房屋安全管理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析

文｜上海市房地產(chǎn)科學(xué)研究院 陸玨 蔡樂(lè)剛 陳洋

概述

房屋安全管理信息化建設(shè)伴隨著人們對(duì)房屋管理要求的不斷提高而向前發(fā)展。國(guó)內(nèi)外研究主要集中于建筑使用安全行為、安全管理、安全因素方面的研究，而房屋安全管理信息化方面的專項(xiàng)研究還較為缺乏。在房屋信息化管理的實(shí)踐中，我國(guó)部分城市已有一些經(jīng)驗(yàn)，例如：北京的房屋管理信息平臺(tái)、上海的房地產(chǎn)權(quán)籍管理信息系統(tǒng)、深圳的房屋信息數(shù)據(jù)庫(kù)、西安的老城區(qū)歷史文化資源綜合信息系統(tǒng)、重慶武隆縣的危房安全管理信息軟件等。然而這些系統(tǒng)或是側(cè)重對(duì)房屋交易和權(quán)屬信息的管理，或是僅關(guān)注局部危險(xiǎn)房屋、歷史建筑等重點(diǎn)房屋的安全信息，或是只涉及房屋管理流程中的某個(gè)業(yè)務(wù)，并且缺少如安全預(yù)警、物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)等遠(yuǎn)程動(dòng)態(tài)管理功能，因此智能化水平還有待提高。

為了進(jìn)一步提高房屋安全管理的信息化水平，為“智慧城市”的建設(shè)提供技術(shù)支撐，房屋安全管理信息化成為當(dāng)前城市管理部門亟待研究解決的重要課題。將地理信息系統(tǒng)（GIS）應(yīng)用于房屋安全管理，建立基于 GIS 的房屋安全管理信息系統(tǒng)，從而提升房屋安全管理的科學(xué)性和精細(xì)度，提高房屋安全管理的即時(shí)性和效率。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)概述

1.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)

（1）有效利用房屋基礎(chǔ)資料，以GIS為平臺(tái)，智慧化管理房屋信息，為房屋安全管理工作提供決策支持。

（2）深化房屋安全相關(guān)數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)高效的房屋使用安全評(píng)價(jià)。

（3）充分利用物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)技術(shù)、建立安全預(yù)警模型，做到房屋安全狀況的實(shí)時(shí)跟蹤、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、及時(shí)預(yù)警，提升房屋安全管理水平。

（4）建立合理、完善的房屋全生命周期管理體系，對(duì)房屋全生命進(jìn)行監(jiān)管。

1.2 基礎(chǔ)平臺(tái)分析

以GIS作為房屋安全管理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)房屋的智慧化管理。

系統(tǒng)在GIS平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)瀏覽、導(dǎo)航定位查詢、圖形量算、空間分析（面緩沖區(qū)等方式來(lái)搜索和分析目標(biāo)建筑），同時(shí)能夠在地圖上提示對(duì)應(yīng)房屋全生命周期管理的相關(guān)詳細(xì)信息，從而對(duì)建筑以及區(qū)域的管理和保護(hù)提供詳實(shí)、可靠的資料，保證管理者能夠及時(shí)了解本市房屋的安全現(xiàn)狀。利用GIS的專題地圖制作功能，在統(tǒng)計(jì)匯總的基礎(chǔ)上對(duì)存在安全隱患的房屋在地圖上分層次著重顯示，使其分布情況直觀明了。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求分析

2.1 系統(tǒng)功能需求分析

作為房屋安全管理的工具，系統(tǒng)需做到對(duì)房屋使用安全進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，對(duì)房屋實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)、預(yù)警和輔助決策，將安全事故消滅在萌芽狀態(tài)。

主體功能包括：

（1）數(shù)據(jù)管理：對(duì)房屋安全相關(guān)數(shù)據(jù)、地圖、圖片、文本、報(bào)表、多媒體等信息的檢查、錄入、修改、備份、瀏覽、檢索、篩選、輸出、更新，以及系統(tǒng)維護(hù)與管理等。

（2）空間展示：利用三維激光掃描、攝影測(cè)量等技術(shù)手段，優(yōu)化三維房屋方案，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，加強(qiáng)空間信息的展示和有效利用。

（3）房屋使用安全綜合評(píng)價(jià)：基于房屋使用安全評(píng)價(jià)模型和綜合評(píng)價(jià)方法，實(shí)現(xiàn)快速的房屋使用安全評(píng)價(jià)功能。

（4）安全預(yù)警：基于房屋安全預(yù)警模型，實(shí)現(xiàn)安全預(yù)警及處理。

（5）輔助決策：包括雙向查詢檢索、數(shù)據(jù)分析、統(tǒng)計(jì)報(bào)表與專題圖生成等。

2.2 數(shù)據(jù)需求分析

（1）基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)需求分析

基礎(chǔ)地形圖：上海城市范圍內(nèi)的地形圖，主城區(qū)及范圍內(nèi)的鎮(zhèn)均為1：1000比例尺，每年更新一次；其他農(nóng)村地區(qū)為1：2000地形圖，每2年更新一次?？⒐y(cè)量成果實(shí)時(shí)更新到地形圖中。該數(shù)據(jù)由上海市地理信息公共服務(wù)平臺(tái)在線獲取。

GIS框架數(shù)據(jù)：包括建筑物、道路、水系、境界、地貌、植被、各種注記以及某些屬性信息等，用以作為各種專題信息空間定位的載體。

（2）專業(yè)數(shù)據(jù)需求分析

房屋外輪廓信息：在房屋外輪廓坐標(biāo)基礎(chǔ)上生成空間實(shí)體，作為系統(tǒng)的主要管理對(duì)象實(shí)體。

保護(hù)建筑控制地帶信息：在控制地帶坐標(biāo)基礎(chǔ)上生成空間實(shí)體。

城市建設(shè)相關(guān)信息：包括城市規(guī)劃資料、城市管網(wǎng)等市政工程信息；

房屋數(shù)字化信息：包括名稱和其他文字說(shuō)明信息；設(shè)計(jì)圖紙、結(jié)構(gòu)圖紙、施工圖紙等圖檔資料；文字資料；數(shù)碼照片等。

預(yù)警支持信息：包括預(yù)警標(biāo)識(shí)、預(yù)警級(jí)別、設(shè)計(jì)使用年限、修繕周期、外界影響等資料，以支撐房屋安全預(yù)警系統(tǒng)功能。

全生命周期管理信息：包括設(shè)計(jì)建造資料、竣工驗(yàn)收資料、交付使用資料、使用管理資料、報(bào)廢拆除資料等。

3 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)建設(shè)主要包含以下幾部分內(nèi)容：

（1）數(shù)據(jù)采集、錄入及更新。以統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)采集、更新房屋安全相關(guān)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集的方式除資料收集整理等傳統(tǒng)手段外，還采用數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)、三維激光掃描技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)房屋信息進(jìn)行采集。

（2）數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)。建立房屋安全信息GIS數(shù)據(jù)庫(kù)，以每幢房屋為基本對(duì)象，存儲(chǔ)房屋基本信息、結(jié)構(gòu)信息、使用信息、檢測(cè)鑒定、修繕改造信息、照片、設(shè)計(jì)圖紙、建筑圖紙，各種電子文檔等，以生命周期管理的方式存儲(chǔ)相關(guān)數(shù)據(jù)。

（3）系統(tǒng)建設(shè)。在公共地理信息數(shù)據(jù)及其API基礎(chǔ)上，以B/S和C/S相結(jié)合的模式為基礎(chǔ)架構(gòu)，建立房屋安全管理信息系統(tǒng)。系統(tǒng)以地圖為基本展示平臺(tái)，監(jiān)管房屋，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)錄入、數(shù)據(jù)分析、圖形屬性互查、參數(shù)字典設(shè)置、報(bào)表輸出等功能。

（4）功能建設(shè)。包括房屋使用安全綜合評(píng)價(jià)、物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、房屋安全預(yù)警等功能。

因此，房屋安全管理信息系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

4 功能模塊設(shè)計(jì)

系統(tǒng)使用對(duì)象定位為房屋安全相關(guān)管理部門，管理的地域范圍較大，根據(jù)功能需求分析，為保證數(shù)據(jù)的穩(wěn)定和安全，在功能模塊設(shè)計(jì)時(shí)，考慮將系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理與管理功能相獨(dú)立。因此，系統(tǒng)分為房屋安全信息數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和房屋安全管理系統(tǒng)兩個(gè)部分。系統(tǒng)功能框圖見圖2：

4.1 房屋安全信息數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)

房屋安全信息數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包含了數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)采集、以及信息的管理與應(yīng)用三大部分，核心是房屋安全信息數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)是針對(duì)房屋使用和管理中涉及關(guān)鍵數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)，并對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的處理流程進(jìn)行控制。

（1）房屋安全信息數(shù)據(jù)庫(kù)。對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化處理，數(shù)據(jù)規(guī)范化處理包括數(shù)據(jù)元素標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)化和輸入輸出標(biāo)準(zhǔn)化。房屋的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、建造數(shù)據(jù)、產(chǎn)權(quán)數(shù)據(jù)、使用數(shù)據(jù)、安全管理數(shù)據(jù)，以及小區(qū)、公共設(shè)施等附加數(shù)據(jù)均包含于數(shù)據(jù)庫(kù)中，通過(guò)唯一的幢號(hào)這條主線，貫穿房屋管理的各個(gè)環(huán)節(jié)，連接起各種數(shù)據(jù)，綜合各類信息。

（2）房屋安全數(shù)據(jù)采集。對(duì)已有數(shù)據(jù)按標(biāo)準(zhǔn)整理入庫(kù)，新數(shù)據(jù)按標(biāo)準(zhǔn)采集入庫(kù)。數(shù)據(jù)采集的方式包括文檔資料整理、以及利用數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量、三維激光掃描和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)房屋信息進(jìn)行采集，并對(duì)得到的攝影測(cè)量模型、點(diǎn)云數(shù)據(jù)、傳感器獲取的房屋安全數(shù)據(jù)及其他房屋原始數(shù)據(jù)進(jìn)行展繪，記錄并分析房屋結(jié)構(gòu)承載力及耐久性方面的數(shù)據(jù)，包括房屋的裂縫、結(jié)構(gòu)及構(gòu)件變形、傾斜、混凝土腐蝕、鋼材銹蝕、裝飾材料狀況等。

圖1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖

（3）房屋安全信息的管理與應(yīng)用。房屋安全信息的管理包括數(shù)據(jù)的更新和維護(hù)，如房屋的新增、修改和刪除，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)所有方或管理方，能實(shí)時(shí)的輸入或更改對(duì)應(yīng)的房屋數(shù)據(jù)。房屋安全信息的應(yīng)用主要針對(duì)入庫(kù)數(shù)據(jù)的流程控制，包括方案制定、派件、發(fā)放、審核等。

4.2 房屋安全管理系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)

（1）房屋使用安全綜合評(píng)價(jià)：基于房屋使用安全評(píng)價(jià)模型和綜合評(píng)價(jià)方法實(shí)現(xiàn)快速的房屋使用安全評(píng)價(jià)功能。系統(tǒng)中固定的屬性值，如房屋類型、權(quán)屬關(guān)系、抗震設(shè)防烈度、風(fēng)力等級(jí)等可以作為參數(shù)字典進(jìn)行自定義配置，用戶可以添加、修改或刪除相應(yīng)的值，方便數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理。

（2）房屋安全預(yù)警：安全預(yù)警的類型包括：超房屋設(shè)計(jì)使用年限、超房屋檢測(cè)周期、超房屋修繕周期等時(shí)間超限的預(yù)警；地鐵施工、市政管網(wǎng)施工、基坑施工等相鄰影響的預(yù)警；結(jié)構(gòu)構(gòu)件安全預(yù)警；以及因不可抗力因素引起次生災(zāi)害的預(yù)警等。同時(shí)，預(yù)警功能與物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控相關(guān)聯(lián)，在房屋墻角、墻體或屋頂安裝監(jiān)控房屋安全的多種傳感器，當(dāng)房屋出現(xiàn)沉降、傾斜跡象時(shí)，及時(shí)將監(jiān)測(cè)信息傳回總部，一旦達(dá)到預(yù)警閾值，系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出警報(bào)。對(duì)預(yù)警信息加強(qiáng)管理，包括預(yù)警信息的發(fā)布、反饋、上報(bào)、查詢和統(tǒng)計(jì)，以及預(yù)警總表的自動(dòng)生成等。

（3）空間展示及預(yù)警提示：利用三維激光掃描、攝影測(cè)量等技術(shù)手段提供房屋三維展示，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，并與房屋使用安全綜合評(píng)價(jià)模型和安全預(yù)警模型相關(guān)聯(lián)，加強(qiáng)空間信息的展示和有效利用。

（4）房屋信息數(shù)據(jù)分析：包括數(shù)據(jù)查詢和統(tǒng)計(jì)分析。數(shù)據(jù)查詢，即根據(jù)設(shè)定的條件對(duì)房屋進(jìn)行過(guò)濾，篩選出目標(biāo)數(shù)據(jù)，并具有定位功能。統(tǒng)計(jì)分析，即系統(tǒng)針對(duì)大量的房屋相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，按照統(tǒng)一規(guī)定格式自動(dòng)生成統(tǒng)計(jì)圖表。

圖2 系統(tǒng)功能框圖

（5）GIS基礎(chǔ)功能：包括房屋GIS查詢與定位、地圖瀏覽、圖形量算等。

（6）移動(dòng)客戶端應(yīng)用功能：在移動(dòng)客戶端上進(jìn)行開發(fā)，實(shí)現(xiàn)手機(jī)客戶端上的房屋安全管理，包括房屋信息展示、預(yù)警信息提示等。

（7）公告通知的發(fā)布和展示：發(fā)布和查看包括預(yù)警信息、施工信息、政策文件、突發(fā)情況等的公告和通知。

（8）系統(tǒng)管理：包括用戶角色和權(quán)限管理、日志管理、參數(shù)字典配置等。

5 結(jié)語(yǔ)

房屋安全管理信息系統(tǒng)的建立，是房屋管理領(lǐng)域內(nèi)的新課題，是智慧城市發(fā)展的迫切要求。以房屋安全生命周期管理為核心，實(shí)現(xiàn)房屋多源數(shù)據(jù)一體化集成、多路徑更新，做到對(duì)房屋健康檔案的分析統(tǒng)計(jì)、實(shí)時(shí)跟蹤、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、及時(shí)預(yù)警，能有效提高房屋安全管理的水平和效率。隨著 GIS、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等技術(shù)的發(fā)展，房屋安全管理信息系統(tǒng)作為解決房屋安全管理問(wèn)題的重要手段，將有很大的發(fā)展空間。