融合大数据的建筑结构安全监测技术探索
摘要
关键词
建筑结构安全监测技术;设计原则;数据收集
正文
在建筑行业发展大环境下,建筑结构安全监测技术,从传统人工监测方向向智能化以及数字化方向转型,随着互联网平台和互联网技术的发展,建筑结构安全监测技术通过融合大数据技术手段,为建筑结构安全监测的数字化转型提供了全新思路。
一、建筑结构安全监测技术设计原则
建筑结构在施工过程中,其施工流程相对复杂,经常出现多种施工技术同时作业的问题,导致建筑结构各种类型临时支撑结构与建筑主体相互影响和作用,存在不同的安全隐患和风险问题,对此施工团队要根据建筑结构施工特点,明确安全监测技术应用原则。
(一)实用性
基于大数据技术的建筑结构安全监测系统在运行过程中,该技术主要应用于施工阶段的安全数据监测和流程管理等相关方面,所以安全检测技术在实际应用时,要全面贯彻实用性原则,根据施工阶段的不同施工区域进行数据监控,结合深度学习技术,分别对起重机、电梯、螺栓连接结构、支模以及深基坑等相关区域进行安全检测。以此保证施工团队能够在最短时间内,探测出建筑结构中各个施工部位可能出现的安全隐患和风险问题,生成预警数据和信息。除此之外,基于大数据技术的建筑结构,安全监测技术还能够对项目的安全施工提供必要的技术支持和指导,减少安全事故的产生[1]。
(二)实用性
融合大数据的建筑结构安全监测技术在应用过程中,该技术的操作对象为施工现场的管理部门和基层员工,所以技术所搭配的操作程序在方案设计上不能过于复杂,无论是数据收集端口,还是信息监测流程都应该更加简单明了,以便于施工现场的操作人员进行必要的安全检测管理工作和后续维护操作流程,最大程度帮助管理部门减轻工作压力,实现建筑结构部分功能系统化、自动化处理目标,有效对建筑结构施工安全进行数据监测和风险预警。
(三)稳定性
建筑结构安全监测技术,能够有效保证数据监控设备自身的使用耐久性和运转稳定性,以此实现长期、稳定、实时的收集建筑结构各项施工参数和应用标准,实现建筑结构数据传输线路的科学性,在不影响建筑结构正常施工的背景下,稳定传输和收集相关数据。另外,融合大数据技术的建筑结构安全监测技术,还能够保证建筑信息和数据储存的安全性,提高信息处理服务器的耐久度,从根本上保证监测系统应用效果,精准、全面、系统的反映出建筑结构在施工阶段的各项应用参数和安全信息。
(四)开放性
建筑结构在施工阶段,安全监测技术手段能够确保应用系统具有开放性和互通性,该系统支持多种硬件设备以及软件操作程序,并且无论是软件还是硬件都支持二次开发,保证系统在设计方案的标准性和规范性。比如:建筑结构安全监测系统内部应用程序设计标准、各个操作模块之间的连接规范系统、外部连接端口的操作标准、界面应用的规范,确保融合大数据技术的建筑结构安全监测技术应用平台,具有与信息控制系统的数据交换和互通共享能力。
(五)可拓展性
建筑工程在施工过程中,融合大数据技术的安全监测系统,根据工程项目施工特点划分不同的管理模块,并有效对施工现场不同的施工区域和建筑部位进行安全监测,比如:电梯、起重机、螺栓连接系统、高支模系统以及深基坑系统等。但由于施工现场的条件和内容十分复杂不同,施工阶段均会出现安全问题,为了有利于后续监测功能和技术的应用效果,在方案设计时要尽可能保证简洁性,确保各施工模块之间的耦合度始终在标准范畴内[2]。
二、建筑结构安全监测技术设计策略
(一)数据收集与整合
融合大数据的建筑结构安全监测技术以及应用系统,通过安装光栅纤维传感器、压电材料传感设备以及数据收集测量技术等,实现对建筑结构环境、施工压力数据应变以及振动等物理数据收集,尤其当建筑工程施工过程中,光栅纤维传感器在实际应用和操作过程中,依靠光线散射自身所具有的功能。当光栅纤维完全暴露在测量物理量作用环境下,光线信号强度、光线波长、光线振动频率等,不同光学特征会出现明显改变,通过对以上参数和变化趋势进行监测,从而获得不同的建筑结构施工参数信息与数据。压电材料传感设备将使用压电效应技术原理,在施工材料宽频影响范畴中,对建筑结构施工压力,以及施工加速度等不同数据进行全方位、多角度、系统化的收集,在数据收集过程中,其数据监测精准度应始终维持在0.001g。
数据收集测量技术主要利用光学技术原理,对建筑结构进行静态化图像收集以及动态化视频收集,同时结合BIM技术,构建精准化的三维立体化数据模型。融合大数据技术的建筑结构安全监测系统,通过互联网平台以及互联网技术,将多源化建筑结构数据传输至云平台中,并通过数据标准化处理模式以及时间序列对等方法,实现不同来源数据监测的收集和融合处理。
(二)大数据协同处理结构
融合大数据的建筑结构安全监测技术,其系统将采用协同式分布结构,其中在边缘结构层将设定高性能的参数计算单元,主要利用传感器对于数据实时处理和收集功能,对光栅纤维传感器所收集的光源信号数据,并利用建筑结构应变响应计算公式得出结算结果。利用安全监测系统将施工现场所收集到的信息和数据,通过物联网技术以及互联网平台,上传至建筑工程项目云平台,实现数据管理和储存,并以此作为基础条件,构建包含建筑几何信息、空间数据、建筑物理信息以及施工成本数据等多维度数据库。另外,融合大数据技术的建筑结构安全监测系统,还要利用边缘参数计算技术,实现建筑数据的就近处理和多余信息过滤,最大程度降低建筑数据传输宽带的核心需求以及云平台处理压力。其中云平台基于分布式建筑数据计算结构框架,通过对数据分析、数据收集、数据清理特点,提取以及模式区分等相关方面进行优化处理,实现建筑结构数据的全面监测[3]。
(三)智能数据识别系统
融合大数据的建筑结构安全监测技术应用环节中,智能数据识别系统,选择人工操作以及技术操作相互结合的信息监测方案,并在此基础上构建多等级多区域的安全监测结构框架,针对建筑项目以及施工环境中所出现的基坑沉降、地下排水、排污、废弃物处理、粉尘处理等相关指标进行数据监测。除此之外,智能数据识别系统,还通过安全监测定位技术、AI监控技术,实现对施工现场施工人员的位置确定和识别。
从数据监测结构框架能够进一步观察出,智能数据识别系统建筑结构安全监测标准,构建至少4个维度的监测网络结构体系,所选择的监测位置点覆盖范围也相对广泛,不仅要保证施工关键区域的数据监测效果,还要确保重点设备的应用水平。在数据处理方面,系统利用边缘参数计算节点,对施工现场监测数据进行预处理,随后将已经处理完毕的数据传输至云平台,确保系统能够进行深度学习和信息分析,从而构建出数据收集到智能预警的完整链条。
结束语:
总之,融合大数据的建筑结构安全监测技术,在数据收集、分析、传输、储存以及应用方面获得了全新的发展和突破,该技术与大数据物联网相结合,将建筑工程所产生的数据信息实时传输至云平台,成功实现了对施工现场异常情况的自动识别及及时预警。
参考文献:
[1]付玉田,孙卓康.融合大数据的建筑结构安全监测技术探索[J].数字经济,2025,(06):72-74.
[2]刘欣荣.智能监测技术在建筑安全与风险预测中的优化[J].现代职业安全,2025,(03):6-8.
[3]李跃骐.建筑结构施工安全智能化监测关键技术研究[J].砖瓦,2024,(12):114-117.
项目基金:本文系天津市科技计划项目:《基于智能算法的非接触式建筑结构安全及损坏等级检测鉴定技术》相关论文。合同编号:25YFKFYS00600
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