遠程監控管理系統在上海世博B片區的應用*

上海建工集團工程研究總院 上海 201114

地下工程風險的難以預見性使其成為工程施工過程中安全監控的重點和難點，而國外近百年的城市規劃發展方向證明，地下工程是城市建設可持續化發展的必由之路和必然方向。地鐵、地下步行道、地下停車場、地下道路、地下商業、地下文化娛樂體育設施、地下管線、共同溝、地下變電站的建設開發，揭開了新世紀的地下空間開發的熱潮。由此引發的安全事故和安全問題層出不窮。

工程管理和施工人員據此展開了工程監測工作，并在人工監測的基礎上發展了自動化監測，開發了自動化采集系統。但是目前的自動化采集系統僅只有數據采集功能和在此基礎上的曲線效果，安全信息較單一，采集的數據不能及時的反映現場的安全情況，對工程安全的預警參考指導作用效果不明顯。上海建工集團根據以往在工程施工中遇到的各種問題，根據工程施工的現實需要開發了遠程監控管理系統并作了工程示范應用（圖1）。

圖1 上海建工遠程監控管理系統

1 遠程監控管理系統[1-7]

遠程監控管理系統根據工程現場和系統功能需要分為2 個方面，即：可視化功能界面和數據采集分析平臺。

可視化功能界面主要包括地圖瀏覽、CAD測點管理、視頻監控、工程概況、工程資料、安全評估。

數據采集分析平臺主要包括數據采集、數據匯總分析、曲線分析、預報警事件管理以及專業分析小工具。

1.1 可視化功能界面

可視化功能界面是遠程監控管理系統的主要人機交互界面，遠程監控管理系統在完成工程初始配置后的一切操作都可由可視化功能界面引導完成。

如圖2所示，地圖瀏覽界面中點擊工程項目可跳出懸浮導航窗，顯示開工狀態、基坑工程工法類型、安全狀態和事件，功能包括工程概況、施工工況、測點管理、數據匯總、現場視頻、曲線分析、專業分析和工程資料等8 項。

圖2 地圖瀏覽頁面

其中工程概況反映的是該工程的基本概況，測點管理是根據工程需要布置的測點圖，從測點圖中可直觀地反映該測點所處的位置、監測的項目和目前的狀態。

工程資料管理是遠程監控管理系統區別于一般自動化監測系統的特點之一。工程資料管理有2 種界面形式，分別是標準化界面和上傳界面。

標準化界面包括項目基本信息、項目概況、項目分區和地質條件，以填寫表格的形式完善工程的相關信息，上傳界面采用的是靈活上傳的形式管理項目相關工程資料。標準化界面填寫的資料在曲線分析和專業分析中可以直接引用，而上傳界面的信息只具有顯示和下載的功能。例如施工方案、工程周報等的網頁預覽和下載（圖3）。

圖3 工程周報在線預覽

1.2 數據采集分析平臺

數據匯總和曲線分析是遠程監控管理系統的核心功能之一，是工程安全監控數據分析平臺的基礎。

數據采集方案的解決是本遠程監控系統不同于一般自動化監測系統的一個重要方面。本系統預設有2 種采集模式，一是人工導入監測數據，只要將每日的人工監測數據填入標準數據表格即可直接導入系統；二是自動采集模式，系統自動采集與系統兼容的、由自動化數據采集模塊提供的數據，實現完全的自動化。另外遠程監控系統預留有數據采集接口，可根據傳感器廠家提供的端口接入形式接入其測量的數據。遠程監控管理系統改變了市面上一個廠家一套自動化采集系統的模式，最大限度地兼容常用的數據采集模塊和數據形式。

數據匯總界面匯總當天所有監控項目的上傳數據的最大變化量，這是遠程監控管理系統自行識別數據變化的直觀體現，對于超過變化界限的數據，數據匯總功能以紅色突出顯示，提醒管理人員注意。數據匯總直接關聯系統的五級報警功能，在五級報警的規則條件下，系統自動識別并實現不同級別的報警提示和短信郵件通知功能。

曲線分析功能是數據采集分析平臺的核心。曲線分析功能可以實現不同時間段，相同監控項目不同測點的曲線分析功能，并在曲線分析中對每個測點在不同工況下的限制值進行設定，以確定其自動報警限制，并可根據曲線的發展趨勢，結合目前工程的施工工況對工程安全作出預測參考。圖4為1 個月內2 個承壓水位測點的數據曲線對比圖。

圖4 相同時間段內2 個承壓水位測點水位曲線對比

五級報警功能是本管理系統實現遠程管理，超前預警的關鍵所在，五級報警等級的判別以設計限制和處理時間為系統自動判定的指標，同時輔以人工升級以靈活判斷現場突發事件的報警等級，實現遠程監控管理系統的規則化和實用性。圖5為遠程監控管理系統五級報警的實現規則。

然而，城市文化既具體開放包容的一面，也存在冷酷無情的面孔。現代城市作為以工商業為基礎的消費社會，人口集中、資源緊張，處處充滿社會競爭和利益爭奪，解決現實生存問題成為燃眉之急。人海茫茫的城市大世界，還是一個層級社會，情感疏離、缺乏歸屬感也是城市人群普遍面臨的困境，冷漠、勢利、詭詐構成了百味人生。城市謀生的忙碌與艱辛、欺詐與殘酷，對魯迅產生了深刻的影響，使魯迅切身體驗了生活之艱，形成了“飯碗”意識，把生存視為生命線。

圖5 五級報警系統規則

專業分析是遠程監控管理系統根據目前工程安全監控的重點項目有針對性開發的分析工具，目前主要有圍護墻分析、管線分析、建筑物分析和地層損失率分析4 項功能，專業分析結合對應的安全監測數據對圍護墻的變形、管線錯位、建筑物偏移和地層損失進行計算，生成專業分析結果，可用于指導施工。

2 工程應用

世博會B片區（地下空間）位于世博園一軸四館西側，規劃范圍東臨世博館路，西至長清北路，南臨國展路，北至世博大道，規劃用地面積約18.72 hm2，B地塊內共有28 棟建筑，分屬15 家企業，地上建筑面積約為60萬 m2，其中4 棟為28 層高層，最高約120 m，其余為6～16 層。整個B片區可由南北向的規劃一路和2 條東西向的道路——博成路、規劃二路而分為6 個區塊。

本次作為遠程監控管理系統工程示范應用的地塊是B03D-01國網能源中心地塊，B03D-03國網地塊，B03D-02、04地塊華能上海大廈的整體地下室，北臨規劃二路（在建），南靠國展路，西接規劃一路（在建），東至世博館路。緊鄰本工程基坑的國展路地下有一條共同溝，截面尺寸為3.3 m×3.8 m（外徑），底板、側墻及頂板厚300 mm，埋深約-6.25 m，施工中需重點做好保護。

地塊周邊國展路、世博館路地下管線較多（雨水、污水、電信、電纜、煤氣、通信等）。

地塊周邊環境復雜，北側和南側又同時存在交叉施工作業，對于該工程項目的安全風險控制顯得尤為重要。

根據工程安全監測的需要，我們針對不同的監控項目布置了監測點并將布置圖上傳到遠程監控管理系統。

所有當日測量的監控數據可直接在CAD測點管理界面點擊查看。圖6為其中1 個測斜點CX4不同時間段的累積變化曲線和本次變化曲線。通過此項功能，我們結合當日地塊挖土施工的情況，根據測斜點的變化指導現場施工。

圖6 CX4的累積變化曲線對比和本次變化曲線對比

同樣的，我們還可以查看該基坑施工過程中的支撐梁軸力的變化值，我們在施工過程中根據數據匯總功能發現該數據為紅色，數據ZL6-1第1層支撐梁6#測點超過其預設的界限值。點擊數據直接查看曲線，如圖7所示。

圖7 數據超出預設界限值之外

工程師根據當日現場的實際工況判斷，相鄰基坑在一定的深度挖土施工，尚未支撐，導致共用的地下連續墻偏移。工程師立即通知相鄰項目部加快挖土支撐施工，以確保雙方基坑安全。

現場工程師根據每日現場巡查的內容填寫當日的安全評估，安全評估反映了該項目每日施工的基本情況和對當日安全監測數據的基本分析，集團技術中心、各相關單位技術負責人、專家系統都可對當日的安全評估情況查看和評估，集中集團優勢技術力量對項目的安全情況作出評估和分析。圖8為B03D地塊的每日安全評估。

圖8 B03D地塊每日安全評估

3 結語

上海建工遠程監控管理系統是綜合安全監測和遠程管理為一體的系統平臺，系統從開發之初就設立一系列嚴謹的權限管理和預警管理規則，確保了系統管理的有序性、高效性和靈活性。系統從現場的實際需要出發結合視頻監控、安全巡檢、安全評估于一體對現場施工進行立體性管控。

同時遠程監控管理系統又在不同自動化監測系統的基礎上，綜合不同的數據采集方式，制定自動化報警規則，采用各種參考性指標，對安全監測數據曲線進行分析，并通過網絡形式，整合優勢資源，遠程參與到日常的項目管理和安全管控中去，實現了項目部現場管理和集團公司遠程監控的有效統一。

遠程監控管理系統在世博B片區B03D地塊的示范應用，對工程施工起到了很好的指導和參考作用，目前正在上海建工集團重點項目工程中進行推廣。