既有砌體結構建筑改造施工現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：目前對施工現場不安全行為的識別主要依賴于安全管理人員的現場巡查和監管。由于施工現場的復雜性，傳統方法往往存在一定的局限性?；诖?，現提出既有砌體結構建筑改造施工現場不安全行為識別方法，提取既有砌體結構改造施工現場不安全行為關鍵點，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防不安全行為的發生。實驗結果表明，既有砌體結構建筑改造施工現場的不安全行為識別方法相較于傳統方法，其識別效果更佳，因此證明該方法的可行性。

關鍵詞：建筑改造；施工現場；砌體結構；不安全行為

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

0引言

不安全行為是指可能導致事故發生的個人行為或組織行為，在既有砌體結構建筑改造施工現場中，不安全行為主要包括工人不正確的操作方式、材料設備的缺陷、施工環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度和質量，還可能對工人和周邊環境造成嚴重的安全威脅。

為了保障施工現場的安全，需要對既有砌體結構建筑改造施工現場不安全行為進行有效的識別和管理。既有砌體結構建筑改造施工現場存在的各種不安全行為，可能導致事故的發生，影響工程的進度和質量。

開展對既有砌體結構建筑改造施工現場不安全行為的識別方法研究具有重要的現實意義和必要性[1]。

1既有砌體結構建筑改造施工現場不安全行為識別方法的設計

1.1 提取既有砌體結構改造施工現場不安全行為關鍵點

目前，在既有砌體結構建筑改造施工中，如施工現場中的生產、基礎設施的建設等，經常會發生因施工現場工人的不安全行為而引發的事故。這些事故的發生，不但對企業的正常生產造成了很大的影響，還會對人民群眾的生命和財產安全造成極大的影響。提早發現這些不安全行為，可以采取有效措施預防事故的發生或者在事故發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展性，只要準備足夠的訓練數據，即可應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。既有砌體結構建筑改造施工現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構改造工程的典型的不安全行為的數據，并進行不安全行為關鍵點的提取。表1為施工現場的各項不安全行為，以此來探討如何對施工現場的不安全行為進行檢測[3]。

在既有砌體結構建筑改造施工現場中，使用目標檢測方法結合熱力圖的計算與關鍵點坐標位置的歸一化進行參數回歸，其提取具體流程如下：設定既有砌體結構改造施工現場不安全行為圖像表示為輸入圖像α，令α∈Qb×n×3，將該圖像傳遞進檢測網絡中，預測出待識別不安全行為目標的中心點位置，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表示關鍵點類型的數量。

輸出步長是指下采樣輸出相對于原圖像的步長，關鍵點類型的數量是指在檢測過程中需要檢測的目標種類數量。在處理過程中，熱力圖的通道數等于目標種類數量，該網絡通過計算熱力圖上各個點的峰值來提取中心關鍵點，獲得所有峰值后設置閾值進行篩選，直至生成最終的目標關鍵中心點[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關鍵中心點，將該施工現場不安全行為圖像的中心點所在的指定區域i，關注施工現場工人不安全行為的圖片，特別是指定區域i的特征vi。這個特征vi對應的安全規則文本條目中的單詞l，就是目標識別中要計算的注意力表示k。簡單來說，就是要計算每個區域安全規則文本條目中所有單詞l的注意力表示k，將其進行加權組合[5]。這樣可以得出一個關注度高的安全規則文本條目的向量jti。這個向量的生成是基于施工現場工人不安全行為圖片的第i個區域的安全規則文本條目，其計算公式如式（2）所示。

（2）

式中：? ?表示softmax函數的逆溫度，注意力加權組合即為點積注意力的變體。由于softmax函數的損失經常會在softmax層中出現，因此也稱為softmax損失。在各類施工現場的數據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函數作為識別檢測中的分類器。

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

設定既有砌體結構改造施工現場不安全行為圖像α中包含了n1個檢測區域與含有n2個單詞的安全規則文本條目R，可以將該圖像與文本進行配對，其余弦相似向量的表達公式如式（3）所示。

（3）

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

（4）

式中：? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 。

根據其相似度可以進行在既有砌體結構建筑改造施工現場中對不安全行為進行識別并推理，并在施工過程中提前預防不安全行為的發生。

2實驗測試與分析

2.1 實驗準備

本次實驗以Matlab軟件作為測試平臺，以檢測本文提出的既有砌體結構建筑改造施工現場不安全行為識別方法的有效性，表2為此次實驗設計的各項環境參數。

在實驗仿真過程中，對戴/不戴安全帽，攀爬翻越安全護欄，進入危險禁區，在高處系/不系安全帶的圖片或錄像進行拍攝。通過對S市一既有砌體結構建筑改造工程的現場調查，獲得一些施工現場的監控錄像及不安全行為的圖片。表3為本次實驗構建的施工現場目標識別對象清單。

2.2 實驗結果與分析

根據上述實驗準備，進行此次測試，本次測試以既有砌體結構建筑改造施工現場中的施工人員，在施工過程中的不安全行為進行識別，將本文方法其他方法進行對比檢測，該不安全行為在測試中隨機設定次數，其實驗結果如表4所示。

根據上述表4測試結果可以看出，本文提出的既有砌體結構建筑改造施工現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結束語

既有砌體結構建筑改造施工現場的不安全行為識別，是確保工程安全、高效進行的重要環節。然而，由于施工現場的復雜性和不確定性，這種方法往往存在一定的局限性。本文通過建立數據模型和算法，可以實現對施工現場的實時監控和自動識別，提高安全管理效率和質量。通過采用合理的識別方法，能夠及時發現并糾正施工現場的不安全行為，降低事故發生的概率，保障施工人員的生命安全和財產安全。這不僅有助于提高施工效率，還有助于提升整體工程質量。

在未來的工作中，應繼續深入研究不安全行為的識別方法，采用先進的技術手段，提高識別的準確性和效率。最終，通過共同努力，確保既有砌體結構建筑改造施工的順利進行，為城市的可持續發展貢獻力量。

參考文獻

[1] 周強，周杰，趙文洋，等.基于支持向量機的砌體結構震害預測新方法研究[J].地震工程與工程振動，2023，43（5）：130-137.

[2] 王浩，王杰，吳春鵬，等.基于綠色建造的弧形砌體墻防偏位施工技術研究[J].中國建筑裝飾裝修，2023（19）：73-75.

[3] 鄒代靈，李航，王紅強，等.基于AHP的建筑工人不安全行為影響因素分析[J].四川建材，2022，48（9）：226-227+254.

[4] 楊寶，林文羅，吳萍.后疫情時代土建施工現場人的不安全行為分析和對策[J].江西建材，2022（3）：237-239.

[5] 朱琛，申建紅，賈格淋，等.地下空間坍塌事故中作業人員的不安全行為風險評估[J].沈陽理工大學學報，2021，40（4）：88-94.