建筑結(jié)構(gòu)智能監(jiān)測(cè)診斷技術(shù) 助力城市防災(zāi)減災(zāi)

策劃/本刊編輯部

執(zhí)行/張杰 李曉春 本刊編輯部

江蘇省建筑工程質(zhì)量檢測(cè)中心有限公司

2022年，黨的二十大報(bào)告指出，打造宜居、韌性、智慧城市。為進(jìn)一步推進(jìn)我國(guó)新型城鎮(zhèn)化建設(shè)，打造智慧城市，重點(diǎn)要加速推動(dòng)傳統(tǒng)行業(yè)與戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式的轉(zhuǎn)型。

建筑作為城市的細(xì)胞、人們生產(chǎn)生活的載體，其結(jié)構(gòu)安全是維系城市正常運(yùn)行的基礎(chǔ)，同時(shí)也是智慧城市的必要保障。然而，受材料性能退化、自然災(zāi)害(強(qiáng)風(fēng)、雪災(zāi)、火災(zāi)、地震等）和鄰近場(chǎng)地施工等因素的影響，大量建筑結(jié)構(gòu)的性能和安全始終處于動(dòng)態(tài)變化中，甚至與設(shè)計(jì)預(yù)期相差甚遠(yuǎn)。與此同時(shí)，還缺乏安全監(jiān)測(cè)和診斷系統(tǒng)，不能做到及時(shí)收集可靠的維護(hù)管控信息，導(dǎo)致安全事故時(shí)有發(fā)生。因此，為了掌握建筑結(jié)構(gòu)狀態(tài)和安全狀況、排除建筑安全隱患，有必要對(duì)重要建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行安全監(jiān)測(cè)，并根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)診斷結(jié)構(gòu)狀態(tài)和安全性，以采取相應(yīng)的控制或加固修復(fù)措施，進(jìn)而保障城市安全運(yùn)行。

傳統(tǒng)的建筑健康及安全性監(jiān)測(cè)多數(shù)仍基于有線傳感技術(shù)，無(wú)法有效融合和利用多源傳感器數(shù)據(jù)，長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)的海量數(shù)據(jù)分析計(jì)算效率低。此外，現(xiàn)有的建筑安全性診斷或狀態(tài)預(yù)測(cè)缺乏智能化、智慧化以及實(shí)時(shí)性，結(jié)構(gòu)狀態(tài)可視化低，存在根據(jù)有限數(shù)量傳感器數(shù)據(jù)診斷全結(jié)構(gòu)安全性的問(wèn)題。同時(shí)，計(jì)算機(jī)軟硬件、感觸元件、無(wú)線傳感技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析、云計(jì)算、機(jī)器學(xué)習(xí)、圖像識(shí)別、人工智能等信息技術(shù)的快速發(fā)展，為提升建筑結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)與智慧診斷的智能化水平提供了新的契機(jī)。

基于此，本刊本期專(zhuān)題聚焦建筑結(jié)構(gòu)安全及診斷的智能化及自動(dòng)化技術(shù)，通過(guò)推介2022年住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部研究開(kāi)發(fā)項(xiàng)目“周邊環(huán)境影響下既有建筑風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)與預(yù)警評(píng)估技術(shù)研究”（K20221278）的相關(guān)成果，與讀者分享如何基于精確感知、GIS、BIM、人工智能、大數(shù)據(jù)分析等領(lǐng)域的最新技術(shù)，突破傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的弊端，建立重要建筑物日常運(yùn)維及災(zāi)后狀態(tài)的智能感知、實(shí)時(shí)診斷、評(píng)估預(yù)警、最優(yōu)加固的平臺(tái)和方法，為城市整體防災(zāi)能力的提升提供技術(shù)保障。

建筑結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的綜述與研究 湯東嬰，魏曉斌，孫正華，王若晨

本文綜述了建筑結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)（SHM）系統(tǒng)的發(fā)展歷程和研究熱點(diǎn)，以建筑結(jié)構(gòu)特征變化為基礎(chǔ)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)檢測(cè)和診斷結(jié)構(gòu)損傷，并預(yù)測(cè)它們未來(lái)的變化趨勢(shì)。提出未來(lái)結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究的發(fā)展方向，包括構(gòu)件級(jí)智能監(jiān)測(cè)技術(shù)、應(yīng)用衛(wèi)星通信和物聯(lián)網(wǎng)通信的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、傳感器的最佳定位方式、傳感器技術(shù)與機(jī)器學(xué)習(xí)的結(jié)合等。