衛星測沉降、無人機查表觀病害、地面傳感器監測位移形變……隨著城市更新持續推進，用先進的科技手段監測城市老舊房屋的結構安全正成為現實。
北京建工市政路橋科技發展有限公司（以下簡稱“建工市政路橋”）自主研發的“空天地一體化結構安全智慧監測系統”，整合多種前沿技術手段，實現了對老舊房屋全方位、多層面監測與評估預警。近日，北京商報記者也跟隨建工市政路橋的技術人員走街串巷，探索其堅持科技創新引領產業創新，走出實驗室的背后故事。
智慧體檢清除“定時炸彈”
每逢6月雨季來臨，建工市政路橋就要進入一年中最忙碌的階段，以“雨”為令、聞“汛”而動，拉列隱患清單，排查整治危舊房屋，保證安全是防汛工作的主要目標之一。
“以前對于汛前無法完成解危整治的房屋，可能要在汛期將居民全部轉移到安全地帶居住，經濟成本很高。”建工市政路橋智慧中心主任譚磊對北京商報記者表示。
蘇州胡同99號樓、美術館后街19號、北剪子巷16號……這些老舊房屋都已使用50年以上，傳統的監測不僅耗費大量的人力物力，也無法實時監測這些老舊房屋的狀態。北京商報記者近日在走訪中了解到，為及時掌握老舊房屋的健康狀態，智慧監測派上新用場。
“簡單來說，它能對老舊房屋的健康狀態實現隔空‘把脈’。”譚磊表示，這套“空天地一體化結構安全智慧監測系統”有衛星遙感、空中無人機探測和地面傳感器三維視角。不同視角采集到的數據經過人工智能算法處理，可監測房屋沉降、傾斜、裂縫、門窗變形等，實時捕捉房屋結構的異常情況。
在蘇州胡同的某個老舊房屋現場，工作人員打開電腦，向北京商報記者展示了監測系統采集的實時監測數據。他點開其中一個測量點，房屋的三維畫面躍然眼前。記者看到，房屋內外有14個不同種類的傳感器，正對房屋裂縫、沉降和環境溫濕度等不同數據進行實時監測。
“目前，后臺可以看到每一個監測點位的歷史曲線，通過監測曲線波動情況，判定房屋是否發生了形變，從而對潛在風險與異常情況進行預警與即時響應。監測精度高于國標要求，在安全性方面有了大幅提升。”譚磊說。
就北京商報記者了解，過去工作人員是按季度去巡查老舊房屋，全部查下來可能需耗時三四個月，如今借助這套系統能實時看到房屋的狀態，大大提高巡查效率。
建工市政路橋黨委副書記、總經理王曉東告訴北京商報記者，這些分散在城區的危舊房屋如同“定時炸彈”，如何事先發現它們的危險成為必選命題。通過硬件設備及先進的人工智能算法，短時間內便可形成完整的目標建筑物“體檢報告”。
“閉門羹”背后的技術革新
據譚磊介紹，最初研發的地面接觸式測量傳感器全部采用有線連接，供電方式需要接入220V的市電，再通過小型穩壓器轉為12V電壓，為設備采集模塊進行供電。
但建工市政路橋的項目人員2022年5月率先開展12棟老舊房屋試點房屋監測時，就遇到了電費結算與安裝溝通上的麻煩。
“我們的接電方式主要通過與住戶進行用電協商，我方按期支付用電費用。但是，在實際項目推進過程中，由于住戶對我方新技術的不了解、怕麻煩等問題，盡管我方技術人員進行了詳細的講解與說明，但大多數住戶都不愿意配合，我方人員也吃了多次閉門羹。設備安裝完成后遲遲無法上線，設備調試工作無法按時開展，項目整體進度延后。”譚磊說。
在總結了試點工作中遇到的實際問題并吸取相關經驗教訓后，建工市政路橋團隊著手進行方案研討與技術革新，從設備源頭入手，將傳統有線連接的傳感器升級為以lora自組網通訊的無線傳輸設備，避免了設備連接時走線繁雜的問題。同時針對供電方式，對采集模塊進行改進升級，外設單晶20W光伏板也更換為12V鋰電池持續供電，最終實現了低功耗自主供電，無需接入外部電源，所有設備即可實現全周期正常運轉，實現了技術層次的重大突破。
據譚磊介紹，本次技術研發歷時8個月，趕上了新一批老舊房屋監測任務的需求。之后，研發人員又在使用中對傳感器設備不斷迭代升級。北京商報記者在蘇州胡同的一棟老舊房屋看到，第三代“無線傾角振動傳感器”將測量測試、無線傳輸、供電等功能封裝在一個只有A4紙大小的白色圓形小盒子里，設備架設安裝都十分簡單。設備電源會在采集數據的前5秒喚醒，采集上傳后又自動睡眠。這種節能技術可讓設備電源的續航時間大大延長到5年。
在2023年東城區全面開展的60棟老舊房屋智慧監測項目中，新設備與供電方式進行了大規模應用，極大提高了設備安裝效率，大幅縮減了前期設備布設調試周期，僅用18天完成了60棟房屋的全部安裝調試工作，成功趕在汛期來臨前使所有房屋的監測數據同步上線，為住戶提供安全保障。
譚磊介紹稱，該項新技術受天氣的影響小、數據精度高，真正做到了全覆蓋、全天候、全工期。“運用我們這套設備，可以精準監測每棟建筑的實時健康狀態，有效避免大規模轉移搬運的舟車勞頓，大大降低運維成本。”
創新就是要解決現實痛點
據譚磊介紹，2022年東城區在全市率先開展老舊房屋智能化監控，實施兩年來，在東城區老舊房屋的結構安全智慧監測中，被監測房屋有1棟被判為危房并實施了騰退，有效保障了人民群眾的生命財產安全。
此外，在去年特大暴雨災害中，“空天地一體化結構安全智慧監測系統”也為百姓居住安全提供了重要支撐。據了解，在暴雨前，“空天地一體化結構安全智慧監測系統”累計采集現場數據30萬條，通過監測預警和排查安全隱患，為人員轉移避險提供科學數據支撐。
王曉東表示，公司歷史可追溯至1959年北京市市政工程研究院創立，近年來企業鼓勵科技創新的氛圍日漸濃厚，不斷加大研發投入。創新說到底是要解決現實“痛點”，智慧監測系統正是由此而來。
“今年，全市440棟C、D級危舊樓房都將用上這套系統。除此之外，它還可用于地鐵隧道、重大工程基坑監測等方面。”王曉東表示，截至今年2月底，公司新簽合同額和收入都比去年同期增長10%以上，今年他們還將在昌平建成實驗檢測基地和科研基地，為實踐應用做技術支持。
截至目前，建工市政路橋正與北京市住建委以及東城、西城、海淀、豐臺等多區住建委、房管部門進行接洽，商討智慧監測管理平臺開發以及各區危舊房屋智慧監測工作相關事宜，力爭一體化智慧監測技術在北京市全面推廣應用。
從傳統的檢測機構到如今開辟新賽道進入城市更新領域，目前，建工市政路橋每年增加營收近億元。據了解，智慧監測只是北京建工集團致力于城市更新領域的一個縮影。近年來，北京建工集團一直堅持智能建造發展思路，創立了一批科技創新工作室，未來將以100個智能建造試點示范工程為基礎，加快培育、形成適合行業發展需求的新質生產力。
“以前我們對老舊建筑實行按季度檢查，費時又費力，現在我們通過智能化監控系統，每天可以隨時對老舊房屋的結構進行檢查，比人工成本投入節約了10倍以上，新質生產力大大提高了我們監測和城市運營的效率。”譚磊說。
來源：北京商報網,
