СИСТЕМАТИЗАЦИЯ ЦИФРОВЫХ РЕШЕНИЙ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ БЕЗОПАСНЫХ УСЛОВИЙ ТРУДА НА ОСНОВЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ ОБЪЕКТОВ СТРОИТЕЛЬСТВА

Main Article Content

С. В. Федосов
Е. А. Король
М. О. Баканов

Аннотация

Ключевым вопросом в современном строительстве является обеспечение безопасных условий труда для работников на стройплощадках. Направления совершенствования строительной отрасли способствует расширению научных и прикладных исследований в области обеспечения безопасных условий труда для работников и внедрению новых форм и методов с целью всестороннего охвата инструментов, способствующих применению различных цифровых технологий в области охраны труда в строительстве. Активный переход отрасли промышленного и гражданского строительства на более высокий уровень конкурентоспособности во многих странах мира связан с созданием информационных моделей объектов строительства (ИМ/BIM). В работе был проведен анализ путем сравнения внедрения различных цифровых инструментов в ИМ, которые направлены на обеспечение безопасных условий труда в строительстве. Совокупность направлений исследований типологизирована по следующим направлениям, которые конкретизируют специфику областей применения технологий и методов организации охраны труда в строительстве: управление профессиональными рисками; оценка условий труда; визуализация производственных операций и методов; моделирование производственных площадок; профилактика производственного травматизма; обучение правилам охраны труда. По полученным результатам были определены преимущества и недостатки цифровых инструментов, используемых для обеспечения безопасных условий труда на основе ИМ. Исследованы показатели производственного травматизма и несчастных случаев и их причины. Приведенная аналитика свидетельствует о том, что строительная отрасль по количеству погибших на производстве имеет высокие показатели наравне с обрабатывающей промышленностью, что демонстрирует необходимость поиска современных методов организации и контроля условий техники безопасности и охраны труда в строительстве. Показано, что нормативная правовая и нормативно-техническая база для внедрения технологий информационного моделирования активно развивается, что создает основу для реализации практических задач проектирования и эксплуатации зданий на всех этапах жизненного цикла объекта. Определены целевые направленности способов в границах обозначенных направлений исследований по внедрению цифровых инструментов в ИМ, обозначены основные технологии и методы реализации, предложенных инструментов.


Предмет исследования: цифровые инструменты, используемые для ИМ как совокупность технологий, обеспечивающих организацию, анализ и оценку безопасных условий труда в строительстве.


Материалы и методы: При определении тенденций развития BIM – технологий в контексте обеспечения безопасных условий труда в строительстве нами был произведен анализ применения данных технологий в следующих концептуальных направлениях: управление строительным производством и охраной труда; 4-D планирование работ и расписаний производственных задач; визуализация и/или имитационное моделирование; взаимодействие и коммуникации; определение вредных факторов производства. В ходе анализа были определены преимущества и недостатки использования информационного моделирования в контексте совершенствования организации охраны труда в строительстве по каждому из концептуальных направлений развития BIM – технологий. На основе анализа нормативных правовых актов и нормативно-технической документации определена совокупность источников, показывающая динамику развития и внедрения информационного моделирования объектов капитального строительства в России.


Результаты: Следует отметить тот факт, что использование ИМ повышает результативность применения на их основе различных баз данных и динамических библиотек, которые помогают идентифицировать различные профессиональные риски и вырабатывать комплекс проектных решений для обеспечения безопасных условий работы при строительстве объектов. В том числе способствует более прозрачному обмену информацией между программными средствами, разработанными для расчетов параметров безопасности и цифровыми решениями по алгоритмам оценки условий труда. Перечисленные преимущества технологий, основанных на базах данных, значительно облегчат коммуникацию между специалистами по охране труда и будут способствовать большей детализации и корреляции профессиональных рисков с конкретными проектными решениями. Интеграция баз данных аварийных ситуаций на строительных площадках в ИМ может значительно снизить количество прецедентов и травматизма за счет проведения превентивных мероприятий по устранению потенциально опасных источников получения травм для работников на строительных площадках. Вместе с тем возможность визуализации различных вариантов защитных (сигнальных) ограждений и знаков безопасности на строительных площадках при информировании работников о зонах, в которых могут воздействовать потенциально опасные производственные факторы, способствует их эффективному обучению и минимизации рисков получения травм и несчастных случаев. Однако, ряд специалистов по охране труда считают, что применение ИМ для обеспечения безопасных условий труда для работников строительной отрасли осложняется постоянным изменением и совершенствованием (обновлением) программных продуктов, что в значительной степени экономически не эффективно по сравнению с классическими методами организации охраны труда на строительных площадках. При этом, обучение специалистов по охране труда, архитекторов и проектировщиков с особенностями работы с ИМ и интегрированными программными продуктами по обеспечению безопасных условий труда в строительстве, безусловно, является целесообразным.

Article Details

Как цитировать
[1]
Федосов С.В. СИСТЕМАТИЗАЦИЯ ЦИФРОВЫХ РЕШЕНИЙ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ БЕЗОПАСНЫХ УСЛОВИЙ ТРУДА НА ОСНОВЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ ОБЪЕКТОВ СТРОИТЕЛЬСТВА [Электронный ресурс]/ С.В. Федосов, Е.А. Король, М.О. Баканов // Строительство и техногенная безопасность. — 2023. — № 29(81). — c.41-57. — Режим доступа:https://www.stroyjurnal-asa.ru/index.php/asa/article/view/394 (7 июл. 2026)
Выпуск
Раздел
Строительные науки

Библиографические ссылки

«Трудовой кодекс Российской Федерации» от 30.12.2001 N 197-ФЗ (ред. от 19.12.2022)

Heinrich H. W. et al. Industrial Accident Prevention. A Scientific Approach. Industrial Accident Prevention. A Scientific Approach, 1941, Second Edition.

Отчет о деятельности Федеральной службы по труду и занятости и ее территориальных органов в 2021 году

Marmo R. et. al. A methodology for a performance information model to support facility management. Sustainability, 2019, vol. 11, issue 24, Рр. 7007.

Verghote A. et. al. The effects of information format and spatial cognition on individual wayfinding performance. Buildings, 2019, vol. 9, issue 2, р. 29.

Dasović B., Galić M., Klanšek U. Active BIM approach to optimize work facilities and tower crane locations on construction sites with repetitive operations. Buildings, 2019, vol. 9, issue 1, Рр. 21.

Fargnoli M. et al. A BIM-based PSS approach for the management of maintenance operations of building equipment. Buildings, 2019, vol. 9, issue 6, р. 139.

Zhang S. et. al. Building information modeling (BIM) and safety: Automatic safety checking of construction models and schedules. Automation in construction, 2013, issue 29, Рр. 183-195.

Fargnoli M., Lombardi M. Building information modelling (BIM) to enhance occupational safety in construction activities: Research trends emerging from one decade of studies. Buildings, 2020, vol. 10, issue 6, Рр. 98.

Lasi H. et. al. Industry 4.0. Business & information systems engineering, 2014, issue 6, Рр. 239-242.

Badri A., Boudreau-Trudel B., Souissi A.S. Occupational health and safety in the industry 4.0 era: A cause for major concern? Safety science, 2018, issue 109, Рр. 403-411.

Madsen D.Ø. The emergence and rise of Industry 4.0 viewed through the lens of management fashion theory. Administrative Sciences, 2019, vol. 9, issue 3, р. 71.

Ingemarsdotter, E.; Jamsin, E.; Kortuem, G.; Balkenende, R. Circular strategies enabled by the internet of things – а framework and analysis of current practice. Sustainability 2019, 11, 5689.

Maskuriy R. et.al. Industry 4.0 for the construction industry – how ready is the industry? Applied Sciences, 2019, vol. 9, issue 14, р. 2819.; Sawhney A. et al. Construction 4.0 //Sawhney, A., Riley, M., Irizarry, J., Eds. – 2020.

Eastman, C.; Teicholz, P.; Sacks, R.; Liston, K. BIM Handbook: A Guide to Building Information Modeling for Owners, Managers, Designers, Engineers, and Contractors, 2nd ed.; John Wiley and Sons: Hoboken, NJ, USA, 2011

Приказ Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства РФ № 926/пр от 29.12.2014 г. «Об утверждении Плана поэтапного внедрения технологий информационного моделирования в области промышленного и гражданского строительства» / Электронный фонд «Техэксперт» – http://docs.cntd.ru/document/420245345 (дата обращения 27.03.2020 г.)

Указ Президента РФ от 9.05.2017 г. № 203 «О Стратегии развития информационного общества в Российской Федерации на 2017–2030 годы» / Информационно-правовой портал «Гарант» – http://docs.cntd.ru/document/420245345 (дата обращения 27.03.2020 г.)

Yuan J. et. al. Accident prevention through design (PtD): Integration of building information modeling and PtD knowledge base //Automation in construction. – 2019. – issue 102. – С. 86-104.

Jin Z. et al. Using 4D BIM to assess construction risks during the design phase //Engineering, Construction and Architectural Management. – 2019.

Ding L. Y. et al. Construction risk knowledge management in BIM using ontology and semantic web technology. Safety science, 2016, issue 87, рр. 202-213.

Hossain M. A. et al. Design-for-safety knowledge library for BIM-integrated safety risk reviews. Automation in Construction, 2018, issue 94, рр. 290-302.

Шарманов В.В., Симанкина Т.Л., Мамаев А.Е., Контроль рисков строительства на основе BIMтехнологий, Строительство уникальных зданий и сооружений, 2017, №12(63). С.113-124.

Zou Y. et. al. Risk information management for bridges by integrating risk breakdown structure into 3D/4D BIM //KSCE journal of civil engineering. – 2019. – Т. 23. – Рр. 467-480.

Zhang L. et al. Bim-based risk identification system in tunnel construction. Journal of Civil Engineering and Management, 2016, vol. 22, issue 4, Рр. 529-539.

Jeong G. et al. Analysis of safety risk factors of modular construction to identify accident trends //Journal of Asian Architecture and Building Engineering. – 2022. – Т. 21. – №. 3. – С. 1040-1052.

Shen X., Marks E. Near-miss information visualization tool in BIM for construction safety. Journal of construction engineering and management, 2016, vol. 142, issue 4, р. 04015100.

Teo A. L. E. et al. Design for safety: theoretical framework of the safety aspect of BIM system to determine the safety index. Construction Economics and Building, 2016, vol. 16, issue 4, Рр. 1-18.

Lin E T.A. An intelligent system for determining productivity and safety index using building information modeling: a case study of IPASS in Singapore. Research Companion to Building Information Modeling. Edward Elgar Publishing, 2022, рр. 415-435.

Park, S.; Kim, I. Bim-based quality control for safety issues in the design and construction phases. Archnet-Ijar 2015, 9, 111–129.

Hossain, M.M.; Ahmed, S. Developing an automated safety checking system using BIM: A case study in the Bangladeshi construction industry. Int. J. Constr. Manag. 2019, 1-19.

Schwabe, K.; Teizer, J.; König, M. Applying rule – Based Model – checking to construction site layout planning tasks. Autom. Constr. 2019, 97, 205-219.

Zhang, S.; Boukamp, F.; Teizer, J. Ontology-based semantic modeling of construction safety knowledge: Towards automated safety planning for job hazard analysis (JHA). Autom. Constr. 2015, 52, 29-41.

Malekitabar, H.; Ardeshir, A.; Sebt, M.H.; Stouffs, R. Construction safety risk drivers: A BIM approach. Saf. Sci. 2016, 82, 445-455

Li, M.; Yu, H.; Liu, P. An automated safety risk recognition mechanism for underground construction at the pre-construction stage based on BIM. Autom. Constr. 2018, 91, 284–-292

Luo, H.; Gong, P. A BIM-based code compliance checking process of deep foundation construction plans. J. Intell. Robot. Syst. 2015, 79, 549–576

Khan, N.; Ali, A.K.; Skibniewski, M.J.; Lee, D.J.; Park, C. Excavation safety modeling approach using BIM and VPL. Adv. Civ. Eng. 2019, 15, 1515808.

Qi, J.; Issa, R.; Olbina, S.; Hinze, J. Use of building information modeling in design to prevent construction worker falls. J. Comput. Civ. Eng. 2014, 28, A4014008.

Melzner, J.; Zhang, S.; Teizer, J.; Bargstädt, H. A case study on automated safety compliance checking to assist fall protection design and planning in building information models. Constr. Manag. Econ. 2013, 31, 661-674.

Zhang, S.; Teizer, J.; Lee, J.; Eastman, C.M.; Venugopal, M. Building information modeling (BIM) and safety: Automatic safety checking of construction models and schedules. Autom. Constr. 2013, 29, 183-195.

Ji, Y.; Leite, F. Automated tower crane planning: Leveraging 4-dimensional BIM and rule-based checking. Autom. Constr. 2018, 93, 78-90.

Hara, T.; Shimomura, K.; Hamano, K.; Miyake, S. Automatic design, planning and drawing of scaffolding system for constructions. Adv. Comput. Des. 2019, 4, 179-196.

Kim, K.; Teizer, J. Automatic design and planning of scaffolding systems using building information modeling. Adv. Eng. Inf. 2014, 28, 66–80.

Kim, J.; Fischer, M.; Kunz, J.; Levitt, R. Semiautomated scaffolding planning: Development of the feature lexicon for computer application. J. Comput. Civ. Eng. 2015, 29, 04014079.

Kim, K.; Cho, Y.K.; Zhang, S. Integrating work sequences and temporary structures into safety planning: Automated scaffolding-related safety hazard identification and prevention in BIM. Autom. Constr. 2016, 70, 128-142.

Kim, K.; Cho, Y.K.; Kim, K. BIM-Based Decision-Making Framework for Scaffolding Planning. J. Manag. Eng. 2018, 34, 4018046.

Kim, K.; Cho, Y.; Kim, K. BIM-Driven Automated Decision Support System for Safety Planning of Temporary Structures. J. Constr. Eng. Manag. 2018, 144, 4018072.

Moon, H.; Kim, H.; Kim, C.; Kang, L. Development of a schedule-workspace interference management system simultaneously considering the overlap level of parallel schedules and workspaces. Autom. Constr. 2014, 39, 93-105.

Moon, H.; Dawood, N.; Kang, L. Development of workspace conflict visualization system using 4D object of work schedule. Adv. Eng. Inf. 2014, 28, 50-65.

Xie H., Shi W., Issa R. R. A. Using RFID and real-time virtual reality simulation for optimization in steel construction. Journal of Information Technology in Construction (ITcon), 2011, vol. 16, issue 19, рр. 291-308.

Tixier, A.J.-P.; Hallowell, M.R.; Rajagopalan, B.; Bowman, D. Construction safety clash detection: Identifying safety incompatibilities among fundamental attributes using data mining. Autom. Constr. 2017, 74, 39-54.

Zhang, J.; Hu, Z. BIM-and 4d-based integrated solution of analysis and management for conflicts and structural safety problems during construction: 1. Principles and methodologies. Autom. Constr. 2011, 20, 155-166.

Hu, Z.; Zhang, J. BIM-and 4D-based integrated solution of analysis and management for conflicts and structural safety problems during construction: 2. Development and site trials. Autom. Construct. 2011, 20, 167-180

Arslan, M.; Cruz, C.; Ginhac, D. Semantic enrichment of spatio-temporal trajectories for worker safety on construction sites. Pers. Ubiquitous Comput. 2019, 23, 749–764.

Zhang, S.; Teizer, J.; Pradhananga, N.; Eastman, C.M. Workforce location tracking to model, visualize and analyze workspace requirements in building information models for construction safety planning. Autom. Constr. 2015, 60, 74-86.

Yi, S.L.; Zhang, X.; Calvo, M.H. Construction safety management of building project based on BIM. J. Mech. Eng. Res. Dev. 2015, 38, 97–104.

Lee, G.; Cho, J.; Ham, S.; Lee, T.; Lee, G.; Yun, S.H.; Yang, H.J. A BIM-and sensor-based tower crane navigation system for blind lifts. Autom. Constr. 2012, 26, 1-10.

Riaz, Z.; Arslan, M.; Kiani, A.K.; Azhar, S. CoSMoS: A BIM and wireless sensor based integrated solution for worker safety in confined spaces. Autom. Constr. 2014, 45, 96-106.

Riaz, Z.; Edwards, D.J.; Parn, E.A.; Shen, C.; Pena-Mora, F. BIM and sensor-based data management system for construction safety monitoring. J. Eng. Des. Technol. 2017, 15, 738–753.

Arslan, M.; Riaz, Z.; Kiani, A.K. Real-time environmental monitoring, visualization and notification system for construction H&S management. Electron. J. Inf. Tech. Constr. 2014, 19, 72-91.

Costin, A.; Teizer, J.; Schoner, B. RFID and BIM–Enabled worker location tracking to support real-time Building protocol control and data visualization on a large hospital project. J. Inf. Technol. Constr. (ITcon.) 2015, 40, 495-517.

Arslan, M.; Cruz, C.; Ginhac, D. Semantic trajectory insights for worker safety in dynamic environments. Autom. Constr. 2019, 106, 102854.

Tagliabue, L.C.; Ciribini, A.L.C. A BIM Based IoT Approach to the Construction Site Management. In_bo 2018, 9, 136–-145.

Li, M.; Yu, H.; Jin, H.; Liu, P. Methodologies of safety risk control for China’s metro construction based on BIM. Saf. Sci. 2018, 110, 418-426.

Park, J.; Kim, K.; Cho, Y. Framework of Automated Construction-Safety Monitoring Using Cloud-Enabled BIM and BLE Mobile Tracking Sensors. J. Constr. Eng. Manag. 2017, 143, 05016019.

Golovina, O.; Teizer, J.; Pradhananga, N. Heat map generation for predictive safety planning: Preventing struck-by and near miss interactions between workers-on-foot and construction equipment. Autom. Constr. 2016, 71, 99-115.

Park, C.-S.; Kim, H.-J. A framework for construction safety management and visualization system. Autom. Constr. 2013, 33, 95-103.

Getuli, V.; Giusti, T.; Capone, P.; Sorbi, T.; Bruttini, A. A Project Framework to Introduce Virtual Reality in Construction Health and Safety. In_bo 2018, 9, 166-175.

Alomari, K.; Gambatese, J.; Anderson, J. Opportunities for using Building Information Modeling to improve worker safety performance. Safety 2017, 3, 7.