星測(cè)沉降、無(wú)人機(jī)查表觀病害、地面?zhèn)鞲衅鞅O(jiān)測(cè)位移形變……隨著城市更新持續(xù)推進(jìn)，用先進(jìn)的科技手段監(jiān)測(cè)城市老舊房屋的結(jié)構(gòu)安全正成為現(xiàn)實(shí)。

北京建工市政路橋科技發(fā)展有限公司（以下簡(jiǎn)稱“建工市政路橋”）自主研發(fā)的“空天地一體化結(jié)構(gòu)安全智慧監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”，整合多種前沿技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)了對(duì)老舊房屋全方位、多層面監(jiān)測(cè)與評(píng)估預(yù)警。近日，北京商報(bào)記者也跟隨建工市政路橋的技術(shù)人員走街串巷，探索其如何堅(jiān)持科技創(chuàng)新引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新，走出實(shí)驗(yàn)室的背后故事。

智慧體檢清除“定時(shí)炸彈”

每逢6月雨季來(lái)臨，建工市政路橋就要進(jìn)入一年中最忙碌的階段，以“雨”為令、聞“汛”而動(dòng)，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(biāo)之一。“以前對(duì)于汛前無(wú)法完成解危整治的房屋，可能要在汛期將居民全部轉(zhuǎn)移到安全地帶居住，經(jīng)濟(jì)成本很高。”建工市政路橋智慧中心主任譚磊對(duì)北京商報(bào)記者表示。蘇州胡同99號(hào)樓、美術(shù)館后街19號(hào)、北剪子巷16號(hào)……這些老舊房屋都已使用50年以上，傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)不僅耗費(fèi)大量的人力物力，也無(wú)法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)這些老舊房屋的狀態(tài)。北京商報(bào)記者近日在走訪中了解到，為及時(shí)掌握老舊房屋的健康狀態(tài)，智慧監(jiān)測(cè)派上新用場(chǎng)。“簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，它能對(duì)老舊房屋的健康狀態(tài)實(shí)現(xiàn)隔空‘把脈’。”譚磊表示，這套“空天地一體化結(jié)構(gòu)安全智慧監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”有衛(wèi)星遙感、空中無(wú)人機(jī)探測(cè)和地面?zhèn)鞲衅魅S視角。不同視角采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)人工智能算法處理，可監(jiān)測(cè)房屋沉降、傾斜、裂縫、門窗變形等，實(shí)時(shí)捕捉房屋結(jié)構(gòu)的異常情況。在蘇州胡同的某個(gè)老舊房屋現(xiàn)場(chǎng)，工作人員打開(kāi)電腦，向北京商報(bào)記者展示了監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。他點(diǎn)開(kāi)其中一個(gè)測(cè)量點(diǎn)，房屋的三維畫(huà)面躍然眼前。記者看到，房屋內(nèi)外有14個(gè)不同種類的傳感器，正對(duì)房屋裂縫、沉降和環(huán)境溫濕度等不同數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。“目前，后臺(tái)可以看到每一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的歷史曲線，通過(guò)監(jiān)測(cè)曲線波動(dòng)情況，判定房屋是否發(fā)生了形變，從而對(duì)潛在風(fēng)險(xiǎn)與異常情況進(jìn)行預(yù)警與即時(shí)響應(yīng)。監(jiān)測(cè)精度高于國(guó)標(biāo)要求，在安全性方面有了大幅提升。”譚磊說(shuō)。

就北京商報(bào)記者了解，過(guò)去工作人員是按季度去巡查老舊房屋，全部查下來(lái)可能需耗時(shí)三四個(gè)月，如今借助這套系統(tǒng)能實(shí)時(shí)看到房屋的狀態(tài)，大大提高巡查效率。

建工市政路橋黨委副書(shū)記、總經(jīng)理王曉東告訴北京商報(bào)記者，這些分散在城區(qū)的危舊房屋如同“定時(shí)炸彈”，如何事先發(fā)現(xiàn)它們的危險(xiǎn)成為必選命題。通過(guò)硬件設(shè)備及先進(jìn)的人工智能算法，短時(shí)間內(nèi)便可形成完整的目標(biāo)建筑物“體檢報(bào)告”。

“閉門羹”背后的技術(shù)革新

據(jù)譚磊介紹，最初研發(fā)的地面接觸式測(cè)量傳感器全部采用有線連接的傳感器，供電方式需要接入220V的市電，再通過(guò)小型穩(wěn)壓器轉(zhuǎn)為12V電壓，為設(shè)備采集模塊進(jìn)行供電。

但建工市政路橋的項(xiàng)目人員2022年5月率先開(kāi)展12棟老舊房屋試點(diǎn)房屋監(jiān)測(cè)時(shí)，就遇到了電費(fèi)結(jié)算與安裝溝通上的麻煩。

“我們的接電方式主要通過(guò)與住戶進(jìn)行用電協(xié)商，我方按期支付用電費(fèi)用。但是，在實(shí)際項(xiàng)目推進(jìn)過(guò)程中，由于住戶對(duì)我方新技術(shù)的不了解、怕麻煩等問(wèn)題，盡管我方技術(shù)人員進(jìn)行了詳細(xì)的講解與說(shuō)明，但大多數(shù)住戶都不愿意配合，我方人員也吃了多次閉門羹。設(shè)備安裝完成后遲遲無(wú)法上線，設(shè)備調(diào)試工作無(wú)法按時(shí)開(kāi)展，項(xiàng)目整體進(jìn)度延后。”譚磊說(shuō)。

在總結(jié)了試點(diǎn)工作中遇到的實(shí)際問(wèn)題并吸取相關(guān)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)后，建工市政路橋團(tuán)隊(duì)著手進(jìn)行方案研討與技術(shù)革新，從設(shè)備源頭入手，將傳統(tǒng)有線連接的傳感器升級(jí)為以lora自組網(wǎng)通訊的無(wú)線傳輸設(shè)備，避免了設(shè)備連接時(shí)走線繁雜的問(wèn)題。同時(shí)針對(duì)供電方式，對(duì)采集模塊進(jìn)行改進(jìn)升級(jí)，外設(shè)單晶20W光伏板也更換為12V鋰電池持續(xù)供電，最終實(shí)現(xiàn)了低功耗自主供電，無(wú)需接入外部電源，所有設(shè)備即可實(shí)現(xiàn)全周期正常運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)了技術(shù)層次的重大突破。

據(jù)譚磊介紹，本次技術(shù)研發(fā)歷時(shí)8個(gè)月，趕上了新一批老舊房屋監(jiān)測(cè)任務(wù)的需求。之后，研發(fā)人員又在使用中對(duì)傳感器設(shè)備不斷迭代升級(jí)。北京商報(bào)記者在蘇州胡同的一棟老舊房屋看到，第三代“無(wú)線傾角振動(dòng)傳感器”將測(cè)量測(cè)試、無(wú)線傳輸、供電等功能封裝在一個(gè)只有A4紙大小的白色圓形小盒子里，設(shè)備架設(shè)安裝都十分簡(jiǎn)單。設(shè)備電源會(huì)在采集數(shù)據(jù)的前5秒喚醒，采集上傳后又自動(dòng)睡眠。這種節(jié)能技術(shù)可讓設(shè)備電源的續(xù)航時(shí)間大大延長(zhǎng)到5年。

在2023年?yáng)|城區(qū)全面開(kāi)展的60棟老舊房屋智慧監(jiān)測(cè)項(xiàng)目中，新設(shè)備與供電方式進(jìn)行了大規(guī)模應(yīng)用，極大提高了設(shè)備安裝效率，大幅縮減了前期設(shè)備布設(shè)調(diào)試周期，僅用18天完成了60棟房屋的全部安裝調(diào)試工作，成功趕在汛期來(lái)臨前使所有房屋的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)同步上線，為住戶提供安全保障。

譚磊介紹稱，該項(xiàng)新技術(shù)受天氣的影響小、數(shù)據(jù)精度高，真正做到了全覆蓋、全天候、全工期。“運(yùn)用我們這套設(shè)備，可以精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)每棟建筑的實(shí)時(shí)健康狀態(tài)，有效避免大規(guī)模轉(zhuǎn)移搬運(yùn)的舟車勞頓，大大降低運(yùn)維成本。”

創(chuàng)新就是要解決現(xiàn)實(shí)痛點(diǎn)

據(jù)譚磊介紹，2022年?yáng)|城區(qū)在全市率先開(kāi)展老舊房屋智能化監(jiān)控，實(shí)施兩年來(lái)，在東城區(qū)老舊房屋的結(jié)構(gòu)安全智慧監(jiān)測(cè)中，被監(jiān)測(cè)房屋有1棟被判為危房并實(shí)施了騰退，有效保障了人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。

此外，在去年特大暴雨災(zāi)害中，“空天地一體化結(jié)構(gòu)安全智慧監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”也為百姓居住安全提供了重要支撐。據(jù)了解，在暴雨前，“空天地一體化結(jié)構(gòu)安全智慧監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”累計(jì)采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)30萬(wàn)條，通過(guò)監(jiān)測(cè)預(yù)警和排查安全隱患，為人員轉(zhuǎn)移避險(xiǎn)提供科學(xué)數(shù)據(jù)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(chuàng)立，近年來(lái)企業(yè)鼓勵(lì)科技創(chuàng)新的氛圍日漸濃厚，不斷加大研發(fā)投入。創(chuàng)新說(shuō)到底是要解決現(xiàn)實(shí)“痛點(diǎn)”，智慧監(jiān)測(cè)系統(tǒng)正是由此而來(lái)。

“今年，全市440棟C、D級(jí)危舊樓房都將用上這套系統(tǒng)。除此之外，它還可用于地鐵隧道、重大工程基坑監(jiān)測(cè)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(zhǎng)10%以上，今年他們還將在昌平建成實(shí)驗(yàn)檢測(cè)基地和科研基地，為實(shí)踐應(yīng)用做技術(shù)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(tái)等多區(qū)住建委、房管部門進(jìn)行接洽，商討智慧監(jiān)測(cè)管理平臺(tái)開(kāi)發(fā)以及各區(qū)危舊房屋智慧監(jiān)測(cè)工作相關(guān)事宜，力爭(zhēng)一體化智慧監(jiān)測(cè)技術(shù)在北京市全面推廣應(yīng)用。

從傳統(tǒng)的檢測(cè)機(jī)構(gòu)到如今開(kāi)辟新賽道進(jìn)入城市更新領(lǐng)域，目前，建工市政路橋每年增加營(yíng)收近億元。據(jù)了解，智慧監(jiān)測(cè)只是北京建工集團(tuán)致力于城市更新領(lǐng)域的一個(gè)縮影。近年來(lái)，北京建工集團(tuán)一直堅(jiān)持智能建造發(fā)展思路，創(chuàng)立了一批科技創(chuàng)新工作室，未來(lái)將以100個(gè)智能建造試點(diǎn)示范工程為基礎(chǔ)，加快培育、形成適合行業(yè)發(fā)展需求的新質(zhì)生產(chǎn)力。

“以前我們對(duì)老舊建筑實(shí)行按季度檢查，費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，現(xiàn)在我們通過(guò)智能化監(jiān)控系統(tǒng)，每天可以隨時(shí)對(duì)老舊房屋的結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查，比人工成本投入節(jié)約了10倍以上，新質(zhì)生產(chǎn)力大大提高了我們監(jiān)測(cè)和城市運(yùn)營(yíng)的效率。”譚磊說(shuō)。

北京商報(bào)記者 金朝力 程靚