康曉鴻

(中交二公局第三工程有限公司,陜西 西安 710016)

0 前 言

隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)和智能監(jiān)測(cè)技術(shù)的高速發(fā)展，給公路路面施工全過(guò)程管理提供了新的途徑和更多的可能；兩種技術(shù)并駕齊驅(qū)、融合發(fā)展，為現(xiàn)代公路路面施工全過(guò)程管理控制系統(tǒng)構(gòu)建提供了堅(jiān)實(shí)的硬件基礎(chǔ)。本文以某路面施工項(xiàng)目為案例，構(gòu)建了基于拌和站后場(chǎng)管理、施工材料運(yùn)輸管理、攤鋪壓實(shí)施工質(zhì)量管理及現(xiàn)場(chǎng)人員管理四位一體的現(xiàn)代化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，即：RQS監(jiān)測(cè)系統(tǒng)?；诂F(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、系統(tǒng)集成技術(shù)及大數(shù)據(jù)技術(shù)，將后方場(chǎng)站、材料運(yùn)輸、施工現(xiàn)場(chǎng)三個(gè)管理重點(diǎn)區(qū)域集成在一個(gè)系統(tǒng)平臺(tái)內(nèi)，通過(guò)后臺(tái)管理終端能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控和控制各個(gè)環(huán)節(jié)，真正達(dá)到遠(yuǎn)程控制的目的。圖1為基于本項(xiàng)目構(gòu)建的RQS路面施工全過(guò)程動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)。

圖1 基于本項(xiàng)目構(gòu)建的RQS路面施工全過(guò)程動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)

終端管理控制系統(tǒng)是整個(gè)全過(guò)程動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)的核心和中樞，主要功能是完成在線全程監(jiān)測(cè)和指令發(fā)布任務(wù)；后方拌和場(chǎng)站管理子系統(tǒng)主要是完成瀝青混合料拌和及水穩(wěn)碎石混合料拌和的生產(chǎn)監(jiān)測(cè)任務(wù)；施工材料運(yùn)輸管理子系統(tǒng)通過(guò)識(shí)別運(yùn)輸車輛上安裝的識(shí)別模塊，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸車輛的在線互聯(lián)和在線管理；攤鋪及壓實(shí)施工現(xiàn)場(chǎng)管理子系統(tǒng)主要針對(duì)瀝青混合料攤鋪及壓實(shí)過(guò)程中的溫度、厚度、機(jī)械行進(jìn)速率及壓實(shí)次數(shù)進(jìn)行監(jiān)控；現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員管理子系統(tǒng)主要用于現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)情況的實(shí)時(shí)反饋，可借助終端設(shè)備監(jiān)控項(xiàng)目整體進(jìn)度。

1 后方場(chǎng)站及施工材料運(yùn)輸管理系統(tǒng)

以瀝青混合料后場(chǎng)拌和管理為例，在瀝青拌和系統(tǒng)中安裝實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，主要目的是用于瀝青混合料參數(shù)、拌和機(jī)械參數(shù)等內(nèi)容的在線監(jiān)測(cè)和管理，實(shí)現(xiàn)瀝青混合料拌和的全智能化目的。下圖2為瀝青混合料拌和場(chǎng)站監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能示例。

圖2 瀝青混合料拌合場(chǎng)站監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能示例

借助瀝青混合料拌和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)拌和全過(guò)程的實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)監(jiān)控，通過(guò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)后臺(tái)操作界面，能夠隨時(shí)調(diào)閱各種監(jiān)測(cè)參數(shù)和指標(biāo)，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠?qū)⒈O(jiān)測(cè)獲取到的數(shù)據(jù)信息以列表形式呈現(xiàn)出來(lái)，以便于后續(xù)的信息檢索和對(duì)比。平臺(tái)的集成性和數(shù)據(jù)打包性較高，主界面能夠直接鏈接到不同參數(shù)和指標(biāo)的詳細(xì)數(shù)據(jù)和圖表信息。圖3～4分別為瀝青混合料拌和遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)操作界面和油石比變化曲線子界面。

圖3 瀝青混合料拌合遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)操作界面

圖4 油石比變化曲線子界面

拌和場(chǎng)站管理系統(tǒng)中，參與拌和施工的全體人員可以借助智能化終端設(shè)備實(shí)時(shí)觀測(cè)拌和不同階段的監(jiān)測(cè)信息，一旦任何一個(gè)拌和環(huán)節(jié)出現(xiàn)異常，智能終端將實(shí)時(shí)發(fā)送報(bào)警信息，確保事故預(yù)警和事故處理過(guò)程中的“零延時(shí)”；整個(gè)監(jiān)測(cè)過(guò)程中的任何預(yù)警信息均會(huì)記錄在系統(tǒng)內(nèi)，保證后續(xù)事故原因調(diào)查及追溯的便捷性，真正做到責(zé)任到人。

施工材料運(yùn)輸監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)主要用于識(shí)別和監(jiān)測(cè)運(yùn)輸車輛的運(yùn)行軌跡，在運(yùn)輸全過(guò)程中能夠及時(shí)提醒駕駛?cè)藛T，對(duì)駕駛?cè)藛T的各種危險(xiǎn)及違規(guī)操作實(shí)時(shí)提醒，通過(guò)后場(chǎng)材料運(yùn)輸為主線，實(shí)現(xiàn)后場(chǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和材料運(yùn)輸系統(tǒng)的實(shí)時(shí)互聯(lián)。車輛信息監(jiān)測(cè)和識(shí)別借助加裝在運(yùn)輸車輛上的軌跡跟蹤識(shí)別設(shè)備，監(jiān)測(cè)人員和駕駛?cè)藛T能夠在移動(dòng)終端上實(shí)時(shí)獲取各種運(yùn)輸車輛信息。圖5為運(yùn)輸車輛監(jiān)測(cè)識(shí)別系統(tǒng)功能示例。

圖5 運(yùn)輸車輛監(jiān)測(cè)識(shí)別系統(tǒng)功能

2 攤鋪壓實(shí)施工現(xiàn)場(chǎng)及作業(yè)人員管理系統(tǒng)

基于現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)建立針對(duì)于瀝青混凝土路面壓實(shí)及攤鋪施工作業(yè)的RQS監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；作為瀝青混凝土路面施工過(guò)程中的核心環(huán)節(jié)，必須提高壓實(shí)及攤鋪?zhàn)鳂I(yè)的全過(guò)程控制和管理，借助RQS系統(tǒng)將現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)車輛全部集成在系統(tǒng)內(nèi)，實(shí)現(xiàn)不同施工作業(yè)機(jī)械的交互式聯(lián)系，設(shè)置在攤鋪及壓實(shí)施工作業(yè)機(jī)械上的智能化終端能夠?qū)崟r(shí)信息反饋，為施工機(jī)械操作人員提供在線的操作輔助。圖6為RQS監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能架構(gòu)。

圖6 RQS監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能架構(gòu)

RQS全過(guò)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于GPS定位系統(tǒng)，收集來(lái)自基站的觀測(cè)數(shù)據(jù)信息，信息繼續(xù)傳遞至流動(dòng)中繼站，中繼站對(duì)收集數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，最終實(shí)現(xiàn)精度達(dá)厘米級(jí)的位置定位，且數(shù)據(jù)響應(yīng)延時(shí)不超過(guò)1 s。流動(dòng)中繼站狀態(tài)確定隨機(jī)性較強(qiáng)，靜止或移動(dòng)均可，流動(dòng)中繼站開(kāi)機(jī)初始化應(yīng)保持在靜止?fàn)顟B(tài)下完成。對(duì)應(yīng)的RQS系統(tǒng)核心組件包括：數(shù)據(jù)傳輸天線、基站數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)及基站天線，將RQS系統(tǒng)集成后安裝在瀝青混凝土路面攤鋪及壓實(shí)機(jī)械上，用于實(shí)時(shí)采集、處理各項(xiàng)施工參數(shù)。參與現(xiàn)場(chǎng)攤鋪及壓實(shí)施工的全部機(jī)械依托RQS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)區(qū)域協(xié)同，在不耽誤施工總體進(jìn)度的前提下，施工機(jī)械能夠隨時(shí)進(jìn)入或者退出施工作業(yè)區(qū)域，且個(gè)別施工機(jī)械的進(jìn)入或者退出不會(huì)影響整體施工進(jìn)程，協(xié)同作業(yè)團(tuán)隊(duì)內(nèi)出現(xiàn)機(jī)械進(jìn)出時(shí)，各個(gè)施工機(jī)械終端上會(huì)實(shí)時(shí)顯示。圖7為現(xiàn)場(chǎng)施工機(jī)械協(xié)同作業(yè)情況。

圖7 現(xiàn)場(chǎng)施工機(jī)械協(xié)同作業(yè)情況

除了實(shí)現(xiàn)施工機(jī)械的協(xié)同互聯(lián)外，RQS系統(tǒng)終端能夠?qū)崟r(shí)反饋單個(gè)施工機(jī)械的作業(yè)情況，終端面板上的信息能夠輔助施工作業(yè)人員做出施工決策，提供一定程度的施工輔助，降低施工作業(yè)人員的工作強(qiáng)度，防止出現(xiàn)“過(guò)壓實(shí)”或“欠壓實(shí)”的情況。此外，壓實(shí)溫度和次數(shù)通過(guò)云圖的形式反饋在終端面板上，便于施工作業(yè)人員掌握現(xiàn)場(chǎng)施工情況。圖8為終端顯示面板上的壓實(shí)參數(shù)反饋云圖。

圖8 終端顯示面板上的壓實(shí)參數(shù)反饋云圖

現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員管理系統(tǒng)的主要功能是輔助施工人員做出施工決策，并為施工人員提供實(shí)時(shí)的施工監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。作業(yè)人員管理系統(tǒng)能夠?yàn)楣芾砣藛T提供新的管理模式，通過(guò)移動(dòng)終端輸出圖形、數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)管理由定性化向定量化的轉(zhuǎn)變。由于本施工標(biāo)段總里程較長(zhǎng)，現(xiàn)場(chǎng)管理人員能夠通過(guò)管理系統(tǒng)終端快速定位施工樁號(hào)，便于快速定位管理人員位置，提高管理人員的工作效率。圖9為RQS現(xiàn)場(chǎng)管理及遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)頁(yè)面。

圖9 RQS現(xiàn)場(chǎng)管理及遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)頁(yè)面

3 總 結(jié)

綜上，在現(xiàn)代化的路面施工實(shí)踐中，為了提高現(xiàn)場(chǎng)施工的綜合管理能力，確保施工質(zhì)量和施工進(jìn)度全過(guò)程可控，建立針對(duì)施工全過(guò)程的動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)具有重要意義。本文以某公路路面施工項(xiàng)目為例，針對(duì)后方場(chǎng)站管理、材料運(yùn)輸車輛管理、攤鋪及壓實(shí)施工管理和現(xiàn)場(chǎng)施工人員管理等重點(diǎn)環(huán)節(jié)，建立了RQS全過(guò)程動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)，切實(shí)提高了項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量管理能力和效率，優(yōu)化了項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)的異常應(yīng)急處置能力，真正實(shí)現(xiàn)了責(zé)任落實(shí)和責(zé)任溯源。經(jīng)項(xiàng)目實(shí)踐檢驗(yàn)，應(yīng)用效果良好。

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