Модель выбора эффективных решений для повышения безопасности труда и экологической безопасности строительства в городских условиях

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. 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. 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. 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.

1. Иванов П.П., Сидоров А.Н. Методика оценки экологических рисков при организации строительных работ // Строительная механика и расчет сооружений. 2019. № 2. 105–112.

2. Кабанов В.Н. Технический критерий выбора экскаватора для разработки котлована // Инженерный вестник Дона. 2021. № 1 (73). С. 298–306. EDN NVCAUQ.

3. Голубова О.С. Показатели экономической эффективности строительных работ // Экономическая наука сегодня. 2018. № 8. С. 130–138. EDN GUFYPZ.

4. 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.v9i4.1382

5. Jin 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.2019.102861

6. Ma 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/SI93-040.1

7. Okakpu 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: 10.1080/17452007.2019.1617671

8. Shafique 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/app9102069

9. Shuang 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.2019.02.035

10. Филиппов 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.

11. 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.

12. 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.

13. 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.

14. Brown J., Smith K. Environmental Impact Assessment for Urban Construction // Journal of Sustainable Engineering. 2021. Vol. 45. Issue 6. Pp. 230–245.

15. 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.

16. 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.

17. 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.

18. Wiener N. Cybernetics: or Control and Communication in the Animal and the Machine. The MIT Press, 1948. 231 p.

19. 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.

20. 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.

21. 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.

22. 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.