Потенциал цифровой инженерии в устранении причин строительных аварий

Безопасность в строительной отрасли, считающейся самой опасной из мирных занятий, продолжает оставаться постоянной проблемой во всём мире.

Ежегодно несчастные случаи на строительных площадках становятся причиной гибели более 60 000 рабочих. В России на строительную отрасль приходилось 19,09% всех профессиональных смертельных случаев в 2019 году, хотя в этой отрасли было занято всего 5,3% рабочей силы. В Европе около 21% несчастных случаев со смертельным исходом на производстве происходит в строительном секторе.

С появлением цифровой инженерии в контексте строительства, появились значительные возможности для более безопасного выполнения проектов. В нескольких исследованиях, проведённых в последние годы, приведены описания различных приложений цифровой инженерии для повышения показателей безопасности. Однако, чего не хватает всем этим исследованиям, так это систематического обзора, показывающего прямую связь между потенциалом этих подходов и тем, как они непосредственно помогают устранять причины строительных аварий.

Цифровая инженерия, а именно интеграция нескольких цифровых технологий и оцифровка многих процессов, на основе информационного моделирования зданий (BIM), вносит ценный вклад в практику строительства. Потенциальное использование цифровой инженерии также может радикально изменить методы обеспечения безопасности в строительной отрасли. Цифровой инжиниринг облегчает обмен проектной информацией и управление ею, а также поддерживает более эффективное сотрудничество и планирование проектов. Эти возможности привели к экспоненциальному росту интереса к цифровому управлению безопасностью строительства и последующему всплеску исследований в этой области.

Несмотря на очень важные результаты этих работ, существующие обзорные исследования по этой теме имеют два основных недостатка. Во-первых, они сосредоточены на описании различных применений конкретных цифровых технологий для повышения показателей безопасности.
Во-вторых, в этих исследованиях не изучались возможности цифровой инженерии в устранении причин несчастных случаев, тогда как понимание системных причин должно занимать центральное место в любых усилиях, связанных с повышением безопасности в контексте строительства.

Выявление наиболее частых причин несчастных случаев на стройке

Обзор моделирования аварий, проведённый японскими исследователями, показывает постепенный сдвиг парадигмы от поиска единственной причины несчастных случаев к поиску причин ряда системных отказов. Модели причин системных аварий обеспечивают теоретическую линзу, через которую можно уловить динамическое взаимодействие экологических, культурных, организационных и других факторов при создании опасной ситуации. Модель Loughborough ConAC является одной из системных моделей причинно-следственных связей, которые были разработаны для расследования несчастных случаев на стройке. Разработчики проанализировали более тысячи основных незначительных несчастных случаев на строительстве (например, таких, которые обошлись без серьёзных травм, но приводили к потере рабочего времени на несколько дней). Иерархическая структура этой модели была разработана для облегчения идентификации набора событий, ведущих к несчастным случаям. Согласно определению, её архитектура работает не по контрольному списку, а комплексно «на основе модели «швейцарского сыра», для более широкого выявления и разбивки несчастных случаев на организационном и индивидуальном уровнях.

Данная структура стала одним из самых известных методов моделирования из-за комплексного характера первичного исследования, которое включало сбор возможных деталей: из интервью и фокус-групп с потерпевшими, а также свидетелями, наблюдениями на самих стройплощадках, фотографиями, видео и т. д. Модель ConAC представлена в трёх вариантах уровней способствующих факторов, а именно: непосредственных обстоятельств аварии, формирующих факторов и исходящих воздействий.

Хорошими примерами небезопасных действий и поведения работников являются работники, не соблюдающие правила техники безопасности или пытающиеся срезать путь. Независимо от того, осознают работники опасность в своих действиях или нет, цифровые системы отслеживания местоположения были разработаны для выявления небезопасных объектов и оповещения рабочих. Это новшество может дать им последний шанс избежать аварии. Система определения местоположения в реальном времени (RTLS), основанная на методе распространения спектра (CSS - chirp spread spectrum), может предупреждать рабочих, когда они находятся в небезопасной близости от угрожающего/тяжёлого элемента или опасного оборудования.

Небезопасное действие может быть вызвано, например, оператором крана. Система, разработанная американскими учёными, моделирует работу крана в режиме реального времени на площадке с использованием отслеживания местоположения стрелы и рабочих (за счёт датчиков, прикреплённых к объектам). Имея доступ к этой модели, оператор в кабине крана имеет чёткое представление о перемещении крана на площадке и может избежать небезопасных действий. В дополнение к этой системе был разработан пользовательский интерфейс с использованием дополненной реальности (AR) без маркеров для дистанционного управления кранами. Этот интерфейс разработан в трёх итерациях, а именно: сфокусированном, окружающем и предупреждающем. Он предоставляет оператору чёткое представление о действиях в непосредственной близости от работающего крана.

Способность работников безопасно выполнять свои задачи может быть обусловлена либо их знаниями в области безопасности, либо их навыками. Китайские разработчики предложили улучшить знания о безопасности путём визуализации конкретных существующих опасностей именно на актуальной площадке. Информация предварительно собирается с помощью лазерных сканеров или систем RTLS. Параллельно была представлена система на основе BIM для хранения данных о прошлых авариях, которые представляются рабочей группе, чтобы информировать членов коллектива о подобных типах аварий, тем самым расширяя их знания о безопасности.

Обучение строительных рабочих созданию безопасной среды широко изучалось в последние годы как способ развития навыков безопасности у рабочих. Даже проводилось сравнение развития навыков безопасности при традиционном обучении в классе и с использованием метода трёхмерной иммерсивной виртуальной реальности (VR). В результате исследовательская группа пришла к выводу, что обучение на основе VR более эффективно для развития навыков выявления рисков у работников.

Точно так же динамическая и интерактивная дополненная виртуальная среда, помогает развивать у работников навыки распознавания опасностей посредством безрискового обучения. Инструктаж проходит в очках виртуальной реальности, которые интегрированы с системой отслеживания положения головы (с шестью степенями свободы), чтобы стажёр мог двигаться в VR-среде. Предварительные результаты исследования показали эффективность этого метода в изображении реалистичной рабочей среды, особенно при работе на высоте. Чтобы обеспечить более реалистичную среду в моделях виртуальной реальности для обучения строительству, учёные рассмотрели возможность добавления аудиофункций в различные сценарии.

Коммуникация

Доведение правил техники безопасности до рабочих, говорящих на разных языках, является сложной задачей в строительных проектах. Вербальное общение в таких условиях может быть плохо понято или совершенно неправильно воспринято. Для повышения эффективности коммуникации с этой задачей могут справиться цифровые модели. Поэтому в цифровые модели для инструктажа интегрировали расширения набора инструментов с моделями BIM, чтобы рабочим группы могли сообщать о проблемах безопасности на выбранном ими языке.

Надзор

Руководители объектов несут ответственность за проверку и принятие мер для безопасного выполнения проектов. Для надзора и контроля было предложено использовать на каждом строительном объекте 4D-модели, сформированные из облаков точек, для обнаружения работников, не использующих необходимые средства индивидуальной защиты (СИЗ), и выявления рисков на объекте без необходимости личного визуального осмотра. Кроме того, упреждающие подходы предполагают использование моделей для определения опасных зон на площадке до начала работ, определение этих зон в системе как разрешённых только для тех, у кого есть необходимый допуск, и наличие диспетчерской для контроля доступа.

Кованые оконные решетки Как и любой другой вид решеток кованные так же имеют одно самое основное назначение – это защита помещений дома или квартиры от вторжения посторонних лиц... Подробнее

Искусственный камень: качества и варианты применения Поскольку использовать для облицовочных работ натуральный камень слишком дорого, многие владельцы жилищ выбирают материал искусственного происхождения с целью выполнения ремонтных мероприятий... Подробнее

Вьющиеся растения на садовом участке Вьюны или вьющиеся растения являются украшением дачных участков. Они используются для создания эффектных зеленых изгородей, ими «оплетают» беседки и места отдыха, террасы и балконы, каскады легких арок – пергол... Подробнее

Шлифовка сруба Шлифовка брёвен в срубе является важным этапом отделки деревянного сооружения... Подробнее

Датская ёлка на Новый год - лучшее решение Новый год не за горами, а значит пришло время задуматься о выборе новогодней красавицы. Хотите порадовать себя и близких-остановите свой выбор на датской ёлке, которая имеет ряд преимуществ, о которых вы даже не догадываетесь. Подробнее

Снегозадержатели для профнастила – как установить? Используя снегозадержатели для профнастила, можно защитить людей, проходящих под скатами кровли, от падения на голову снега, а также обеспечить его самоликвидацию во время оттепели. Подробнее

Насос для скважины: как не ошибиться при выборе Водоснабжение современного дома — это чаще всего скважина: она позволяет достичь глубоких слоев, где вода чище, а ее запас больше, чем у поверхности. Скважина дает возможность полностью обеспечить дом водой даже при большом расходе. Для подачи воды используют глубинные или поверхностные насосы — причем первые чаще. Подробнее

Современное торговое оборудование! Если желаете заказать мебель в магазин продуктов, нужно предусмотреть тот факт, который позволит проводить регулярную обработку. Широкий спектр материалов изготовления позволит подобрать для себя тот вариант мебели, который будет максимально уместный Подробнее

Железобетонные изделия б/у: применение в строительстве Строительный рынок развивается бешеными темпами, регулярно предлагая потребителям всё новые и новые виды стройматериалов. Однако часть нового - это хорошо забытое старое... Подробнее

Как выбрать цвет потолка? Белый цвет всегда был актуален для покраски потолка. Темный же воспринимался как нечто экстремальное. Бытует мнение, что темные цвета давят, и визуально делают потолок ниже. Квартиры в стандартных домах невысокие и мало кто решится применить темный цвет... Подробнее

Материалы о строительстве, ремонте и интерьере ищите здесь СтройПросвещение