淺談路面施工全過程動態(tài)管理的實現(xiàn)

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)代計算機技術(shù)和智能監(jiān)測技術(shù)的高速發(fā)展，給公路路面施工全過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程管理控制系統(tǒng)構(gòu)建提供了堅實的硬件基礎(chǔ)。本文以某路面施工項目為案例，構(gòu)建了基于拌和站后場管理、施工材料運輸管理、攤鋪壓實施工質(zhì)量管理及現(xiàn)場人員管理四位一體的現(xiàn)代化監(jiān)測系統(tǒng)，即：RQS監(jiān)測系統(tǒng)。基于現(xiàn)代計算機技術(shù)、系統(tǒng)集成技術(shù)及大數(shù)據(jù)技術(shù)，將后方場站、材料運輸、施工現(xiàn)場三個管理重點區(qū)域集成在一個系統(tǒng)平臺內(nèi)，通過后臺管理終端能夠?qū)崟r監(jiān)控和控制各個環(huán)節(jié)，真正達到遠程控制的目的。圖1為基于本項目構(gòu)建的RQS路面施工全過程動態(tài)管理系統(tǒng)。

圖1 基于本項目構(gòu)建的RQS路面施工全過程動態(tài)管理系統(tǒng)

終端管理控制系統(tǒng)是整個全過程動態(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)測和指令發(fā)布任務(wù)；后方拌和場站管理子系統(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)測任務(wù)；施工材料運輸管理子系統(tǒng)通過識別運輸車輛上安裝的識別模塊，實現(xiàn)運輸車輛的在線互聯(lián)和在線管理；攤鋪及壓實施工現(xiàn)場管理子系統(tǒng)主要針對瀝青混合料攤鋪及壓實過程中的溫度、厚度、機械行進速率及壓實次數(shù)進行監(jiān)控；現(xiàn)場作業(yè)人員管理子系統(tǒng)主要用于現(xiàn)場施工作業(yè)人員對現(xiàn)場監(jiān)測情況的實時反饋，可借助終端設(shè)備監(jiān)控項目整體進度。

1 后方場站及施工材料運輸管理系統(tǒng)

以瀝青混合料后場拌和管理為例，在瀝青拌和系統(tǒng)中安裝實時監(jiān)測系統(tǒng)，主要目的是用于瀝青混合料參數(shù)、拌和機械參數(shù)等內(nèi)容的在線監(jiān)測和管理，實現(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站監(jiān)測系統(tǒng)功能示例。

圖2 瀝青混合料拌合場站監(jiān)測系統(tǒng)功能示例

借助瀝青混合料拌和監(jiān)測系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)拌和全過程的實時、動態(tài)監(jiān)控，通過監(jiān)測系統(tǒng)后臺操作界面，能夠隨時調(diào)閱各種監(jiān)測參數(shù)和指標，監(jiān)測系統(tǒng)能夠?qū)⒈O(jiān)測獲取到的數(shù)據(jù)信息以列表形式呈現(xiàn)出來，以便于后續(xù)的信息檢索和對比。平臺的集成性和數(shù)據(jù)打包性較高，主界面能夠直接鏈接到不同參數(shù)和指標的詳細數(shù)據(jù)和圖表信息。圖3～4分別為瀝青混合料拌和遠程監(jiān)測系統(tǒng)操作界面和油石比變化曲線子界面。

圖3 瀝青混合料拌合遠程監(jiān)測系統(tǒng)操作界面

圖4 油石比變化曲線子界面

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

施工材料運輸監(jiān)測子系統(tǒng)主要用于識別和監(jiān)測運輸車輛的運行軌跡，在運輸全過程中能夠及時提醒駕駛?cè)藛T，對駕駛?cè)藛T的各種危險及違規(guī)操作實時提醒，通過后場材料運輸為主線，實現(xiàn)后場監(jiān)測系統(tǒng)和材料運輸系統(tǒng)的實時互聯(lián)。車輛信息監(jiān)測和識別借助加裝在運輸車輛上的軌跡跟蹤識別設(shè)備，監(jiān)測人員和駕駛?cè)藛T能夠在移動終端上實時獲取各種運輸車輛信息。圖5為運輸車輛監(jiān)測識別系統(tǒng)功能示例。

圖5 運輸車輛監(jiān)測識別系統(tǒng)功能

2 攤鋪壓實施工現(xiàn)場及作業(yè)人員管理系統(tǒng)

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

圖6 RQS監(jiān)測系統(tǒng)功能架構(gòu)

RQS全過程監(jiān)測系統(tǒng)基于GPS定位系統(tǒng)，收集來自基站的觀測數(shù)據(jù)信息，信息繼續(xù)傳遞至流動中繼站，中繼站對收集數(shù)據(jù)進行實時處理，最終實現(xiàn)精度達厘米級的位置定位，且數(shù)據(jù)響應(yīng)延時不超過1 s。流動中繼站狀態(tài)確定隨機性較強，靜止或移動均可，流動中繼站開機初始化應(yīng)保持在靜止狀態(tài)下完成。對應(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機械上，用于實時采集、處理各項施工參數(shù)。參與現(xiàn)場攤鋪及壓實施工的全部機械依托RQS系統(tǒng)實現(xiàn)區(qū)域協(xié)同，在不耽誤施工總體進度的前提下，施工機械能夠隨時進入或者退出施工作業(yè)區(qū)域，且個別施工機械的進入或者退出不會影響整體施工進程，協(xié)同作業(yè)團隊內(nèi)出現(xiàn)機械進出時，各個施工機械終端上會實時顯示。圖7為現(xiàn)場施工機械協(xié)同作業(yè)情況。

圖7 現(xiàn)場施工機械協(xié)同作業(yè)情況

除了實現(xiàn)施工機械的協(xié)同互聯(lián)外，RQS系統(tǒng)終端能夠?qū)崟r反饋單個施工機械的作業(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)人員的工作強度，防止出現(xiàn)“過壓實”或“欠壓實”的情況。此外，壓實溫度和次數(shù)通過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)場施工情況。圖8為終端顯示面板上的壓實參數(shù)反饋云圖。

圖8 終端顯示面板上的壓實參數(shù)反饋云圖

現(xiàn)場作業(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時的施工監(jiān)測數(shù)據(jù)。作業(yè)人員管理系統(tǒng)能夠為管理人員提供新的管理模式，通過移動終端輸出圖形、數(shù)據(jù)信息，實現(xiàn)現(xiàn)場管理由定性化向定量化的轉(zhuǎn)變。由于本施工標段總里程較長，現(xiàn)場管理人員能夠通過管理系統(tǒng)終端快速定位施工樁號，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)場管理及遠程監(jiān)控系統(tǒng)頁面。

圖9 RQS現(xiàn)場管理及遠程監(jiān)控系統(tǒng)頁面

3 總 結(jié)

綜上，在現(xiàn)代化的路面施工實踐中，為了提高現(xiàn)場施工的綜合管理能力，確保施工質(zhì)量和施工進度全過程可控，建立針對施工全過程的動態(tài)管理系統(tǒng)具有重要意義。本文以某公路路面施工項目為例，針對后方場站管理、材料運輸車輛管理、攤鋪及壓實施工管理和現(xiàn)場施工人員管理等重點環(huán)節(jié)，建立了RQS全過程動態(tài)管理系統(tǒng)，切實提高了項目現(xiàn)場的質(zhì)量管理能力和效率，優(yōu)化了項目現(xiàn)場的異常應(yīng)急處置能力，真正實現(xiàn)了責任落實和責任溯源。經(jīng)項目實踐檢驗，應(yīng)用效果良好。

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