星測沉降、無人機(jī)查表觀病害、地面?zhèn)鞲衅鞅O(jiān)測位移形變……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)測系統(tǒng)”，整合多種前沿技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)了對老舊房屋全方位、多層面監(jiān)測與評估預(yù)警。近日，北京商報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“定時炸彈”/

每逢6月雨季來臨，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，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(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北京商報記者表示。蘇州胡同99號樓、美術(shù)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(tǒng)的監(jiān)測不僅耗費(fèi)大量的人力物力，也無法實(shí)時監(jiān)測這些老舊房屋的狀態(tài)。

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(tài)，智慧監(jiān)測派上新用場。“簡單來說，它能對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)測系統(tǒng)”有衛(wèi)星遙感、空中無人機(jī)探測和地面?zhèn)鞲衅魅S視角。不同視角采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過人工智能算法處理，可監(jiān)測房屋沉降、傾斜、裂縫、門窗變形等，實(shí)時捕捉房屋結(jié)構(gòu)的異常情況。

在蘇州胡同的某個老舊房屋現(xiàn)場，工作人員打開電腦，向北京商報記者展示了監(jiān)測系統(tǒng)采集的實(shí)時監(jiān)測數(shù)據(jù)。他點(diǎn)開其中一個測量點(diǎn)，房屋的三維畫面躍然眼前。記者看到，房屋內(nèi)外有14個不同種類的傳感器，正對房屋裂縫、沉降和環(huán)境溫濕度等不同數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測。“目前，后臺可以看到每一個監(jiān)測點(diǎn)位的歷史曲線，通過監(jiān)測曲線波動情況，判定房屋是否發(fā)生了形變，從而對潛在風(fēng)險與異常情況進(jìn)行預(yù)警與即時響應(yīng)。監(jiān)測精度高于國標(biāo)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(tǒng)能實(shí)時看到房屋的狀態(tài)，大大提高巡查效率。

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

/“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月率先開展12棟老舊房屋試點(diǎn)房屋監(jiān)測時，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)過程中，由于住戶對我方新技術(shù)的不了解、怕麻煩等問題，盡管我方技術(shù)人員進(jìn)行了詳細(xì)的講解與說明，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法上線，設(shè)備調(diào)試工作無法按時開展，項(xiàng)目整體進(jìn)度延后。”譚磊說。

在總結(jié)了試點(diǎn)工作中遇到的實(shí)際問題并吸取相關(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為以lora自組網(wǎng)通訊的無線傳輸設(shè)備，避免了設(shè)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(jìn)行改進(jìn)升級，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8個月，趕上了新一批老舊房屋監(jiān)測任務(wù)的需求。之后，研發(fā)人員又在使用中對傳感器設(shè)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(shè)備架設(shè)安裝都十分簡單。設(shè)備電源會在采集數(shù)據(jù)的前5秒喚醒，采集上傳后又自動休眠。這種節(jié)能技術(shù)可讓設(shè)備電源的續(xù)航時間大大延長到5年。

在2023年東城區(qū)全面開展的60棟老舊房屋智慧監(jiān)測項(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天就完成了60棟房屋的全部安裝調(diào)試工作，成功趕在汛期來臨前使所有房屋的監(jiān)測數(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)測每棟建筑的實(shí)時健康狀態(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年東城區(qū)在全市率先開展老舊房屋智能化監(jiān)控，實(shí)施兩年來，在東城區(qū)老舊房屋的結(jié)構(gòu)安全智慧監(jiān)測中，被監(jiān)測房屋有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)測系統(tǒng)”累計(jì)采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)30萬條，通過監(jiān)測預(yù)警和排查安全隱患，為人員轉(zhuǎn)移避險提供科學(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，近年來企業(yè)鼓勵科技創(chuàng)新的氛圍日漸濃厚，不斷加大研發(fā)投入。創(chuàng)新說到底是要解決現(xiàn)實(shí)“痛點(diǎn)”，智慧監(jiān)測系統(tǒng)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(tǒng)。除此之外，它還可用于地鐵隧道、重大工程基坑監(jiān)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(shí)驗(yàn)檢測基地和科研基地，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、豐臺等多區(qū)住建委、房管部門進(jìn)行接洽，商討智慧監(jiān)測管理平臺開發(fā)以及各區(qū)危舊房屋智慧監(jiān)測工作相關(guān)事宜，力爭一體化智慧監(jiān)測技術(shù)在北京市全面推廣應(yīng)用。

從傳統(tǒng)的檢測機(jī)構(gòu)到如今開辟新賽道進(jìn)入城市更新領(lǐng)域，目前，建工市政路橋每年增加營收近億元。據(jù)了解，智慧監(jiān)測只是北京建工集團(tuán)致力于城市更新領(lǐng)域的一個縮影。近年來，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，未來將以100個智能建造試點(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。

“以前我們對老舊建筑實(shí)行按季度檢查，費(fèi)時又費(fèi)力，現(xiàn)在我們通過智能化監(jiān)控系統(tǒng)，每天可以隨時對老舊房屋的結(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)測和城市運(yùn)營的效率。”譚磊說。

北京商報記者 金朝力 程靚