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

NGHIÊN CỨU

ỨNG DỤNG

VAI TRÒ CỦA CÔNG NGHỆ HÌNH ẢNH

TRONG QUẢN LÝ AN TOÀN LAO ĐỘNG TRÊN CÔNG TRƯỜNG XÂY DỰNG
Ths. Lê Ngọc Lan*
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

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

*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 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

Số 62-63.2019

XÂY DỰNG & ĐÔ THỊ

93


NGHIÊN CỨU

ỨNG DỤNG

phó 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

94 HỌC VIỆN CÁN BỘ QUẢN LÝ XÂY DỰNG VÀ ĐÔ THỊ

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

NGHIÊN CỨU

ỨNG DỤNG

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

nghiên 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 2-52008, 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.

Số 62-63.2019

XÂY DỰNG & ĐÔ THỊ

95