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【摘要】為了能夠更好地解決建筑安全監(jiān)測(cè)問題而建立基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的建筑安全監(jiān)測(cè)多層次反饋平臺(tái)。文章從建筑安全監(jiān)測(cè)平臺(tái)的現(xiàn)狀分析出發(fā)，探討建筑安全監(jiān)測(cè)面臨的問題和建立平臺(tái)的多方面的依據(jù)，建立了以數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)反饋四模塊化的建筑安全監(jiān)測(cè)平臺(tái)，具有一定的實(shí)際操作性。

【關(guān)鍵詞】“互聯(lián)網(wǎng)+”建筑安全監(jiān)測(cè);反饋平臺(tái);設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1.建筑安全監(jiān)測(cè)平臺(tái)現(xiàn)狀分析

互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在建筑安全監(jiān)測(cè)方面理論上可行，并且已經(jīng)有國外科研人員在這方面做出努力和嘗試。提出一個(gè)結(jié)構(gòu)方程模型（SEM），確定在一個(gè)不斷變化的項(xiàng)目環(huán)境管理、建筑安全性能的領(lǐng)導(dǎo)角色的方法，揭示了不同利益相關(guān)者的領(lǐng)導(dǎo)和建筑安全性能之間的關(guān)系，詳細(xì)分析了路徑系數(shù)、利益相關(guān)者參與和分析施工過程動(dòng)態(tài)對(duì)施工安全績效的影響［1］。為安全監(jiān)測(cè)對(duì)各方的多層反饋提供了理論依據(jù)。在國內(nèi)，建筑安全監(jiān)測(cè)同各種新技術(shù)相結(jié)合快速發(fā)展。比如這些年國家大力發(fā)展的“北斗”導(dǎo)航系統(tǒng)，以北斗監(jiān)測(cè)設(shè)備、計(jì)算機(jī)硬件與網(wǎng)絡(luò)通信平臺(tái)為依托，以北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)倉庫、信息安全等技術(shù)為支撐，以數(shù)據(jù)中心為樞紐，建立安全監(jiān)測(cè)服務(wù)平臺(tái)體系［2］。在智慧建設(shè)領(lǐng)域，安全監(jiān)測(cè)平臺(tái)也在不斷完善。例如一款由新華通軟件公司設(shè)計(jì)研發(fā)的智慧建設(shè)軟件平臺(tái)。它的電子技術(shù)和物聯(lián)傳感技術(shù)在地下工程及深基坑結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)方面，綜合運(yùn)用衛(wèi)星定位、測(cè)量機(jī)器人、傳感器、移動(dòng)通信、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了基于物聯(lián)網(wǎng)模式的現(xiàn)代化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)［3］。建筑安全監(jiān)測(cè)平臺(tái)的研究從剛開始的宏觀概念已經(jīng)細(xì)化到工程的各個(gè)領(lǐng)域。在巖土工程方面，基于E2E的B/S結(jié)構(gòu)的巖土工程安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，采用Web2.0技術(shù)，具有工作電子流、界面動(dòng)態(tài)生成、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程采集的E2E業(yè)務(wù)流程管理平臺(tái)。平臺(tái)包括工程管理、監(jiān)測(cè)管理、計(jì)算分析和系統(tǒng)管理四部分，主要實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)工程數(shù)據(jù)自動(dòng)分析和工程穩(wěn)定狀態(tài)分析，便于工程參與人員及時(shí)掌握工程動(dòng)態(tài)并及時(shí)指導(dǎo)施工［4］。

2.當(dāng)前建筑安全監(jiān)測(cè)的問題

2.1當(dāng)前建筑安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息層次單一。過去已有監(jiān)測(cè)手段有：①實(shí)測(cè)參數(shù)法②經(jīng)驗(yàn)推測(cè)法。實(shí)測(cè)參數(shù)法：指利用儀器設(shè)備進(jìn)行實(shí)測(cè)的方法，通過具體的參數(shù)對(duì)比表達(dá)建筑的實(shí)際狀況。經(jīng)驗(yàn)推測(cè)法：管理監(jiān)測(cè)人員用以往經(jīng)驗(yàn)對(duì)事物與人物進(jìn)行預(yù)測(cè)的一種方法。顯然過去的監(jiān)測(cè)手段只能提供有關(guān)建筑物某一方面的信息，例如傾斜、偏移、沉降等，信息層次單一，無法滿足用戶的需求，在這樣的情況下，必須要有更加先進(jìn)的技術(shù)來解決信息層次單一的問題。2.2當(dāng)前建筑安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息分散。傳統(tǒng)的建筑信息反饋方式所傳遞的信息分散，例如建筑物沉降，用戶只知道沉降，卻不知道沉降的具體數(shù)值和角度。用戶知道建筑物偏移，卻不知道建筑物偏移的角度。知道產(chǎn)生裂縫，卻不知道裂縫的寬度和深度?，F(xiàn)在利用建筑安全監(jiān)測(cè)反饋平臺(tái)，將所有分散的信息有效集合，用戶在客戶端看到的信息將會(huì)是建筑物產(chǎn)生了何種不安全的因素，其中每種因素的具體變化值。而且變化值不再是枯燥無味的文字或者數(shù)字，而是直觀的圖形、圖表。2.3安全檢測(cè)的信息缺少時(shí)效性。在過去的建筑安全監(jiān)測(cè)手段中，由于大部分是人工完成，等到傳遞到客戶手中的時(shí)候，信息已經(jīng)失去效用，成為無用信息。并且人工傳遞信息，信息在反饋過程中容易失真。比如，人工監(jiān)測(cè)到建筑物變形了，但是等到業(yè)主收到消息的時(shí)候可能家都沒了，即建筑物已破壞。在建筑安全監(jiān)測(cè)反饋平臺(tái)中，利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，例如傳感器，衛(wèi)星傳導(dǎo)技術(shù)等，將建筑物的安全隱患實(shí)時(shí)地反饋給用戶，在有危險(xiǎn)的情況下會(huì)自動(dòng)報(bào)警。

3.建立建筑安全監(jiān)測(cè)多層次反饋平臺(tái)的依據(jù)

為了更好地體現(xiàn)建筑安全監(jiān)測(cè)對(duì)建筑安全的監(jiān)控作用，必須在建筑安全領(lǐng)域建立合理、高效的建筑安全監(jiān)測(cè)反饋體系，建立起業(yè)主、物業(yè)、有關(guān)施工單位、上級(jí)主管部門和政府部門五類反饋主體的安全監(jiān)測(cè)反饋體系。使得各主體在反饋體系中都能得到自己所需要的信息。3.1安全監(jiān)測(cè)反饋平臺(tái)對(duì)業(yè)主的作用。平臺(tái)是在互聯(lián)網(wǎng)+建筑安全監(jiān)測(cè)所得到的2.0版本產(chǎn)品，業(yè)主、物業(yè)管理、有關(guān)施工單位以及上級(jí)主管部門都能在其中分享和獲取自己所需的信息，其性質(zhì)類似于BIM（建筑信息模型），是一個(gè)大型分享反饋性質(zhì)的平臺(tái)，并非局限于一個(gè)軟件，可能會(huì)是很多不同軟件組合而成的軟件包或工具箱。要解釋平臺(tái)對(duì)業(yè)主的作用，首先要了解業(yè)主的定義。業(yè)主（owner）是指物業(yè)的所有權(quán)人。業(yè)主可以是自然人、法人和其它組織，可以是本國公民或組織，也可以是外國公民或組織。物業(yè)與建筑上講的業(yè)主本質(zhì)上是一致的。都是指物業(yè)（產(chǎn)權(quán)）所有者。3.2安全監(jiān)測(cè)反饋平臺(tái)對(duì)物業(yè)的作用。物業(yè)一詞自20世紀(jì)80年代引入國內(nèi)，現(xiàn)已形成一個(gè)完整的概念。物業(yè)可大可小，大的物業(yè)比如整個(gè)中心商務(wù)（CBD），小的物業(yè)可以是一棟單元住宅樓。對(duì)于不同體量的物業(yè)，安全監(jiān)測(cè)反饋平臺(tái)的物業(yè)也會(huì)有相應(yīng)的不同。對(duì)于小型的物業(yè)，比如一棟單元住宅樓，平臺(tái)給單元住宅樓物業(yè)管理的反饋信息將會(huì)是該棟單元住宅樓的安全信息，包括住宅樓的變形沉降，以及住宅的裂縫情況和裂縫的發(fā)展情況。對(duì)于大型的物業(yè)，比如中心商務(wù)圈，平臺(tái)給的反饋信息則是整個(gè)商業(yè)建筑群的地基基礎(chǔ)的狀態(tài)。3.3安全監(jiān)測(cè)反饋平臺(tái)對(duì)有關(guān)施工單位的作用。施工單位又稱“承建單位”。建筑安裝工程施工單位的簡稱。指承擔(dān)基本建設(shè)工程施工任務(wù)，具有獨(dú)立組織機(jī)構(gòu)并實(shí)行獨(dú)立經(jīng)濟(jì)核算的單位。在采取承發(fā)包方式進(jìn)行施工時(shí)，施工單位，常被稱為“乙方”。施工單位按照經(jīng)營方式分為施工企業(yè)和自營單位。施工企業(yè)是按照經(jīng)濟(jì)核算制原則建立的生產(chǎn)組織，按照國家計(jì)劃承擔(dān)各項(xiàng)工程的建筑安裝等施工任務(wù)。施工單位如果可以在工程項(xiàng)目建設(shè)期間就把控好建筑的安全問題，那后續(xù)會(huì)出現(xiàn)的業(yè)主和物業(yè)管理對(duì)建筑安全需要操心的問題就會(huì)減少很多。問題光靠堵是堵不住的，要從源頭上治理。3.4安全監(jiān)測(cè)反饋平臺(tái)對(duì)上級(jí)主管部門的作用。上級(jí)主管部門可以從平臺(tái)中獲得信息，包括所管轄區(qū)域的在建項(xiàng)目和處于保修期的項(xiàng)目的安全健康情況。主管部門所獲得信息是從業(yè)主、物業(yè)管理以及施工單位這前三個(gè)反饋主體集中和篩選得到的，可以說信息量最多、最全面。一旦部門所監(jiān)管的某一區(qū)域或某一建筑出現(xiàn)安全問題，對(duì)應(yīng)的主體都將收到通知，并且平臺(tái)會(huì)在第一時(shí)間作出預(yù)警。3.5安全監(jiān)測(cè)反饋平臺(tái)對(duì)政府部門的作用。建筑市場(chǎng)不光受到市場(chǎng)的調(diào)節(jié)作用，還應(yīng)該受到政府部門的宏觀調(diào)控。安全監(jiān)測(cè)平臺(tái)不光能收集相關(guān)的安全化信息給予政府以對(duì)于建筑安全的管理，還能提供相應(yīng)的建筑規(guī)劃信息。

4.建筑安全監(jiān)測(cè)多層次反饋平臺(tái)的建立

反饋平臺(tái)的主要流程模塊分為四大塊：數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)儲(chǔ)存，數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)反饋。每個(gè)模塊通過其多種分支功能輻射應(yīng)用對(duì)象，通過搜集、處理、儲(chǔ)存等方式實(shí)現(xiàn)模塊間數(shù)據(jù)流的傳遞，并將最終結(jié)果分層次反饋給關(guān)系受眾。具體流程圖如圖1。下面從四點(diǎn)具體介紹流程模塊功能：4.1數(shù)據(jù)采集。該模塊負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)性能數(shù)據(jù)的采集，是實(shí)現(xiàn)安全監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)，工作人員根據(jù)不同的對(duì)象選擇相應(yīng)的監(jiān)測(cè)設(shè)備部署在建筑上。采集方式分為現(xiàn)場(chǎng)傳感器和人工測(cè)量兩種?，F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳感器如自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集儀、靜力水準(zhǔn)儀、溫度儀等通過布置好的傳輸網(wǎng)收集現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，相關(guān)監(jiān)測(cè)人員作為核準(zhǔn)與檢驗(yàn)進(jìn)行人工測(cè)量。這里的人工測(cè)量還是應(yīng)用傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，主要包括人員使用全站儀和水準(zhǔn)儀等常規(guī)器械進(jìn)行的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量。人工測(cè)量是對(duì)于傳感器檢測(cè)的補(bǔ)充，對(duì)于一些精細(xì)化的數(shù)據(jù)傳感器無法做出完整的描述，需要進(jìn)行人工測(cè)量。傳感器與人工測(cè)量相輔相成，傳感器的好處在于能夠?qū)崟r(shí)地進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集工作，而人工測(cè)量需要一定的時(shí)間周期。實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)還能進(jìn)行實(shí)時(shí)的預(yù)測(cè)等，是人工測(cè)量無法實(shí)現(xiàn)的。還有一點(diǎn)重要的是傳感器的使用能夠有效地減少人力的投入，減少成本，實(shí)現(xiàn)一次投入受益長遠(yuǎn)的目的。4.2數(shù)據(jù)儲(chǔ)存。該模塊主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)工作，是實(shí)現(xiàn)安全監(jiān)測(cè)的重要環(huán)節(jié)。建筑安全的數(shù)據(jù)有三大類：靜態(tài)數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)和綜合數(shù)據(jù)三個(gè)模塊。靜態(tài)數(shù)據(jù)是最基礎(chǔ)的一部分，也是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)部分，主要包括有建筑人員，建筑的結(jié)構(gòu)信息，建筑面積等，基本上一確定就不輕易改變的數(shù)據(jù)。動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)包括有建筑結(jié)構(gòu)健康檢測(cè)數(shù)據(jù)，軟土地質(zhì)的應(yīng)力變化數(shù)據(jù)，結(jié)構(gòu)承載力變化數(shù)據(jù)等。動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)通過傳感器實(shí)時(shí)更新，以完成數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。實(shí)現(xiàn)一旦有意外情況的出現(xiàn)就能夠發(fā)出預(yù)警提示。綜合數(shù)據(jù)包含了對(duì)于以往的靜、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的綜合分析，能夠反映一個(gè)地區(qū)的地質(zhì)變化情況和氣候變化情況等，為設(shè)計(jì)階段的決策提供依據(jù)，為建筑結(jié)構(gòu)安全提供數(shù)據(jù)。4.3數(shù)據(jù)處理。該模塊主要負(fù)責(zé)初始和云端數(shù)據(jù)的處理工作，是實(shí)現(xiàn)安全監(jiān)測(cè)的途徑。數(shù)據(jù)處理主要分為兩個(gè)部分：用戶端處理和云端處理。一部分運(yùn)算量較小的數(shù)據(jù)能夠在用戶設(shè)備上處理的在用戶端處理。而相比較而言有一部分的數(shù)據(jù)存在著大量的運(yùn)算和總結(jié)，在用戶端的運(yùn)算可能花費(fèi)很長時(shí)間甚至無法進(jìn)行時(shí)候，系統(tǒng)自動(dòng)上傳到云端，采用云端的云處理器集中處理，在短短的時(shí)間里再將處理好的文件發(fā)送到用戶的設(shè)備。云端的處理減輕了用戶硬件設(shè)備的配置要求，能夠節(jié)約用戶的硬件投入成本，在完成相同的工作下，實(shí)現(xiàn)增加利潤。4.4數(shù)據(jù)反饋該模塊主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的最終反饋，是實(shí)現(xiàn)安全監(jiān)測(cè)的重中之重。建筑安全監(jiān)測(cè)平臺(tái)的服務(wù)是面向多人群的，而不同的人員所能夠理解的信息是不同2019年第9期的，所以平臺(tái)對(duì)于不同的對(duì)象有不同的數(shù)據(jù)反饋形式。當(dāng)使用的人員在完成自我定位之后能夠快速獲得自己需要的數(shù)據(jù)，有效地節(jié)約監(jiān)測(cè)的時(shí)間。平臺(tái)主要面向的有業(yè)主，物業(yè)管理，施工單位，工程上級(jí)部門以及政府部門等（圖2）。對(duì)于業(yè)主而言，業(yè)主對(duì)于建筑安全不一定很了解，或者可能是徹底的門外漢。所以平臺(tái)呈現(xiàn)給業(yè)主的是可視化的圖形，而不是復(fù)雜的數(shù)據(jù)。例如建筑變形的數(shù)據(jù)將會(huì)以折線圖的形式展示給業(yè)主，安全時(shí)顯示為綠色，超出警戒值則表示為紅色。對(duì)于物業(yè)的管理人員，數(shù)據(jù)形式應(yīng)該為整個(gè)住宅小區(qū)的綜合表格，如柱狀圖、餅圖、折線圖，反映小區(qū)建筑的沉降、變形、傾斜指標(biāo)等等。管理人員也可以將自己得知的信息及時(shí)通知給住戶，更有力地保障住戶的生命財(cái)產(chǎn)安全。對(duì)于施工單位關(guān)心的是實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)情況，所以施工單位通過遍布施工現(xiàn)場(chǎng)的傳感器，從平臺(tái)快捷地知道在建項(xiàng)目哪些地方有問題，需要重點(diǎn)監(jiān)控。施工方所得到的數(shù)據(jù)結(jié)果，除了圖形的顯示，也包括原始的數(shù)據(jù)，便于乙方整理和分析出了什么問題該怎么處理，平臺(tái)也會(huì)第一時(shí)間從方案庫中調(diào)用合適的方案。對(duì)于已經(jīng)建成的建筑，后續(xù)的保修中，平臺(tái)也可以將可能或者已經(jīng)存在的安全問題反饋給相應(yīng)的施工單位，便于后期質(zhì)保。對(duì)于上級(jí)部門，信息將會(huì)以不同的形式呈現(xiàn)，如果是技術(shù)部門，則會(huì)是復(fù)雜一些的原始數(shù)據(jù)。如果是管理層，則會(huì)以和業(yè)主接收到的信息里類似的形式展現(xiàn)，例如圖形，而且此時(shí)的圖形是已經(jīng)綜合篩選過的圖形。對(duì)于政府部門的人員，需要對(duì)于整個(gè)建筑市場(chǎng)的把控，相關(guān)的綜合數(shù)據(jù)等能夠給政府部門對(duì)于政策的調(diào)整，區(qū)域的規(guī)劃等作出恰到好處的幫助。

5.總結(jié)

本文研究目標(biāo)是研究對(duì)應(yīng)不同種類的反饋主體進(jìn)行建筑安全監(jiān)測(cè)反饋的信息平臺(tái)，根據(jù)不同主體的特異性需求提供監(jiān)測(cè)配置模塊，提高平臺(tái)的通用性。同時(shí)該平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)建筑的實(shí)時(shí)結(jié)果展示以及預(yù)警，縮短建筑安全事故處理周期，降低四類反饋主體的損失。主要的研究成果如下：（1）提出了建筑安全監(jiān)測(cè)管理的系統(tǒng)解決方案。本文首先分析了傳統(tǒng)建筑監(jiān)測(cè)方式，又討論了新的監(jiān)測(cè)需求，基于該需求提出了基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的建筑安全監(jiān)測(cè)反饋平臺(tái)的方案。包括方案的現(xiàn)狀分析、問題分析、理論依據(jù)和建立。（2）詳細(xì)研究了建筑安全監(jiān)測(cè)反饋平臺(tái)對(duì)四類監(jiān)測(cè)主體的作用，包括：業(yè)主、物業(yè)管理、相關(guān)施工單位、有關(guān)上級(jí)管理部門。（3）詳細(xì)研究了建筑安全監(jiān)測(cè)反饋平臺(tái)的子系統(tǒng)的建立。包括：對(duì)象層、感知層、處理層和應(yīng)用層。以及它們所對(duì)應(yīng)的具體功能。（4）設(shè)計(jì)了建筑安全健康反饋平臺(tái)。分析了平臺(tái)的開發(fā)環(huán)境，并對(duì)關(guān)鍵功能模塊進(jìn)行了分析和優(yōu)化，以及用戶交互界面的構(gòu)想。主要功能模塊包括管理、監(jiān)測(cè)、預(yù)警、表格。

作者:吳寒昕 趙東方 吳海陽 單位:江蘇大學(xué)