黃啟云，幸超群，要東明，楊紅梅

（1.廣東省有色工業(yè)建筑質(zhì)量檢測(cè)站有限公司，廣東 廣州 510700；2.湖南省建設(shè)工程質(zhì)量安全協(xié)會(huì)，湖南 長(zhǎng)沙 410000）

0 引言

我國正處于“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)快速發(fā)展的新階段。我國房屋安全鑒定工作已逐步由傳統(tǒng)人工編制報(bào)告向自動(dòng)化編制報(bào)告方向轉(zhuǎn)型。采用“互聯(lián)網(wǎng)+智慧鑒定”技術(shù)是有效提高我國房屋安全鑒定管理工作效率和逐步實(shí)現(xiàn)智慧鑒定建設(shè)的重要措施［1］。

房屋建筑良好的安全性是人們正常生活的重要保障，房屋安全鑒定則是控制工程質(zhì)量的關(guān)鍵要素之一。隨著建筑類型復(fù)雜性的呈現(xiàn)，房屋安全鑒定工作程序存在諸多不便，主要體現(xiàn)在［2-4］：①現(xiàn)場(chǎng)人員通過紙質(zhì)記錄效率偏低，多人協(xié)調(diào)合作困難；②內(nèi)業(yè)錄入人員工作量大且重復(fù)性高；③現(xiàn)場(chǎng)位置與照片對(duì)應(yīng)難度大且易混淆等問題。因此，常常導(dǎo)致人工編制房屋安全鑒定報(bào)告出現(xiàn)較高的錯(cuò)誤率。

隨著科技不斷的進(jìn)步和社會(huì)智能化的發(fā)展，信息化管理在房屋安全鑒定方面得到了初步的嘗試和應(yīng)用［5-7］。針對(duì)目前完損等級(jí)鑒定報(bào)告的不足，本文基于“互聯(lián)網(wǎng)+智慧鑒定”原理，研發(fā)了一款房屋安全鑒定報(bào)告數(shù)字化與智慧編制系統(tǒng)，本文重點(diǎn)介紹了該系統(tǒng)的基本功能，并展示其應(yīng)用于實(shí)際工程項(xiàng)目的操作流程。

1 數(shù)字化與智慧房屋安全鑒定報(bào)告編制系統(tǒng)的介紹

1.1 系統(tǒng)概述

房屋安全鑒定報(bào)告數(shù)字化與智慧編制系統(tǒng)是一款用于房屋安全鑒定報(bào)告編輯、管理、統(tǒng)計(jì)為一體的房屋安全鑒定輔助系統(tǒng)。該系統(tǒng)的應(yīng)用，讓使用者更靈活地脫離了紙和筆的束縛，能夠隨時(shí)隨地記錄房屋檢測(cè)現(xiàn)狀，清晰、整潔的電腦式輸入代替了傳統(tǒng)手工書寫，減少了人為因素導(dǎo)致的錯(cuò)誤，同時(shí)該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)圖片與損傷文字描述一一對(duì)應(yīng)的功能，節(jié)約了整理圖片的時(shí)間。此外，該系統(tǒng)還兼容 PC 端和移動(dòng)端，實(shí)現(xiàn)多人同時(shí)在線編輯的優(yōu)勢(shì)。該系統(tǒng)依托互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)鑒定經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的聯(lián)合，有效提高了房屋鑒定工作效率，房屋安全鑒定報(bào)告數(shù)字化與智慧編制系統(tǒng)工作流程的工作流程如圖1 所示。

圖1 房屋安全鑒定報(bào)告數(shù)字化與智慧編制系統(tǒng)工作流程

1.2 軟件功能

1.2.1 信息的采集模塊

該模塊主要應(yīng)用于房屋安全鑒定現(xiàn)場(chǎng)信息采集，獲取采集的建筑物各工程部位的圖像數(shù)據(jù)，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的圖片屬性，自動(dòng)獲取一定尺寸比例及像素的圖像，移動(dòng)設(shè)備端口選擇或輸入文字?jǐn)?shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)多方位多角度展示建筑物全貌。

1.2.2 數(shù)據(jù)上傳模塊

該模塊主要應(yīng)用于攜帶房屋安全特征數(shù)據(jù)上傳，利用云儲(chǔ)存技術(shù)，實(shí)現(xiàn)無中斷地遷移和擴(kuò)展數(shù)據(jù)，減少了用戶端口硬件空間成本，有效提高程序的工作效率。

1.2.3 數(shù)據(jù)整理模塊

該模塊主要應(yīng)用于圖片數(shù)據(jù)與文字?jǐn)?shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)，數(shù)據(jù)整理模塊可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別圖像特征并匹配關(guān)聯(lián)圖像數(shù)據(jù)，免除后續(xù)人工拖曳數(shù)據(jù)整理過程。

1.2.4 圖像識(shí)別模塊

該模塊通過圖像采集、圖像預(yù)處理、迭代閾值分割等關(guān)鍵技術(shù)［8-10］，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別圖像特征功能，圖像采集及處理步驟如圖2 所示，圖像閾值分割按下列公式進(jìn)行計(jì)算。

圖2 圖像采集及處理步驟

1）圖像灰度化處理-加權(quán)平均法。本模塊采用加權(quán)平均法對(duì)圖像的裂縫進(jìn)行灰度化處理，即選取像素F（i，j）的 R、G、B 分量的亮度加權(quán)均值作為該像素的灰度值見式（1）：

2）K-means 算法。K-means 算法是一種迭代求解的聚類分析算法。將給定樣本集劃分為K個(gè)簇，并令簇劃分為（C1，C2，…，Ck），則最小化平方誤差E見式（2）：

其中簇Ci的均值向量為ui，ui的表達(dá)式見式（3）：

3）圖像分割—迭代閾值分割。圖像分割直接影響圖像處理結(jié)果的核心因素。圖像分割即是提取圖像特征并將其提取的特征分割成若干具有獨(dú)立特性區(qū)域的過程。本系統(tǒng)采用迭代閾值分割算法對(duì)圖像進(jìn)行分割。

令f（i，j）表示灰度裂縫圖像，其中（i，j）為圖像中像素的位置坐標(biāo)，為T閾值，則閾值分割后的二值圖像b（i，j）滿足式（4）：

迭代閾值分割的流程如下所示。

①初始閾值。統(tǒng)計(jì)圖像的最小灰度值和最大灰度值分別為Tmin和Tmax，并計(jì)算兩者的平均值作為初始閾值，即：

②分割。根據(jù)閾值T對(duì)圖像進(jìn)行分割，得到兩個(gè)像素集合分別為G1={f（i，j）≥T}和G2={f（i，j）＜T}。

③灰度平均值。像素集合G1中的灰度平均值u1的表達(dá)式見式（6）：

像素集合G2的灰度平均值u2的表達(dá)式見式（7）：

④迭代。取步驟③計(jì)算的u1和u2的平均值作為新的閾值T，T的表達(dá)式見式（8）：

重復(fù)步驟②～④，直至閾值T趨近于某一范圍則認(rèn)為圖像分割結(jié)束。

1.2.5 報(bào)告編制模塊

該模塊兼容移動(dòng)端和 PC 端，可實(shí)現(xiàn)多人同時(shí)在線實(shí)時(shí)協(xié)作編輯，現(xiàn)場(chǎng)信息采集完畢，即可傳輸?shù)皆贫藘?chǔ)存，各端口能同時(shí)瀏覽到相應(yīng)建筑物的現(xiàn)狀，且該模塊設(shè)置打印功能，添加打印功能設(shè)備即可印一鍵打印出完整的鑒定報(bào)告。

1.2.6 鑒定臺(tái)賬模塊

該模塊的臺(tái)賬不限于房屋名稱、房屋地址、建筑面積、房屋等級(jí)等信息，搜索框可輸入關(guān)鍵字進(jìn)行查找提取，快速提取整合信息，提高企業(yè)管理效率。

2 工程應(yīng)用

2.1 工程概況

2.1.1 建筑物概況

本工程為農(nóng)村普通住宅建筑，結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，建筑面積 405 m2，層數(shù)為 3 層，外墻裝飾面為瓷磚，內(nèi)墻裝飾面為抹灰。本房屋建筑于 2000 年后，至今已有 10 余年。

2.1.2 檢測(cè)目的

為全面了解施工周邊房屋的安全程度以及明確施工后房屋的損壞責(zé)任，需對(duì)該項(xiàng)目施工周邊房屋進(jìn)行安全檢查，并提出處理建議，確保該項(xiàng)目施工期間周邊房屋的正常安全使用以及作為證據(jù)保存。

2.1.3 鑒定依據(jù)

1）JGJ 8-2016《建筑變形測(cè)量規(guī)范》。

2）《房屋完損等級(jí)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（試行）城住字（1984）第 678 號(hào)。

3）DB44/T 1887-2016《房屋安全鑒定報(bào)告編制規(guī)范》。

4）DB44/T 724-2010《廣州市房屋安全鑒定操作技術(shù)規(guī)程》。

2.2 基于數(shù)字化與智慧房屋鑒定報(bào)告編制系統(tǒng)生成的鑒定報(bào)告

以項(xiàng)目《增城區(qū)湖東村》為例，展示基于數(shù)字化智慧房屋鑒定報(bào)告編制系統(tǒng)生成的鑒定報(bào)告的流程，其中圖3 為委托方信息輸入，圖4 為建筑物概況信息輸入，圖5 為場(chǎng)址基地現(xiàn)場(chǎng)檢查信息輸入，圖6 為建筑物概況信息輸入，圖7 為裝飾部分現(xiàn)場(chǎng)檢查信息，圖8 為設(shè)備部分現(xiàn)場(chǎng)檢查信息，圖9 為圖像特征識(shí)別，圖10 為房屋安全鑒定報(bào)告。

圖3 委托方信息輸入

圖4 建筑物概況信息輸入

圖5 場(chǎng)址基地現(xiàn)場(chǎng)檢查信息輸入

圖6 建筑物概況信息輸入

圖7 裝飾部分現(xiàn)場(chǎng)檢查信息

圖8 設(shè)備部分現(xiàn)場(chǎng)檢查信息

圖9 圖像特征識(shí)別

圖10 房屋安全鑒定報(bào)告

由圖可知，基于數(shù)字化與智慧房屋鑒定報(bào)告編制系統(tǒng)生成的報(bào)告具備操作流程簡(jiǎn)單、內(nèi)容清晰、整潔、圖文匹配度高、準(zhǔn)確性好等優(yōu)勢(shì)，該系統(tǒng)的應(yīng)用有效提高了房屋鑒定工作效率，為企業(yè)節(jié)約時(shí)間成本，帶來了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

3 經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益

3.1 經(jīng)濟(jì)效益

3.1.1 時(shí)間成本

以項(xiàng)目《增城區(qū)湖東村》為例，對(duì)比人工編制鑒定報(bào)告與智慧系統(tǒng)編制鑒定報(bào)告消耗的時(shí)間，如表1 所示。

由表1 可知，智慧報(bào)告編制系統(tǒng)的應(yīng)用，有效提高了房屋安全鑒定的工作效率，相對(duì)于傳統(tǒng)的人工編制報(bào)告而言，在信息采集與數(shù)據(jù)上傳部分、數(shù)據(jù)整理部分和報(bào)告編制部分均節(jié)約了大量時(shí)間。房屋建筑面積越大、樓層越高，結(jié)構(gòu)形式越復(fù)雜，越能體現(xiàn)該房屋安全鑒定報(bào)告智慧編制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。

表1 人工編制鑒定報(bào)告與智慧系統(tǒng)編制鑒定報(bào)告對(duì)比

3.1.2 正確率

該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)上傳，多人同時(shí)在線編輯及整理功能，可實(shí)現(xiàn)一報(bào)告多人相互檢查的作用，減少人為因素導(dǎo)致的錯(cuò)誤，有效提高了報(bào)告的正確率。

3.2 社會(huì)效益

該系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用為房屋安全鑒定數(shù)字化和智慧管理方向提供了參考，同時(shí)也推動(dòng)了我國建筑業(yè)中房屋安全鑒定智能化管理的進(jìn)步。

4 結(jié)語

本房屋安全鑒定報(bào)告數(shù)字化與智慧編制系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用有效提高了房屋安全鑒定的工作效率，有效推動(dòng)我國房屋安全鑒定數(shù)字化與智慧管理方向的進(jìn)步，有效解決了人工編制鑒定報(bào)告錯(cuò)誤率高、重復(fù)性強(qiáng)、效率低等問題。通過工程應(yīng)用表明，該智慧報(bào)告編制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)多方位多角度展示建筑物全貌、可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)無間斷遷移和擴(kuò)展、可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別圖像特征、可實(shí)現(xiàn)多人同時(shí)在線協(xié)助編輯、且可實(shí)現(xiàn)一鍵生成報(bào)告等功能，尤其對(duì)針對(duì)大型且復(fù)雜的建筑物其優(yōu)勢(shì)更加突出。該系統(tǒng)的應(yīng)用為行業(yè)帶來了良好的效益，為房屋安全鑒定智慧化管理提供了參考。Q