Kıyı yapısı inşaatları için iş güvenliği risk yönetim sistemi
Occupational safety risk management system for coastal structure construction
Yazar: DİNÇER İNANÇ YILMAZ
Danışman: DOÇ. DR. DENİZ ARTAN
İstanbul Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences ; İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: BİM = BİM ; Yüklenici firmalar = Contractor firms ; İş güvenliği = Work safety ; İş güvenliği uzmanı = Occupational safety specialist

Özet:
İnşaat sektörü, dünya genelinde yüksek iş kazası rakamlarıyla en tehlikeli sektörler arasında yer almaktadır. Kıyı inşaatı, iş yerindeki son derece riskli ortam ve öngörülemeyen koşullar nedeniyle daha da tehlikelidir. Kıyı yapısı yüklenicilerinin istatistiklerinden elde edilen veriler, kıyı yapısı inşaat işlerinde 'büyük kaza' oranının, genel inşaat işlerinden 2,5 kat daha yüksek olduğunu göstermektedir. Benzer şekilde, '3 günden fazla süren' kazalar için, kıyı inşaat işlerinde kaza oranı, genel inşaat işlerindeki oranın neredeyse iki katına çıkmaktadır. Kıyı inşaat işlerinde yönetilmesi zor olan belirli tehlikeler söz konusudur ve yüksek sayıdaki büyük kaza ve ölümlere rağmen, kıyı yapısı inşaat işleri için iş sağlığı ve güvenliğiyle ilgili literatür ve rehberlik yetersizdir.
İş sağlığı ve güvenliği (İSG) risklerinin etkin yönetimi, inşaat projelerinde can kayıplarını, yaralanmaları, gecikmeleri ve maliyet aşımlarını önleyebilir; bu nedenle, inşaat organizasyonlarının güvenlik yönetiminin stratejik karar alma sürecinin bir parçasını oluşturmasını sağlamaları gerekir. Literatürde, profesyonel kişilerin belirli inşaat projelerinde (örneğin, köprü, tünel) güvenliği yönetmelerine yardımcı olmak için çeşitli İSG risk yönetimi araçları geliştirilmiştir, ancak bu sistemlerin hiçbiri kıyı inşaatına odaklanmamakta ve iş kalemleri, risk faktörleri ve risk azaltma yöntemleri genel inşaat işlerinden önemli ölçüde farklı olduğu için hem literatürde hem de uygulamada önemli bir boşluk bırakmaktadır.
Projelerin karmaşıklığı, sürekli değişen tehlikeler, değişken işgücü, alt yükleniciliğe olan yoğun bağımlılık ve karmaşık yasal mevzuat çerçevesi nedeniyle İSG yönetiminin inşaat sektöründe uygulanması daha zordur. Ayrıca, İSG yönetimi özel bilgi ve rehberlik olmadan yanlış yönlendirilebilir. Bu nedenle, bilinçli risk değerlendirmeleri ve etkili risk azaltma uygulamaları yapmak için, İSG personelinin hem (1) sahadaki mevcut faaliyetler ve risklerle ilgili yapılandırılmış bilgilere hem de (2) pratik İSG bilgisi ve rehberliğine, hızlı ve sürekli erişime ihtiyacı vardır. İş güvenliği yönetimini daha iyi desteklemek için bilgiye dayalı risk yönetim sistemlerinin geliştirilmesine duyulan özel ihtiyaç, birçok araştırmacı tarafından vurgulanmıştır. Ayrıca, son çalışmalarda iş güvenliği risk yönetimini desteklemek için dijital teknolojilerin kullanılması önerilmiştir. İSG risk yönetimi için hem bilgi tabanlı hem de dijital sistemler üzerine yapılan araştırmaların çoğalmasına rağmen, kıyı yapısı inşaatlarında iş güvenliği risklerinin değerlendirilmesi için bu tür sistemlere duyulan ihtiyaç literatürde ihmal edilmiş görünmektedir.
Bu çalışmanın katkıları (1) risk unsurlarının yapılandırılmış bir risk veri tabanında anlık ve sürekli olarak toplanması, (2) kıyı yapısı inşaat işlerinde uzmanlaşmış bilgi tabanlı bir iş güvenliği risk yönetim sistemi ve (3) İSG risk verilerinin BIM ile entegrasyonuna yönelik bir vizyondur. Geliştirilen dinamik sistem ile gerçek zamanlı iş güvenliği risk verileri toplanabilir ve yapılandırılmış veriler olarak saklanabilir, böylece manuel veri girişi ve işleme için harcanacak zaman kaybı ve çaba önlenir. Yöneticiler bu risk bilgi veri tabanını kullanarak mevcut proje hakkında kritik kararlar alabilir, uzun vadeli İSG planlaması yapabilir ve gelecekteki projelerde riskten kaçınmak için organizasyonel bir öğrenme yaklaşımı kullanabilir.
Bu çalışmanın temel amacı, (1) sahadan risk verilerini yapılandırılmış ve sürekli bir şekilde toplayan ve (2) dijital teknolojileri kullanarak etkili risk yönetimini desteklemek için bilgiye dayalı karar vermeyi kolaylaştıran, kıyı yapısı inşaat projelerinin özel ihtiyaçlarına göre uyarlanmış bir iş güvenliği risk yönetimi sistemi geliştirmektir. Önerilen sistemin, toplanan risk verilerinin BIM modelinde görselleştirilmesini sağlamak için gelecekte BIM ile entegre olması öngörülmektedir. Bu amaca ulaşmak için bir prototip geliştirilmiş ve iki kıyı yapısı inşaat projesinde test edilmiştir. Bu çalışmada, sistem mimarisinin geliştirilmesi sunulmakta, grafik kullanıcı arayüzlerini (GUI) kullanım senaryoları aracılığıyla açıklamakta ve son olarak prototipin gerçek şantiyelerde doğrulanması gösterilmektedir.
Bu araştırma, kıyı yapısı inşaat işlerinde dijital teknolojiler kullanılarak geliştirilen bir iş güvenliği risk yönetim sistemine odaklanmış ve bu süreç beş adımı takip etmiştir; (1) literatürün ve sektörde kullanılan risk yönetimi araçlarının incelenmesi, (2) kıyı yapısı inşaat projelerindeki İSG risk faktörlerinin ve iş kalemlerinin belirlenmesi, (3) saha araştırması yoluyla prototip için risk puanlarının ve sistem gereksinimlerinin belirlenmesi, (4) prototipin geliştirilmesi ve (5) prototipin test edilmesi.
İlk adımda, mevcut bilgileri, araştırma boşluğunu ve çalışmanın kapsamını belirlemek için literatürün, kaza istatistiklerinin ve kıyı yapısı inşaatı işlerindeki yasal mevzuat çerçevesinin bir analizi yapılmıştır. İkinci adımda, detaylı bir literatür taraması ve yasal mevzuat çerçevesinin analizi ile kıyı yapısı inşaat projelerindeki iş güvenliği risk faktörleri ve iş kalemleri belirlenmiştir. Bunlar daha sonra literatürden elde edilen risk faktörleri listesini doğrulamak ve sektörde karşılaşılan ek risk faktörlerini belirlemek için amaçlı örnekleme yöntemiyle seçilen İSG ve kıyı yapısı projeleri konusunda ortalama 18 yıllık uzmanlığa sahip 10 uzmanla tartışılmıştır. Belirlenen iş güvenliği risk faktörlerinin ilgili kıyı yapısı inşaatı iş kalemlerine atanması ve her bir risk faktörü için etki türü ve etki grubunun belirlenmesi de bu adımda gerçekleştirilmiştir. Üçüncü adımda, (1) kıyı yapısı inşaatı risk faktörleri ile ilgili gerekli bilgileri toplamak ve (2) kıyı yapısı inşaat projeleri için geliştirilecek bir risk değerlendirme aracının sistem gereksinimleri konusunda sektörün algılarını analiz etmek amacıyla bir saha araştırması gerçekleştirilmiştir. Anket, İSG ve kıyı yapısı projeleri konusunda ortalama 15 yıllık uzmanlığa sahip 49 profesyonel kişi ile gerçekleştirilmiştir. Amaçlı örnekleme yöntemiyle belirlenen ve bir önceki adımda görüşülen 10 uzmanı da içeren uzmanlara ulaşmak için Elektronik Kamu Alımları Platformu kullanılmıştır. Anketin ilk bölümünde, risk faktörlerinin risk puanlarını (etki değeri ve görülme sıklığı) belirlemek için beşli Likert Ölçeği kullanılmıştır. İkinci bölümde katılımcılara (1) mevcut İSG risk yönetimi uygulamasındaki temel eksiklikler ve (2) açık uçlu sorular kullanılarak kıyı yapısı inşaat projeleri için geliştirilecek bir risk değerlendirme aracının sistem gereksinimlerine ilişkin algıları sorulmuştur. Dördüncü adım, prototipin geliştirilmesini içermektedir. Sistem mimarisi, prototip bilgi akışı, grafiksel kullanıcı arayüzü (GUI) ve risk değerlendirme raporları (yani prototipin çıktısı), saha araştırması görüşlerinden elde edilen sektör gereksinimlerine dayanarak geliştirilmiştir. Beşinci ve son adım, prototipin iki kıyı yapısı inşaat projesinde (biri orta ölçekli, diğeri büyük ölçekli) vaka çalışmaları yoluyla uygulanması ve test edilmesidir. Verifikasyon ve validasyon süreci, iki vaka çalışması projesinde çalışan toplam teknik personel sayısı olan 15 proje ekibi üyesi ile uygulanmıştır.  Prototipin gerekli görevlerdeki işlevselliği, projeler boyunca kullanıcı geri bildirimlerini kaydederek ve gerektiğinde çözümler geliştirerek gerçek şantiyelerde uygulanmasıyla doğrulanmıştır. Ayrıca, son kullanıcıların bakış açısından sistemin uygulanabilirliğini, pratikliğini ve kullanılabilirliğini ölçmek için bir validasyon anketi yapılmıştır.
Kıyı yapısı inşaat işlerinde uzmanlaşmış bilgi tabanlı İSG risk yönetim sistemi, yapılan prototipte özellikle kıyı yapısı inşaatı İSG risk yönetimi için bilgi tabanlı bir çözüm sunmuştur. Bu sistem, iş güvenliği literatürüne orijinal bir katkı sağlamaktadır. Önerilen sistem, kullanıcılarını (1) kıyı yapısı inşaatındaki iş kalemleri, (2) her bir iş kaleminde yer alan İSG risk faktörleri, (3) önerilen risk puanları, (4) risk etkileri, (5) olası etki grupları ve (6) her bir risk faktörü için ilgili mevzuat dahil olmak üzere kıyı yapısı inşaatı güvenliği ile ilgili güncel bilgilerle desteklemektedir. Böylece, kıyı yapısı inşaatında gözlemlenen belirli konulardan çıkarılan derslere odaklanarak, kullanıcılar risklerin olası sonuçlarını dikkate alarak ve alınabilecek önlemleri öğrenerek daha bilinçli risk değerlendirmeleri yapabilirler.
Prototipin daha fazla gerçek şantiyelerde uygulanması, gelecekte prototipin daha da geliştirilmesi için farklı perspektifler sağlayabilir. Bu çalışmanın kapsamı kıyı yapısı inşaatı ile sınırlı olduğundan, prototipin diğer inşaat projeleri türleri (örneğin, üstyapı projeleri ve ulaştırma projeleri) uygulanabilir versiyonlarının geliştirilmesi için daha fazla değerlendirme yapılması gerekmektedir. Aynı yaklaşım, geliştirilen sistemdeki iş kalemleri, risk faktörleri ve risk değerleri değiştirilerek diğer proje türlerine de uygulanabilir. Ayrıca, toplanan risk verileri üzerinde sorgulama yapmak için çeşitli filtreleme / sıralama kriterleri prototipe eklenebilir. Direkt olarak kıyı olarak tanımlanmayan ancak kıyı yapısı inşaatı disiplini altında olan, deniz ortasında bulunan köprü ayakları, açık deniz rüzgâr enerji santralleri ve batırma tipi tünel inşaatları vb. projelerin inşaatı sırasında uygulanabilir bir prototip olma özelliğine sahiptir.
Bu çalışma, kıyı yapısı inşaat şantiyelerindeki iş güvenliği risklerinin yapılandırılmış bir şekilde toplanmasını ve analiz edilmesini sağlayan dijital bir iş güvenliği risk yönetim sistemini tanımlamaktadır. Geliştirilen sistemde, saha çalışanları sahadan risk bilgilerini (yani değerlendirilen iş kalemi, ilgili risk faktörleri ve puanları, konum, tarih / saat, fotoğraf ve değerlendirici yorumları) girmekte ve ilk risk değerlendirmesini yapmaktadır. Önerilen sistem aracılığıyla yapılandırılmış risk verilerine anlık ve sürekli erişime sahip olan teknik ofis çalışanları, prototipin sunduğu kıyı yapısı inşaatı İSG bilgisinin desteğiyle hızlı risk azaltma önlemleri önerebilir ve belirlenen iş güvenliği risklerini etkili bir şekilde yönetebilir. Ayrıca, toplanan risk verilerinin gelecekte BIM modelinde görselleştirilmesi, zaman içinde ortak sorunların kümelerini ve sorunların mekânsal ilişkilerini eşzamanlı olarak göstererek karar vericiler için fayda sağlayabilir ve bu da kök neden analizini destekleyebilir.
İnşaat aşamasında İSG risk verilerinin BIM ile entegrasyonu için bir vizyon olarak BIM ile entegre risk yönetiminin etkin risk iletişimi sağlaması ve dinamik inşaat sürecini desteklemesi beklenmektedir. Ayrıca bu çalışmada benimsenen uygulamalı araştırma yaklaşımı, gerçek şantiyelerden risk verileri sağlayarak gelecekteki çalışmalara katkıda bulunabilir. Birden fazla uygulamanın ardından, prototip tarafından toplanan verileri analiz etmek ve kıyı yapısı inşaat projelerinde İSG risklerini yönetmenin daha etkili yollarını keşfetmek amacıyla yapay zekâ (AI) entegre edilebilir, anlık veri akışını sağlamak, yaklaşan tehlikeleri ve riskleri tespit etmek amacı ile şantiye sahalarına sensör yerleştirilerek sistem daha efektif kullanılabilir. Gelecekteki çalışmaların bir parçası olarak, prototip diğer inşaat türlerine kolayca uyarlanabilir ve ticari bir ürün olarak uygulanabilir.

Abstract:
The construction industry is among the most hazardous industries worldwide, with high numbers of occupational fatalities. Despite its 6% to 10% share in the workforce, the construction sector accounts for 25% to 40% of work-related deaths. Coastal construction is even more hazardous due to the hostile environment and unpredictable conditions at the workplace. Data from marine contractors' statistics show that while the average 'major accident' incident rate per 100.000 employees is 328 for general construction works, it is 2,5 times higher for coastal construction works with a rate of 833 per 100.000 employees. Similarly, for 'over 3 days' incidents, while the general construction incidence rate is 995 per 100000 employees, this is nearly doubles for coastal construction works, reaching a rate of 1.875 per 100.000 employees. There are specific hazards associated with coastal works that are difficult to manage, and yet, despite the high number of major accidents and fatalities, health and safety-related literature and guidance are scant for coastal construction works.
Effective management of occupational health and safety (OHS) risks can prevent loss of life, injuries, delays, and cost overruns in construction projects; thus, construction organizations need to ensure that safety management forms a part of strategic decision. Several OHS risk management tools have been developed in the literature to help professionals manage safety in certain types of construction projects (i.e., bridge, tunnel). However, none of these systems focus on coastal construction, leaving a gap in both the literature and practice, since the work activities, risk factors and mitigation methods are significantly different from those in general construction works.
OHS management is harder to implement in the construction industry due to the complexity of projects, constantly changing hazards, fluid workforce, heavy reliance on sub-contracting, and the complicated regulatory framework. Furthermore, OHS management may be misguided without specific knowledge and guidance. Therefore, to make informed risk assessments and effective mitigation implementations, OHS personnel need rapid and continuous access to both: (1) structured information regarding the current activities and risks on site and (2) practical OHS knowledge and guidance. The specific need for the development of knowledge-based risk management systems to better support safety management has been underlined by many researchers. Furthermore, utilizing digital technologies (e.g., building information modeling (BIM), digital twins, immersive technologies, and construction 4.0) has been proposed for supporting safety risk management in recent studies. Despite the proliferation of research on both knowledge-based and digital systems for OHS risk management, the need for such systems for the assessment of safety risks in coastal construction seems neglected in the literature. 
The main objective of this study is to develop an occupational safety risk management system tailored to the specific needs of coastal construction projects that (1) collects risk data from the site in a structured and continuous manner and (2) facilitates knowledge-based decision-making to support effective risk management utilizing digital technologies. The proposed system is envisaged to integrate with BIM in the future to enable visualization of the collected risk data within the BIM model. To achieve this objective, a prototype was developed and tested in two coastal construction projects. This study presents the system architecture development, explains the graphical user interfaces (GUIs) via use cases, and finally demonstrates the validation of the prototype in real-world construction sites.
To develop an occupational safety risk management system for coastal construction works utilizing digital technologies, this research study followed five steps: (1) review of the literature and risk management tools used in the industry, (2) determination of the OHS risk factors and activities in the coastal construction projects, (3) determination of the risk scores and system requirements for the prototype via a field survey, (4) development of the prototype, and (5) testing the prototype. In the first step, an analysis of the literature, accident statistics, and the regulatory framework in coastal construction works was undertaken to determine the available information, research gap, and scope of the study. In the second step, occupational safety risk factors and work items in coastal construction projects were determined by a detailed literature review and analysis of the regulatory framework. These were then discussed with 10 experts, each with an average of 18 years of expertise in OHS and coastal projects, selected using a purposive sampling method to validate the list of risk factors obtained from the literature and identify additional risk factors encountered in the industry. The assignment of the determined safety risk factors to relevant coastal construction work items as well as the determination of the impact type and impact group for each risk factor were also conducted in this step. In the third step, a field survey was conducted to (1) collect the necessary information related to the coastal construction risk factors and (2) analyze industry perceptions regarding system requirements for a risk assessment tool that will be developed for coastal construction projects. The survey was executed with 49 professionals, with an average of 15 years of expertise in OHS and coastal projects. The Electronic Public Procurement Platform was used to reach the experts, who were identified through purposive sampling method and included the 10 experts interviewed in the previous step. In the first part of the survey, a five-point Likert Scale was used to determine the risk scores (impact and likelihood values) of the risk factors. In the second part, participants were questioned about (1) the main shortcoming in the current OHS risk management implementation and (2) their perceptions of the system requirements of a risk assessment tool that will be developed for coastal construction projects using open-ended questions. The fourth step involved the development of the prototype. The system architecture, prototype information flow, graphical user interface (GUI), and risk assessment reports (i.e., the output of the prototype) were developed based on the requirements of the industry that were acquired from the field survey insights. The fifth and final step is deployment and testing the prototype via case studies in two coastal construction projects (i.e., one medium-scale and one large-scale). The functionality of the prototype in the required tasks was verified in the real-world application by recording the user feedback throughout the projects and developing relevant solutions where needed. At the same time, a validation survey was undertaken to measure the applicability, practicality, and usability of the system from the end-users' point of view.
The developed prototype was deployed in two real-world coastal construction projects; The Cesme Ilica Harbor Project, which is a large-scale coastal structure and The Balikliova Fisherman's Port Project, which is a medium-scale coastal structure. It should be noted that the deployment and testing included the mobile "field employee module" and the "technical office module". The BIM integration module is presented as a future extension to the prototype and was not included in the testing process. In the large-scale project, 30 work items and 84 risk assessments were recorded in the system. The medium-scale project had 20 work items and recorded 52 risk assessments. With these risk assessment entries via the mobile website by field employees, the functionality in the required tasks (e.g., work item selection, entering risk score to risk factors) was verified. On the other hand, because of the assessment queries by the technical office employees, the functionality of the required tasks in the technical office module (e.g., performing queries on the collected assessments, and creating OHS risk assessment reports) was tested. The prototype was used by 5 field employees and 3 technical office employees in the large-scale Cesme Ilica Harbor Project and 4 field employees and 3 technical office employees in the medium-scale Fisherman's Port Project, who are responsible for OHS risk management. A brief training was given to the users regarding the functions and GUIs of the prototype. A total of 136 initial risk assessments and 45 final risk assessments were collected during the case studies. The users' experience and their suggestions for improvements were recorded by the researchers.
Since the project teams in the case study coastal projects were already applying the traditional methods of risk assessment before the deployment of the proposed prototype, the users were asked to provide comparative feedback. As a result of their experience with the prototype, field employees reported that (1) they were able to enter site risk data and complete risk assessments with fewer errors and (2) it took them a shorter time to complete the risk assessments when compared to the traditional method, owing to automatic location detection and the guidance of the prototype in entering the necessary information. As a result of the field employees' suggestions, the following improvements were undertaken during the case study: (1) written guidance for performing tasks was added to each screen, and (2) a list of prior assessments was added to the field employee module. On the other hand, technical employees reported that (1) the prototype collects the necessary information to understand the reported issues in detail and in a structured manner (i.e., related work item, risk factors, and scores, assessment location, date / time, photo, assessor information and explanations as presented in Use Case 1), (2) the availability of structured information regarding the risk issues saved time and effort required for manual data input and processing, and (3) collected risk data can be effectively filtered and statistically analyzed with the prototype. Their suggestions included the inclusion of a link to the related legislation in the risk factor details so that technical office employees could analyze the legislative requirements before deciding on the mitigation measures. In this way, the prototype architecture, information flow and GUIs were verified.
To validate the prototype, a validation survey, which is used to measure the applicability, practicality, and usability of the system from the end-users' point of view, was undertaken with 15 prototype users. Survey questions were based on the Likert scale and were adapted from the System Usability (SUS) and the Usefulness, Satisfaction, and Ease of Use (USE) scales, which are used to collect user feedback after they interact with a new system. SUS and USE have been widely adopted in various domains for measuring user satisfaction measurements and determining the usability of proposed systems. 
A total of 15 validation surveys were returned, including responses from all 15 technical personnel working on the two case study projects. Participants' demographic information and their responses to the validation survey were analyzed. According to the average scores obtained, the personnel working in the field think that the OHS software prototype is applicable (4.80/5.00), practical (4.70/5.00), and usable (4.70/5.00), which indicates end-user satisfaction. The personnel in the technical office found the prototype applicable (5.00/5.00), practical (4.90/5.00), usable (4.90/5.00).
The contributions of the study can be summarized under three aspects. (1) Instant and continuous collection of risk issues in a structured risk database: The proposed occupational safety risk management system is designed as an effective platform for the instant and continuous collection of risk issues from the site to ensure prompt mitigation response. Collected data is stored as structured risk information in a database automatically reported to the decision-makers, to avoid the errors, loss of time, and effort, required for manual data input and processing. Moreover, storing structured risk information in a database allows managers to make critical decisions about the current project, undertake long-term OHS planning, and utilize organizational learning approaches for risk avoidance in future projects. Suggested that effective management of large amounts of risk information, as well as accurate data extraction and proper communication with other project participants, are precondition for the success of risk management. In this way, valuable knowledge and experience acquired can be used to contribute to managing risks in future projects. The developed prototype is a significant contribution to risk information management in this aspect. The prototype collects the risk information from the construction site in six simple steps (i.e., activity being assessed, risk factors and scores, location, date / time, photo, and assessor interpretations), offering a practical and user-friendly approach to the system user.
(2) Knowledge-based OHS risk management system specialized in coastal construction works: A knowledge-based solution has been developed in the prototype specifically for coastal construction OHS risk management, constituting an original contribution to the safety literature. It supports its users with up-to-date information related to coastal construction safety including (1) work items in coastal construction, (2) OHS risk factors involved in each work item, (3) suggested risk scores, (4) risk impacts, (5) possible impact groups and (6) related legislation for each risk factor. By focusing on the lessons learned from the specific issues observed in coastal construction, users can make more informed risk assessments, considering the possible consequences of the risks into account and learning about possible consequences of the risks and learning about potential precautions that can be taken.
(3) A vision for the integration of OHS risk data with BIM in the construction phase: BIM-integrated risk management is expected to utilize efficient risk communication and support the dynamic construction process. Therefore, another important contribution of the study is the developed vision for BIM integration in both the collection and processing of risk information in the construction phase, unlike the proliferated studies tackling OHS and BIM integration in the design phase. Owing to the automatic location detection utilized in the prototype, all issues can be visually presented in the integrated BIM model, highlighting their degrees of acceptability. This visualization may help technical office employees comprehend the spatial relationships and repeating patterns, thus enabling improved problem-solving capabilities in the design of mitigation measures for the risk issues reported. Furthermore, the lack of studies focusing on integrating BIM with traditional risk management methods, still play a significant role in real projects, was highlighted by previous researchers. By integrating BIM with the widely used traditional risk assessment approach, the developed vision ensures practical applicability.
There are also some limitations in the study. Firstly, the verification and validation process were implemented with 15 project team members, which is the total number of technical personnel working in the two case study projects. Furthermore, utilization of exposure values has not been implemented in the prototype, and through BIM integration, risk exposure values for each work item can be automatically retrieved from the activity durations. Since the scope of this study is limited to coastal construction, prototype can be adapted for other project types like bridge piers located in the middle of the sea, offshore wind energy farms, and immersed-tube tunnels, which are not directly categorized as coastal, but fall under the discipline of coastal structure construction, by adjusting work activities, risk factors, and values. Moreover, various filtering / sorting criteria to make queries on the collected risk data can be added. In this way, risk information stored in the database can be queried based on risk factors, work items, location, and assessors as well.
This study describes a digital safety risk management system that enables the structured collection and analysis of safety risks at coastal construction sites. In the developed system, field employees enter the risk information from the site (i.e., activity being assessed, relevant risk factors and scores, location, date / time, photo, and assessor interpretations) and undertake an initial risk assessment. Having instant and continuous access to structured risk data via the proposed system, technical office employees can suggest prompt mitigation measures and effectively manage the identified safety risks, with the support of the coastal construction OHS knowledge offered by the prototype. Moreover, visualization of the collected risk data in the BIM model in the future can provide benefits for the decision-makers by simultaneously showing ongoing high-risk activities, clusters of common issues over time, and spatial relations of the issues, which can also support root cause analysis.
The contributions of this study are (1) an instant and continuous collection of risk issues in a structured risk database, (2) a knowledge-based safety risk management system specialized in coastal construction works, and (3) a vision for the integration of OHS risk data with BIM. With the developed dynamic system, real-time safety risk data can be collected and stored as structured data, avoiding the errors, loss of time, and effort required for manual data input and processing. Using this risk information database, managers can make decisions about the current project, undertake long-term OHS planning, and utilize a learning approach for risk avoidance in future projects.
The applied research approach adopted in this study can contribute to future studies by providing risk data from real-world projects. Following multiple implementations, artificial intelligence (AI) can also be used to analyze the data collected by the prototype and establish a continuously updated data flow by incorporating inputs from various experts automatically to discover more effective ways to manage OHS risks in coastal construction projects. Automatic data flow can be achieved by integrating web-based software into the system, allowing real-time acquisition of data such as predicted sea temperature, wind intensity, and weather from relevant sources like meteorological sites. If meteorological events surpass pre-defined safe levels, the system can generate alerts, drawing attention to relevant risk factors and potentially preventing dangerous situations. As part of future work, the prototype could be easily adapted to other building types and implemented as a commercial product.