基建全過程監(jiān)測數(shù)據(jù)多維融合分析應(yīng)用

張永奈 吳松 劉承志

摘要：介紹了基建全過程監(jiān)測數(shù)據(jù)多維融合分析應(yīng)用的建設(shè)內(nèi)容，分析了其系統(tǒng)架構(gòu)，該應(yīng)用充分挖掘了數(shù)據(jù)價值，提升了對基建施工現(xiàn)場安全風(fēng)險的深層分析能力，為施工現(xiàn)場的安全高效管控提供了技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞：多維融合分析;基建全過程;現(xiàn)場感知;數(shù)據(jù)分析

0 引言

隨著基建全過程綜合數(shù)字化管理平臺的開發(fā)與逐步應(yīng)用，各個基建現(xiàn)場逐步開展了感知層建設(shè)，但目前感知層數(shù)據(jù)的應(yīng)用局限在基建工程現(xiàn)場，使用人員僅限于施工現(xiàn)場人員，數(shù)據(jù)利用率低，數(shù)據(jù)價值沒有得到深度應(yīng)用。因此，迫切需要深入挖掘基建工程現(xiàn)場感知層數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)價值，以指導(dǎo)現(xiàn)場安全施工，提高工程監(jiān)管水平。

基建全過程監(jiān)測數(shù)據(jù)多維融合分析應(yīng)用主要依托于基建全過程綜合數(shù)字化管理平臺的建設(shè)，通過梳理建管單位對基建工程管控的跨專業(yè)需求，結(jié)合平臺積累的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、監(jiān)測數(shù)據(jù)，從多個維度分析施工現(xiàn)場各類安全措施、人員合規(guī)、綠色施工的落實情況，以進一步提升建管單位對施工現(xiàn)場所存問題的深層分析能力，提升管控力度。

1 系統(tǒng)功能

基建全過程監(jiān)測數(shù)據(jù)多維融合分析應(yīng)用如圖1所示。

1.1? ? 建立在建工程安全畫像

建立工程安全作業(yè)分析模型，結(jié)合工程施工作業(yè)過程中的各類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和現(xiàn)場感知監(jiān)測數(shù)據(jù)，建立工程安全畫像，識別存在安全隱患的工程，主要內(nèi)容如下：

（1）基于基建全過程綜合數(shù)字化管理平臺積累的施工單位、作業(yè)人員、安全風(fēng)險、作業(yè)票、站班會、日管控單、安全檢查、現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)，開展工程安全畫像標簽的定時計算。

（2）結(jié)合全省在建工程坐標信息，從工程類型、電壓等級、作業(yè)階段、建管單位、施工單位等多個維度，結(jié)合GIS地圖，展示輸變電工程安全畫像全景視圖。

（3）定期生成全省在建輸變電工程安全畫像報告。

1.2? ? 變電工程受力狀態(tài)分析

針對變電工程土建、建筑、設(shè)備吊裝等作業(yè)階段，建立深大基坑、房建及主變吊裝等關(guān)鍵作業(yè)的受力分析模型，并結(jié)合測點監(jiān)測數(shù)據(jù)，開展受力狀態(tài)分析，主要內(nèi)容包括：

（1）變電工程土建階段受力分析。根據(jù)全過程管控平臺中基坑監(jiān)測采集的混凝土支撐軸力、深層土體水平位移、邊坡位移、樁頂水平垂直位移等數(shù)據(jù)，結(jié)合深大基坑監(jiān)測規(guī)范與基坑受力分析模型，對深大基坑的受力狀態(tài)進行分析與預(yù)警。

（2）變電工程建筑物與主變吊裝階段受力分析。在房建及設(shè)備安裝階段，結(jié)合高大模板支撐的傾角、支撐載荷數(shù)據(jù)、激光測距數(shù)據(jù)，開展建筑物與主變吊裝過程中的受力監(jiān)測分析。

1.3? ? 輸電工程受力狀態(tài)分析

（1）針對不同塔形建立融合抱桿系統(tǒng)、承托系統(tǒng)、拉線系統(tǒng)、起吊系統(tǒng)、牽引系統(tǒng)的受力分析模型。（2）立塔抱桿受力分析與預(yù)警。基于輸電桿塔在立塔階段的抱桿負荷、傾角、抱桿高度、牽引繩拉力、抱桿拉線對地夾角數(shù)據(jù)，開展輸電工程立塔組塔的受力狀態(tài)、傾斜狀態(tài)分析與預(yù)警。（3）針對不同電壓等級、不同塔形，選取部分作業(yè)數(shù)據(jù)形成典型立塔抱桿受力數(shù)據(jù)庫。

1.4? ? 構(gòu)建施工人員立體畫像

結(jié)合施工人員信息、工程進出場記錄、考勤記錄、現(xiàn)場作業(yè)情況、人員資質(zhì)信息、違章行為等數(shù)據(jù)，對施工人員畫像進行多維度刻畫，構(gòu)建施工人員立體畫像庫，主要內(nèi)容包括：

（1）根據(jù)施工人員數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)屬性、業(yè)務(wù)特征、時域和空域特征，從不同維度對施工人員屬性進行標識，建立全省施工人員畫像標簽庫。（2）基于基建全過程綜合數(shù)字化管理平臺積累的施工人員信息、工程進出場記錄、考勤記錄、現(xiàn)場作業(yè)情況、體檢報告、保險信息、資質(zhì)信息、違章行為等數(shù)據(jù)，刻畫施工人員立體畫像。（3）結(jié)合全省在建工程作業(yè)點，從全省、建管單位、分包單位、工程、項目部、班組等多個維度，結(jié)合GIS地圖和看板，展示全省施工人員立體畫像全景視圖。（4）基于全省施工人員立體畫像，開展施工人員施工作業(yè)情況評估及異常狀態(tài)分析，識別存在高風(fēng)險的施工作業(yè)人員，準確掌握全省施工人員動態(tài)情況。

2 系統(tǒng)架構(gòu)

將應(yīng)用系統(tǒng)分為應(yīng)用展現(xiàn)層、分析服務(wù)層、數(shù)據(jù)處理層和資源層，各層相對獨立構(gòu)建又互為依賴。具體的系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示。

（1）應(yīng)用展現(xiàn)層：主要提供PC端監(jiān)測數(shù)據(jù)多維融合分析應(yīng)用的可視化展示功能，主要包括工程安全畫像全景視圖、變電工程受力狀態(tài)可視化、輸電工程受力狀態(tài)可視化、施工人員立體畫像全景視圖等功能。

（2）分析服務(wù)層：基于多維度融合分析模型，通過分類聚類、關(guān)聯(lián)、回歸等算法，實現(xiàn)不同業(yè)務(wù)場景應(yīng)用下多維數(shù)據(jù)模型中維度與度量、維度與維度之間相互關(guān)系的分析與計算，為整個系統(tǒng)提供服務(wù)支撐，包括工程安全畫像服務(wù)、變電工程受力狀態(tài)分析服務(wù)、輸電工程受力狀態(tài)分析服務(wù)、施工人員立體畫像分析服務(wù)等。

（3）數(shù)據(jù)處理層：提供數(shù)據(jù)服務(wù)接口，供分析服務(wù)層調(diào)用，對基建全過程綜合數(shù)字化管理平臺中的各類監(jiān)測數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)應(yīng)用數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換及存取。其中，監(jiān)測數(shù)據(jù)主要包括混凝土支撐軸力、深層土體水平位移、邊坡位移、樁頂水平垂直位移、高大模板支撐的傾角、支撐載荷數(shù)據(jù)、激光測距數(shù)據(jù)以及輸電桿塔在立塔階段的抱桿負荷、傾角、抱桿高度、牽引繩拉力、抱桿拉線對地夾角等數(shù)據(jù);業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包括施工人員信息、工程進出場記錄、考勤記錄、現(xiàn)場作業(yè)情況、人員資質(zhì)信息、違章行為、施工單位、作業(yè)人員、安全風(fēng)險、作業(yè)票、站班會、日管控單、安全檢查以及現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)。

（4）資源層：數(shù)據(jù)存儲在基建全過程綜合數(shù)字化管理平臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中，系統(tǒng)應(yīng)用服務(wù)器部署互聯(lián)網(wǎng)大區(qū)，結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲在信息內(nèi)網(wǎng)，非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲在信息外網(wǎng)。

3 結(jié)語

通過基建全過程監(jiān)測數(shù)據(jù)多維融合分析應(yīng)用的建設(shè)，對各基建現(xiàn)場的物聯(lián)感知層采集的監(jiān)測數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)應(yīng)用數(shù)據(jù)進行整合分析，充分挖掘了數(shù)據(jù)價值，拓展了監(jiān)測分析的廣度和深度，實現(xiàn)了跨專業(yè)、跨類型的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析及預(yù)測，提升了對施工現(xiàn)場安全風(fēng)險的深層分析能力，為施工現(xiàn)場的安全高效管控提供了技術(shù)支撐。

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收稿日期：2020-07-04

作者簡介：張永奈（1980—），男，安徽五河人，高級工程師，從事輸變電工程管理工作。