全景成像远程钢筋测量技术在河北雄安新区宣武医院建设项目的应用

                                                来自：装配式建筑/项目案例，来源：预制建筑网|作者：预制建筑网

   经企业申报、地方推荐、专家评审，住房和城乡建设部确定并发布第一批124个智能建造新技术新产品创新服务典型案例。目的在于总结推广智能建造可复制经验做法，指导各地住房和城乡建设主管部门及企业全面了解、科学选用智能建造技术和产品。

本文重点分享：全景成像远程钢筋测量技术在河北雄安新区宣武医院建设项目的应用。

一、案例简介

   全景成像远程钢筋测量技术是工程质量安全监管的辅助手段，有利于提升施工智慧化监管水平。通过该测量技术可以实现以下功能：一是 测量施工作业面上的钢筋间距或直径等，测量结果可以与CAD图纸进行比对； 二是 自动识别楼层、查看工程进度、自动推送巡检任务； 三是 自动扫描、全景拼图、云端存储以及对工程进度可以溯源； 四是 标定测量水泥浇筑前后厚度; 五是 实现深基坑、高支模监测目标现场实景可比对图像定位功能。

二、案例应用场景和技术产品特点

（一）技术方案要点

全景成像远程钢筋测量技术采用单目高分辨率变焦摄像机，利用激光、云台协同完成对焦和聚焦，实现在50米远距离，测量施工作业面上的钢筋间距或直径，精度可达±1mm 。同时，将施工过程录像存储，工程竣工后，水泥虽然已经覆盖，但可随时调阅平台上的图像进行复核测量，判断测量数据是否达标，防止偷工减料，可以溯源。

（二）关键技术经济指标

全景成像测距摄像机除具有普通鹰眼摄像机的视频监控功能外，还增加了自动扫描、全景拼图、图像测量、自动识别楼层（工程进度）、自动推送巡检任务、查找CAD图纸 等功能，而使用成本与普通鹰眼全景摄像机接近。

（三）技术创新点

全景成像远程钢筋测量技术是一种创新的远程智能测量技术，通过该技术建立“互联网+”监管模式，解决现场近距离测量技术工作效率低下、人员安全难以保障等一系列监管问题，有效提高智慧工地的监管水平。全景成像远程钢筋测量技术和现场近距离测量技术的主要技术创新点对比如表1所示。

            与现场近距离测量技术对比         表1

（四）与国内外同类先进技术的比较

目前，国内外同类技术多使用传统的全站仪，主要依靠人工控制水平与垂直制动螺旋，在角度调整过程中通过目镜观察，直至十字丝对准目标点，才能完成单个目标点的采样。操作全程需要人工参与，螺旋调整过程需要集中精力，当需要连续完成多个目标点的采样时，整个采样过程费时、费力，且人工难以远程、精确、高效地完成。

全景成像远程钢筋测量技术是一种代替人眼对目标进行识别、跟踪和测量的机器视觉人工智能技术，能够实现远程、高效地测量。

（五）市场应用总体情况

全景成像远程钢筋测量技术是施工过程质量安全监管的辅助措施，可广泛用于房屋建筑和市政基础设施等工程领域。目前，该技术已在河北雄安、山东、广东、广西、吉林、福建等多地大量应用，效果良好。

三、案例实施情况

（一） 案例项目简介

全景成像远程钢筋测量技术的应用以河北雄安新区宣武医院建设项目为例。该项目总建筑面积约15.8万平方米，是雄安新区启动区建设的第一所大型综合性三级甲等医院。

（二） 实施过程

1．项目准备。雄安新区印发的《落实新区智慧工地远程视频监管的通知》（雄指办发〔2021〕2号）（以下简称《通知》）要求，凡雄安新区在建和新建的房屋建筑和市政基础设施工程施工现场均应部署全景成像测距摄像机等设备。雄安宣武医院项目建设单位在办理工程安全监督备案手续时，提交施工单位与集成运营服务商签订的全景成像测距摄像机相关设备运营服务合同等合法性文件，作为开工前安全条件检查和安全措施备案的重要依据。在雄安宣武医院项目智慧工地远程视频监控建设中，金钱猫公司作为设备制造商向项目提供了智慧工地集成运营服务，包含设备技术、安装、运维和拆机的一站式服务。

2．费用出处。从全国已推广智慧工地建设的省份来看，“智慧工地”业务的工程应用费用通常在安全文明施工费中列支，该项费用在工程造价中为不可竞争费用。雄安新区参照各地模式，将全景成像测距摄像机等远程视频监控设备使用费在安全文明施工措施费中列支。

3．安装部署。在雄安新区宣武医院建设项目应用中，全景成像测距摄像机部署在塔式起重机等施工现场制高点。数据通过有线或无线网络连接到云端服务器，部署架构如图1所示。

                   图1 全景成像测距摄像机部署架

   要求在雄安宣武医院建设项目的桩基、深基坑、钢筋工程和高边坡等工程施工前安装全景成像测距摄像机，在所监控单位工程完成结构工程后（高边坡工程在完工后）方可拆除。根据能够覆盖到所有同类型单位工程为原则确定全景成像测距摄像机安装数量，雄安宣武医院建设项目共设计安装了5台全景成像测距摄像机，覆盖全部施工作业面。设备安装位置在塔吊一级平台处，如图2所示。

                    图二

  4．技术要求。根据住建部评估认定，技术上要求全景成像测距摄像机应经中国计量科学研究院测试（CNAS），主要性能应符合中国建筑业协会T/CCIAT0021-2020《智慧工地全景成像测量标准》要求。

5．工程应用。根据《国务院办公厅转发住房城乡建设部关于完善质量保障体系提升建筑工程品质指导意见的通知》，要求加强对工程建设全过程的质量管理，突出建设单位首要责任、落实施工单位主体责任。在雄安宣武医院建设项目施工过程中，项目建设、施工单位对每个施工作业面的钢筋间距或直径进行随机测量并上传云端进行存储；监管人员可以查看云端存储的测量数据或随机测量；发现质量问题，及时整改，防止偷工减料，确保主体工程质量安全。

雄安宣武医院全景成像测距摄像机具体工程应用如下：

（1）无人值守时，可以进行自动巡检监测，发现未带安全帽、明火、区域入侵等危险行为时将自动告警；

（2）可随时人工查看施工作业面的工作情况；

  
（3）点击鼠标可自动显示楼层位置和层高，查看工程进度；

（4）可查找鼠标所点工程作业面位置所对应的CAD图纸；

（5）可以在50米远距离，直接在视频图像里对施工作业面的钢筋间距或直径等进行测量（如图3所示），精度可达±1mm，测量结果可以与CAD图纸进行比对；

                   图3 全景成像测距摄像机测量示意图

（6）自动扫描施工作业面的节点图，进行全景拼图（如图4所示），上传云端存储，对工程进度可以溯源。

                       图4

6．应用拓展。全景成像远程钢筋测量技术除实现以上工程应用外，还可以实现以下应用拓展：

（1）该技术应用于测距巡到位系统，可以通过自动识别新增楼层，自动推送巡检任务。有效解决传统巡检因新增楼层无法自动通知，不能及时进行安全检查等弊端。

（2）该技术还可以与塔式起重机吊钩视频监控系统联动，实现远程测量图像定位等功能；在解决施工现场塔吊司机的视觉盲区等问题的同时还为工地垂直度、平面度等测量留出应用空间。

（3）可以通过标定混凝土浇筑前后的高度，自动计算显示混凝土浇筑的厚度。

（4）在深基坑、高支模监测中，可实现监测目标现场实景可比对图像定位的能力。

（5）可对施工现场取样人员、见证人员及样品进行现场拍照、三维定位、图像识别并上传平台，为样品检测提供比对鉴证。

（6）可自动扫描施工围挡，监控占道施工；发现围挡超标占道施工，自动预警。

（三） 保障措施

雄安新区各级主管部门高度重视智慧工地建设工作，积极督促建设项目部署安装全景成像测距摄像机，对已完成部署项目，减少现场检查频次；对未按时完成或使用设备不符合要求的项目，进行通报约谈，纳入新区信用体系对相关责任单位和责任人予以扣分等处罚，加大现场检查频次，保障落实到位。同时，将智慧工地视频监控建设作为工程项目评先选优的条件；未按要求完成智慧工地视频监控建设的项目及企业，不得参加评先选优。

四、应用成效

（一） 解决的主要问题

通过分析《关于全国建筑市场和工程质量安全监督执法检查违法违规典型案例的通报（二）》中15项典型案例发现，有9项与钢筋的直径、数量、间距等偷工减料有关，占通报中质量安全问题的60％。2021年中央电视台3.15晚会也专题报道了建筑工地瘦身钢筋问题。说明加强对建筑工地钢筋间距、直径等质量安全问题监管是十分必要的，雄安宣武医院项目通过部署全景成像测距摄像机进行远程视频监管， 助力监管机构了解掌握工程施工现场情况 ，起到震慑作用。

（二） 应用成效

全景成像远程钢筋测量技术具有良好的社会经济效益，主要体现在以下方面：

1．远程智能监管，减少质量安全事故。 建立“互联网+”监管模式，能够远程实时查看或测量可见施工作业面钢筋的间距、直径是否规范，防止因层层承包，拉大钢筋间距或采用瘦身钢筋等偷工减料的现象发生。

2．全生命周期监管，可以溯源。 实行对工程建设全生命周期监控，工程验收时，可随机抽查存储的图像测量数据。监管过程透明公正，可以溯源，有效防止偷工减料，保障施工质量安全。

3．远程监管，降低管理成本。 通过远程监管，减少政府监管需投入的人力、物力支出等。尤其当前疫情期间，远程无接触监管方式符合疫情防控的要求。

4．多端实时监管，提高管理水平。 通过施工单位定期自查自测数据主动上传至云平台，监管部门抽查数据检验方式，将自上而下的监管转变为施工单位全面参与、自查自纠，满足“双随机、一公开”的监管要求，提高管理水平。

5．提供一站式服务，保障实施到位。 提供一站式服务（含设备安装、运维、拆机等）的租赁模式，减轻施工单位负担。采用一站式服务运营模式，保证智慧工地建设的全过程均有人管理、有人维护，避免智慧工地建设流于形式。