全景成像遠程鋼筋測量技術在河北雄安新區(qū)宣武醫(yī)院建設項目的應用

                                                來自：裝配式建筑/項目案例，來源：預制建筑網(wǎng)|作者：預制建筑網(wǎng)

   經(jīng)企業(yè)申報、地方推薦、專家評審，住房和城鄉(xiāng)建設部確定并發(fā)布第一批124個智能建造新技術新產(chǎn)品創(chuàng)新服務典型案例。目的在于總結推廣智能建造可復制經(jīng)驗做法，指導各地住房和城鄉(xiāng)建設主管部門及企業(yè)全面了解、科學選用智能建造技術和產(chǎn)品。

本文重點分享：全景成像遠程鋼筋測量技術在河北雄安新區(qū)宣武醫(yī)院建設項目的應用。

一、案例簡介

   全景成像遠程鋼筋測量技術是工程質(zhì)量安全監(jiān)管的輔助手段，有利于提升施工智慧化監(jiān)管水平。通過該測量技術可以實現(xiàn)以下功能：一是 測量施工作業(yè)面上的鋼筋間距或直徑等，測量結果可以與CAD圖紙進行比對； 二是 自動識別樓層、查看工程進度、自動推送巡檢任務； 三是 自動掃描、全景拼圖、云端存儲以及對工程進度可以溯源； 四是 標定測量水泥澆筑前后厚度; 五是 實現(xiàn)深基坑、高支模監(jiān)測目標現(xiàn)場實景可比對圖像定位功能。

二、案例應用場景和技術產(chǎn)品特點

（一）技術方案要點

全景成像遠程鋼筋測量技術采用單目高分辨率變焦攝像機，利用激光、云臺協(xié)同完成對焦和聚焦，實現(xiàn)在50米遠距離，測量施工作業(yè)面上的鋼筋間距或直徑，精度可達±1mm 。同時，將施工過程錄像存儲，工程竣工后，水泥雖然已經(jīng)覆蓋，但可隨時調(diào)閱平臺上的圖像進行復核測量，判斷測量數(shù)據(jù)是否達標，防止偷工減料，可以溯源。

（二）關鍵技術經(jīng)濟指標

全景成像測距攝像機除具有普通鷹眼攝像機的視頻監(jiān)控功能外，還增加了自動掃描、全景拼圖、圖像測量、自動識別樓層（工程進度）、自動推送巡檢任務、查找CAD圖紙 等功能，而使用成本與普通鷹眼全景攝像機接近。

（三）技術創(chuàng)新點

全景成像遠程鋼筋測量技術是一種創(chuàng)新的遠程智能測量技術，通過該技術建立“互聯(lián)網(wǎng)+”監(jiān)管模式，解決現(xiàn)場近距離測量技術工作效率低下、人員安全難以保障等一系列監(jiān)管問題，有效提高智慧工地的監(jiān)管水平。全景成像遠程鋼筋測量技術和現(xiàn)場近距離測量技術的主要技術創(chuàng)新點對比如表1所示。

            與現(xiàn)場近距離測量技術對比         表1

（四）與國內(nèi)外同類先進技術的比較

目前，國內(nèi)外同類技術多使用傳統(tǒng)的全站儀，主要依靠人工控制水平與垂直制動螺旋，在角度調(diào)整過程中通過目鏡觀察，直至十字絲對準目標點，才能完成單個目標點的采樣。操作全程需要人工參與，螺旋調(diào)整過程需要集中精力，當需要連續(xù)完成多個目標點的采樣時，整個采樣過程費時、費力，且人工難以遠程、精確、高效地完成。

全景成像遠程鋼筋測量技術是一種代替人眼對目標進行識別、跟蹤和測量的機器視覺人工智能技術，能夠?qū)崿F(xiàn)遠程、高效地測量。

（五）市場應用總體情況

全景成像遠程鋼筋測量技術是施工過程質(zhì)量安全監(jiān)管的輔助措施，可廣泛用于房屋建筑和市政基礎設施等工程領域。目前，該技術已在河北雄安、山東、廣東、廣西、吉林、福建等多地大量應用，效果良好。

三、案例實施情況

（一） 案例項目簡介

全景成像遠程鋼筋測量技術的應用以河北雄安新區(qū)宣武醫(yī)院建設項目為例。該項目總建筑面積約15.8萬平方米，是雄安新區(qū)啟動區(qū)建設的第一所大型綜合性三級甲等醫(yī)院。

（二） 實施過程

1．項目準備。雄安新區(qū)印發(fā)的《落實新區(qū)智慧工地遠程視頻監(jiān)管的通知》（雄指辦發(fā)〔2021〕2號）（以下簡稱《通知》）要求，凡雄安新區(qū)在建和新建的房屋建筑和市政基礎設施工程施工現(xiàn)場均應部署全景成像測距攝像機等設備。雄安宣武醫(yī)院項目建設單位在辦理工程安全監(jiān)督備案手續(xù)時，提交施工單位與集成運營服務商簽訂的全景成像測距攝像機相關設備運營服務合同等合法性文件，作為開工前安全條件檢查和安全措施備案的重要依據(jù)。在雄安宣武醫(yī)院項目智慧工地遠程視頻監(jiān)控建設中，金錢貓公司作為設備制造商向項目提供了智慧工地集成運營服務，包含設備技術、安裝、運維和拆機的一站式服務。

2．費用出處。從全國已推廣智慧工地建設的省份來看，“智慧工地”業(yè)務的工程應用費用通常在安全文明施工費中列支，該項費用在工程造價中為不可競爭費用。雄安新區(qū)參照各地模式，將全景成像測距攝像機等遠程視頻監(jiān)控設備使用費在安全文明施工措施費中列支。

3．安裝部署。在雄安新區(qū)宣武醫(yī)院建設項目應用中，全景成像測距攝像機部署在塔式起重機等施工現(xiàn)場制高點。數(shù)據(jù)通過有線或無線網(wǎng)絡連接到云端服務器，部署架構如圖1所示。

                   圖1 全景成像測距攝像機部署架

   要求在雄安宣武醫(yī)院建設項目的樁基、深基坑、鋼筋工程和高邊坡等工程施工前安裝全景成像測距攝像機，在所監(jiān)控單位工程完成結構工程后（高邊坡工程在完工后）方可拆除。根據(jù)能夠覆蓋到所有同類型單位工程為原則確定全景成像測距攝像機安裝數(shù)量，雄安宣武醫(yī)院建設項目共設計安裝了5臺全景成像測距攝像機，覆蓋全部施工作業(yè)面。設備安裝位置在塔吊一級平臺處，如圖2所示。

                    圖二

  4．技術要求。根據(jù)住建部評估認定，技術上要求全景成像測距攝像機應經(jīng)中國計量科學研究院測試（CNAS），主要性能應符合中國建筑業(yè)協(xié)會T/CCIAT0021-2020《智慧工地全景成像測量標準》要求。

5．工程應用。根據(jù)《國務院辦公廳轉發(fā)住房城鄉(xiāng)建設部關于完善質(zhì)量保障體系提升建筑工程品質(zhì)指導意見的通知》，要求加強對工程建設全過程的質(zhì)量管理，突出建設單位首要責任、落實施工單位主體責任。在雄安宣武醫(yī)院建設項目施工過程中，項目建設、施工單位對每個施工作業(yè)面的鋼筋間距或直徑進行隨機測量并上傳云端進行存儲；監(jiān)管人員可以查看云端存儲的測量數(shù)據(jù)或隨機測量；發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題，及時整改，防止偷工減料，確保主體工程質(zhì)量安全。

雄安宣武醫(yī)院全景成像測距攝像機具體工程應用如下：

（1）無人值守時，可以進行自動巡檢監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)未帶安全帽、明火、區(qū)域入侵等危險行為時將自動告警；

（2）可隨時人工查看施工作業(yè)面的工作情況；

  
（3）點擊鼠標可自動顯示樓層位置和層高，查看工程進度；

（4）可查找鼠標所點工程作業(yè)面位置所對應的CAD圖紙；

（5）可以在50米遠距離，直接在視頻圖像里對施工作業(yè)面的鋼筋間距或直徑等進行測量（如圖3所示），精度可達±1mm，測量結果可以與CAD圖紙進行比對；

                   圖3 全景成像測距攝像機測量示意圖

（6）自動掃描施工作業(yè)面的節(jié)點圖，進行全景拼圖（如圖4所示），上傳云端存儲，對工程進度可以溯源。

                       圖4

6．應用拓展。全景成像遠程鋼筋測量技術除實現(xiàn)以上工程應用外，還可以實現(xiàn)以下應用拓展：

（1）該技術應用于測距巡到位系統(tǒng)，可以通過自動識別新增樓層，自動推送巡檢任務。有效解決傳統(tǒng)巡檢因新增樓層無法自動通知，不能及時進行安全檢查等弊端。

（2）該技術還可以與塔式起重機吊鉤視頻監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動，實現(xiàn)遠程測量圖像定位等功能；在解決施工現(xiàn)場塔吊司機的視覺盲區(qū)等問題的同時還為工地垂直度、平面度等測量留出應用空間。

（3）可以通過標定混凝土澆筑前后的高度，自動計算顯示混凝土澆筑的厚度。

（4）在深基坑、高支模監(jiān)測中，可實現(xiàn)監(jiān)測目標現(xiàn)場實景可比對圖像定位的能力。

（5）可對施工現(xiàn)場取樣人員、見證人員及樣品進行現(xiàn)場拍照、三維定位、圖像識別并上傳平臺，為樣品檢測提供比對鑒證。

（6）可自動掃描施工圍擋，監(jiān)控占道施工；發(fā)現(xiàn)圍擋超標占道施工，自動預警。

（三） 保障措施

雄安新區(qū)各級主管部門高度重視智慧工地建設工作，積極督促建設項目部署安裝全景成像測距攝像機，對已完成部署項目，減少現(xiàn)場檢查頻次；對未按時完成或使用設備不符合要求的項目，進行通報約談，納入新區(qū)信用體系對相關責任單位和責任人予以扣分等處罰，加大現(xiàn)場檢查頻次，保障落實到位。同時，將智慧工地視頻監(jiān)控建設作為工程項目評先選優(yōu)的條件；未按要求完成智慧工地視頻監(jiān)控建設的項目及企業(yè)，不得參加評先選優(yōu)。

四、應用成效

（一） 解決的主要問題

通過分析《關于全國建筑市場和工程質(zhì)量安全監(jiān)督執(zhí)法檢查違法違規(guī)典型案例的通報（二）》中15項典型案例發(fā)現(xiàn)，有9項與鋼筋的直徑、數(shù)量、間距等偷工減料有關，占通報中質(zhì)量安全問題的60％。2021年中央電視臺3.15晚會也專題報道了建筑工地瘦身鋼筋問題。說明加強對建筑工地鋼筋間距、直徑等質(zhì)量安全問題監(jiān)管是十分必要的，雄安宣武醫(yī)院項目通過部署全景成像測距攝像機進行遠程視頻監(jiān)管， 助力監(jiān)管機構了解掌握工程施工現(xiàn)場情況 ，起到震懾作用。

（二） 應用成效

全景成像遠程鋼筋測量技術具有良好的社會經(jīng)濟效益，主要體現(xiàn)在以下方面：

1．遠程智能監(jiān)管，減少質(zhì)量安全事故。 建立“互聯(lián)網(wǎng)+”監(jiān)管模式，能夠遠程實時查看或測量可見施工作業(yè)面鋼筋的間距、直徑是否規(guī)范，防止因?qū)訉映邪?，拉大鋼筋間距或采用瘦身鋼筋等偷工減料的現(xiàn)象發(fā)生。

2．全生命周期監(jiān)管，可以溯源。 實行對工程建設全生命周期監(jiān)控，工程驗收時，可隨機抽查存儲的圖像測量數(shù)據(jù)。監(jiān)管過程透明公正，可以溯源，有效防止偷工減料，保障施工質(zhì)量安全。

3．遠程監(jiān)管，降低管理成本。 通過遠程監(jiān)管，減少政府監(jiān)管需投入的人力、物力支出等。尤其當前疫情期間，遠程無接觸監(jiān)管方式符合疫情防控的要求。

4．多端實時監(jiān)管，提高管理水平。 通過施工單位定期自查自測數(shù)據(jù)主動上傳至云平臺，監(jiān)管部門抽查數(shù)據(jù)檢驗方式，將自上而下的監(jiān)管轉變?yōu)槭┕挝蝗鎱⑴c、自查自糾，滿足“雙隨機、一公開”的監(jiān)管要求，提高管理水平。

5．提供一站式服務，保障實施到位。 提供一站式服務（含設備安裝、運維、拆機等）的租賃模式，減輕施工單位負擔。采用一站式服務運營模式，保證智慧工地建設的全過程均有人管理、有人維護，避免智慧工地建設流于形式。