一种适用于碹窑民居的房屋安全性鉴定方法及鉴定系统与流程

本发明涉及一种房屋安全性鉴定方法，具体涉及一种适用于碹窑民居的房屋安全性鉴定方法，本发明还涉及所述适用于碹窑民居的房屋安全性鉴定系统。

背景技术：

农村房屋安全性鉴定工作正在紧锣密鼓的进行，对于砌体、土坯等常见结构的农村房屋，住建部印发的《农村住房安全性鉴定技术导则》可有效指导其安全性鉴定工作的开展，但对于具有独特建筑结构的碹窑民居，现有规范皆无法给出指导性意见，此现状极大影响了碹窑民居安全性鉴定工作的正常开展。

碹窑建筑主要分散于河北、山西、内蒙古三省交界处的部分村落，类属平地窑，其建造工艺及用料极为独特。碹窑建筑的窑腿和后墙为夯土结构，窑顶由土坯码成拱券并于顶部覆土夯实，窑脸为土坯砌筑而成，其建筑结构实属罕见。

碹窑民居的安全性鉴定工作开展的主要难题存在于以下方面：1)碹窑是一种独特且罕见的建筑结构，现今规范、标准、指导手册等无一给出其安全性鉴定的方法。2)碹窑所在村落的地形复杂，碹窑民居分布散乱，工作人员开展走访、鉴定工作的难度极大；3)碹窑民居主要分布于河北、山西、内蒙古三省，但每个省份的安全性评价标准不同，无法做到标准统一，信息不对称，鉴定结果的认可度低；4)鉴定人员不足，评价集容量过小，致使主观因素对鉴定结果的影响过大，造成安全性等级评定偏差。5)组织大量的专家评审可有效扩大评价集容量，提高安全性评价准确性，但工作量巨大，且耗费大量的人力、物力、财力和时间，可行性极低。

相关专利文献：cn110969372a公开了一种房屋安全性鉴定方法，其应用在后台中，后台结合待鉴定房屋的施工图纸、使用年限和修缮情况建立房屋模型，以用于反映房屋的理想使用情况；利用检测设备检测数据并传输至后台内；后台设置模拟值代入房屋模型内，将计算得到的数据与获取的数据进行比较，根据比较结果优化修正房屋模型；后台将获取的数据与修正的房屋模型关联、并结合预先存储在后台内的用于对房屋危险性进行评级的相关规范，生成用于获取房屋鉴定结果的模拟模型；后台将获取的房屋鉴定结果返回至现场工作人员的检测设备上显示出来。

以上技术对于如何使碹窑民居的房屋安全性鉴定方法能做到便捷有效，标准统一，客观明确，从而解决碹窑民居无明确安全鉴定方法、鉴定工作难度大、评价标准无法统一、安全性评价结论不准确等问题，并未给出具体的指导方案。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种适用于碹窑民居的房屋安全性鉴定方法，它便捷有效，标准统一，客观明确，从而解决碹窑民居无明确安全鉴定方法、鉴定工作难度大、评价标准无法统一、安全性评价结论不准确等问题，为罕见的碹窑结构民居的安全性鉴定提供一种切实可行的方法。

本发明的另一个目的在于提供一种适用于碹窑民居的房屋安全性鉴定系统，它便捷有效，标准统一，客观明确，从而解决碹窑民居无明确安全鉴定方法、鉴定工作难度大、评价标准无法统一、安全性评价结论不准确等问题，为罕见的碹窑结构民居的安全性鉴定提供一种切实可行的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的(适用于)碹窑民居房屋安全性鉴定方法(碹窑民居房屋安全性评估方法)包括如下步骤：

步骤一，无人机航拍指定区域房屋即碹窑民居，收集房屋信息，将房屋进行网格化处理并逐一编号；

步骤二，无人机航拍采样，对明显破败的碹窑民居(碹窑房屋)进行自动识别、标记，所述明显破败的碹窑民居是指碹窑民居具有以下至少一个特征：窑脸倒塌、窑顶冒顶、坍塌；

步骤三，在网格化处理、编号后的成果图中标记出所述明显破败的碹窑民居；

步骤四，对已标记的碹窑民居进行安全性等级鉴定；

步骤五，对未标记的碹窑民居进行安全性等级鉴定：

①鉴定人员对未标记的碹窑民居入户勘测即通过测量工具和检测设备对碹窑结构构件进行检测；

②将入户勘测数据输入碹窑房屋安全性鉴定系统进行安全性评价。所述鉴定系统包括：鉴定因素分类模块、评判集生成模块、权重集生成模块、评语集隶属度生成模块、计算模块、安全等级确定模块；

步骤六，结合无人机航拍识别、标记的明显破败房屋的安全性鉴定结果和剩余房屋入户勘测数据得出的安全性鉴定结果，完成指定区域内所有房屋的安全性鉴定工作。

上述技术方案中，步骤一中，房屋编号时，位于同一阶梯左右相邻的碹窑民居编号应保持连续。步骤二无人机航拍采样中，基于fasterr-cnn模型对明显破败的碹窑民居进行识别和标记。

一种适用于碹窑民居的房屋安全性鉴定系统，其技术方案在于所述鉴定系统包括：

1)鉴定因素分类模块

该模块将影响房屋安全性鉴定的因素进行分类，建立影响房屋安全性鉴定的因素集，即u＝{u1,u2,u3,…,un}，将u按照某种属性分为s类，而每一类因素集包含多个子因素集，即ui＝{ui1,ui2,ui3,…,uin}，其中i＝1，2，3...，s；

该模块根据碹窑民居安全性鉴定影响因素建立一级评价指标因素集：u＝{窑腿b1，窑脸b2，后墙b3，窑顶b4，窑腿与窑顶接触面b5}；

该模块根据碹窑民居安全性鉴定影响因素建立二级评价指标因素集：

u1＝{纵向裂缝b11，横向裂缝b12，倾斜b13}；u2＝{纵向裂缝b21，横向裂缝b22，倾斜b23，表面风蚀、剥落、泥浆粉化b24}；u3＝{纵向裂缝b31，横向裂缝b32，倾斜b33，表面风蚀、剥落、泥浆粉化b34}；u4＝{纵向裂缝b41，横向裂缝b42，节理裂缝b43，表面风蚀、剥落、泥浆粉化b44}；u5＝{裂缝b51，错位b52}；上述各评定指标是根据碹窑结构可靠性影响因素确定，如表1所示。

表1

2)评判集生成模块(102)

该模块建立房屋安全性鉴定结果的评判集，即v＝{v1,v2,v3,…,vn}，房屋安全性等级鉴定中采用a、b、c、d四个等级进行评判，即v＝{a,b,c,d}；

3)权重集生成模块(103)

该模块根据碹窑民居安全性鉴定影响因素的重要程度建立权重集，并对权重集归一化处理，其中，一级评价指标因素集的权重集a＝{a1,a2,a3,…,an}，二级评价指标因素集的权重集ai＝{ai1,ai2,ai3,…,ain}；

针对于表1中碹窑民居的评价指标，一级评价指标的权重集为a＝{a1,a2,a3,a4}，且a1+a2+a3+a4＝1；二级评价指标的权重集a1＝{a11,a12,a13}且a11+a12+a13＝1，a2＝{a21,a22,a23,a24}且a21+a22+a23+a24＝1，a3＝{a31,a32,a33,a34}且a31+a32+a33+a34＝1，a4＝{a41,a42,a43,a44}且a41+a42+a43+a44＝1，a5＝{a51,a52}且a51+a52＝1。

4)评语集隶属度生成模块(104)

该模块对每个碹窑民居安全性鉴定影响因素ui进行评价，并确定房屋安全性鉴定结果评语集元素vi的隶属度rij，得到模糊矩阵rm×n；

5)计算模块

该模块利用合适的模糊合成算子进行计算，得到综合评价结果，即b＝aο(aiοri)；本发明中的模糊算子采用“积-和”模糊算子，可充分综合考虑各级评价指标权重对鉴定结果的影响；

6)安全等级确定模块

该模块根据评判集对应的结果确定碹窑民居的安全性等级。

上述权重集生成模块中一级评价指标因素集的权重值和二级评价指标因素集的权重值根据碹窑民居结构构件力学特性分析计算获得。评语集隶属度生成模块中每个碹窑民居安全性鉴定影响因素ui的评价结果获得过程是通过数据库(专家数据库)评价信息采集系统获得影响因素ui的评价标准情况，再将入户勘测数据代入评价标准，最终得到每个碹窑民居安全性鉴定影响因素ui的评价结果。

与已有技术相比，本发明的有益效果如下：

1)首次提出了针对碹窑民居的安全性鉴定方法及其鉴定系统。由于碹窑结构特殊且罕见，现今尚未拟定碹窑民居的安全性鉴定标准，本发明为碹窑结构民居的安全性鉴定提供一种可行的方法。

2)鉴定工作范围准确，管理有序。碹窑民居分布散乱，对鉴定区域内房屋网格化处理后，工作人员可准确识别自己负责区域内房屋数量、位置，可有效保证房屋安全性鉴定工作的准确性，避免发生错检、漏检、重检现象。

3)有效提高了鉴定工作效率，减小了鉴定工作难度。无人机航拍可准确识别并标记破败房屋(窑脸倒塌、窑顶冒顶或坍塌)，减轻了鉴定人员工作负担。尤其位于偏远位置的房屋，由于路途不顺，出行不便，早已无人居住，年久失修，破败不堪，工作人员实地勘察需跋山涉水，花费大量时间、精力，而无人机航拍则可轻松快速完成此工作。

4)评价标准统一，认可度高。通过河北、山西、内蒙古三省建筑领域的专家数据库评价信息采集系统得到了统一的碹窑民居评价标准。

5)鉴定结果偏差小。本发明扩充了评价集容量，避免了鉴定人员过少而造成的鉴定偏差。

6)鉴定过程简便，可行性强。传统评价方法中优选的评价方式是所有专家对每栋房屋进行逐一评定，其工作量相当巨大。本发明方法则是将入户勘测数据代入标准，得到鉴定结果，极大的降低了工作量。

7)鉴定结果清晰、系统性强。入户勘测所用鉴定系统综合考虑各种评价因素，得出全面且客观的评价结果，可有效保证房屋安全性鉴定的全面性、客观性和准确性。

综上所述，本发明提供了一种适用于碹窑民居的房屋安全性鉴定方法及鉴定系统，它便捷有效，标准统一，客观明确，从而解决了碹窑民居无明确安全鉴定方法、鉴定工作难度大、评价标准无法统一、安全性评价结论不准确等问题，为罕见的碹窑结构民居的安全性鉴定提供了一种切实可行的方法。

附图说明

图1为本发明碹窑民居房屋安全性鉴定方法示意图。

图2为本发明网格化处理、编号图。

图3为破败碹窑民居的识别、标记图。

图4为本发明的碹窑民居的房屋安全性鉴定系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的发明目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。实施例1为本发明的所述适用于碹窑民居的房屋安全性鉴定方法及鉴定系统。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：如图1、图2、图3，图4所示，本发明的适用于碹窑民居的房屋安全性鉴定方法，包括如下步骤：

步骤一，无人机航拍指定区域房屋即碹窑民居，收集房屋信息，将房屋进行网格化处理并逐一编号，比如图2、图3中编号1-17等。房屋编号时，位于同一阶梯左右相邻的碹窑民居编号应保持连续；

步骤二，无人机航拍采样，对明显破败的碹窑民居进行自动识别、标记，所述明显破败的碹窑民居是指碹窑民居具有以下至少一个特征：窑脸倒塌、窑顶冒顶、坍塌；无人机航拍采样中，基于fasterr-cnn模型对明显破败的碹窑民居进行识别和标记；

步骤三，在网格化处理、编号后的成果图中标记出所述明显破败的碹窑民居；

步骤四，对已标记的碹窑民居进行安全性等级鉴定(已标记的碹窑民居皆为破败房屋，比如图3中编号1、5、9、12、17，可直接鉴定安全等级为d级，其中，编号1、5、12窑脸倒塌，编号9、17窑顶冒顶、坍塌)；

步骤五，对未标记的碹窑民居进行安全性等级鉴定：

①鉴定人员对未标记的碹窑民居入户勘测即通过测量工具和检测设备对碹窑结构构件进行检测；对某户人家入户勘测，测得以下数据：

窑腿：纵向裂缝长度约为构件长度1/3，最大裂缝宽度为18.26mm，倾斜斜率为0.17％，无横向裂缝。

窑脸：纵向通长裂缝最大宽度为12.88mm，横向裂缝最大宽度为0.72mm，倾斜斜率为0.26％，窑脸风蚀截面积为窑脸截面积的2/11。

后墙：纵向裂缝长度约为构件长度2/13，最大裂缝宽度为2.36mm，倾斜斜率为0.31％，墙皮剥落截面积为墙体截面积的4/11，无横向裂缝。

窑顶：纵向裂缝长度约为构件长度1/6，最大裂缝宽度为2.32mm，横向裂缝最大宽度为0.22mm，节理裂缝的最大宽度为3.76mm，窑顶风蚀截面积为窑顶截面积的1/8。

窑腿与窑顶接触面：裂缝最大宽度为1.56mm，无错位。

②将入户勘测数据输入碹窑房屋安全性鉴定系统进行安全性评价。

步骤六，结合无人机航拍识别、标记的明显破败房屋的安全性鉴定结果和剩余房屋入户勘测数据得出的安全性鉴定结果，完成指定区域内所有房屋的安全性鉴定工作。

一种适用于碹窑民居的房屋安全性鉴定系统包括：

1)鉴定因素分类模块101

该模块将影响房屋安全性鉴定的因素进行分类。建立影响房屋安全性鉴定的因素集，即u＝{u1,u2,u3,…,un}，将u按照某种属性分为s类，而每一类因素集包含多个子因素集，即ui＝{ui1,ui2,ui3,…,uin}，其中i＝1，2，3...，s。

根据碹窑民居安全性鉴定影响因素建立一级评价指标因素集：u＝{窑腿b1，窑脸b2，后墙b3，窑顶b4，窑腿与窑顶接触面b5}；

根据碹窑民居安全性鉴定影响因素建立二级评价指标因素集：u1＝{纵向裂缝b11，横向裂缝b12，倾斜b13}；u2＝{纵向裂缝b21，横向裂缝b22，倾斜b23，表面风蚀、剥落、泥浆粉化b24}；u3＝{纵向裂缝b31，横向裂缝b32，倾斜b33，表面风蚀、剥落、泥浆粉化b34}；u4＝{纵向裂缝b41，横向裂缝b42，节理裂缝b43，表面风蚀、剥落、泥浆粉化b44}；u5＝{裂缝b51，错位b52}，上述各评定指标是根据碹窑结构可靠性影响因素确定，如表1所示。

表1

2)评判集生成模块102

该模块建立房屋安全性鉴定结果的评判集，即v＝{v1,v2,v3,…,vn}，房屋安全性等级鉴定中采用a、b、c、d四个等级进行评判，即v＝{a,b,c,d}。

3)权重集生成模块103

该模块根据碹窑民居安全性鉴定影响因素的重要程度建立权重集，并对权重集归一化处理。其中，一级评价指标因素集的权重集a＝{a1,a2,a3,…,an}，二级评价指标因素集的权重集ai＝{ai1,ai2,ai3,…,ain}。

针对于表1中碹窑民居的评价指标，一级评价指标的权重集为a＝{a1,a2,a3,a4}，且a1+a2+a3+a4＝1；二级评价指标的权重集a1＝{a11,a12,a13}且a11+a12+a13＝1，a2＝{a21,a22,a23,a24}且a21+a22+a23+a24＝1，a3＝{a31,a32,a33,a34}且a31+a32+a33+a34＝1，a4＝{a41,a42,a43,a44}且a41+a42+a43+a44＝1，a5＝{a51,a52}且a51+a52＝1。

一级评价指标因素集的权重值和二级评价指标因素集的权重值根据碹窑民居结构构件力学特性分析计算获得。经计算确定各级权重如表2所示。

表2

4)评语集隶属度生成模块104

该模块对每个碹窑民居安全性鉴定影响因素ui进行评价，并确定房屋安全性鉴定结果评语集元素vi的隶属度rij，得到模糊矩阵rm×n。

每个碹窑民居安全性鉴定影响因素ui的评价结果获得过程是通过数据库(专家数据库)评价信息采集系统获得影响因素ui的评价标准情况，再将入户勘测数据代入评价标准，最终得到每个碹窑民居安全性鉴定影响因素ui的评价结果。根据给出既定评价影响因素，从河北、山西、内蒙古三省建筑领域的专家数据库评价信息采集系统内随机抽取50位专家对于影响因素的等级划分意见，并汇集成表，如表3所示。

表3

再将入户勘测数据结合表3评价标准，经过整理换算，最终得到每个碹窑民居安全性鉴定影响因素ui的评价结果，如表4所示。

表4

5)计算模块105

该模块利用合适的模糊合成算子进行计算，得到综合评价结果，即b＝aο(aiοri)。本发明专利中的模糊算子采用“积-和”模糊算子，可充分综合考虑各级评价指标权重对鉴定结果的影响。

通过“积-和”模糊算子对窑腿u1的安全评价向量b1进行计算

同理可得到其它安全评价向量：

窑脸安全评价向量b2：

b2＝a2or2＝[0，0.192，0.602，0.294]

后墙u3全评价向量b3：

b3＝a3or3＝[0.3，0.446，0.15，0.102]

窑顶u4全评价向量b4：

b4＝a4or4＝[0，0.64，0.326，0.034]

窑腿与窑顶接触面u5全评价向量b5：b5＝a5or5＝[0.4，0.504，0.072，0.024]

同理计算得到综合安全评价向量b

6)安全等级确定模块106

该模块根据评判集对应的结果确定碹窑民居的安全性等级。项目综合安全评价向量隶属度最大值为0.3774，其最大隶属度对应的安全等级为c，所以该房屋的安全性鉴定等级为c。

综上所述，本发明的以上各实施例提供了一种适用于碹窑民居的房屋安全性鉴定方法及鉴定系统，它便捷有效，标准统一，客观明确，从而解决了碹窑民居无明确安全鉴定方法、鉴定工作难度大、评价标准无法统一、安全性评价结论不准确等问题，房屋安全性鉴定的准确率达到了99.5％以上，鉴定工效提高了30％以上，节约鉴定成本在20％以上，为罕见的碹窑结构民居的安全性鉴定提供了一种切实可行的方法。