導(dǎo)語：建筑安全監(jiān)測多層次反饋平臺研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

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

【關(guān)鍵詞】“互聯(lián)網(wǎng)+”建筑安全監(jiān)測;反饋平臺;設(shè)計與實現(xiàn)

1.建筑安全監(jiān)測平臺現(xiàn)狀分析

互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在建筑安全監(jiān)測方面理論上可行，并且已經(jīng)有國外科研人員在這方面做出努力和嘗試。提出一個結(jié)構(gòu)方程模型（SEM），確定在一個不斷變化的項目環(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態(tài)對施工安全績效的影響［1］。為安全監(jiān)測對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)測設(shè)備、計算機(jī)硬件與網(wǎng)絡(luò)通信平臺為依托，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)測服務(wù)平臺體系［2］。在智慧建設(shè)領(lǐng)域，安全監(jiān)測平臺也在不斷完善。例如一款由新華通軟件公司設(shè)計研發(fā)的智慧建設(shè)軟件平臺。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)測方面，綜合運用衛(wèi)星定位、測量機(jī)器人、傳感器、移動通信、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，實現(xiàn)了基于物聯(lián)網(wǎng)模式的現(xiàn)代化監(jiān)測系統(tǒng)［3］。建筑安全監(jiān)測平臺的研究從剛開始的宏觀概念已經(jīng)細(xì)化到工程的各個領(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)測系統(tǒng)，采用Web2.0技術(shù)，具有工作電子流、界面動態(tài)生成、監(jiān)測數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程采集的E2E業(yè)務(wù)流程管理平臺。平臺包括工程管理、監(jiān)測管理、計算分析和系統(tǒng)管理四部分，主要實現(xiàn)監(jiān)測工程數(shù)據(jù)自動分析和工程穩(wěn)定狀態(tài)分析，便于工程參與人員及時掌握工程動態(tài)并及時指導(dǎo)施工［4］。

2.當(dāng)前建筑安全監(jiān)測的問題

2.1當(dāng)前建筑安全監(jiān)測數(shù)據(jù)信息層次單一。過去已有監(jiān)測手段有：①實測參數(shù)法②經(jīng)驗推測法。實測參數(shù)法：指利用儀器設(shè)備進(jìn)行實測的方法，通過具體的參數(shù)對比表達(dá)建筑的實際狀況。經(jīng)驗推測法：管理監(jiān)測人員用以往經(jīng)驗對事物與人物進(jìn)行預(yù)測的一種方法。顯然過去的監(jiān)測手段只能提供有關(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)測反饋平臺，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安全檢測的信息缺少時效性。在過去的建筑安全監(jiān)測手段中，由于大部分是人工完成，等到傳遞到客戶手中的時候，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)測到建筑物變形了，但是等到業(yè)主收到消息的時候可能家都沒了，即建筑物已破壞。在建筑安全監(jiān)測反饋平臺中，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時地反饋給用戶，在有危險的情況下會自動報警。

3.建立建筑安全監(jiān)測多層次反饋平臺的依據(jù)

為了更好地體現(xiàn)建筑安全監(jiān)測對建筑安全的監(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)測反饋體系，建立起業(yè)主、物業(yè)、有關(guān)施工單位、上級主管部門和政府部門五類反饋主體的安全監(jiān)測反饋體系。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)測反饋平臺對業(yè)主的作用。平臺是在互聯(lián)網(wǎng)+建筑安全監(jiān)測所得到的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），是一個大型分享反饋性質(zhì)的平臺，并非局限于一個軟件，可能會是很多不同軟件組合而成的軟件包或工具箱。要解釋平臺對業(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)測反饋平臺對物業(yè)的作用。物業(yè)一詞自20世紀(jì)80年代引入國內(nèi)，現(xiàn)已形成一個完整的概念。物業(yè)可大可小，大的物業(yè)比如整個中心商務(wù)（CBD），小的物業(yè)可以是一棟單元住宅樓。對于不同體量的物業(yè)，安全監(jiān)測反饋平臺的物業(yè)也會有相應(yīng)的不同。對于小型的物業(yè)，比如一棟單元住宅樓，平臺給單元住宅樓物業(yè)管理的反饋信息將會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。對于大型的物業(yè)，比如中心商務(wù)圈，平臺給的反饋信息則是整個商業(yè)建筑群的地基基礎(chǔ)的狀態(tài)。3.3安全監(jiān)測反饋平臺對有關(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)，具有獨立組織機(jī)構(gòu)并實行獨立經(jīng)濟(jì)核算的單位。在采取承發(fā)包方式進(jìn)行施工時，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，按照國家計劃承擔(dān)各項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目建設(shè)期間就把控好建筑的安全問題，那后續(xù)會出現(xiàn)的業(yè)主和物業(yè)管理對建筑安全需要操心的問題就會減少很多。問題光靠堵是堵不住的，要從源頭上治理。3.4安全監(jiān)測反饋平臺對上級主管部門的作用。上級主管部門可以從平臺中獲得信息，包括所管轄區(qū)域的在建項目和處于保修期的項目的安全健康情況。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，對應(yīng)的主體都將收到通知，并且平臺會在第一時間作出預(yù)警。3.5安全監(jiān)測反饋平臺對政府部門的作用。建筑市場不光受到市場的調(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)測平臺不光能收集相關(guān)的安全化信息給予政府以對于建筑安全的管理，還能提供相應(yīng)的建筑規(guī)劃信息。

4.建筑安全監(jiān)測多層次反饋平臺的建立

反饋平臺的主要流程模塊分為四大塊：數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)儲存，數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)反饋。每個模塊通過其多種分支功能輻射應(yīng)用對象，通過搜集、處理、儲存等方式實現(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)場實時性能數(shù)據(jù)的采集，是實現(xiàn)安全監(jiān)測的基礎(chǔ)，工作人員根據(jù)不同的對象選擇相應(yīng)的監(jiān)測設(shè)備部署在建筑上。采集方式分為現(xiàn)場傳感器和人工測量兩種。現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)傳感器如自動化數(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)場實時數(shù)據(jù)，相關(guān)監(jiān)測人員作為核準(zhǔn)與檢驗進(jìn)行人工測量。這里的人工測量還是應(yīng)用傳統(tǒng)的現(xiàn)場監(jiān)測，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)場測量。人工測量是對于傳感器檢測的補(bǔ)充，對于一些精細(xì)化的數(shù)據(jù)傳感器無法做出完整的描述，需要進(jìn)行人工測量。傳感器與人工測量相輔相成，傳感器的好處在于能夠?qū)崟r地進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集工作，而人工測量需要一定的時間周期。實時的數(shù)據(jù)還能進(jìn)行實時的預(yù)測等，是人工測量無法實現(xiàn)的。還有一點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，實現(xiàn)一次投入受益長遠(yuǎn)的目的。4.2數(shù)據(jù)儲存。該模塊主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的存儲工作，是實現(xiàn)安全監(jiān)測的重要環(huán)節(jié)。建筑安全的數(shù)據(jù)有三大類：靜態(tài)數(shù)據(jù)，動態(tài)數(shù)據(jù)和綜合數(shù)據(jù)三個模塊。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)。動態(tài)數(shù)據(jù)包括有建筑結(jié)構(gòu)健康檢測數(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。動態(tài)數(shù)據(jù)通過傳感器實時更新，以完成數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測。實現(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)包含了對于以往的靜、動態(tài)數(shù)據(jù)的綜合分析，能夠反映一個地區(qū)的地質(zhì)變化情況和氣候變化情況等，為設(shè)計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，是實現(xiàn)安全監(jiān)測的途徑。數(shù)據(jù)處理主要分為兩個部分：用戶端處理和云端處理。一部分運算量較小的數(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)存在著大量的運算和總結(jié)，在用戶端的運算可能花費很長時間甚至無法進(jìn)行時候，系統(tǒng)自動上傳到云端，采用云端的云處理器集中處理，在短短的時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，是實現(xiàn)安全監(jiān)測的重中之重。建筑安全監(jiān)測平臺的服務(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，所以平臺對于不同的對象有不同的數(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)測的時間。平臺主要面向的有業(yè)主，物業(yè)管理，施工單位，工程上級部門以及政府部門等（圖2）。對于業(yè)主而言，業(yè)主對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)將會以折線圖的形式展示給業(yè)主，安全時顯示為綠色，超出警戒值則表示為紅色。對于物業(yè)的管理人員，數(shù)據(jù)形式應(yīng)該為整個住宅小區(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通知給住戶，更有力地保障住戶的生命財產(chǎn)安全。對于施工單位關(guān)心的是實時的數(shù)據(jù)情況，所以施工單位通過遍布施工現(xiàn)場的傳感器，從平臺快捷地知道在建項目哪些地方有問題，需要重點監(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，平臺也會第一時間從方案庫中調(diào)用合適的方案。對于已經(jīng)建成的建筑，后續(xù)的保修中，平臺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。對于上級部門，信息將會以不同的形式呈現(xiàn)，如果是技術(shù)部門，則會是復(fù)雜一些的原始數(shù)據(jù)。如果是管理層，則會以和業(yè)主接收到的信息里類似的形式展現(xiàn)，例如圖形，而且此時的圖形是已經(jīng)綜合篩選過的圖形。對于政府部門的人員，需要對于整個建筑市場的把控，相關(guān)的綜合數(shù)據(jù)等能夠給政府部門對于政策的調(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)是研究對應(yīng)不同種類的反饋主體進(jìn)行建筑安全監(jiān)測反饋的信息平臺，根據(jù)不同主體的特異性需求提供監(jiān)測配置模塊，提高平臺的通用性。同時該平臺可以實現(xiàn)監(jiān)測建筑的實時結(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)測方式，又討論了新的監(jiān)測需求，基于該需求提出了基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的建筑安全監(jiān)測反饋平臺的方案。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)測反饋平臺對四類監(jiān)測主體的作用，包括：業(yè)主、物業(yè)管理、相關(guān)施工單位、有關(guān)上級管理部門。（3）詳細(xì)研究了建筑安全監(jiān)測反饋平臺的子系統(tǒng)的建立。包括：對象層、感知層、處理層和應(yīng)用層。以及它們所對應(yīng)的具體功能。（4）設(shè)計了建筑安全健康反饋平臺。分析了平臺的開發(fā)環(huán)境，并對關(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、預(yù)警、表格。

作者:吳寒昕 趙東方 吳海陽 單位:江蘇大學(xué)