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1、建筑安全監測多層次反饋平臺研究1.建筑安全監測平臺現狀分析互聯網應用在建筑安全監測方面理論上可行，并且已經有國外科研人員在這方面做出努力和嘗試。提出一個結構方程模型（SEM），確定在一個不斷變化的項目環境管理、建筑安全性能的領導角色的方法，揭示了不同利益相關者的領導和建筑安全性能之間的關系，詳細分析了路徑系數、利益相關者參與和分析施工過程動態對施工安全績效的影響1。為安全監測對各方的多層反饋提供了理論依據。在國內，建筑安全監測同各種新技術相結合快速發展。比如這些年國家大力發展的“北斗”導航系統，以北斗監測設備、計算機硬件與網絡通信平臺為依托，以北斗衛星導航系統、軟件系統、數據倉庫、信息安全等技2、術為支撐，以數據中心為樞紐，建立安全監測服務平臺體系2。在智慧建設領域，安全監測平臺也在不斷完善。例如一款由新華通軟件公司設計研發的智慧建設軟件平臺。它的電子技術和物聯傳感技術在地下工程及深基坑結構安全監測方面，綜合運用衛星定位、測量機器人、傳感器、移動通信、互聯網等技術，實現了基于物聯網模式的現代化監測系統3。建筑安全監測平臺的研究從剛開始的宏觀概念已經細化到工程的各個領域。在巖土工程方面，基于E2E的B/S結構的巖土工程安全監測系統，采用Web2.0技術，具有工作電子流、界面動態生成、監測數據遠程采集的E2E業務流程管理平臺。平臺包括工程管理、監測管理、計算分析和系統管理四部分，主要實現監3、測工程數據自動分析和工程穩定狀態分析，便于工程參與人員及時掌握工程動態并及時指導施工4。2.當前建筑安全監測的問題2.1當前建筑安全監測數據信息層次一。過去已有監測手段有：實測參數法經驗推測法。實測參數法：指利用儀器設備進行實測的方法，通過具體的參數對比表達建筑的實際狀況。經驗推測法：管理監測人員用以往經驗對事物與人物進行預測的一種方法。顯然過去的監測手段只能提供有關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，必須要有更加先進的技術來解決信息層次單一的問題。2.2當前建筑安全監測數據信息分散。傳統的建筑信息反饋方式所傳遞的信息分散，例如建筑物4、沉降，用戶只知道沉降，卻不知道沉降的具體數值和角度。用戶知道建筑物偏移，卻不知道建筑物偏移的角度。知道產生裂縫，卻不知道裂縫的寬度和深度。現在利用建筑安全監測反饋平臺，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，人工監測到建筑物變形了，但是等到業主收到消息的時候可能家都沒了，即建筑5、物已破壞。在建筑安全監測反饋平臺中，利用先進的科學技術，例如傳感器，衛星傳導技術等，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.建立建筑安全監測多層次反饋平臺的依據為了更好地體現建筑安全監測對建筑安全的監控作用，必須在建筑安全領域建立合理、高效的建筑安全監測反饋體系，建立起業主、物業、有關施工單位、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安全監測反饋平臺對業主的作用。平臺是在互聯網+建筑安全監測所得到的2.0版本產品，業主、物業管理、有關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6、類似于BIM（建筑信息模型），是一個大型分享反饋性質的平臺，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。要解釋平臺對業主的作用，首先要了解業主的定義。業主（owner）是指物業的所有權人。業主可以是自然人、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。物業與建筑上講的業主本質上是一致的。都是指物業（產權）所有者。3.2安全監測反饋平臺對物業的作用。物業一詞自20世紀80年代引入國內，現已形成一個完整的概念。物業可大可小，大的物業比如整個中心商務（CBD），小的物業可以是一棟單元住宅樓。對于不同體量的物業，安全監測反饋平臺的物業也會有相應的不同。對于小型的物7、業，比如一棟單元住宅樓，平臺給單元住宅樓物業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展情況。對于大型的物業，比如中心商務圈，平臺給的反饋信息則是整個商業建筑群的地基基礎的狀態。3.3安全監測反饋平臺對有關施工單位的作用。施工單位又稱“承建單位”。建筑安裝工程施工單位的簡稱。指承擔基本建設工程施工任務，具有獨立組織機構并實行獨立經濟核算的單位。在采取承發包方式進行施工時，施工單位，常被稱為“乙方”。施工單位按照經營方式分為施工企業和自營單位。施工企業是按照經濟核算制原則建立的生產組織，按照國家計劃承擔各項工程的建筑安裝等施工任務。施工單位如8、果可以在工程項目建設期間就把控好建筑的安全問題，那后續會出現的業主和物業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主、物業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。一旦部門所監管的某一區域或某一建筑出現安全問題，對應的主體都將收到通知，并且平臺會在第一時間作出預警。3.5安全監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節作用，還應該受到政府部門的宏觀調控。9、安全監測平臺不光能收集相關的安全化信息給予政府以對于建筑安全的管理，還能提供相應的建筑規劃信息。4.建筑安全監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：數據采集，數據儲存，數據處理和數據反饋。每個模塊通過其多種分支功能輻射應用對象，通過搜集、處理、儲存等方式實現模塊間數據流的傳遞，并將最終結果分層次反饋給關系受眾。具體流程圖如1。下面從四點具體介紹流程模塊功能：4.1數據采集。該模塊負責現場實時性能數據的采集，是實現安全監測的基礎，工作人員根據不同的對象選擇相應的監測設備部署在建筑上。采集方式分為現場傳感器和人工測量兩種。現場監測數據傳感器如自動化數據采集儀、靜力水準儀、溫度儀等10、通過布置好的傳輸網收集現場實時數據，相關監測人員作為核準與檢驗進行人工測量。這里的人工測量還是應用傳統的現場監測，主要包括人員使用全站儀和水準儀等常規器械進行的現場測量。人工測量是對于傳感器檢測的補充，對于一些精細化的數據傳感器無法做出完整的描述，需要進行人工測量。傳感器與人工測量相輔相成，傳感器的好處在于能夠實時地進行數據的采集工作，而人工測量需要一定的時間周期。實時的數據還能進行實時的預測等，是人工測量無法實現的。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，實現一次投入受益長遠的目的。4.2數據儲存。該模塊主要負責數據的存儲工作，是實現安全監測的重要環節。建筑安全的數據11、有三大類：靜態數據，動態數據和綜合數據三個模塊。靜態數據是最基礎的一部分，也是基礎數據部分，主要包括有建筑人員，建筑的結構信息，建筑面積等，基本上一確定就不輕易改變的數據。動態數據包括有建筑結構健康檢測數據，軟土地質的應力變化數據，結構承載力變化數據等。動態數據通過傳感器實時更新，以完成數據的實時監測。實現一旦有意外情況的出現就能夠發出預警提示。綜合數據包含了對于以往的靜、動態數據的綜合分析，能夠反映一個地區的地質變化情況和氣候變化情況等，為設計階段的決策提供依據，為建筑結構安全提供數據。4.3數據處理。該模塊主要負責初始和云端數據的處理工作，是實現安全監測的途徑。數據處理主要分為兩個部分：用12、戶端處理和云端處理。一部分運算量較小的數據能夠在用戶設備上處理的在用戶端處理。而相比較而言有一部分的數據存在著大量的運算和總結，在用戶端的運算可能花費很長時間甚至無法進行時候，系統自動上傳到云端，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送到用戶的設備。云端的處理減輕了用戶硬件設備的配置要求，能夠節約用戶的硬件投入成本，在完成相同的工作下，實現增加利潤。4.4數據反饋該模塊主要負責數據的最終反饋，是實現安全監測的重中之重。建筑安全監測平臺的服務是面向多人群的，而不同的人員所能夠理解的信息是不同_年第9期的，所以平臺對于不同的對象有不同的數據反饋形式。當使用的人員在完成自我定位13、之后能夠快速獲得自己需要的數據，有效地節約監測的時間。平臺主要面向的有業主，物業管理，施工單位，工程上級部門以及政府部門等（圖2）。對于業主而言，業主對于建筑安全不一定很了解，或者可能是徹底的門外漢。所以平臺呈現給業主的是可視化的圖形，而不是復雜的數據。例如建筑變形的數據將會以折線圖的形式展示給業主，安全時顯示為綠色，超出警戒值則表示為紅色。對于物業的管理人員，數據形式應該為整個住宅小區的綜合表格，如柱狀圖、餅圖、折線圖，反映小區建筑的沉降、變形、傾斜指標等等。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安全。對于施工單位關心的是實時的數據情況，所以施工單位通過遍布14、施工現場的傳感器，從平臺快捷地知道在建項目哪些地方有問題，需要重點監控。施工方所得到的數據結果，除了圖形的顯示，也包括原始的數據，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用合適的方案。對于已經建成的建筑，后續的保修中，平臺也可以將可能或者已經存在的安全問題反饋給相應的施工單位，便于后期質保。對于上級部門，信息將會以不同的形式呈現，如果是技術部門，則會是復雜一些的原始數據。如果是管理層，則會以和業主接收到的信息里類似的形式展現，例如圖形，而且此時的圖形是已經綜合篩選過的圖形。對于政府部門的人員，需要對于整個建筑市場的把控，相關的綜合數據等能夠給政府部門對于政策的調整15、，區域的規劃等作出恰到好處的幫助。5.總結本文研究目標是研究對應不同種類的反饋主體進行建筑安全監測反饋的信息平臺，根據不同主體的特異性需求提供監測配置模塊，提高平臺的通用性。同時該平臺可以實現監測建筑的實時結果展示以及預警，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）提出了建筑安全監測管理的系統解決方案。本文首先分析了傳統建筑監測方式，又討論了新的監測需求，基于該需求提出了基于“互聯網+”的建筑安全監測反饋平臺的方案。包括方案的現狀分析、問題分析、理論依據和建立。（2）詳細研究了建筑安全監測反饋平臺對四類監測主體的作用，包括：業主、物業管理、相關施工單位、有關上級管理部門。（3）詳細研究了建筑安全監測反饋平臺的子系統的建立。包括：對象層、感知層、處理層和應用層。以及它們所對應的具體功能。（4）設計了建筑安全健康反饋平臺。分析了平臺的開發環境，并對關鍵功能模塊進行了分析和優化，以及用戶交互界面的構想。主要功能模塊包括管理、監測、預警、表格。作者:吳寒昕 趙東方 吳海陽 單位:江蘇大學 5 / 5