mgssuvestВестник МГСУVestnik MGSU1997-09352304-6600Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU)10.22227/1997-0935.2025.11.1707-1717mgssuvest-786Research ArticleБезопасность строительства и городского хозяйстваSafety of Construction and Urban EconomyМодель выбора эффективных решений для повышения безопасности труда и экологической безопасности строительства в городских условияхA model for selecting effective solutions to enhance occupational safety and environmental safety of construction in urban areashttps://orcid.org/0000-0003-0944-0232АзаровВ. Н.AzarovV. N.

Валерий Николаевич Азаров — доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой безопасности жизнедеятельности в строительстве и городском хозяйстве, Институт архитектуры и строительства, советник РААСН

400074, г. Волгоград, ул. Академическая, д. 1

РИНЦ AuthorID: 148320, Scopus: 7004170297, ResearcherID: N-2168-2018

Valerij N. Azarov — Doctor of Technical Sciences, Professor, Head of the Department of Life Safety in Construction and Urban Economy, Institute of Architecture and Construction, Adviser to the RAASN

1 Akademicheskaya st., Volgograd, 400074

RSCI AuthorID: 148320, Scopus: 7004170297, ResearcherID: N-2168-2018

azarovpubl@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7923-6742БурлаченкоО. В.BurlachenkoO. V.

Олег Васильевич Бурлаченко — доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой технологии строительного производства, заместитель директора Института архитектуры и строительства по научной работе

400074, г. Волгоград, ул. Академическая, д. 1

РИНЦ AuthorID: 282520, Scopus: 41761032900, ResearcherID: ABF-4142-2020

Oleg V. Burlachenko — Doctor of Technical Sciences, Professor, Head of the Department of Construction Production Technology, Deputy Director of the Institute of Architecture and Construction for Research

1 Akademicheskaya st., Volgograd, 400074

RSCI AuthorID: 282520, Scopus: 41761032900, ResearcherID: ABF-4142-2020

oburlachenko@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7250-3190СысоеваЕ. В.Sy’soevaE. V.

Елена Владимировна Сысоева — кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры  архитектурно-строительного проектирования и физики среды, Институт архитектуры и градостроительства

129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26

SPIN-код: 5703-9029, Scopus: 57192373360

Elena V. Sy’soeva — Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Associate Professor of the Department of Architectural and Construction Design and Environmental Physics, Institute of Architecture and Urban Planning

26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337

Scopus: 57192373360

SysoevaEV@mgsu.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3471-2893БурлаченкоА. О.BurlachenkoA. O.

Александр Олегович Бурлаченко — преподаватель кафедры инженерной графики, стандартизации и метрологии, Институт архитектуры и строительства

400074, г. Волгоград, ул. Академическая, д. 1

РИНЦ AuthorID: 1161260, Scopus: 57207734779, ResearcherID: HHM-5981-2022

Alexander O. Burlachenko — lecturer at the Department of Engineering Graphics, Standardization and Metrology, Institute of Architecture and Construction

1 Akademicheskaya st., Volgograd, 400074

RSCI AuthorID: 1161260, Scopus: 57207734779, ResearcherID: HHM-5981-2022

a.o.burlachenko@gmail.comВолгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ)РоссияVolgograd State Technical University (VSTU)Russian FederationНациональный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ)РоссияMoscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU)Russian Federation202517122025201117071717Copyright © Азаров В.Н., Бурлаченко О.В., Сысоева Е.В., Бурлаченко А.О., 20252025Азаров В.Н., Бурлаченко О.В., Сысоева Е.В., Бурлаченко А.О.Azarov V.N., Burlachenko O.V., Sy’soeva E.V., Burlachenko A.O.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vestnikmgsu.ru/jour/article/view/786Введение

Введение. Актуальность исследования обусловлена необходимостью комплексного подхода к управлению безопасностью труда и экологической безопасностью на всех этапах жизненного цикла (ЖЦ) строительных объектов в условиях плотной городской застройки. Цель работы — разработка математической модели для выбора эффективных организационно-технологических решений, интегрирующей технико-экономические, экологические и социальные параметры.

Материалы и методы

Материалы и методы. В основе исследования лежит усовершенствованная математическая модель, базирующаяся на комплексном критерии, который включает приведенные затраты, вероятность наступления событий ЖЦ и количественную оценку техногенного воздействия. Модель дополнена коэффициентами, учитывающими уровень автоматизации γ, пространственные ограничения ψ и адаптивность к изменяющимся условиям θ. Для валидации модели применялся мониторинг качества воздуха с использованием IoT-датчиков на строительных площадках в г. Волгограде, данные интегрировались в BIM-платформу.

Результаты

Результаты. Разработанная модель позволяет количественно оценить эффективность решений через минимизацию комплексного критерия Kij. Апробация на объектах (земляные и штукатурные работы) показала, что внедрение мер пыле­подавления (туманообразование, вытяжные установки) снижает значение критерия в 1,40–2,48 раза. Расхождение прогнозных и фактических данных мониторинга не превысило 15 %, что подтверждает адекватность модели.

Выводы

Выводы. Предложенная модель является эффективным инструментом для адаптивного управления строительными проектами. Она обеспечивает комплексный учет рисков, динамическое обновление данных на основе BIM и IoT и адаптацию к условиям плотной городской застройки. Результаты исследования рекомендуются к применению для повышения экологической безопасности и безопасности труда на протяжении всего ЖЦ объекта.

Introduction

Introduction. The relevance of the study is driven by the need for an integrated approach to managing occupational safety and environmental safety at all stages of the life cycle of construction projects in dense urban environments. The aim of the work is to develop a mathematical model for selecting effective organizational and technological solutions that integrates technical, economic, environmental, and social parameters.

Materials and methods

Materials and methods. The research is based on an improved mathematical model founded on a comprehensive criterion that includes reduced costs, the probability of life cycle events occurring, and a quantitative assessment of technogenic impact. The model is enhanced with coefficients accounting for the level of automation γ, spatial constraints ψ, and adaptability to changing conditions θ. For model validation, air quality monitoring was performed using IoT sensors on construction sites in Volgograd; the data was integrated into a BIM platform.

Results

Results. The developed model allows for a quantitative assessment of the effectiveness of solutions through the minimization of the comprehensive criterion Kij. Testing on specific operations (earthworks and plastering) showed that the implementation of dust suppression measures (fogging systems, exhaust units) reduces the criterion value by a factor of 1.40–2.48. The discrepancy between forecasted and actual monitoring data did not exceed 15 %, confirming the model’s adequacy.

Conclusions

Conclusions. The proposed model is an effective tool for the adaptive management of construction projects. It ensures comprehensive risk accounting, dynamic data updates based on BIM and IoT, and adaptation to dense urban conditions. The study’s results are recommended for application to enhance environmental safety and occupational safety throughout a facility’s entire life cycle.

экологическая безопасностьуправление безопасностью трудамодель выбора эффективных решенийжизненный циклпылевое загрязнениеIoT-датчикиколичественная оценка техногенного воздействияdecision-making modellife cycledust pollutionIoT sensorsИсследование выполнено в рамках гранта Российского научного фонда «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами» (региональный конкурс), научный проект «Теоретические основы выбора эффективных решений, направленных на повышение рациональности использования и экологической безопасности городских территорий» (соглашение № 25-29-20187).This research was supported by a grant from the Russian Science Foundation for “Conducting Fundamental Scientific Research and Exploratory Scientific Research by Small Individual Research Groups” (regional competition), under the research project “Theoretical Foundations for Selecting Effective Solutions Aimed at Improving the Rational Use and Environmental Safety of Urban Areas” (agreement No. 25-29-20187).ReferencesИванов П.П., Сидоров А.Н. Методика оценки экологических рисков при организации строительных работ // Строительная механика и расчет сооружений. 2019. № 2. 105–112.Ivanov P.P., Sidorov A.N. Methodology of environmental risk assessment in the organization of construction works. Construction Mechanics and Calculation of Structures. 2019; 2:105-112. (rus.).Кабанов В.Н. Технический критерий выбора экскаватора для разработки котлована // Инженерный вестник Дона. 2021. № 1 (73). С. 298–306. EDN NVCAUQ.Kabanov V.N. Technical criteria for choosing an excavator for pit development. Engineering journal of Don. 2021; 1(73):298-306. EDN NVCAUQ. (rus.).Голубова О.С. Показатели экономической эффективности строительных работ // Экономическая наука сегодня. 2018. № 8. С. 130–138. EDN GUFYPZ.Holubava V.S. Indicators of economic effectiveness construction works. Economics of this day. 2018; 8:130-138. EDN GUFYPZ. (rus.).Santos Júnior J.E., Galhardo C.X., Santos V.M.L. Innovations in the Civil Construction Sector Provided by Information Technologies // Revista Gestão Inovação e Tecnologias. 2019. Vol. 9. Issue 4. DOI: 10.7198/geintec.v9i4.1382Santos Júnior J.E., Galhardo C.X., Santos V.M.L. Innovations in the Civil Construction Sector Provided by Information Technologies. Revista Gestão Inovação e Tecnologias. 2019; 9(4). DOI: 10.7198/geintec.v9i4.1382Jin R., Zhong B., Ma L., Hashemi A., Ding L. Integrating BIM with building performance analysis in project life-cycle // Automation in Construction. 2019. Vol. 106. P. 102861. DOI: 10.1016/j.autcon.2019.102861Jin R., Zhong B., Ma L., Hashemi A., Ding L. Integrating BIM with building performance analysis in project life-cycle. Automation in Construction. 2019; 106:102861. DOI: 10.1016/j.autcon.2019.102861Ma W., Yin Y., Yang G., Li Q., Lu B. Comprehensive Performance Evaluation Method of Green Materials for Coastal Buildings Based on BIM // Journal of Coastal Research. 2019. Vol. 93. Issue sp1. P. 304. DOI: 10.2112/SI93-040.1Ma W., Yin Y., Yang G., Li Q., Lu B. Comprehensive Performance Evaluation Method of Green Materials for Coastal Buildings Based on BIM. Journal of Coastal Research. 2019; 93(sp1):304. DOI: 10.2112/SI93-040.1Okakpu A., Hoseini A.G., Tookey J., Haar J., Ghaffarianhoseini A. Exploring the environmental influence on BIM adoption for refurbishment project using structural equation modelling // Architectural Engineering and Design Management. 2020. Vol. 16. Issue 1. Pp. 41–57. DOI: 10.1080/17452007.2019.1617671Okakpu A., Hoseini A.G., Tookey J., Haar J., Ghaffarianhoseini A. Exploring the environmental influence on BIM adoption for refurbishment project using structural equation modelling. Architectural Engineering and Design Management. 2020; 16(1):41-57. DOI: 10.1080/17452007.2019.1617671Shafique M., Rafiq M. An Overview of Construction Occupational Accidents in Hong Kong: A Recent Trend and Future Perspectives // Applied Sciences. 2019. Vol. 9. Issue 10. P. 2069. DOI: 10.3390/app9102069Shafique M., Rafiq M. An Overview of Construction Occupational Accidents in Hong Kong: A Recent Trend and Future Perspectives. Applied Sciences. 2019; 9(10):2069. DOI: 10.3390/app9102069Shuang D., Heng L., Skitmore M., Qin Y. An experimental study of intrusion behaviors on construction sites: The role of age and gender // Safety Science. 2019. Vol. 115. Pp. 425–434. DOI: 10.1016/j.ssci.2019.02.035Shuang D., Heng L., Skitmore M., Qin Y. An experimental study of intrusion behaviors on construction sites: The role of age and gender. Safety Science. 2019; 115:425-434. DOI: 10.1016/j.ssci.2019.02.035Филиппов А.А., Сулейманов И.Ф., Арсланов М.А. Теоретические основы комплексного подхода к оценке экологической опасности автотранспорта на участке урбанизированной территории // Интеллект. Инновации. Инвестиции. 2019. № 1. С. 97–103. DOI: 10.25198/2077-7175-2019-1-97. EDN YZKKWD.Filippov A.A., Suleymanov I.F., Arslanov M.A. Theoretical foundations of an integrated approach to the assessment of the ecological hazard of vehiclein the urbanized area. Intellect. Innovations. Investments. 2019; 1:97-103. DOI: 10.25198/2077-7175-2019-1-97. EDN YZKKWD. (rus.).Калюжина Е.А., Сергина Н.М., Елфимов К.А., Стреляева А.Б. Исследование пылевыделений в окружающую атмосферу и в атмосферу рабочей зоны при производстве ремонтно-строительных работ // Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. Серия: Строительство и архитектура. 2020. № 4 (81). С. 371–378. EDN CCPQTW.Kalyuzhina E.A., Sergina N.M., Elfimov K.A., Strelyaeva A.B. Research of dust release in the surrounding atmosphere and into the atmosphere of the working area in production of repair and construction works. Bulletin of the Volgograd State University of Architecture and Civil Engineering. Construction and Architecture. 2020; 4(81):371-378. EDN CCPQTW. (rus.).Luo Q., Huang L., Liu Y., Xue X., Zhou F., Hua J. Dust dispersion patterns during construction processes: A multi-process simulation study // Sustainability. 2021. Vol. 13. P. 8451.Luo Q., Huang L., Liu Y., Xue X., Zhou F., Hua J. Dust dispersion patterns during construction processes: A multi-process simulation study. Sustainability. 2021; 13:8451.Глинянова И.Ю., Асанова Н.В. Исследование количества мелкодисперсной пыли и ее химического состава в жилой зоне населенных пунктов с позиции экологической безопасности предприятий строительной индустрии // Строительство и техногенная безопасность. 2021. № 23 (75). С. 89–100. EDN YINDOJ.Glinyanova I.Yu., Asanova N.V. Research of the amount of fine dust and its chemical composition in the residential area of inlanded areas from the position of environmental safety of the construction industry. Construction and Industrial Safety. 2021; 23(75):89-100. EDN YINDOJ. (rus.).Brown J., Smith K. Environmental Impact Assessment for Urban Construction // Journal of Sustainable Engineering. 2021. Vol. 45. Issue 6. Pp. 230–245.Brown J., Smith K. Environmental Impact Assessment for Urban Construction. Journal of Sustainable Engineering. 2021; 45(6):230-245.Бурлаченко О.В., Бурлаченко А.О., Оганесян О.В. Выбор оптимальных технологических решений в условиях плотной городской застройки на основе BIM-технологий // Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. Серия: Строительство и архитектура. 2020. № 1 (78). С. 329–335. EDN KYLMXS.Burlachenko O.V., Burlachenko A.O., Oganesyan O.V. The selection of optimal technological solutions in conditions of dense urban development based on BIM-technologies. Bulletin of the Volgograd State University of Architecture and Civil Engineering. Construction and Architecture. 2020; 1(78):329-335. EDN KYLMXS. (rus.).Азаров В.Н., Бурлаченко О.В., Бурлаченко А.О., Азарова М.Д. Управление жизненным циклом объекта капитального строительства с минимизацией загрязнения атмосферного воздуха // Вестник МГСУ. 2024. Т. 19. № 3. C. 456–468. DOI: 10.22227/1997-0935.2024.3.456-468. EDN LRYYEO.Azarov V.N., Burlachenko O.V., Burlachenko A.O., Azarova M.D. Life cycle management of capital construction object with minimization of atmospheric air pollution. Vestnik MGSU [Monthly Journal on Construction and Architecture]. 2024; 19(3):456-468. DOI: 10.22227/1997-0935.2024.3.456-468. EDN LRYYEO. (rus.).Азаров В.Н., Бурлаченко О.В., Бурлаченко А.О., Елфимов К.А. Методология принятия оптимальных решений по управлению жизненным циклом объекта капитального строительства с учетом критерия пылевого загрязнения атмосферного воздуха // Экономика строительства и природопользования. 2023. № 3 (88). С. 48–54. EDN WVQQUR.Azarov V.N., Burlachenko O.V., Burlachenko A.O., Elfimov K.A. Methodology for making optimal decisions on managing the life cycle of a capital construction object, taking into account the criterion of atmospheric air dust pollution. Economics of Construction and Environmental Management. 2023; 3(88):48-54. EDN WVQQUR. (rus.).Wiener N. Cybernetics: or Control and Communication in the Animal and the Machine. The MIT Press, 1948. 231 p.Wiener N. Cybernetics: or Control and Communication in the Animal and the Machine. The MIT Press, 1948; 231.Азаров В.Н., Бурлаченко А.О. Организация строительного производства с учетом экологичной безопасности принимаемых решений // Биосферная совместимость: человек, регион, технологии. 2023. № 1 (41). С. 76–83. DOI: 10.21869/2311-1518-2023-41-1-76-83. EDN KKXFQT.Azarov V.N., Burlachenko A.O. The construction production organization taking into account the ecological safety of the decisions taken. Biospheric Compatibility: Man, Region, Technology. 2023; 1(41):76-83. DOI: 10.21869/2311-1518-2023-41-1-76-83. EDN KKXFQT.(rus.).Zhang L., Wang Y. Application of IoT-based Air Quality Monitoring in Construction Sites // Environmental Engineering Research. 2022. Vol. 38. Issue 3. Pp. 78–92.Zhang L., Wang Y. Application of IoT-based Air Quality Monitoring in Construction Sites. Environmental Engineering Research. 2022; 38(3):78-92.Акентьева Е.М., Клюева М.В. Адаптация строительной отрасли экономики к изменению климата на основе анализа погодно-климатических рисков (на примере Псковской, Смоленской и Брянской областей) // Труды Главной геофизической обсерватории им. А.И. Воейкова. 2018. № 590. С. 103–117. EDN VPJDUG.Akentyeva E.M., Klueva M.V. Adaptation of construction sector to climate change based on the analysis of weather and climate risks (the case of Pskov, Smolensk and Bryansk regions). Proceedings of the Voeikov Main Geophysical Observatory. 2018; 590:103-117. EDN VPJDUG. (rus.).Манжилевская С.Е. Экологические риски на строительной площадке при точечной застройке в городе // Экология и промышленность России. 2024. Т. 28. № 6. С. 35–41. DOI: 10.18412/1816-0395-2024-6-35-41. EDN JPDUYP.Manzhilevskaya S.E. Environmental risks at a construction site during infill development in the city. Ecology and Industry of Russia. 2024; 28(6):35-41. DOI: 10.18412/1816-0395-2024-6-35-41. EDN JPDUYP.(rus.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.