科技日報記者 俞慧友

近日，湖南長沙一小區被湖南大學“星眸守城”學生科研團隊悄悄地“盯上”了。在湖南大學土木工程學院周云教授指導下，團隊研發的“基礎設施天空地一體化智能安全監測平臺”，識別出了這一小區74棟房屋存在沉降安全隱患。

“通過平臺的數據和分析，我們發現該區域的房屋在兩年內累計沉降存在15到40毫米的異常變形，變形速率絕對值大于20毫米/年，并且還有持續沉降的趨勢。”團隊負責人魏祎說。通過深度數據分析和成因排查，團隊進一步溯源了該小區沉降發生的原因——“大厚度填埋土”與“地面開挖施工”產生的耦合效應。團隊成員歐陽銘遠告訴科技日報記者：“我們最終形成了專業的風險預警和溯源報告，為當地住建管理部門及時采取精準工程干預措施提供了關鍵決策依據?！?/p>

房屋建筑安全，是千家萬戶安心之所系，更是城市平穩運行的基石。當前，我國建筑行業正經歷深刻轉型，從“大建設”邁向“建養并重”，并將全面邁向“大規模運維”時代。老舊小區改造、基礎設施安全運維變得越來越重要。

團隊成員靳銘葳介紹，面對龐大的存量建筑群，尤其是年歲已久的老舊低層樓房、結構類型復雜的高層建筑、結構形式復雜大跨度建筑（如體育館、航站樓），依靠傳統的“人盯房”巡檢和常規監測手段顯得力不從心，比如：老舊低層房屋建筑使用年限和房屋類型多樣化，檢測盲點多測試速度慢；高層建筑受溫度變化影響大，房屋結構的熱脹冷縮，易掩蓋結構真正的異常變形和基礎問題引發的傾斜；大跨度房屋建筑結構變形機理復雜，在結構上密集布設傳感器進行數據采集，運維成本高昂。在“全面提高城市房屋安全與韌性”的重大需求面前，城市的建筑群安全監測，亟須一場技術革新，進行分類別精細化管理，實現“人防”到“技防”，乃至“智防”的發展。

對此，來自湖南大學土木、電氣、自動化、金融等多學科背景的本科生組建了“星眸守城”團隊。在周云教授的指導下，團隊進駐湖南省多個老舊社區，開展了以“星載合成孔徑雷達干涉測量（InSAR）+結構工程專業知識”為核心技術“天-空-地”一體化的房屋安全風險排查。

團隊通過SAR衛星數據分析城市建筑群的永久散射點提示的風險點，奔赴現場實地踏勘和記錄房屋裂縫情況、統計受損房屋數量，大幅度減少了城市級房屋安全排查的工作量，系統摸清了長沙市基層檢測的“盲區”。此后，團隊提出了融合“天眼”（衛星）、“鷹眼”（無人機）和“地網”（傳感器）的“天-空-地”一體化監測構想，形成了在百萬棟房屋中辨識某棟房屋異常的“天羅地網”。

為實現這一構想，以及達成監測方案提出的高精度目標，團隊系統性攻克了三大核心技術瓶頸：完善結構縱向沉降與局部橫向傾斜角的計算模型及評估方法，構建了更全面、精準的建筑安全風險量化指標體系；創新性地在干涉相位模型中引入溫度變量項，成功解決了傳統永久散射體干涉測量技術難以準確反演高層建筑復雜非線性溫度變形的難題；開創性地將差分干涉測量技術與結構識別理論相結合，通過精確分離熱致變形實現了大跨空間結構異常狀態辨識和風險預警。

為檢驗成果，團隊積極聯合湖南省科技廳、湖南省應急廳、長沙市住建局、長沙市房屋安全管理事務中心等政府部門，中騰智信科技（湖南）有限公司、北京東方至遠科技有限公司、長沙天儀空間科技研究院有限公司等專業機構，為多地區房屋建筑群提供了多份及時有效的風險預警報告。此外，團隊還積極探索了城市健康監測的市場化與商業化的實現路徑，助力城市更新中的危房改造和基礎設施智能運維。

（受訪者供圖）