聚數據星火,散民生微光:西安建筑科技大學師生以AI之力筑盾守護城市外墻安全
聚數據星火,散民生微光:西安建筑科技大學師生以AI之力筑盾守護城市外墻安全
7月20日至8月2日,西安建筑科技大學“數智筑盾信息調研”暑期社會實踐團為破解城市建筑外墻瓷磚脫落這一公共安全難題,聯合學校人工智能實驗室,在寶雞市、西安市蓮湖區、周至縣及該校草堂校區開展了為期14天的線下數據采集與調研活動。團隊創新采用“分散收集信息+集中座談調研”的模式,通過廣泛收集數據筑牢研究基礎,深入一線調研挖掘實際需求,最終成功研發出外墻隱患識別模型,為建筑外墻預防性維護提供了技術新路徑。
分散實踐:多元數據密織安全防護網
“這樣拍一張,換個角度再拍一張,旁邊的有裂紋的地方也要多拍幾張……”7月22日上午,西安市蓮湖區北院門歷史文化街區,實踐團成員權奕舉著相機對準一棟老式居民樓的外墻,額頭上的汗珠順著臉頰滑落。此時,團隊另外三組成員正分別在周至縣老城區、寶雞市商業圈和該校草堂校區同步開展工作,他們的目標是在三天內收集到足夠多的覆蓋不同場景的建筑外墻圖像,為AI訓練打下牢固基礎。
為確保數據的多樣性與全面性,團隊在選址上頗費心思:蓮湖區的老舊小區多為上世紀八九十年代建筑,外墻瓷磚風化、空鼓問題具有代表性;周至縣部分居民樓因地理位置特殊,常年受潮濕氣候影響,瓷磚脫落風險較高;寶雞市的商業樓宇涵蓋了玻璃幕墻、石材、瓷磚等多種外墻材質,能豐富數據維度;而草堂校區的教學樓則為團隊提供了較新建筑的外墻樣本。
在人流密集的商圈,隊員們需避開高峰時段拍攝,常常在清晨六點就已到達現場;面對老舊小區居民的疑問,他們耐心解釋調研目的,不少居民主動指引“哪面墻去年掉過磚”“哪幾層的瓷磚看著已經松動”。三天時間里,隊員們累計步行超80公里,拍攝圖像4000余張,覆蓋范圍近50平方公里,這些圖像詳細記錄了不同區域、年代、材質建筑外墻的瓷磚脫落、空鼓鼓包、裂縫缺損等情況。
7月23日起,線上組成員接過接力棒,開始對4000余張圖像進行清洗與標注。他們逐張篩選模糊、重復的照片,為有效圖像標注隱患類型、位置及嚴重程度。“一張照片往往要放大十幾次才能準確判斷空鼓范圍,連續坐七八個小時是常事。”負責數據標注的吳佳寶同學說,經過一周努力,團隊最終形成了包含3200余張有效圖像的標準化數據集。這些來自不同場景的數據,如同滿天星斗,為后續AI模型的訓練提供了堅實基礎。
集中調研:深度調研錨定技術落地方向
“你們采集的數據里,有沒有區分不同季節外墻瓷磚的狀態?比如雨季和旱季,空鼓的表現可能不一樣。”7月30日,中建西安幸福林帶建設投資有限公司會議室里,工程管理部經理指著團隊帶來的數據集問道。此時,實踐團成員在指導老師趙莎、譚渝川的帶領下,在前期數據分析結果的基礎上開啟了集中調研之旅。團隊精心選擇了三類調研對象:以中建西安幸福林帶建設投資有限公司為代表的建設單位,能提供建筑施工階段外墻瓷磚安裝的技術標準;西安萬科物業和西安太乙城物業服務中心作為物業管理方,熟悉日常外墻巡檢的痛點難點;而周至縣二曲鎮城東社區等人員較為集中的老舊社區則能反映基層居民對建筑安全的實際訴求。
在中建西安幸福林帶建設投資有限公司工作人員的熱情引導下,實踐團成員首先深入了解了中建西安幸福林帶建設投資有限公司的發展歷程與企業文化。從幸福林帶項目的規劃藍圖到落地建成后的民生效益,從企業“建證幸福”的使命擔當到踐行“人民城市人民建,人民城市為人民”精神的具體實踐,一個個生動案例、一組組詳實數據,讓同學們深刻體會到建筑企業在城市更新與民生改善中的重要作用。“原來每一處城市地標背后,都凝聚著建設者對‘以人為本’理念的堅守。”探訪實地,讓課程中的理論知識有了更鮮活的注解。
在西安太乙城物業服務中心,譚渝川與物業負責人圍繞數據采集標準展開了細致討論。“我們日常巡檢主要靠師傅們敲一敲、看一看,但年輕人沒經驗,很難判斷隱患等級。”物業負責人拿出一本巡檢記錄本,上面密密麻麻記錄著近半年發現的外墻問題,“如果AI能自動分級,比如‘立即處理’‘定期觀察’,對我們來說太實用了。”指導老師譚渝川當即記下這一需求:“后續模型優化會加入隱患分級模塊,讓技術更貼合你們的工作流程。”
與此同時,團隊在社區周邊開展的問卷調查也收獲頗豐。隊員們向晨練的老人、接送孩子的家長、下班回家的白領發放問卷,共回收有效問卷1000余份。“三樓去年掉過一塊磚,砸在花壇里,現在路過都怕。”居民張阿姨的話被隊員認真記錄在本子上;白領王先生則建議:“能不能開發個小程序,讓居民也能拍照上傳疑似隱患,形成監督合力?”這些來自基層的聲音,讓團隊對技術的應用場景有了更清晰的認識。
AI助力:數據為基守護民生“頭頂大事”
8月2日晚,西安建筑科技大學人工智能實驗室里,隨著最后一組測試數據顯示“隱患識別準確率87.6%”,團隊成員們忍不住鼓掌歡呼。歷經14天的聚散實踐,他們終于完成了外墻隱患識別模型的研發。這款模型以3200余張實地采集的圖像為訓練樣本,結合調研中收集的行業標準與居民訴求,不僅能精準識別瓷磚脫落、空鼓、裂縫等隱患,還能根據隱患面積、位置自動劃分風險等級。“模型里有個‘巴掌大小’的判斷標準,就是從物業師傅的經驗里提煉的。”指導老師趙莎解釋道,技術只有融入實踐經驗,才能真正發揮作用。
“從分散采集數據到集中破解難題,我們不僅研發了一個模型,更明白了技術服務社會的意義。”實踐團負責人鄭王梓說。這支由大學生組成的實踐團隊,用腳步丈量城市街巷,用專業回應民生需求,讓AI技術從實驗室走向社區一線。正如西安太乙城物業服務中心負責人所說:“這些年輕人的調研既懂技術,又接地氣,為我們的安全管理打開了新思路。”
如今,“數智盾信息調研”暑期社會實踐團隊的實踐仍在繼續。他們的努力,正是當代青年以專業學識服務社會的生動寫照——當分散的觀察匯聚成集中的智慧,當冰冷的算法接上滾燙的地氣,青春力量便能化作守護城市安全的堅實盾牌,讓“人民城市為人民”的承諾在每一面墻、每一條街巷落地生根。(通訊員劉文清)
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