远程监控管理系统在上海世博B片区的应用*

上海建工集团工程研究总院 上海 201114

地下工程风险的难以预见性使其成为工程施工过程中安全监控的重点和难点，而国外近百年的城市规划发展方向证明，地下工程是城市建设可持续化发展的必由之路和必然方向。地铁、地下步行道、地下停车场、地下道路、地下商业、地下文化娱乐体育设施、地下管线、共同沟、地下变电站的建设开发，揭开了新世纪的地下空间开发的热潮。由此引发的安全事故和安全问题层出不穷。

工程管理和施工人员据此展开了工程监测工作，并在人工监测的基础上发展了自动化监测，开发了自动化采集系统。但是目前的自动化采集系统仅只有数据采集功能和在此基础上的曲线效果，安全信息较单一，采集的数据不能及时的反映现场的安全情况，对工程安全的预警参考指导作用效果不明显。上海建工集团根据以往在工程施工中遇到的各种问题，根据工程施工的现实需要开发了远程监控管理系统并作了工程示范应用（图1）。

图1 上海建工远程监控管理系统

1 远程监控管理系统[1-7]

远程监控管理系统根据工程现场和系统功能需要分为2 个方面，即：可视化功能界面和数据采集分析平台。

可视化功能界面主要包括地图浏览、CAD测点管理、视频监控、工程概况、工程资料、安全评估。

数据采集分析平台主要包括数据采集、数据汇总分析、曲线分析、预报警事件管理以及专业分析小工具。

1.1 可视化功能界面

可视化功能界面是远程监控管理系统的主要人机交互界面，远程监控管理系统在完成工程初始配置后的一切操作都可由可视化功能界面引导完成。

如图2所示，地图浏览界面中点击工程项目可跳出悬浮导航窗，显示开工状态、基坑工程工法类型、安全状态和事件，功能包括工程概况、施工工况、测点管理、数据汇总、现场视频、曲线分析、专业分析和工程资料等8 项。

图2 地图浏览页面

其中工程概况反映的是该工程的基本概况，测点管理是根据工程需要布置的测点图，从测点图中可直观地反映该测点所处的位置、监测的项目和目前的状态。

工程资料管理是远程监控管理系统区别于一般自动化监测系统的特点之一。工程资料管理有2 种界面形式，分别是标准化界面和上传界面。

标准化界面包括项目基本信息、项目概况、项目分区和地质条件，以填写表格的形式完善工程的相关信息，上传界面采用的是灵活上传的形式管理项目相关工程资料。标准化界面填写的资料在曲线分析和专业分析中可以直接引用，而上传界面的信息只具有显示和下载的功能。例如施工方案、工程周报等的网页预览和下载（图3）。

图3 工程周报在线预览

1.2 数据采集分析平台

数据汇总和曲线分析是远程监控管理系统的核心功能之一，是工程安全监控数据分析平台的基础。

数据采集方案的解决是本远程监控系统不同于一般自动化监测系统的一个重要方面。本系统预设有2 种采集模式，一是人工导入监测数据，只要将每日的人工监测数据填入标准数据表格即可直接导入系统；二是自动采集模式，系统自动采集与系统兼容的、由自动化数据采集模块提供的数据，实现完全的自动化。另外远程监控系统预留有数据采集接口，可根据传感器厂家提供的端口接入形式接入其测量的数据。远程监控管理系统改变了市面上一个厂家一套自动化采集系统的模式，最大限度地兼容常用的数据采集模块和数据形式。

数据汇总界面汇总当天所有监控项目的上传数据的最大变化量，这是远程监控管理系统自行识别数据变化的直观体现，对于超过变化界限的数据，数据汇总功能以红色突出显示，提醒管理人员注意。数据汇总直接关联系统的五级报警功能，在五级报警的规则条件下，系统自动识别并实现不同级别的报警提示和短信邮件通知功能。

曲线分析功能是数据采集分析平台的核心。曲线分析功能可以实现不同时间段，相同监控项目不同测点的曲线分析功能，并在曲线分析中对每个测点在不同工况下的限制值进行设定，以确定其自动报警限制，并可根据曲线的发展趋势，结合目前工程的施工工况对工程安全作出预测参考。图4为1 个月内2 个承压水位测点的数据曲线对比图。

图4 相同时间段内2 个承压水位测点水位曲线对比

五级报警功能是本管理系统实现远程管理，超前预警的关键所在，五级报警等级的判别以设计限制和处理时间为系统自动判定的指标，同时辅以人工升级以灵活判断现场突发事件的报警等级，实现远程监控管理系统的规则化和实用性。图5为远程监控管理系统五级报警的实现规则。

然而，城市文化既具体开放包容的一面，也存在冷酷无情的面孔。现代城市作为以工商业为基础的消费社会，人口集中、资源紧张，处处充满社会竞争和利益争夺，解决现实生存问题成为燃眉之急。人海茫茫的城市大世界，还是一个层级社会，情感疏离、缺乏归属感也是城市人群普遍面临的困境，冷漠、势利、诡诈构成了百味人生。城市谋生的忙碌与艰辛、欺诈与残酷，对鲁迅产生了深刻的影响，使鲁迅切身体验了生活之艰，形成了“饭碗”意识，把生存视为生命线。

图5 五级报警系统规则

专业分析是远程监控管理系统根据目前工程安全监控的重点项目有针对性开发的分析工具，目前主要有围护墙分析、管线分析、建筑物分析和地层损失率分析4 项功能，专业分析结合对应的安全监测数据对围护墙的变形、管线错位、建筑物偏移和地层损失进行计算，生成专业分析结果，可用于指导施工。

2 工程应用

世博会B片区（地下空间）位于世博园一轴四馆西侧，规划范围东临世博馆路，西至长清北路，南临国展路，北至世博大道，规划用地面积约18.72 hm2，B地块内共有28 栋建筑，分属15 家企业，地上建筑面积约为60万 m2，其中4 栋为28 层高层，最高约120 m，其余为6～16 层。整个B片区可由南北向的规划一路和2 条东西向的道路——博成路、规划二路而分为6 个区块。

本次作为远程监控管理系统工程示范应用的地块是B03D-01国网能源中心地块，B03D-03国网地块，B03D-02、04地块华能上海大厦的整体地下室，北临规划二路（在建），南靠国展路，西接规划一路（在建），东至世博馆路。紧邻本工程基坑的国展路地下有一条共同沟，截面尺寸为3.3 m×3.8 m（外径），底板、侧墙及顶板厚300 mm，埋深约-6.25 m，施工中需重点做好保护。

地块周边国展路、世博馆路地下管线较多（雨水、污水、电信、电缆、煤气、通信等）。

地块周边环境复杂，北侧和南侧又同时存在交叉施工作业，对于该工程项目的安全风险控制显得尤为重要。

根据工程安全监测的需要，我们针对不同的监控项目布置了监测点并将布置图上传到远程监控管理系统。

所有当日测量的监控数据可直接在CAD测点管理界面点击查看。图6为其中1 个测斜点CX4不同时间段的累积变化曲线和本次变化曲线。通过此项功能，我们结合当日地块挖土施工的情况，根据测斜点的变化指导现场施工。

图6 CX4的累积变化曲线对比和本次变化曲线对比

同样的，我们还可以查看该基坑施工过程中的支撑梁轴力的变化值，我们在施工过程中根据数据汇总功能发现该数据为红色，数据ZL6-1第1层支撑梁6#测点超过其预设的界限值。点击数据直接查看曲线，如图7所示。

图7 数据超出预设界限值之外

工程师根据当日现场的实际工况判断，相邻基坑在一定的深度挖土施工，尚未支撑，导致共用的地下连续墙偏移。工程师立即通知相邻项目部加快挖土支撑施工，以确保双方基坑安全。

现场工程师根据每日现场巡查的内容填写当日的安全评估，安全评估反映了该项目每日施工的基本情况和对当日安全监测数据的基本分析，集团技术中心、各相关单位技术负责人、专家系统都可对当日的安全评估情况查看和评估，集中集团优势技术力量对项目的安全情况作出评估和分析。图8为B03D地块的每日安全评估。

图8 B03D地块每日安全评估

3 结语

上海建工远程监控管理系统是综合安全监测和远程管理为一体的系统平台，系统从开发之初就设立一系列严谨的权限管理和预警管理规则，确保了系统管理的有序性、高效性和灵活性。系统从现场的实际需要出发结合视频监控、安全巡检、安全评估于一体对现场施工进行立体性管控。

同时远程监控管理系统又在不同自动化监测系统的基础上，综合不同的数据采集方式，制定自动化报警规则，采用各种参考性指标，对安全监测数据曲线进行分析，并通过网络形式，整合优势资源，远程参与到日常的项目管理和安全管控中去，实现了项目部现场管理和集团公司远程监控的有效统一。

远程监控管理系统在世博B片区B03D地块的示范应用，对工程施工起到了很好的指导和参考作用，目前正在上海建工集团重点项目工程中进行推广。