Vai trò của công nghệ hình ảnh trong quản lý an toàn lao động trên công trường xây dựng

Bài viết giới thiệu, phân tích và đánh giá hiệu quả của các công nghệ hình ảnh trực quan trong việc phát triển, kết nối và thực hiện các kế hoạch về an toàn lao động trên công trường xây dựng.

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG VAI TRỊ CỦA CƠNG NGHỆ HÌNH ẢNH TRONG QUẢN LÝ AN TỒN LAO ĐỘNG TRÊN CƠNG TRƯỜNG XÂY DỰNG Ths Lê Ngọc Lan* Tóm tắt: Trong năm gần đây, nhiều quốc gia giới tăng cường ứng dụng cơng nghệ hình ảnh trực quan vào giai đoạn khác dự án đầu tư xây dựng Một số loại công nghệ hình ảnh điển hình như: Mơ hình hóa thông tin xây dựng (Building Information Modeling, viết tắt BIM), Mô 4D (4D simulations) Môi trường thực tế ảo 3D (3D Immersive Virtual Reality Environments) giúp cải thiện đáng kể an toàn lao động cách cho phép kiến trúc sư, kỹ sư nhà thầu đánh giá trực quan điều kiện công trường nhận mối nguy hiểm xảy trước tiến hành khởi công xây dựng Bài báo giới thiệu, phân tích đánh giá hiệu cơng nghệ hình ảnh trực quan việc phát triển, kết nối thực kế hoạch an tồn lao động cơng trường xây dựng Từ khóa: Cơng nghệ hình ảnh, an tồn lao động, quản lý an toàn lao động Abstract: In recent years, many countries around the world have increased the use of visual imaging technologies at different stages of construction investment projects Some of the most popular imaging technologies are Building Information Modeling (BIM), 4D simulations and 3D Immersive Virtual Reality Environments, which can significantly improve occupational safety by allowing architects, engineers and contractors to visually assess site conditions and identify potential hazards prior to starting the construction This article introduces, analyzes and evaluates the effectiveness of visual imaging technologies in the development, connection and implementation of labour safety plans on the construction site Key words: Imaging technologies, labour safety, labour safety management Nhận ngày 30/10/2018, chỉnh sửa ngày 22/11/2018, chấp nhận đăng ngày 30/11/2018 An toàn lao động yếu tố quan trọng hàng đầu ngành Xây dựng AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ NHỮNG THÀNH TỰU TRONG AN TOÀN LAO ĐỘNG TRONG XÂY DỰNG An toàn lao động (ATLĐ) yếu tố quan trọng hàng đầu ngành Xây dựng Theo thống kê, tai nạn lao động ngành Xây dựng chiếm tỷ lệ cao so với ngành khác toàn giới Mặc dù, năm qua có nhiều tiến vượt bậc cơng nghệ khoa học ứng dụng lĩnh vực xây dựng, nhiên số *Khoa Quản lý Xây dựng, Học viện Cán bộ Quản lý Xây dựng và đô thị 92 HỌC VIỆN CÁN BỘ QUẢN LÝ XÂY DỰNG VÀ ĐÔ THỊ NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG lượng vụ tai nạn lao động tiếp tục gia tăng cách nghiêm trọng Kế hoạch thi công thiếu khoa học, hoạt động giám sát yếu kém, mối liên lạc lỏng lẻo công nhân lực lượng giám sát, đào tạo tập huấn ATLĐ không đầy đủ coi nguyên nhân hàng đầu dẫn đến vụ tai nạn lao động nghiêm trọng gây thiệt hại người tài sản Kế hoạch ATLĐ đóng vai trò quan trọng q trình thi cơng xây dựng cơng trình Tuy nhiên, việc xây dựng triển khai kế hoạch mức độ lại bị tách rời khỏi kế hoạch khác thực dự án hoạt động quản lý dự án Các kế hoạch ATLĐ truyền thống chủ yếu dựa quan sát thủ công, linh cảm trải nghiệm thụ động kế hoạch ATLĐ Một kế hoạch ATLĐ điển hình theo kiểu truyền thống đưa biện pháp an toàn cần thiết, cần, đâu cần lại cần Mối quan hệ kế hoạch ATLĐ và biện pháp thi cơng thường yếu Chẳng hạn, có nhiều nhà thầu sử dụng vẽ chiều (2D) quan sát thủ công công trường để nhận biết phát mối nguy hiểm gây ATLĐ Cách tiếp cận mang tính thủ công, linh cảm, trải nghiệm thụ động phụ thuộc nhiều vào ý chí chủ quan người quan sát Do đó, kết thu được, quan sát khơng thể tránh khỏi sai sót định, làm ảnh hưởng đến mức độ xác đầy đủ xây dựng kế hoạch ATLĐ Những năm gần đây, với tiến không ngừng khoa học kỹ thuật, ngành Xây dựng quan tâm nhiều đến việc ứng dụng thành tựu nhằm nâng cao cơng tác đảm bảo ATLĐ, có phát triển ứng dụng Mơ hình hóa thơng tin xây dựng (BIM) Mơ hình cho phép nhà thầu, lực lượng giám sát công nhân đánh giá cách trực quan xác yếu tố, điều kiện làm việc công trường, đặc biệt nhận biết mối nguy hiểm tiềm ẩn gây ATLĐ Việc ứng dụng công nghệ BIM giúp nâng cao hiệu cơng tác đảm bảo ATLĐ thông qua việc gắn kết chặt chẽ vấn đề ATLĐ vào giai đoạn xây dựng kế hoạch thi cơng cơng trình, cung cấp vẽ tổng thể minh họa sinh động kế hoạch ATLĐ, cung cấp biện pháp cách thức quản lý hình ảnh hóa biện pháp ATLĐ thông tin công trường thi công thường xuyên cập nhật Cũng hỗ trợ thông tin liên lạc an tồn tình khác như: Cung cấp thông tin cho lực lượng chức cơng trường để đưa biện pháp đảm bảo ATLĐ trước nguy cảnh báo cụ thể liên quan đến ATLĐ Bên cạnh đó, việc sử dụng cơng nghệ BIM giúp ràng buộc thành viên tham gia dự án vào hoạt động lên kế hoạch đánh giá nguy ATLĐ Các nghiên cứu khoa học gần giai đoạn công việc mà cơng nghệ BIM ứng dụng bao gồm: (1) Thiết kế biện pháp an toàn; (2) Xây dựng kế hoạch an tồn (trong có phân tích mối nguy hiểm nghề nghiệp đề biện pháp ứng Việc ứng dụng công nghệ BIM giúp nâng cao hiệu cơng tác đảm bảo an toàn lao động Số 62-63.2019 XÂY DỰNG & ĐƠ THỊ 93 NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG phó thi công); (3) Đào tạo tập huấn ATLĐ cho công nhân; (4) Điều tra tai nạn lao động; (5) An tồn thiết bị thi cơng bảo trì Các giai đoạn cơng việc sử dụng vẽ phối cảnh 3D dựng lên mô hình BIM hoạt ảnh tốc độ chậm Ngồi ra, công nghệ mô 4D BIM trọng vào việc giới thiệu quy trình ATLĐ, yếu tố liên quan đến ATLĐ khu vực rủi ro gây ATLĐ Bên cạnh đó, cơng nghệ BIM tích hợp video huấn luyện ATLĐ cho cơng nhân, đưa hình ảnh trực quan hoạt động thi công công trường xây dựng, giúp công nhân nắm bắt hiểu rõ điều kiện làm việc thực tế Công nghệ giúp khắc phục rào cản bất đồng ngôn ngữ công nhân người địa với cơng nhân người nước ngồi hoạt động huấn luyện an toàn lao động thực thơng qua hình ảnh trực quan sinh động Các nghiên cứu việc sử dụng hoạt ảnh trực quan sinh động công nghệ BIM giúp gia tăng khả tập trung ghi nhớ cơng nhân huấn luyện so với hình ảnh tĩnh MỘT VÀI VÍ DỤ ĐIỂN HÌNH VỀ ỨNG DỤNG CƠNG NGHỆ HÌNH ẢNH TRONG QUẢN LÝ ATLĐ Ở HOA KỲ Theo báo cáo tạp chí khoa học chuyên ngành xây dựng kiến trúc, năm qua, cơng nghệ hình ảnh ứng dụng rộng rãi có hiệu vào cơng tác quản lý ATLĐ ngành Xây dựng Hoa Kỳ Điển hình cơng trình Bệnh viện Qn đội Hoa Kỳ có trụ sở bang Georgia Cơng trình xây dựng diện tích khoảng 63 héc ta với tổng kinh phí đầu tư lên đến 380 triệu la bao gồm khu điều trị nội trú ngoại trú Tổng thầu Cơng ty xây dựng Turner Kế hoạch ATLĐ ban đầu cơng trình khơng đề cập đến mơ hình cơng nghệ BIM Sau đó, chuyên gia ATLĐ nhân viên giám sát cơng trình sau định sử dụng công nghệ BIM vào số hoạt động quản lý ATLĐ cụ thể như: Xác định mối nguy hiểm hình ảnh hóa hoạt động thi cơng đảm bảo ATLĐ; Minh họa hoạt động giải phóng mặt bằng; Đảm bảo an tồn cần trục; Xác định vị trí lắp đặt thiết bị cứu hỏa khu vực nguy hiểm, độc hại khác Nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ hình ảnh vào cơng tác đảm bảo ATLĐ cho thấy trước khởi công xây dựng công trình, chuyên gia ATLĐ kỹ sư thi cơng có khả sử dụng mơ hình cơng nghệ BIM để xác định mối nguy hiểm rủi ro định công trường, bao gồm chướng ngại vật cao, vật thể rơi vỡ, bảo hiểm người, xác định lối hiểm, chướng ngại vật lòng đất phòng ngừa rơi ngã Ngồi ra, cơng nghệ BIM giúp mơ hình hóa hình ảnh hóa 94 HỌC VIỆN CÁN BỘ QUẢN LÝ XÂY DỰNG VÀ ĐƠ THỊ số hoạt động thi cơng cụ thể tăng cường ATLĐ thi công hỗ trợ tiếp cận nhanh chóng đến thiết bị an toàn, xác định khu vực tiếp cận mặt đất an toàn, an toàn sử dụng cẩu nâng cần trục, phòng tránh va đập, gia cố mỏ neo… Thơng qua đó, lực lượng thi cơng triển khai việc lắp đặt trang thiết bị cơng cụ thi cơng cách xác dễ dàng đảm bảo ATLĐ tối đa cho người công trường Như vậy, nghiên cứu vấn đề ATLĐ dự án cơng trình xây dựng điển hình cho thấy, mơ hình cơng nghệ BIM sử dụng cách có hiệu hoạt động đào tạo, huấn luyện ATLĐ, cung cấp thiết kế tổng thể công trường thi công, xác định rủi ro nguy hiểm ATLĐ, tăng cường hoạt động trao đổi thông tin liên lạc phối hợp lực lượng tham gia thi công cơng trình, phòng ngừa tai nạn rơi ngã, tăng cường an tồn với thiết bị thi cơng hỗ trợ điều tra vụ tai nạn lao động có Cơng nghệ BIM mang lại ứng dụng đa dạng giúp nâng cao hiệu công tác đảm bảo ATLĐ mà lại tiết kiệm công sức người chi phí tiền bạc MƠ HÌNH HĨA THƠNG TIN XÂY DỰNG LIÊN QUAN ĐẾN AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ PHẠM VI ỨNG DỤNG Các nghiên cứu gần ứng dụng công nghệ BIM vào công tác quản lý ATLĐ chia thành nhóm nghiên cứu gồm: (1) Thiết kế an toàn; (2) Xây dựng kế hoạch kiểm tra giám sát; (3) Kế hoạch ATLĐ; (4) Huấn luyện ATLĐ; (5) Ứng phó với tình khẩn cấp quản lý phương tiện Nghiên cứu số nội dung sau Liên quan đến lĩnh vực thiết kế an tồn, cơng nghệ BIM giúp nâng cao hiệu phối hợp từ giai đoạn đầu kỹ sư/kiến trúc sư cơng nhân thơng qua q trình tự động kiểm tra quy trình quy định ATLĐ Ví dụ, hệ thống kiểm tra ATLĐ công nghệ BIM cho phép tự động kiểm tra mối nguy hại lún sụt cơng trình, qua đề xuất phương án thiết kế thay an toàn Một số nghiên cứu khác công nghệ BIM sử dụng hiệu thiết kế lắp đặt thiết bị, kết cấu tạm giàn giáo công trình xây dựng Đây lĩnh vực thi cơng đòi hỏi tập trung cao độ người vì: Thứ nhất, hạng mục thiết bị, cấu kiện tạm thường cách rõ ràng vẽ thiết kế; Thứ hai, việc thi công lắp đặt tháo dỡ thiết bị, cấu kiện tạm thời tiềm ẩn nguy cơ, rủi ro ATLĐ; thứ ba, kỹ sư thường coi nhẹ việc thiết kế thiết bị, cấu kiện tạm dẫn đến rủi ro ATLĐ Do đó, nhà NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG Ứng dụng cơng nghệ hình ảnh quản lý an tồn lao động đem lại nhiều lợi ích to lớn, góp phần khắc phục tồn hạn chế cơng tác quản lý an tồn lao động nghiên cứu phát triển chương trình thiết kế lắp đặt tháo dỡ hệ thống giàn giáo dự án cơng trình nhà cao tầng Cơng nghệ BIM thiết lập hệ thống chương trình phụ trợ tập trung vào quản lý hạng mục, giai đoạn khác dự án Hệ thống ứng dụng thi cơng cơng trình Sân vận động Olympic Bắc Kinh 2008, giúp giảm tải đáng kể lượng nhân công phục vụ cho việc xây dựng kế hoạch ATLĐ Một chương trình phụ trợ khác hệ thống Thẻ nhận diện cá nhân sử dụng tần số đài radio dành cho công nhân thi công công trường, giúp nâng cao ATLĐ suất lao động cơng nhân Ngồi ra, hệ thống giúp kiểm tra phát rủi ro, nguy hại ATLĐ thiết bị vật liệu xây dựng cơng trường Bên cạnh đó, mơ hình BIM tích hợp với Hệ thống thông tin địa lý (GIS) để dự báo khu vực hoạt động thi công tiềm ẩn tai nạn lao động Trong đó, mơ hình 4D cơng nghệ BIM giúp tăng cường hoạt động quản lý liên kết kế hoạch ATLĐ thi công xây dựng cơng trình, cụ thể lĩnh vực giai đoạn: (1) Kế hoạch phòng ngừa tai nạn cần trục thiết kế mặt công trường; (2) Mô hình hóa phá hủy hệ thống tường xây; (3) Mơ hình hóa hệ thống tường rào an tồn; (4) Kế hoạch lắp đặt hệ thống côp-pha với biện pháp phòng chống tai nạn rơi vỡ; (5) Thiết kế hệ thống kiểm tra ATLĐ Các nhà khoa học đề nghị cần phải có Hệ thống chế quản lý vòng đời cơng trình xây dựng để nâng cao hiệu công tác đảm bảo sức khỏe ATLĐ cho người Theo đó, cơng nghệ BIM phải đẩy mạnh ứng dụng để giải tốt vấn đề ATLĐ giai đoạn thiết kế cơng trình, thi cơng xây dựng cơng trình sau hồn thiện cơng trình Một số cơng trình nghiên cứu khác tập trung vào vấn đề ứng dụng cơng nghệ hình ảnh 4D vào hoạt động quản lý ATLĐ lĩnh vực xây dựng cơng trình tàu điện ngầm Nghiên cứu cho thấy cơng nghệ hình ảnh 4D sử dụng cách có hiệu giúp phát rủi ro gây ATLĐ trước giai đoạn thi công xây dựng, đồng thời đưa biện pháp phòng ngừa tai nạn lao động Các nghiên cứu Mơ hình thơng tin xây dựng có vai trò quan trọng quản lý ATLĐ hệ thống có khả tự động giám sát việc chấp hành quy định quy trình ATLĐ người, phát làm giảm thiểu mối nguy hiểm ứng dụng nâng cao hiệu công tác huấn luyện đào tạo ATLĐ KẾT LUẬN Có thể nói, việc ứng dụng cơng nghệ hình ảnh quản lý ATLĐ đem lại nhiều lợi ích to lớn, góp phần khắc phục tồn hạn chế công tác quản lý ATLĐ theo phương pháp thủ công truyền thống Việc ứng dụng công nghệ hình ảnh quản lý ATLĐ Việt Nam vẫn là một khái niệm khá mới mẻ, việc nghiên cứu đánh giá cách đầy đủ tồn diện các cơng nghệ QLATXD thiếu Tuy nhiên, trước thực trạng tai nạn lao động lĩnh vực xây dựng ngày gia tăng số lượng mức độ nghiêm trọng thời gian gần đây, việc ứng dụng công nghệ hình ảnh vào quản lý ATLĐ cần thiết Tài liệu tham khảo Ku, K., and Mills, T., Research need for Building Information Modeling for construction safety Proceedings of the 44th ASC National Conference, April 2-52008, Aubum, Alabama, USA Congwen, K.Applications of 3D virtual reality headsets for safety training and jobsite organization, Graduate capstone, McWhorter School of Building Science, Auburn University, Auburn, Alabama, USA, 2015 Salman Azhar, “Role of visualization technologies in safety planning and management at construction jobsites”, Sustainable civil engineering Structures and construction materials, Scescm 2016 Số 62-63.2019 XÂY DỰNG & ĐÔ THỊ 95 ... người địa với công nhân người nước ngồi hoạt động huấn luyện an tồn lao động thực thơng qua hình ảnh trực quan sinh động Các nghiên cứu việc sử dụng hoạt ảnh trực quan sinh động công nghệ BIM giúp... để dự báo khu vực hoạt động thi công tiềm ẩn tai nạn lao động Trong đó, mơ hình 4D cơng nghệ BIM giúp tăng cường hoạt động quản lý liên kết kế hoạch ATLĐ thi công xây dựng công trình, cụ thể lĩnh... CÁN BỘ QUẢN LÝ XÂY DỰNG VÀ ĐÔ THỊ số hoạt động thi công cụ thể tăng cường ATLĐ thi công hỗ trợ tiếp cận nhanh chóng đến thiết bị an tồn, xác định khu vực tiếp cận mặt đất an toàn, an toàn sử