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.
Trang 1TRONG QUẢN LÝ AN TOÀN LAO ĐỘNG TRÊN CÔNG TRƯỜNG XÂY DỰNG
AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ NHỮNG THÀNH TỰU
TRONG AN TOÀN LAO ĐỘNG TRONG XÂY DỰNG
An toàn lao động (ATLĐ) là yếu tố quan trọng hàng
đầu trong ngành Xây dựng Theo thống kê, tai nạn lao
động trong ngành Xây dựng chiếm tỷ lệ cao nhất so với các ngành khác trên toàn thế giới Mặc dù, trong những năm qua đã có nhiều tiến bộ vượt bậc về công nghệ và khoa học ứng dụng trong lĩnh vực xây dựng, tuy nhiên số
Tóm tắt:
Trong những năm gần đây, nhiều quốc gia trên thế giới
đã tăng cường ứng dụng các công nghệ hình ảnh trực quan
vào các giai đoạn khác nhau của dự án đầu tư xây dựng
Một số loại công nghệ hình ảnh điển hình hiện nay như:
Mô hình hóa thông tin xây dựng (Building Information
Modeling, viết tắt là BIM), Mô phỏng 4D (4D simulations)
và Môi trường thực tế ảo 3D (3D Immersive Virtual Reality
Environments) có thể giúp cải thiện đáng kể an toàn lao
động bằng cách cho phép các kiến trúc sư, kỹ sư và nhà thầu
đánh giá trực quan điều kiện công trường và nhận ra các
mối nguy hiểm có thể xảy ra trước khi tiến hành khởi công
xây dựng Bài báo 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
Từ khóa: Công nghệ hình ảnh, an toàn 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 là yếu tố quan trọng hàng đầu trong ngành Xây dựng
92 HỌC VIỆN CÁN BỘ QUẢN LÝ XÂY DỰNG VÀ ĐÔ THỊ
Ths Lê Ngọc Lan*
*Khoa Quản lý Xây dựng, Học viện Cán bộ Quản lý Xây dựng và đô thị
Trang 2lượng các vụ tai nạn lao động vẫn tiếp tục gia tăng một
cách nghiêm trọng Kế hoạch thi công thiếu khoa học,
hoạt động giám sát yếu kém, mối liên lạc lỏng lẻo giữa
công nhân và lực lượng giám sát, đào tạo và tập huấn về
ATLĐ không đầy đủ được coi là những nguyên nhân hàng
đầu dẫn đến các vụ tai nạn lao động nghiêm trọng gây
thiệt hại cả về người và tài sản
Kế hoạch ATLĐ đóng vai trò hết sức quan trọng trong
quá trình thi công xây dựng công trình Tuy nhiên, việc
xây dựng và triển khai kế hoạch này ở mức độ nào đó lại
bị tách rời khỏi các kế hoạch khác trong thực hiện dự án
như hoạt động quản lý dự án Các kế hoạch ATLĐ truyền
thống chủ yếu dựa trên quan sát thủ công, linh cảm và
trải nghiệm thụ động về các kế hoạch ATLĐ Một kế hoạch
ATLĐ điển hình theo kiểu truyền thống có thể đưa ra các
biện pháp an toàn cần thiết, khi nào cần, ở đâu cần và vì
sao lại cần Mối quan hệ giữa kế hoạch ATLĐ và và các
biện pháp thi công thường rất yếu Chẳng hạn, có nhiều
nhà thầu sử dụng các bản vẽ 2 chiều (2D) hoặc các quan
sát thủ công trên công trường để nhận biết và phát hiện
các mối nguy hiểm có thể gây mất ATLĐ Cách tiếp cận
này mang tính thủ công, linh cảm, trải nghiệm thụ động
và phụ thuộc nhiều vào ý chí chủ quan của người quan
sát Do đó, kết quả thu được, quan sát được không thể
tránh khỏi những sai sót nhất định, làm ảnh hưởng đến
mức độ chính xác và đầy đủ khi xây dựng kế hoạch ATLĐ
Những năm gần đây, cùng với sự tiến bộ không
ngừng của khoa học kỹ thuật, ngành Xây dựng cũng đã
quan tâm nhiều hơn đến việc ứng dụng các thành tựu nhằm nâng cao hơn nữa công tác đảm bảo ATLĐ, trong
đó có phát triển và ứng dụng Mô hình hóa thông tin xây dựng (BIM) Mô hình này cho phép các nhà thầu, lực lượng giám sát và công nhân đánh giá một cách trực quan và chính xác các yếu tố, điều kiện làm việc trên công trường, đặc biệt là nhận biết những mối nguy hiểm tiềm ẩn có thể gây mất ATLĐ Việc ứng dụng công nghệ BIM có thể giúp nâng cao hiệu quả công tác đảm bảo ATLĐ thông qua việc gắn kết chặt chẽ hơn nữa các vấn
đề về ATLĐ vào giai đoạn xây dựng kế hoạch thi công công trình, cung cấp bản vẽ tổng thể minh họa sinh động và các kế hoạch ATLĐ, cung cấp các biện pháp và cách thức quản lý và hình ảnh hóa các biện pháp ATLĐ
và các thông tin về công trường thi công thường xuyên được cập nhật Cũng như hỗ trợ thông tin liên lạc về an toàn trong các tình huống khác nhau như: Cung cấp thông tin cho lực lượng chức năng tại công trường để
có thể đưa ra các biện pháp đảm bảo ATLĐ trước những nguy cơ hoặc cảnh báo cụ thể liên quan đến mất ATLĐ Bên cạnh đó, việc sử dụng công nghệ BIM còn giúp ràng buộc các thành viên tham gia dự án vào hoạt động lên
kế hoạch và đánh giá các nguy cơ mất ATLĐ
Các nghiên cứu khoa học gần đây cũng đã chỉ ra các giai đoạn công việc mà công nghệ BIM có thể được ứng dụng bao gồm: (1) Thiết kế các biện pháp an toàn; (2) Xây dựng kế hoạch về an toàn (trong đó có phân tích các mối nguy hiểm về nghề nghiệp và đề ra các biện pháp ứng
Việc ứng dụng công nghệ BIM có thể giúp nâng cao hiệu quả công tác đảm bảo an toàn lao động
93
Số 62-63.2019 XÂY DỰNG & ĐÔ THỊ
Trang 3phó khi thi công); (3) Đào tạo và tập huấn về ATLĐ cho
công nhân; (4) Điều tra tai nạn lao động; (5) An toàn thiết
bị thi công và bảo trì Các giai đoạn công việc này có thể
sử dụng bản vẽ phối cảnh 3D được dựng lên bởi mô hình
BIM và các hoạt ảnh tốc độ chậm Ngoài ra, công nghệ
mô phỏng 4D của BIM chú trọng vào việc giới thiệu các
quy trình ATLĐ, cũng như các yếu tố liên quan đến ATLĐ
và các khu vực rủi ro gây mất ATLĐ Bên cạnh đó, công
nghệ BIM còn tích hợp các video về huấn luyện ATLĐ
cho công nhân, trong đó đưa ra hình ảnh trực quan về
các hoạt động thi công trên công trường xây dựng, giúp
công nhân nắm bắt và hiểu rõ về các điều kiện làm việc
thực tế Công nghệ này còn giúp khắc phục được rào cản
bất đồng về ngôn ngữ giữa công nhân người bản địa
với công nhân người nước ngoài bởi vì hoạt động huấn
luyện về an toàn lao động được thực hiện thông qua hình
ảnh trực quan sinh động Các nghiên cứu cũng đã chỉ ra
rằng việc sử dụng hoạt ảnh trực quan sinh động của công
nghệ BIM sẽ giúp gia tăng khả năng tập trung và ghi nhớ
của công nhân được huấn luyện so với các hình ảnh tĩnh
MỘT VÀI VÍ DỤ ĐIỂN HÌNH VỀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ
HÌNH ẢNH TRONG QUẢN LÝ ATLĐ Ở HOA KỲ
Theo các báo cáo và tạp chí khoa học chuyên ngành
xây dựng và kiến trúc, trong những năm qua, công nghệ
hình ảnh đã được ứng dụng rộng rãi và có hiệu quả vào
công tác quản lý ATLĐ trong ngành Xây dựng của Hoa
Kỳ Điển hình là công trình Bệnh viện Quân đội Hoa Kỳ
có trụ sở tại bang Georgia Công trình được xây dựng
trên diện tích khoảng 63 héc ta với tổng kinh phí đầu
tư lên đến 380 triệu đô la bao gồm các khu điều trị nội
trú và ngoại trú Tổng thầu chính là Công ty xây dựng
Turner Kế hoạch ATLĐ ban đầu của công trình không
được đề cập đến trong mô hình công nghệ BIM Sau đó,
các chuyên gia về ATLĐ và nhân viên giám sát công trình
sau đó mới quyết định sử dụng công nghệ BIM vào một
số hoạt động quản lý ATLĐ cụ thể như: Xác định các mối
nguy hiểm và hình ảnh hóa các hoạt động thi công đảm
bảo ATLĐ; Minh họa hoạt động giải phóng mặt bằng;
Đảm bảo an toàn cần trục; Xác định vị trí lắp đặt thiết bị
cứu hỏa và các khu vực nguy hiểm, độc hại khác Nghiên
cứu về ứng dụng công nghệ hình ảnh vào công tác đảm
bảo ATLĐ này cho thấy trước khi khởi công xây dựng
công trình, các chuyên gia về ATLĐ và kỹ sư thi công có
khả năng sử dụng mô hình công nghệ BIM để xác định
các mối nguy hiểm rủi ro nhất định trên công trường,
bao gồm chướng ngại vật trên cao, vật thể rơi vỡ, bảo
hiểm con người, xác định lối thoát hiểm, chướng ngại
vật dưới lòng đất và phòng ngừa rơi ngã Ngoài ra, công
nghệ BIM có thể giúp mô hình hóa và hình ảnh hóa
một số hoạt động thi công cụ thể cũng như tăng cường ATLĐ trong thi công như hỗ trợ tiếp cận nhanh chóng đến các thiết bị an toàn, xác định khu vực tiếp cận mặt đất an toàn, an toàn trong sử dụng cẩu nâng và cần trục, phòng tránh va đập, gia cố các mỏ neo… Thông qua
đó, lực lượng thi công có thể triển khai việc lắp đặt các trang thiết bị và công cụ thi công một cách chính xác và
dễ dàng đảm bảo ATLĐ tối đa cho con người trên công trường Như vậy, nghiên cứu về vấn đề ATLĐ đối với dự
án công trình xây dựng điển hình này cho thấy, mô hình công nghệ BIM đã được sử dụng một cách có hiệu quả trong các hoạt động như đào tạo, huấn luyện về ATLĐ, cung cấp bản thiết kế tổng thể về công trường thi công, xác định các rủi ro nguy hiểm về ATLĐ, tăng cường hoạt động trao đổi thông tin liên lạc và phối hợp giữa các lực lượng tham gia thi công công trình, phòng ngừa tai nạn rơi ngã, tăng cường an toàn với các thiết bị thi công
và hỗ trợ điều tra các vụ tai nạn lao động nếu có Công nghệ BIM mang lại ứng dụng đa dạng giúp nâng cao hiệu quả công tác đảm bảo ATLĐ mà lại tiết kiệm được công sức con người và chi phí về tiền bạc
MÔ HÌNH HÓA THÔNG TIN XÂY DỰNG LIÊN QUAN ĐẾN AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ PHẠM VI ỨNG DỤNG
Các nghiên cứu gần đây về ứng dụng công nghệ BIM vào công tác quản lý ATLĐ được chia thành các nhóm nghiên cứu gồm: (1) Thiết kế an toàn; (2) Xây dựng kế hoạch kiểm tra và giám sát; (3) Kế hoạch ATLĐ; (4) Huấn luyện về ATLĐ; (5) Ứng phó với các tình huống khẩn cấp
và quản lý phương tiện Nghiên cứu đã chỉ ra một số nội dung chính sau đây
Liên quan đến lĩnh vực thiết kế an toàn, công nghệ BIM có thể giúp nâng cao hiệu quả phối hợp ngay từ giai đoạn đầu giữa kỹ sư/kiến trúc sư và công nhân thông qua quá trình tự động kiểm tra các quy trình
và quy định về ATLĐ Ví dụ, hệ thống kiểm tra ATLĐ của công nghệ BIM cho phép tự động kiểm tra các mối nguy hại về lún sụt công trình, qua đó đề xuất các phương án thiết kế thay thế an toàn hơn Một số nghiên cứu khác chỉ ra rằng công nghệ BIM được sử dụng hiệu quả trong thiết kế lắp đặt các thiết bị, kết cấu tạm như giàn giáo công trình xây dựng Đây là lĩnh vực thi công đòi hỏi sự tập trung cao độ của con người
bởi vì: Thứ nhất, hạng mục các thiết bị, cấu kiện tạm
thường không được thể hiện một cách rõ ràng trong
các bản vẽ thiết kế; Thứ hai, việc thi công lắp đặt và
tháo dỡ các thiết bị, cấu kiện tạm thời luôn tiềm ẩn
các nguy cơ, rủi ro về mất ATLĐ; và thứ ba, các kỹ sư
thường coi nhẹ việc thiết kế các thiết bị, cấu kiện tạm
có thể dẫn đến các rủi ro về mất ATLĐ Do đó, các nhà
94 HỌC VIỆN CÁN BỘ QUẢN LÝ XÂY DỰNG VÀ ĐÔ THỊ
Trang 4nghiên cứu đã phát triển một chương trình thiết kế lắp đặt và tháo dỡ hệ
thống giàn giáo của các dự án công trình nhà cao tầng Công nghệ BIM thiết
lập một hệ thống các chương trình phụ trợ tập trung vào quản lý các hạng
mục, giai đoạn khác nhau của dự án Hệ thống này đã từng được ứng dụng
trong thi công công 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 là hệ thống Thẻ nhận diện cá nhân sử dụng tần
số đài radio dành cho công nhân thi công trên công trường, giúp nâng cao
ATLĐ cũng như năng suất lao động của công nhân Ngoài ra, hệ thống này
còn giúp kiểm tra và phát hiện các rủi ro, nguy hại về ATLĐ trên các thiết bị
và vật liệu xây dựng trên công trường
Bên cạnh đó, mô hình BIM còn có thể tích hợp với Hệ thống thông tin địa
lý (GIS) để dự báo các khu vực và hoạt động thi công tiềm ẩn tai nạn lao động
Trong khi đó, mô hình 4D của công nghệ BIM giúp tăng cường hoạt động quản
lý và liên kết các kế hoạch ATLĐ trong thi công xây dựng công trình, cụ thể
trong các lĩnh vực và giai đoạn: (1) Kế hoạch phòng ngừa tai nạn cần trục và
thiết kế mặt bằng công trường; (2) Mô hình hóa sự phá hủy của hệ thống tường
xây; (3) Mô hình hóa hệ thống tường rào an toàn; (4) Kế hoạch lắp đặt hệ thống
côp-pha với các biện pháp phòng chống tai nạn rơi vỡ; và (5) Thiết kế hệ thống
kiểm tra ATLĐ Các nhà khoa học cũng đề nghị cần phải có một Hệ thống cơ
chế quản lý vòng đời của công trình xây dựng để nâng cao hiệu quả công tác
đảm bảo sức khỏe và ATLĐ cho con người Theo đó, công nghệ BIM phải được
đẩy mạnh ứng dụng để giải quyết tốt hơn các vấn đề về ATLĐ trong các giai
đoạn thiết kế công trình, thi công xây dựng công trình và cả sau khi hoàn thiện
công trình
Một số công trình nghiên cứu khác tập trung vào vấn đề ứng dụng công
nghệ hình ảnh 4D vào hoạt động quản lý ATLĐ trong lĩnh vực xây dựng công
trình tàu điện ngầm Nghiên cứu cho thấy công nghệ hình ảnh 4D được sử
dụng một cách có hiệu quả giúp phát hiện các rủi ro gây mất ATLĐ trước và
trong cả giai đoạn thi công xây dựng, đồng thời đưa ra các biện pháp phòng
ngừa tai nạn lao động Các nghiên cứu cũng đã chỉ ra rằng Mô hình thông tin
xây dựng có vai trò quan trọng trong quản lý ATLĐ do hệ thống này có khả
năng tự động giám sát việc chấp hành các quy định và quy trình về ATLĐ của con người, phát hiện và làm giảm thiểu các mối nguy hiểm
và ứng dụng trong nâng cao hiệu quả công tác huấn luyện và đào tạo về ATLĐ
KẾT LUẬN
Có thể nói, việc ứng dụng công nghệ hình ảnh trong quản lý ATLĐ
sẽ đem lại nhiều lợi ích to lớn, góp phần khắc phục được những tồn tại hạn chế của công tác quản lý ATLĐ theo phương pháp thủ công truyền thống Việc ứng dụng công nghệ hình ảnh trong quản lý ATLĐ
ở Việt Nam hiện nay vẫn là một khái niệm khá mới mẻ, việc nghiên cứu đánh giá một cách đầy đủ và toàn diện các công nghệ này trong QLATXD hiện nay còn rất thiếu Tuy nhiên, trước thực trạng tai nạn lao động trong lĩnh vực xây dựng đang ngày càng gia tăng về số lượng và mức độ nghiêm trọng trong thời gian gần đây, việc ứng dụng công nghệ hình ảnh vào quản lý ATLĐ là hết sức cần thiết
Tài liệu tham khảo
1 Ku, K., and Mills, T., Research need for Building Information Modeling for construction safety Proceedings of the 44th ASC National Conference, April
2-5-2008, Aubum, Alabama, USA
2 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
3 Salman Azhar, “Role of visualization technologies in safety planning and management at construction jobsites”, Sustainable civil engineering Structures and construction materials, Scescm 2016
Ứng dụng công nghệ hình ảnh trong quản lý an toàn lao động sẽ đem lại nhiều lợi ích to lớn,
góp phần khắc phục được những tồn tại hạn chế của công tác quản lý an toàn lao động
95
Số 62-63.2019 XÂY DỰNG & ĐÔ THỊ