《Building Research & Information》:Automated compliance checking for construction health and safety: an exploratory study in the UK
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英国建筑业面临持续的健康与安全风险。《2015年施工(设计与管理)法规》(CDM 2015)旨在通过在设计阶段嵌入安全来改善结果,但其基于结果的结构和对职责持有人能力的依赖使得合规难以实现和证明。尽管自动合规检查(ACC)工具存在于其他领域,但没有一个针对CD
英国建筑业面临持续的健康与安全风险。《2015年施工(设计与管理)法规》(CDM 2015)旨在通过在设计阶段嵌入安全来改善结果,但其基于结果的结构和对职责持有人能力的依赖使得合规难以实现和证明。尽管自动合规检查(ACC)工具存在于其他领域,但没有一个针对CDM 2015。本研究开发了一个数字合规检查系统,用于验证施工项目中的法规合规性。采用设计科学研究(DSR)方法,该人工制品与用户和利益相关者共同设计,并由行业专家评估。它通过基于场景特定响应的内置逻辑生成初始和职责持有人特定的问题。这项工作将CDM 2015职责形式化为可操作的合规逻辑,为主动的、项目团队主导的合规检查和未来的ACC发展提供了基础。专家评估认为该系统全面且有效,具有集成到更广泛组织平台的潜力。建议包括完善问题结构、增强可视化和报告功能,以及增加行动跟踪和证据提供机制。总体而言,该系统功能上适用,并有潜力提高合规实践的效率、一致性和透明度。本研究提供了实用的CDM 2015合规问题、一个新颖的项目团队数字工具以及未来发展的见解。
**论文解读:面向CDM 2015的自动合规检查系统开发——一项基于英国建筑业的设计科学研究**
**1. 研究背景与问题**
英国建筑业长期面临严重的健康与安全(H&S)挑战,其致死率是全行业平均水平的三倍。许多事故源于设计阶段,此时危险可能被遗漏、职责不清晰或协调不足,导致施工阶段出现控制缺失或高风险活动。为应对这些问题,《2015年施工(设计与管理)法规》(CDM 2015)采用基于结果、面向过程的方法,要求在设计阶段嵌入安全考量。然而,CDM 2015的合规检查目前主要依赖人工审查文件,这一过程高度依赖专家判断,劳动强度大、不一致且易出错。此外,现有自动合规检查(ACC)工具主要针对规定性、基于对象的法规,未能有效处理像CDM 2015这样面向过程、基于结果的法规,其合规依赖于设计阶段的协调、职责持有人责任的清晰度以及项目信息的完整性。因此,开展这项研究,旨在开发一个能够将CDM 2015职责形式化为可操作合规逻辑的数字系统,以支持主动、项目团队主导的合规检查,并为未来ACC发展奠定基础。该论文发表在《Building Research》。
**2. 主要关键技术方法**
研究人员采用设计科学研究(DSR)方法,在单一匿名英国建筑设计组织内开展实证活动。关键技术方法包括:(1)通过文献综述、21份项目经理问卷和16次半结构化访谈识别问题,收集组织流程与合规挑战;(2)分析CDM 2015法规条款结构,提取关键组件(如行为人、行动、对象、时间条件);(3)分析该组织的建筑信息模型(BIM)流程和模型,评估基于BIM的自动合规检查可行性;(4)与BIM和CDM经理进行非正式对话,明确系统需求;(5)基于决策树设计问题逻辑,在Microsoft PowerApps中构建前端界面,在SharePoint中搭建后端数据层,实现迭代原型开发;(6)通过5名专家依据5个维度(目标、环境、结构、活动、演化)进行定性评估,收集反馈并改进。
**3. 研究结果**
**组织CDM流程与文档:** 通过审查组织的业务管理系统,发现其CDM流程地图涵盖所有职责持有人(如主设计师、主承包商等)及其活动,并提供了多数CDM文档模板。但当前详细程度适合中型项目,对复杂项目不足,对小型项目过度。组织正在修订流程以更好地支持投标和交付阶段。
**项目H&S风险管理:** 21份问卷显示,项目主要使用五种方法管理H&S风险,最常见的是链接到图纸上危险三角形的电子表格。但存在格式问题、残余风险交接不确定性、与承包商/客户协调不足等。大型项目试用了更先进的系统(如GIS驱动方案、自定义Safetibase工具),但存在许可限制、手动输入、与BIM集成弱等问题。所有项目都接收了部分施工前信息,但质量和一致性参差不齐。
**CDM合规挑战:** 16名员工访谈指出,团队间对CDM的解释和应用差异大,CDM信息定位困难,沟通不一致,缺乏标准化流程和术语。CDM职责理解不均,常被当作专门任务而非共享设计责任。DRMS(设计风险管理计划)因模板非结构化且包含大量通用风险而质量不一。CDM信息常脱离核心设计工具,降低早期设计阶段可见性。
**问题与研究问题细化:** 基于上述发现,研究人员将原始研究问题细化为:如何开发一个审计系统来验证交付团队对CDM法规和组织政策的合规性?如何设计一个动态数字检查表,针对不同职责持有人角色和项目场景突出CDM合规关键关注点?开发的系统同时包含这两个要素。
**CDM法规分析:** 对CDM 2015法规的深入分析识别出八种常见条款组件(如行为人、行动、对象、时间条件、例外等),并赋予“合规影响”以捕捉条款的实际后果。这为设计逻辑提供了依据。
**BIM流程与模型分析:** 该组织的BIM流程遵循ISO 19650标准,但BIM和CDM经理反馈表明,当前BIM模型和流程不足以支持全自动CDM合规检查。早期模型精度不足,CDM要求持续合规(贯穿设计和施工阶段),而现有ACC工具通常只评估设计完成阶段。因此,基于BIM的自动合规检查目前不可行。
**系统需求与开发:** 员工访谈强调系统应用户友好、节省时间成本、基于Web、可集成现有工具、支持详细设计级风险问题,并提供清晰指导。研究人员据此开发了原型系统,包含初始问题和基于场景的职责持有人特定问题,通过内置逻辑生成初步合规报告,供CDM负责人审查和修订。系统在Microsoft PowerApps中实现前端,SharePoint为后端,支持版本控制和审计。
**系统评估:** 5名专家评估认为系统全面有效,能减少当前审计的碎片化问题,提高一致性和可追溯性。主要改进建议包括:与现有企业系统(如Oracle、H&S平台)集成;调整问题结构和响应选项以改善可用性;增强可视化和报告功能;增加行动跟踪和证据提供机制。尽管有这些建议,专家普遍认为该系统在实践中具有价值,并描述为“他们见过的最全面的CDM审计工具”。
**4. 讨论与结论**
**讨论部分总结:** 评估结果确认了系统的全面性和提高CDM审计的潜力,但也指出与现有系统集成、增强可视化、行动跟踪和证据提供是实现可操作和可信输出的关键。这些主题与英国建筑业广泛报道的挑战一致,并与新兴数字建筑许可(DBP)研究强调的结构化、可审计信息流相呼应。与现有研究相比,以往ACC主要关注规定性、基于对象的法规,而本研究通过操作化过程性职责(如CDM 2015),并整合法定和组织要求,嵌入人工循环验证,填补了领域空白。该系统具有全球扩展潜力,因为CDM根据欧盟指令92/57/EEC制定,核心逻辑可适配其他面向过程的H&S法规。实践贡献包括:整合法定与组织要求、支持早期连续合规监控、通过人工循环验证增强可信度、为过程导向合规检查提供可复制框架。知识贡献方面:首次提供CDM 2015要求的结构化可操作表示(合规问题集);方法上展示DSR如何将复杂非规定性法规转化为数字合规逻辑;引入一个支持主动项目团队主导合规检查的数字系统原型,拓展了ACC研究视角。
**研究结论翻译:** 这项工作展示了如何将面向过程、基于结果的法规(如CDM 2015)转化为结构化、可检查的逻辑,并通过数字合规检查系统进行操作化。通过嵌入实践者专业知识并支持主动、实践者主导的验证,该人工制品提供了一种新颖的、可操作的模式来增强面向安全的设计,并为未来合规工具提供了可复制框架。研究结果指出了将数字合规支持集成到设计阶段工作流程中的实践路径,并为未来可扩展监管技术的研究奠定了基础。该研究回答了其两个研究问题:展示了CDM 2015职责如何转化为可操作的合规检查过程,以及如何将这些职责嵌入到场景特定问题集中,支持早期结构化设计决策。同时,本研究存在局限性:基于单一组织的数据,需在更多组织中进行测试;系统针对英国CDM 2015定制,适配其他司法管辖区需进一步工作。未来研究应考察实践中的采纳过程,并探索通向全自动合规检查的路径。