèi)通過(guò)命名空間將不同的方法和類(lèi)組織在一起。系統(tǒng)按功能可以分為評(píng)價(jià)和交互兩個(gè)部分，其封裝的類(lèi)和方法如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)功能函數(shù)庫(kù)架構(gòu)

Navisworks是Autodesk公司的BIM平臺(tái)發(fā)布的針對(duì)工程項(xiàng)目管理的專(zhuān)業(yè)解決方案，它將Revit等軟件創(chuàng)建的BIM模型，與來(lái)自其它軟件創(chuàng)建的幾何圖形和信息相結(jié)合，基于強(qiáng)大的可視化和仿真能力，分析多種格式的三維模型以進(jìn)行實(shí)時(shí)審閱；Navisworks提供的Timeliner工具，可與三維模型進(jìn)行鏈接，實(shí)現(xiàn)工程的形象進(jìn)度模擬。同時(shí)，Navisworks平臺(tái)提供了.Net API用戶接口文件來(lái)調(diào)用Navisworks的功能拓展。圖1的架構(gòu)即基于Navisworks平臺(tái)實(shí)現(xiàn)。

(2)抽象類(lèi)定義

本系統(tǒng)定義了三角模糊數(shù)類(lèi)作為實(shí)現(xiàn)算法的基類(lèi)，在進(jìn)行Fuzzy評(píng)價(jià)時(shí)，可以調(diào)取已定義的三角模糊數(shù)基類(lèi)簡(jiǎn)化算法。其實(shí)現(xiàn)函數(shù)為：Public TriNumber FuzzyAnalysis(int ChoiceP, int ChoiceI)，其返回值則是一個(gè)三角模糊數(shù)，圖2為本應(yīng)用的核心算法的類(lèi)庫(kù)架構(gòu)。1.2小節(jié)介紹了FAHP風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的工作流程，本系統(tǒng)采用C#語(yǔ)言將FAHP法編譯成計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，包括AHP算法編譯、Fuzzy評(píng)價(jià)類(lèi)庫(kù)編譯和Fuzzy評(píng)價(jià)算法編譯。受篇幅所限，在此不一一贅述。

圖2 核心算法的類(lèi)庫(kù)架構(gòu)

(3)軟件界面設(shè)計(jì)

系統(tǒng)界面也分設(shè)評(píng)價(jià)和交互兩個(gè)部分，評(píng)價(jià)部分包含“AHP設(shè)置”“Fuzzy設(shè)置”“風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估”三個(gè)操作應(yīng)用集，其功能是計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)因素權(quán)重，設(shè)置模糊評(píng)價(jià)語(yǔ)言的三角模糊數(shù)，計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)三角模糊數(shù)的特征值，輸出橋梁分部工程施工風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。交互部分包含添加任務(wù)的名稱(chēng)、開(kāi)始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間、鏈接對(duì)象等操作，其功能是將風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、橋梁BIM模型和施工進(jìn)度計(jì)劃相關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)橋梁施工期風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)可視化管理。

(4)動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)的調(diào)用

打開(kāi)Navisworks軟件，軟件將自動(dòng)加載動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)。導(dǎo)入橋梁BIM模型，使用動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)計(jì)算模糊層次分析法專(zhuān)家評(píng)定意見(jiàn)，得到橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)大小，使用Timeliner工具將風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果、橋梁BIM模型和施工進(jìn)度計(jì)劃相關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)橋梁工程施工期風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)可視化管理的目標(biāo)，其流程如圖3所示。

圖3 橋梁工程施工期風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)可視化管理流程

2 案例研究

2.1 背景工程

漳江灣特大橋是《福建省普通國(guó)省干線公路網(wǎng)布局規(guī)劃》“八縱十一橫十五聯(lián)”的重要組成部分，路線全長(zhǎng)6308.89 m，投資估算總金額130985 萬(wàn)元。其主橋上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)箱梁，主墩墩身采用等截面矩形實(shí)體墩，基礎(chǔ)為分離式承臺(tái)基礎(chǔ)，配6根直徑2.2 m的鉆孔灌注樁。漳江灣特大橋工程投資規(guī)模大，牽涉到水文地質(zhì)、施工技術(shù)、環(huán)境保護(hù)、通航等多個(gè)復(fù)雜問(wèn)題，項(xiàng)目面臨較大的施工風(fēng)險(xiǎn)。經(jīng)專(zhuān)家問(wèn)卷與實(shí)地調(diào)研，本文選取漳江灣特大橋五個(gè)主要分部工程作為風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估對(duì)象，相應(yīng)開(kāi)發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)評(píng)估系統(tǒng)模塊分別是：主墩承臺(tái)模塊、墩身蓋梁模塊、懸臂澆筑預(yù)應(yīng)力混凝土梁模塊、灌注樁模塊、預(yù)制梁板架設(shè)模塊。后文主要以懸臂澆筑預(yù)應(yīng)力混凝土梁模塊為例來(lái)說(shuō)明。

2.2 BIM動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)構(gòu)建

(1)BIM的橋梁3D模型建立

BIM軟件中大都未預(yù)先集成橋梁構(gòu)件的參數(shù)化圖元問(wèn)題，本文基于概念體量(Concept Mass)方法，采用自適應(yīng).rfa，創(chuàng)建橋塔、拉索、變截面箱梁、橋墩、基礎(chǔ)等構(gòu)件族，建立大橋的BIM模型，如圖4所示。

圖4 漳江灣特大橋BIM模型

(2)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)FAHP的計(jì)算

運(yùn)用動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)分析計(jì)算收集到的模糊層次分析法專(zhuān)家問(wèn)卷，判定構(gòu)件施工風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。以專(zhuān)家的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)定意見(jiàn)進(jìn)行計(jì)算，系統(tǒng)操作過(guò)程如下：

1)AHP參數(shù)填寫(xiě)

點(diǎn)擊下拉列表選取風(fēng)險(xiǎn)因素的兩兩比較相對(duì)重要性值，點(diǎn)擊“計(jì)算權(quán)重”，若一致性檢驗(yàn)通過(guò)，則計(jì)算結(jié)果顯示在“權(quán)重”一欄中，如圖5所示。

圖5 AHP計(jì)算界面

2)Fuzzy計(jì)算

點(diǎn)擊“Fuzzy設(shè)置”即可設(shè)置模糊評(píng)價(jià)語(yǔ)言的三角模糊數(shù)及隸屬度函數(shù)，如圖6所示。

圖6 Fuzzy計(jì)算界面

3)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

點(diǎn)擊“風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)”，對(duì)懸臂澆筑預(yù)應(yīng)力混凝土梁工程3個(gè)重大風(fēng)險(xiǎn)因素的概率和嚴(yán)重程度做出評(píng)定，自動(dòng)計(jì)算出 “三角模糊數(shù)”“廣義平均值”，并確定風(fēng)險(xiǎn)的等級(jí)，評(píng)估結(jié)果如圖7所示，懸臂澆筑預(yù)應(yīng)力混凝土梁工程施工風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為Ⅳ級(jí)。

圖7 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)界面

(3)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果與BIM模型的鏈接

要實(shí)現(xiàn)基于Navisworks的風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)評(píng)估，需編寫(xiě)一個(gè)Navisworks插件，以在軟件啟動(dòng)時(shí)自動(dòng)調(diào)用Plugins文檔內(nèi)存儲(chǔ)的插件程序集，并在應(yīng)用面板界面上創(chuàng)建一個(gè)激發(fā)窗口。其實(shí)現(xiàn)方法是，在工程資源中添加窗體，比如定義該窗體類(lèi)為“Form1”，在插件的“Excute”函數(shù)中使用“New”方法實(shí)現(xiàn)對(duì)“Form1”的實(shí)例化，并將其顯示，即可達(dá)到在Navisworks平臺(tái)上運(yùn)行自定義的應(yīng)用程序的要求。故此，在Navisworks軟件安裝目錄下的Plugins文件夾里分別放入相應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模塊；打開(kāi)Navisworks軟件，軟件會(huì)自動(dòng)加載Plugins文件夾內(nèi)包含的插件，并顯示在軟件操作欄的“附加模塊”內(nèi)。

單擊“鏈接入任務(wù)”啟動(dòng)軟件交互部分，在BIM模型中選擇某個(gè)懸臂澆筑預(yù)應(yīng)力混凝土梁構(gòu)件，設(shè)置“任務(wù)名稱(chēng)”“開(kāi)始時(shí)間”“結(jié)束時(shí)間”，再單擊“鏈接選擇集”，彈出窗口提示鏈接BIM模型成功；單擊“添加任務(wù)”，彈出窗口提示添加任務(wù)成功。而后根據(jù)模糊層次分析法專(zhuān)家評(píng)定意見(jiàn)，對(duì)大橋各個(gè)分項(xiàng)工程的施工風(fēng)險(xiǎn)大小進(jìn)行計(jì)算；接著，結(jié)合大橋總體施工進(jìn)度計(jì)劃設(shè)置施工模擬計(jì)劃時(shí)間，將整個(gè)施工期的風(fēng)險(xiǎn)水平與BIM模型關(guān)聯(lián)。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)束后，點(diǎn)擊風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估軟件上的“顯示任務(wù)集”查看評(píng)估的結(jié)果，如圖8所示。使用相同的方法可以得到其他分項(xiàng)工程的廣義平均值，確定多專(zhuān)家綜合評(píng)定的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，可以得出漳江灣特大橋各個(gè)分項(xiàng)工程風(fēng)險(xiǎn)從大到小的排序是：懸臂澆筑預(yù)應(yīng)力混凝土梁>預(yù)制梁板架設(shè)>主墩承臺(tái)>灌注樁>橋墩蓋梁。

圖8 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與BIM模型的鏈接設(shè)置界面

(4)施工期風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)模擬

對(duì)“Timeliner”窗口已添加施工任務(wù)的任務(wù)類(lèi)型進(jìn)行修正之后，點(diǎn)擊“模擬”面板下的“開(kāi)始”按鈕即可動(dòng)態(tài)演示風(fēng)險(xiǎn)水平；在模擬過(guò)程中，半透明狀態(tài)表示該部件正處于施工狀態(tài)，施工完畢后部件將顯示對(duì)應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)大小的顏色。由于懸臂澆筑預(yù)應(yīng)力混凝土梁工程為高空作業(yè)、施工工藝較為復(fù)雜，施工過(guò)程安全隱患較大，評(píng)估結(jié)果為Ⅳ級(jí)風(fēng)險(xiǎn)，呈現(xiàn)為橙色，參見(jiàn)圖9。

圖9 施工風(fēng)險(xiǎn)模擬

(5)風(fēng)險(xiǎn)控制措施

結(jié)合本系統(tǒng)自動(dòng)化風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的結(jié)論，在施工過(guò)程提出相應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)防范控制對(duì)策及建議。以懸臂澆筑預(yù)應(yīng)力混凝土梁工程為例，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)論為Ⅳ級(jí)風(fēng)險(xiǎn)，其重大風(fēng)險(xiǎn)因素為掛籃行走、掛籃拆除、高空作業(yè)；高空作業(yè)中人員墜落事故及物體打擊事故發(fā)生可能較大，事故嚴(yán)重程度相對(duì)較??；掛籃傾覆事故發(fā)生的可能性較低，一旦發(fā)生卻會(huì)造成重大人員傷亡及經(jīng)濟(jì)損失。因此，經(jīng)論證，主要風(fēng)險(xiǎn)控制措施為：1)高處作業(yè)人員必須戴安全帽，系好安全帶，穿專(zhuān)用勞保鞋，杜絕惡劣天氣高空作業(yè)；2)掛籃行走滑道應(yīng)平順、無(wú)偏移，行走應(yīng)緩慢，速度控制在0.1 m/min以內(nèi)，并由專(zhuān)人指揮；掛籃應(yīng)整體后退至可正常下放的位置再拆除。

基于BIM的跨海大橋施工風(fēng)險(xiǎn)控制系統(tǒng)在本項(xiàng)目的應(yīng)用表明，在綜合風(fēng)險(xiǎn)因素作用下，可以便捷地計(jì)算各分部工程的的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)值，工程實(shí)體的風(fēng)險(xiǎn)值分別用不同顏色顯示，動(dòng)態(tài)地呈現(xiàn)不同施工形象進(jìn)度時(shí)風(fēng)險(xiǎn)值的變化，提供給工程管理者在各施工階段的不同等級(jí)的風(fēng)險(xiǎn)警示，從而相應(yīng)地采取風(fēng)險(xiǎn)控制對(duì)策。

3 結(jié) 語(yǔ)

將BIM技術(shù)引入跨海大橋工程施工期信息化風(fēng)險(xiǎn)管理，通過(guò)可視的5D風(fēng)險(xiǎn)控制模型，直觀、精確地反映橋梁的施工過(guò)程和虛擬形象進(jìn)度，還能通過(guò)構(gòu)件施工過(guò)程中不同的外觀顏色反映施工風(fēng)險(xiǎn)的大小。基于BIM平臺(tái)開(kāi)發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了FAHP計(jì)算過(guò)程的自動(dòng)化，評(píng)估人員無(wú)需掌握復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型，只需要在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)中按照模糊評(píng)定規(guī)則輸入評(píng)定意見(jiàn)即可得到風(fēng)險(xiǎn)水平；管理人員以信息自動(dòng)化輔助風(fēng)險(xiǎn)決策，根據(jù)評(píng)估結(jié)果動(dòng)態(tài)監(jiān)控施工風(fēng)險(xiǎn)，并采取相應(yīng)的控制措施，從而提升了橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作的效率和實(shí)用性?；贐IM的跨海大橋施工動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)控制系統(tǒng)將風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、BIM模型及施工進(jìn)度計(jì)劃相關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)可視化管理，也為今后的橋梁風(fēng)險(xiǎn)管理系統(tǒng)提供了一種新的思路。