(English below)

An toàn xây dựng đã được đổi mới như một chủ đề quan trọng sau khi tòa nhà Champlain Towers South sụp đổ ở Surfside, Florida. Trong bối cảnh thay đổi môi trường đang diễn ra và nhiều yếu tố có thể ảnh hưởng đến tính toàn vẹn của các tòa nhà, điều này càng trở nên quan trọng hơn khi các tòa nhà trở nên dễ bị ảnh hưởng.

Cả trong giai đoạn xây dựng và sau đó, an toàn của tòa nhà có thể được mô hình hóa và hiểu rõ hơn bằng cách sử dụng GIS.

Sử dụng GIS để tìm các trang web xây dựng an toàn
Trong một nghiên cứu về việc lựa chọn địa điểm xây dựng và sử dụng GIS ở các khu vực đồi núi, người ta đã chứng minh rằng GIS có thể hiệu quả để tìm kiếm các địa điểm xây dựng an toàn. Đặc biệt, cách tiếp cận chứng minh rằng việc lập mô hình vị trí và chất lượng địa hình cùng nhau giúp xác định mức độ an toàn của một tòa nhà ở một vị trí cụ thể.

Dữ liệu về độ dốc và khía cạnh được tìm thấy để giúp xác định khu vực nào tương đối phù hợp hơn. Nghiên cứu đã chứng minh rằng việc sử dụng GIS có thể bổ sung cho thiết kế truyền thống, có sự hỗ trợ của máy tính (CAD) bằng cách giúp đưa ra lựa chọn tốt hơn về vị trí xây dựng, xác định các khu vực phù hợp hơn.
Trong một cách tiếp cận gần đây, các nhà nghiên cứu đã tích hợp mô hình thông tin tòa nhà (BIM), kết hợp thông tin về chất lượng cấu trúc bên trong của tòa nhà, với GIS kết hợp chất lượng đất và bề mặt trong một địa điểm xây dựng có thể tốt hơn cho việc bảo vệ tòa nhà vì cả nền tảng và cấu trúc chất lượng có thể được đánh giá cùng nhau. Ví dụ, có thể đánh giá mức độ phù hợp của vật liệu xây dựng cụ thể và bê tông so với loại đất mà tòa nhà được xây dựng trên đó. Kết quả đầu ra bao gồm các mô hình bề mặt và bề mặt giúp xác định các điểm yếu tiềm ẩn hoặc các khu vực dễ bị tổn thương của một tòa nhà và địa điểm xây dựng.

Một lĩnh vực nghiên cứu là mô hình hóa các môi trường khắc nghiệt hơn, bao gồm cả các hiểm họa môi trường, để đảm bảo rằng các tòa nhà có thể được xây dựng an toàn trong một khu vực nhất định. Tại Kuwait, phương pháp tiếp cận GIS để xây dựng an toàn không chỉ xem xét từng địa điểm mà toàn bộ thành phố được đề xuất phân tích bằng các công cụ GIS.

Khung GIS này tích hợp nhiều loại dữ liệu liên quan đến an toàn nhưng cũng như văn hóa và dữ liệu khác để giúp các nhà lập kế hoạch đưa ra lựa chọn tốt hơn cho việc xây dựng địa điểm. Trong trường hợp này, khung xây dựng kết hợp mô hình độ cao kỹ thuật số, lập bản đồ địa chất, địa mạo, hiểm họa tự nhiên, di sản / khảo cổ, khu vực quân sự, mỏ dầu và đất để xác định các khu vực nơi xây dựng địa điểm có thể phù hợp hơn.

Mô phỏng không gian để xây dựng kế hoạch sơ tán
Trong khi mô hình địa điểm xây dựng và an toàn trong xây dựng là rất quan trọng, một khía cạnh quan trọng khác của GIS là khả năng được sử dụng để mô phỏng không gian. Ví dụ, GIS và phân tích không gian cụ thể có thể được sử dụng với các mô hình dựa trên tác nhân (ABM) để mô phỏng các kế hoạch sơ tán của tòa nhà. Các nhà quy hoạch đã có thể sử dụng GIS và ABM cùng nhau để xác định các khu vực tiềm năng mà lối thoát hiểm có thể không đủ và xác định khả năng an toàn hơn cho các tòa nhà, bao gồm cả những nơi có thể xây mới.

Fire Dynamic Simulator là một ví dụ trong đó mô phỏng có thể được sử dụng để xác định sự phát triển và lây lan của đám cháy và hiệu suất sơ tán dựa trên đám đông bên trong các tòa nhà. Đây có thể được sử dụng như một công cụ lập kế hoạch và đánh giá để giúp các chuyên gia an toàn xác định thiết kế lối ra của tòa nhà và năng lực đám đông.

Theo một cách tiếp cận khác, người ta đã đề xuất một mô hình sơ tán thời gian thực có thể hiệu quả hơn vì nó có thể tính đến các chướng ngại vật và chướng ngại vật phát triển trong một sự kiện như hỏa hoạn hoặc thảm họa tại một khu vực xây dựng. Trong trường hợp này, một mô hình mô phỏng được phát triển để giải thích động cho tòa nhà khi nó bị ảnh hưởng trong một sự kiện để có thể tính toán con đường sơ tán tốt nhất dựa trên các sự kiện thực tế bằng cách sử dụng thuật toán Dijkstra có trọng số.
Ứng dụng của cách tiếp cận như vậy là những người cư ngụ trong tòa nhà có thể được cung cấp dữ liệu thời gian thực, có thể thông qua điện thoại của họ hoặc các phương tiện truyền thông khác, khi một sự kiện đang xảy ra để họ có thể chọn con đường tốt nhất để sơ tán.

Chúng ta có thể thấy rằng vị trí và sự an toàn của địa điểm xây dựng không phải là những chủ đề dễ dàng mà khá phức tạp, vì nhiều yếu tố có thể ảnh hưởng đến sự an toàn. Nghiên cứu gần đây đã xem xét các yếu tố môi trường và địa chất trong việc lựa chọn địa điểm xây dựng, đồng thời lập kế hoạch sơ tán và thoát hiểm tốt hơn có thể giúp mọi người sống sót sau các sự kiện chấn thương, khẩn cấp trong các tòa nhà như hỏa hoạn. Trong tất cả những trường hợp này, GIS có thể cung cấp cho các nhà lập kế hoạch các công cụ tốt hơn để cứu sống nhiều người hơn và lập kế hoạch xây dựng tốt hơn.

-------

GIS and Building Safety
Building safety has renewed as an important topic after the Champlain Towers South collapse in Surfside, Florida. In light of environmental change being experienced and a variety of factors that can affect the integrity of buildings, this has become more important as buildings become susceptible.

Both during the construction phase, and after, building safety can be better modeled and understood using GIS.

Using GIS to Find Safe Building Sites
In a study on choosing building sites and using GIS in hilly areas, it was demonstrated that GIS can be effective for finding safe building sites. In particular, the approach demonstrates that modeling the location and topographical qualities together help to determine how safe a building is in a particular location.

Slope and aspect data were found to help determine which areas are relatively more suitable. The study demonstrated that using GIS can supplement traditional, computer-aided design (CAD) by helping to make better choice regarding building location, identifying better areas of suitability.
In a recent approach, researchers integrated building information modeling (BIM), which combines information about a building’s internal, structural qualities, with GIS that combines soil and subsurface qualities in a building site that can be better for protection of buildings because both foundational and construction quality can be assessed together. For instance, the suitability of specific building materials and concrete can be assessed relative to the soils the building is built on. The outputs include surface and subsurface models that help identify potential weak points or vulnerable areas of a building and building site. 

One area of research is modeling more extreme environments, including environmental hazards, to ensure that buildings can be safely built in a given area. In Kuwait, a GIS approach for building safety not only looks at individual sites but entire cities are proposed to be analyzed using GIS tools.

This GIS framework integrates a variety of safety-related but also cultural and other data to help planners make better choices for building sites. In this case, the building framework incorporates digital elevation modeling, geologic mapping, geomorphology, natural hazards, heritage/archaeological sites, military areas, oil fields, and soils to identify areas where building sites could be more suitable.

Spatial Simulations for Building Evacuation Plans
While building site modeling and safety in construction are critical, another important aspect of GIS is its ability to be used for spatial simulations. For instance, GIS, and spatial analysis specifically, can be used with agent-based models (ABMs) to simulate building evacuation plans. Planners have been able to use GIS and ABMs together to identify potential areas where exits may not be sufficient and determine a more safe capacity for buildings, including where new exists could be built.

The Fire Dynamic Simulator is one example where simulation can be used to identify fire growth and spread and evacuation performance based on crowds inside buildings. This can be used as a planning and evaluation tool to help safety experts to determine building exit design and crowd capacity.

In another approach, it was proposed a real-time evacuation model might be more efficient because it could account for obstructions and obstacles that develop during an event such as a fire or disaster at a building site. In this case, a simulation model is developed that dynamically accounts for the building as it is affected during an event so that the best pathway for evacuation can be calculated based on actual events using a weighted Dijkstra algorithm.
The application of such an approach is that building occupants could be given real-time data, perhaps through their phones or other media, as an event is occurring so that they can chose the best pathway to evacuate.

We can see that building site location and safety are not easy topics but rather complex, as a variety of factors can affect safety. Recent research has looked at environmental and geological factors in choosing building sites, while evacuation and better exit planning can help people survive traumatic, emergency events in buildings such as fires. In all these cases, GIS can provide planners with better tools to save more lives and plan better construction. 

Geolink tổng hợp từ GISlounge