基于物聯(lián)網(wǎng)的瀝青路面施工過程智能管控技術探討

孫秀麗

（鎮(zhèn)江市四通公路工程有限公司）

1 引言

在瀝青路面的施工中，對瀝青混合料的拌和、運輸、攤鋪、碾壓各環(huán)節(jié)采用對應的智能管控系統(tǒng)，可以對施工過程進行動態(tài)監(jiān)控，包括每個環(huán)節(jié)關鍵的質量指標都能詳細記錄、實時反饋，反映工程的建設質量情況，從而及時發(fā)現(xiàn)質量問題，提高施工管理效率，確保工程質量管控目標的全面實現(xiàn)。

2 基于物聯(lián)網(wǎng)的瀝青路面施工過程智能化管控介紹

2.1 智能化管控技術的應用原理

智能化管控系統(tǒng)必須包含數(shù)據(jù)采集設備、數(shù)據(jù)中心及處理服務器、移動終端設備[1]。系統(tǒng)在工作時，各設備提前進行運行調試，精度校正達到最佳工作狀態(tài)，并建立起網(wǎng)絡連接，然后通過傳感器、掃描設備等數(shù)據(jù)采集器收集數(shù)據(jù)，傳輸給現(xiàn)場數(shù)據(jù)中心和遠程中心服務器，系統(tǒng)根據(jù)施工管控的需要篩選和分類數(shù)據(jù)，將實際施工參數(shù)與標準施工要求進行對比，對有關數(shù)據(jù)進行匯總分析，從而正確評判施工質量，將有異議之處進行上報，現(xiàn)場工作人員和遠程管控中心人員可以通過移動終端了解具體情況，進而做出科學應對。

2.2 智能化管控技術的功能特點

2.2.1 數(shù)據(jù)采集

瀝青路面施工過程的智能化管控系統(tǒng)由多個子系統(tǒng)構成，并通過網(wǎng)絡連接形成一個既獨立又互相聯(lián)系的整體，因此通過在施工各環(huán)節(jié)合理的位置和施工設備上布設各類信息化傳感設備，將智能化的施工設備與監(jiān)控系統(tǒng)建立數(shù)據(jù)傳輸通路，以現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集設備和遠程云計算中心為主體框架形成的監(jiān)管系統(tǒng)可以收集拌和、運輸、攤鋪、碾壓各道工序對應的各項參數(shù)，實現(xiàn)對實時、動態(tài)變化的大量數(shù)據(jù)的全面采集[2]。

2.2.2 數(shù)據(jù)分析與信息反饋

數(shù)據(jù)采集為數(shù)據(jù)利用打好基礎，由于各環(huán)節(jié)收集的數(shù)據(jù)體量較大，不僅需要對其進行快速分析，根據(jù)施工質量控制指標提取有用的數(shù)據(jù)，還要分析其合理性，并提前在系統(tǒng)中針對各項關鍵指標設置合理、動態(tài)的報警邊界條件[3]。當數(shù)據(jù)經(jīng)過算法及分析系統(tǒng)處理后，可以根據(jù)指標比對，并綜合材料特性、施工工藝、設備參數(shù)等評價施工質量，從而可以發(fā)出正確、合理的預警，并提供問題分析報告和建議解決方案，協(xié)助管理人員做出明智決策。

3 基于物聯(lián)網(wǎng)技術的瀝青路面施工過程智能化管控技術應用方式

3.1 構建瀝青混合料拌和智能化監(jiān)控系統(tǒng)

在混合料拌和環(huán)節(jié)，可以通過傳感器、監(jiān)控設備、計算機等裝置實時采集每一盤料的拌和時間、原料種類和重量、拌和溫度、出倉溫度和時間等重要信息，并傳輸至后臺數(shù)據(jù)中心，經(jīng)過精確的計算分析后，管控平臺會對溫度異常、質量和重量異常等情況進行自動控制，或是發(fā)出預警，反饋給管理人員，由各終端顯示設備對出現(xiàn)的問題進行詳細的查詢，這樣，管理人員可以遠程、實時、動態(tài)地了解實際的拌和情況，拌和質量可以有效控制，拌和生產(chǎn)操作產(chǎn)生的各項數(shù)據(jù)可以全面保存和利用[4]。此外，還可追蹤到瀝青混合料到達現(xiàn)場后的攤鋪開始和結束時刻，以及對應的攤鋪機和攤鋪樁號起止位置等信息，從而可以分析出拌和廠與現(xiàn)場的距離，該車料能夠攤鋪的面積，也能間接反映出結構層厚度，加強對質量的把控。

3.2 構建運輸車監(jiān)控系統(tǒng)

在混合料運輸環(huán)節(jié)，利用RFID技術能夠監(jiān)控瀝青混合料的運輸周期，從拌和料裝車開始，到出廠、運輸路上以及到達攤鋪前場的整個過程可以通過電子掃描器、二維碼、手機和電腦等設備記錄和監(jiān)控每輛車所裝的拌和料批次、重量、現(xiàn)場所使用部位、卸料對應的攤鋪機等信息，以及車輛的進出時間、司機的聯(lián)系方式、運送軌跡，從而可以保證拌和料在規(guī)定的時間順利到達現(xiàn)場，用于對應的攤鋪區(qū)域。中途出現(xiàn)問題時也可以進行混合料溯源，查看車輛動態(tài)軌跡等查明原因，以便快速采取有效的應對措施。

3.3 構建攤鋪監(jiān)控系統(tǒng)

這一環(huán)節(jié)的監(jiān)控設備主要布置于攤鋪斷面和攤鋪機上，由于各裝置的精度非常高，并且建立了實時反饋體系，因此可以獲得及時準確的攤鋪數(shù)據(jù)信息。通過紅外傳感器、GNSS定位板卡、LED顯示屏等裝置可以實時采集混合料的攤鋪溫度、里程、車道和攤鋪機行進速度，以及整個縱斷面的鋪面溫度分布等施工信息，并且可以清楚顯示給現(xiàn)場工作人員，讓施工人員和管理人員第一時間知曉攤鋪信息，實現(xiàn)現(xiàn)場施工的可視化，也能夠實時傳輸至后臺數(shù)據(jù)中心，為后續(xù)資料檢查或施工問題調查提供依據(jù)。同時，可依靠實時動態(tài)差分技術(RTK），讓施工管理人員對攤鋪溫度、鋪面均勻性進行監(jiān)管，了解瀝青混合料鋪面溫度離析情況，根據(jù)實際情況進行施工調整，達到更好的攤鋪效果。

3.4 構建碾壓監(jiān)控系統(tǒng)

碾壓施工關鍵在于控制碾壓厚度及其均勻性，而在質量管控中由于施工技術及管理人員的主觀影響，碾壓施工質量檢測代表性不強，不能切實反映整體的質量水平。為提高質量監(jiān)控效率，避免后續(xù)返工增加成本，可以在各路面壓實設備上安裝機載數(shù)據(jù)采集站，自建定位參考基站，借助傳感器、衛(wèi)星定位技術采集各壓實設備的運作數(shù)據(jù)，存儲于現(xiàn)場數(shù)據(jù)中心。

4 基于物聯(lián)網(wǎng)的瀝青路面施工過程智能化管控技術應用意義

4.1 實現(xiàn)各單位的協(xié)同管理

由于整個施工過程都運用了互聯(lián)網(wǎng)技術，建立了客戶端操作入口，通過B/S技術進行網(wǎng)站管理功能，工程參建各方可隨時通過移動終端進入服務器進行施工監(jiān)管和指導。①項目業(yè)主的管理工作從事后管控提升到全過程、實時管控，遠程信息化的管理，可以隨時了解現(xiàn)場作業(yè)動態(tài)，獲取相關的工程資料，路面質量管控更為過程化、精細化，質量問題追溯也更為容易；②監(jiān)理人員可以自主、隨時隨地對各施工要素進行全面、無間隙的現(xiàn)場和遠程監(jiān)控，質量檢測效率更高，且可以有效預防施工單位弄虛作假，提高監(jiān)理效率；③施工單位可以精細化進行人員、設備和工序管理，由于信息化管理明顯，技術交底效果更好，各作業(yè)隊伍之間的交流和配合更為協(xié)調，從而可以極大提高施工效率。

4.2 提高施工質量防控成效

①該系統(tǒng)既可對瀝青路面施工過程進行全面、無間隙遠程監(jiān)控，也可通過外掛LED顯示屏讓現(xiàn)場施工操作人員、技術指導人員、監(jiān)管人員實時查看糾偏，各工序層層有效監(jiān)控和自檢，每道工序都可以按照質量標準順利完成。

②由于具備專家數(shù)據(jù)庫模塊，對采集的數(shù)據(jù)處理效率較高，可以根據(jù)數(shù)據(jù)分析結果啟動報警機制，對不合格指標發(fā)出管控提示和建議，實現(xiàn)各級項目管理者對施工質量的實時動態(tài)控制，使采取的質量管控措施和抽樣檢測項目更具針對性，效果更好，避免了各種資源和成本的浪費。

4.3 保證施工資料的完整性和真實性

由于對施工各過程構建了對應的智能化管控系統(tǒng)，瀝青路面施工各個過程的相關數(shù)據(jù)都被采集，從而建立了路面施工全過程數(shù)據(jù)庫，包括施工初期到工程結束整個建設周期的所有數(shù)據(jù)，而將監(jiān)控數(shù)據(jù)與質量控制結合起來，項目管理者可以在有必要時，利用服務器對周期、月度、季度的施工資料進行抽查，查看拌合、運輸、攤鋪及碾壓全過程歷史數(shù)據(jù)，對原始監(jiān)控數(shù)據(jù)和當下的監(jiān)控數(shù)據(jù)進行對比分析，核實各環(huán)節(jié)物資使用情況，進行定期的動態(tài)質量分析，以便找出當下施工方案中的不足，及時進行調整。

5 結語

公路工程是非常重要的民生建設工程，以往由于對瀝青混合拌合料的動態(tài)變化過程、攤鋪和碾壓施工中的速度、溫度等重要此施工參數(shù)無法精準把控造成施工質量管控效果不佳，物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)使其施工過程管控逐漸向智能化發(fā)展，可以對項目建設的整個階段、各道工序、各項施工參數(shù)進行全面的數(shù)據(jù)采集，大量寶貴的數(shù)據(jù)得以保存、傳輸、分析和利用，從而可以動態(tài)、真實地反映工程質量，也能夠協(xié)助項目管理者進行精準化動態(tài)施工過程管控，以便采取有效的防控手段提高路面質量，節(jié)約施工成本。