既有砌體結(jié)構(gòu)建筑改造施工現(xiàn)場不安全行為識別方法

收稿日期：2023-11-30

作者簡介：汪萍（1975—），女，安徽安慶人，碩士，高級工程師，研究方向：安全工程。

摘 要：目前對施工現(xiàn)場不安全行為的識別主要依賴于安全管理人員的現(xiàn)場巡查和監(jiān)管。由于施工現(xiàn)場的復(fù)雜性，傳統(tǒng)方法往往存在一定的局限性?；诖耍F(xiàn)提出既有砌體結(jié)構(gòu)建筑改造施工現(xiàn)場不安全行為識別方法，提取既有砌體結(jié)構(gòu)改造施工現(xiàn)場不安全行為關(guān)鍵點(diǎn)，提升工程施工的安全性，對施工過程中不安全行為推理并自動識別，在施工過程中提前預(yù)防不安全行為的發(fā)生。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，既有砌體結(jié)構(gòu)建筑改造施工現(xiàn)場的不安全行為識別方法相較于傳統(tǒng)方法，其識別效果更佳，因此證明該方法的可行性。

關(guān)鍵詞：建筑改造；施工現(xiàn)場；砌體結(jié)構(gòu)；不安全行為

中圖分類號：TU714? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：2096-6903（2024）03-0058-03

0引言

不安全行為是指可能導(dǎo)致事故發(fā)生的個人行為或組織行為，在既有砌體結(jié)構(gòu)建筑改造施工現(xiàn)場中，不安全行為主要包括工人不正確的操作方式、材料設(shè)備的缺陷、施工環(huán)境的惡劣以及管理方面的漏洞等。這些不安全行為不僅會影響施工進(jìn)度和質(zhì)量，還可能對工人和周邊環(huán)境造成嚴(yán)重的安全威脅。

為了保障施工現(xiàn)場的安全，需要對既有砌體結(jié)構(gòu)建筑改造施工現(xiàn)場不安全行為進(jìn)行有效的識別和管理。既有砌體結(jié)構(gòu)建筑改造施工現(xiàn)場存在的各種不安全行為，可能導(dǎo)致事故的發(fā)生，影響工程的進(jìn)度和質(zhì)量。

開展對既有砌體結(jié)構(gòu)建筑改造施工現(xiàn)場不安全行為的識別方法研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和必要性[1]。

1既有砌體結(jié)構(gòu)建筑改造施工現(xiàn)場不安全行為識別方法的設(shè)計

1.1 提取既有砌體結(jié)構(gòu)改造施工現(xiàn)場不安全行為關(guān)鍵點(diǎn)

目前，在既有砌體結(jié)構(gòu)建筑改造施工中，如施工現(xiàn)場中的生產(chǎn)、基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)等，經(jīng)常會發(fā)生因施工現(xiàn)場工人的不安全行為而引發(fā)的事故。這些事故的發(fā)生，不但對企業(yè)的正常生產(chǎn)造成了很大的影響，還會對人民群眾的生命和財產(chǎn)安全造成極大的影響。提早發(fā)現(xiàn)這些不安全行為，可以采取有效措施預(yù)防事故的發(fā)生或者在事故發(fā)生后將損失降到最小。

本文提出的不安全行為識別算法具有一定的擴(kuò)展性，只要準(zhǔn)備足夠的訓(xùn)練數(shù)據(jù)，即可應(yīng)用于其他類型的不安全行為的檢測。通過這種方法，可以更有效地監(jiān)控和糾正施工人員的不安全行為，以提升工程施工的安全性和效率。既有砌體結(jié)構(gòu)建筑改造施工現(xiàn)場不安全行為識別方法的研究框架圖1所示[2]。

本文將收集既有砌體結(jié)構(gòu)改造工程的典型的不安全行為的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行不安全行為關(guān)鍵點(diǎn)的提取。表1為施工現(xiàn)場的各項不安全行為，以此來探討如何對施工現(xiàn)場的不安全行為進(jìn)行檢測[3]。

在既有砌體結(jié)構(gòu)建筑改造施工現(xiàn)場中，使用目標(biāo)檢測方法結(jié)合熱力圖的計算與關(guān)鍵點(diǎn)坐標(biāo)位置的歸一化進(jìn)行參數(shù)回歸，其提取具體流程如下：設(shè)定既有砌體結(jié)構(gòu)改造施工現(xiàn)場不安全行為圖像表示為輸入圖像α，令α∈Qb×n×3，將該圖像傳遞進(jìn)檢測網(wǎng)絡(luò)中，預(yù)測出待識別不安全行為目標(biāo)的中心點(diǎn)位置，其計算過程的公式如式（1）。

（1）

式中：b表示輸入圖像的高度，n表示輸入圖像的寬度，Q表示輸出的步長，X表示關(guān)鍵點(diǎn)類型的數(shù)量。

輸出步長是指下采樣輸出相對于原圖像的步長，關(guān)鍵點(diǎn)類型的數(shù)量是指在檢測過程中需要檢測的目標(biāo)種類數(shù)量。在處理過程中，熱力圖的通道數(shù)等于目標(biāo)種類數(shù)量，該網(wǎng)絡(luò)通過計算熱力圖上各個點(diǎn)的峰值來提取中心關(guān)鍵點(diǎn)，獲得所有峰值后設(shè)置閾值進(jìn)行篩選，直至生成最終的目標(biāo)關(guān)鍵中心點(diǎn)[4]。

1.2 施工過程中不安全行為的推理并自動識別

針對上述分析后得出的目標(biāo)關(guān)鍵中心點(diǎn)，將該施工現(xiàn)場不安全行為圖像的中心點(diǎn)所在的指定區(qū)域i，關(guān)注施工現(xiàn)場工人不安全行為的圖片，特別是指定區(qū)域i的特征vi。這個特征vi對應(yīng)的安全規(guī)則文本條目中的單詞l，就是目標(biāo)識別中要計算的注意力表示k。簡單來說，就是要計算每個區(qū)域安全規(guī)則文本條目中所有單詞l的注意力表示k，將其進(jìn)行加權(quán)組合[5]。這樣可以得出一個關(guān)注度高的安全規(guī)則文本條目的向量jti。這個向量的生成是基于施工現(xiàn)場工人不安全行為圖片的第i個區(qū)域的安全規(guī)則文本條目，其計算公式如式（2）所示。

（2）

式中：? ?表示softmax函數(shù)的逆溫度，注意力加權(quán)組合即為點(diǎn)積注意力的變體。由于softmax函數(shù)的損失經(jīng)常會在softmax層中出現(xiàn)，因此也稱為softmax損失。在各類施工現(xiàn)場的數(shù)據(jù)不能互相排斥的情況下，利用這種方法可以很容易地確定樣本的損失情況，而不考慮其他類型的損失，當(dāng)所選擇的樣本損失降低后，其他類型的概率同樣會降到最低。因此，本文選擇soft函數(shù)作為識別檢測中的分類器。

計算后，將比較施工現(xiàn)場工人不安全行為圖片中的第i個區(qū)域的區(qū)域特征vi和對應(yīng)的安全規(guī)則文本條目的向量jti。通過計算它們之間的相似度得分，可以確定施工現(xiàn)場工人不安全行為圖片中的這個區(qū)域相對于安全規(guī)則文本條目的重要性。

設(shè)定既有砌體結(jié)構(gòu)改造施工現(xiàn)場不安全行為圖像α中包含了n1個檢測區(qū)域與含有n2個單詞的安全規(guī)則文本條目R，可以將該圖像與文本進(jìn)行配對，其余弦相似向量的表達(dá)公式如式（3）所示。

（3）

式中：βil表示該圖像中第i個單詞與第l個區(qū)域的相似度。將相似度向量進(jìn)行歸一化處理后，其計算公式如式（4）所示。

（4）

式中：? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 。

根據(jù)其相似度可以進(jìn)行在既有砌體結(jié)構(gòu)建筑改造施工現(xiàn)場中對不安全行為進(jìn)行識別并推理，并在施工過程中提前預(yù)防不安全行為的發(fā)生。

2實(shí)驗(yàn)測試與分析

2.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

本次實(shí)驗(yàn)以Matlab軟件作為測試平臺，以檢測本文提出的既有砌體結(jié)構(gòu)建筑改造施工現(xiàn)場不安全行為識別方法的有效性，表2為此次實(shí)驗(yàn)設(shè)計的各項環(huán)境參數(shù)。

在實(shí)驗(yàn)仿真過程中，對戴/不戴安全帽，攀爬翻越安全護(hù)欄，進(jìn)入危險禁區(qū)，在高處系/不系安全帶的圖片或錄像進(jìn)行拍攝。通過對S市一既有砌體結(jié)構(gòu)建筑改造工程的現(xiàn)場調(diào)查，獲得一些施工現(xiàn)場的監(jiān)控錄像及不安全行為的圖片。表3為本次實(shí)驗(yàn)構(gòu)建的施工現(xiàn)場目標(biāo)識別對象清單。

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備，進(jìn)行此次測試，本次測試以既有砌體結(jié)構(gòu)建筑改造施工現(xiàn)場中的施工人員，在施工過程中的不安全行為進(jìn)行識別，將本文方法其他方法進(jìn)行對比檢測，該不安全行為在測試中隨機(jī)設(shè)定次數(shù)，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表4所示。

根據(jù)上述表4測試結(jié)果可以看出，本文提出的既有砌體結(jié)構(gòu)建筑改造施工現(xiàn)場的不安全行為識別方法，能夠有效檢測出施工過程中的不安全行為，也存在著識別錯誤，但相較于其他方法的識別效果更佳，因此，可以證明該方法的可行性。

3結(jié)束語

既有砌體結(jié)構(gòu)建筑改造施工現(xiàn)場的不安全行為識別，是確保工程安全、高效進(jìn)行的重要環(huán)節(jié)。然而，由于施工現(xiàn)場的復(fù)雜性和不確定性，這種方法往往存在一定的局限性。本文通過建立數(shù)據(jù)模型和算法，可以實(shí)現(xiàn)對施工現(xiàn)場的實(shí)時監(jiān)控和自動識別，提高安全管理效率和質(zhì)量。通過采用合理的識別方法，能夠及時發(fā)現(xiàn)并糾正施工現(xiàn)場的不安全行為，降低事故發(fā)生的概率，保障施工人員的生命安全和財產(chǎn)安全。這不僅有助于提高施工效率，還有助于提升整體工程質(zhì)量。

在未來的工作中，應(yīng)繼續(xù)深入研究不安全行為的識別方法，采用先進(jìn)的技術(shù)手段，提高識別的準(zhǔn)確性和效率。最終，通過共同努力，確保既有砌體結(jié)構(gòu)建筑改造施工的順利進(jìn)行，為城市的可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

參考文獻(xiàn)

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