一种基于数字孪生的施工安全隐患排查方法及系统与流程

本发明属于施工安全风险管理领域，具体涉及一种基于数字孪生的施工安全隐患排查方法及系统。

背景技术：

1、基础设施工程的施工环境、工程结构、施工方法和工艺、施工设备等复杂多样，并且施工安全风险随着施工作业面变化不断发展演化。隐患排查治理的核心成果是每个作业活动的风险控制措施落实到位，否则就形成安全隐患、进行闭环整改。

2、目前施工安全隐患排查治理工作往往是施工安全检查人员按照工程经验或者依据安全管理工作手册，根据个人主观判断开展抽查式的检查，采用台账式管理落实隐患整改治理工作。但是，施工作业活动多种多样、各自对应的致险因素和控制措施均不相同，导致施工现场安全隐患排查工作点多面广、检查内容各不相同；并且施工场地随着施工进度不断变化，工程经验或者静态安全管理工作手册难以符合现场动态演化的实际情况，台账管理方式难以应对这种离散分布、内容复杂、动态变化的安全隐患排查工作。

技术实现思路

1、针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种基于数字孪生的施工安全隐患排查方法及系统解决了目前台账式管理模式的施工安全隐患排查治理工作效率低的问题。

2、为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种基于数字孪生的施工安全隐患排查方法，包括以下步骤：

3、s1、根据施工周边环境构建施工作业活动的安全风险时间-空间模型；

4、s2、根据安全风险时间-空间模型构建施工安全隐患排查的施工安全虚拟场景；

5、s3、根据施工安全虚拟场景进行安全隐患排查，得到施工安全隐患排查的成果。

6、进一步地：所述s1中，所述安全风险时间-空间模型包括空间位置、时间顺序和安全风险；

7、其中，所述空间位置具体为施工作业活动在三维空间中的位置，所述时间顺序具体为每个工程结构构件中所包含的施工安全作业活动的先后顺序关系，所述安全风险具体为施工作业活动中的致险因素。

8、进一步地：所述致险因素包括人的不安全行为、物的不安全状态、风险事件和管控措施，其中，所述管控措施包括人的行为管控措施和物的状态管控措施。

9、进一步地：所述s2包括以下分步骤：

10、s21、根据安全风险时间-空间模型建立三维数字摄影测量模型和bim大地坐标系模型，得到每个施工作业活动在大地坐标系的三维空间位置；

11、s22、在bim大地坐标系模型中确定施工作业活动的时间顺序；

12、s23、根据每个施工作业活动的时间顺序建立施工安全风险数学模型，得到施工安全风险的json数据；

13、s24、根据三维数字摄影测量模型、bim大地坐标系模型和施工安全风险的json数据进行融合，构建施工安全隐患排查的施工安全虚拟场景。

14、进一步地：所述s21具体为：

15、根据安全风险时间-空间模型建立施工周边环境的三维数字摄影测量模型和工程结构构件的bim大地坐标系模型，并将其统一转换到大地坐标系下，建立施工作业活动与工程结构构件的对应关系，得到每个施工作业活动在大地坐标系的三维空间位置。

16、进一步地：所述s23具体为：

17、根据每个施工作业活动建立施工安全风险数学模型，通过施工安全风险数学模型分析施工作业活动中的致险因素，并采用鱼骨图法分析致险因素联合作用下所发生的安全风险事件，并针对安全风险制定管控措施，将施工安全风险数学模型输出的成果作为施工安全风险的json数据。

18、进一步地：所述s3具体为：

19、s31、根据高精度定位数据在施工安全虚拟场景进行安全隐患排查，得到选定的作业活动内容，并根据选定的作业活动内容的致险因素和风险事件生成待确认的风险管控措施；

20、s32、基于待确认的风险管控措施，通过用户在施工安全虚拟场景中确认施工作业活动在施工现场中已经落实的安全风险管控措施；

21、s33、在施工安全虚拟场景中根据已经落实的安全风险管控措施，更新作业活动致险因素，采用鱼骨图法分析并更新安全风险事件，得到施工安全隐患排查的工作成果，根据该工作成果对未落实的安全风险管控措施进行标识和分析，得到施工安全的致险因素与风险事件，并将其作为施工安全隐患排查的成果。

22、一种基于数字孪生的施工安全隐患排查方法的系统，包括：

23、虚拟场景的模块，用于将施工周边环境的三维数字摄影测量模型、工程结构构件的bim大地坐标系模型和施工安全风险数学模型，进行坐标系统一以及数据转换，构建施工作业活动的施工安全虚拟场景，还用于对施工安全风险时间-空间演化进行仿真；

24、风险显示模块，用于显示在施工安全虚拟场景中，每个施工作业活动的致险因素、风险事件和管控措施；

25、现场安全管控措施输入模块，用于响应用户在施工安全虚拟场景中确认的实际施工作业活动，以及现场施工中已经落实的施工安全风险管控措施；

26、施工安全风险评估计算模块，用于在施工作业活动所采取的管控措施基础上，重新分析施工安全的致险因素以及风险事件。

27、本发明的有益效果为：

28、(1)本发明提供了一种基于数字孪生的施工安全隐患排查方法及系统，采用数字孪生技术创建真实、精细化的施工作业虚拟场景，建立工程结构及周边环境三维实景模型，实现对施工安全风险时间-空间演化的仿真，形成施工安全隐患排查工作的“导航”系统，提高了施工安全隐患排查治理工作的效率。

29、(2)本发明可以根据高精度定位数据，直接得到周边有关作业活动及其安全隐患的内容，实现安全隐患排查“数据找人确认”，做到“施工安全隐患应查尽查”，指引安全隐患排查工作落实到位。

技术特征：

1.一种基于数字孪生的施工安全隐患排查方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于数字孪生的施工安全隐患排查方法，其特征在于，所述s1中，所述安全风险时间-空间模型包括空间位置、时间顺序和安全风险；

3.根据权利要求2所述的基于数字孪生的施工安全隐患排查方法，其特征在于，所述致险因素包括人的不安全行为、物的不安全状态、风险事件和管控措施，其中，所述管控措施包括人的行为管控措施和物的状态管控措施。

4.根据权利要求3所述的基于数字孪生的施工安全隐患排查方法，其特征在于，所述s2包括以下分步骤：

5.根据权利要求4所述的基于数字孪生的施工安全隐患排查方法，其特征在于，所述s21具体为：

6.根据权利要求4所述的基于数字孪生的施工安全隐患排查方法，其特征在于，所述s23具体为：

7.根据权利要求1所述的基于数字孪生的施工安全隐患排查方法，其特征在于，所述s3具体为：

8.一种根据权利要求1～7任一所述的基于数字孪生的施工安全隐患排查方法的系统，其特征在于，包括：

技术总结
本发明公开了一种基于数字孪生的施工安全隐患排查方法及系统，属于施工安全风险管理领域，方法包括以下步骤：S1、根据施工周边环境构建施工作业活动的安全风险时间‑空间模型；S2、根据安全风险时间‑空间模型构建施工安全隐患排查的施工安全虚拟场景；S3、根据施工安全虚拟场景进行安全隐患排查，得到施工安全隐患排查的成果。本发明采用数字孪生技术创建真实、精细化的施工作业虚拟场景，建立工程结构及周边环境三维实景模型，实现对施工安全风险时间‑空间演化的仿真，形成施工安全隐患排查工作的“导航”系统，提高了施工安全隐患排查治理工作的效率。

技术研发人员：杨超,晁春峰,刘婉倩,严洁泽,王泽平
受保护的技术使用者：杭州同睿工程科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15