梅敏

摘 要：瀝青路面智能監(jiān)控技術(shù)充分利用基于物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的傳感技術(shù)，通過在施工各環(huán)節(jié)科學(xué)合理布設(shè)各類傳感設(shè)備，實(shí)時(shí)、全面獲取瀝青混合料的生產(chǎn)過程、運(yùn)輸過程、瀝青路面的攤鋪碾壓過程施工過程關(guān)鍵數(shù)據(jù)，一方面將施工過程實(shí)時(shí)連續(xù)反饋現(xiàn)場(chǎng)一線施工人員，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工，同時(shí)還通過無線傳輸技術(shù)及時(shí)將關(guān)鍵數(shù)據(jù)傳輸至后臺(tái)中心服務(wù)器，中心服務(wù)器對(duì)施工數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)存儲(chǔ)、計(jì)算、分析和反饋，及時(shí)分析質(zhì)量問題，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量波動(dòng)情況，確保工程質(zhì)量目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：貴隆高速 瀝青路面 施工質(zhì)量 監(jiān)控系統(tǒng)

1.前言

國(guó)家大力推動(dòng)品質(zhì)工程創(chuàng)建，全面提升公路水運(yùn)工程質(zhì)量安全水平，追求工程內(nèi)在質(zhì)量和外在品位的有機(jī)統(tǒng)一。然而，我國(guó)大部分高速公路建設(shè)缺乏現(xiàn)代化的施工質(zhì)量管理手段，主要依靠經(jīng)驗(yàn)判斷、抽樣測(cè)量等傳統(tǒng)管理方法，這僅僅起到一個(gè)記錄和事后反省的作用，在出現(xiàn)質(zhì)量缺陷時(shí)，不能識(shí)別是由哪個(gè)施工環(huán)節(jié)出現(xiàn)的問題，給分析問題原因和后期整改造成極大困難。因此如何全面、快速、及時(shí)、準(zhǔn)確的收集生產(chǎn)、施工過程數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)對(duì)錯(cuò)誤進(jìn)行指導(dǎo)和調(diào)整，是高速公路建設(shè)管理中急需解決的問題。

2.工程概況

貴隆高速公路是是橫貫廣西中部東西向的交通大通道，是連接云南、廣西、廣東等西南省區(qū)的省際通道，是我國(guó)西南出入邊境的國(guó)際通道。為了打造貴隆高速公路品質(zhì)工程建設(shè)，全線推廣實(shí)施瀝青路面施工質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)瀝青混合料生產(chǎn)、運(yùn)輸、攤鋪、碾壓等全過程的動(dòng)態(tài)質(zhì)量監(jiān)控，充分發(fā)揮路面施工實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、動(dòng)態(tài)預(yù)警及實(shí)時(shí)糾偏功能，全面提高瀝青路面施工質(zhì)量。本文結(jié)合其中一個(gè)段落實(shí)施應(yīng)用效果和前景進(jìn)行分析。

3.監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

3.1 監(jiān)控系統(tǒng)總體情況

瀝青路面施工質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)主要包括拌合站監(jiān)控、運(yùn)輸監(jiān)控、攤鋪監(jiān)控、碾壓監(jiān)控、后臺(tái)及現(xiàn)場(chǎng)管理等子系統(tǒng)。

3.1.1拌合站監(jiān)控系統(tǒng)

包括拌合樓數(shù)據(jù)采集軟件及設(shè)備，拌合樓數(shù)據(jù)采集軟件對(duì)拌合樓設(shè)備的控制數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)產(chǎn)生新數(shù)據(jù)時(shí)，程序能夠掃描到新數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)通過 GPRS無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到云端服務(wù)器，拌合樓采集的數(shù)據(jù)包括拌合時(shí)間、各規(guī)格材料用量、瀝青用量、粉料用量、出料溫度、油石比等數(shù)據(jù)。拌合樓數(shù)據(jù)采集設(shè)備執(zhí)行數(shù)據(jù)采集程序，并基于無線傳輸設(shè)備將采集的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送到遠(yuǎn)程服務(wù)器。拌合樓數(shù)據(jù)采集設(shè)備具備24 小時(shí)不間斷工作，防塵在耐燥。

3.1.2運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)

基于無線射頻識(shí)別、電子標(biāo)簽以及無線傳輸設(shè)備，可以讀取運(yùn)料車開始裝料時(shí)間、結(jié)束裝料時(shí)間，以及開始卸料時(shí)間和結(jié)束卸料時(shí)間，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸全周期監(jiān)控，同時(shí)通過攤鋪機(jī)械上的高精度定位設(shè)備可獲得攤鋪開始和結(jié)束里程樁號(hào)，能夠很精準(zhǔn)的識(shí)別拌合樓在任何時(shí)間段內(nèi)生產(chǎn)出來的瀝青混合料具體的攤鋪使用部位，實(shí)現(xiàn)混合料溯源功能。

3.1.3攤鋪監(jiān)控系統(tǒng)

攤鋪機(jī)管控設(shè)備基于高精度北斗定位、紅外溫度傳感器、速度傳感器、對(duì)瀝青路面現(xiàn)場(chǎng)攤鋪樁號(hào)位置、溫度、速度等信息實(shí)時(shí)采集，并通過平板電腦實(shí)時(shí)展示溫度分布云圖通過 LED實(shí)時(shí)展示攤鋪溫度和攤鋪速度，幫助現(xiàn)場(chǎng)施工和管理人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)并糾正攤鋪施工過程中出現(xiàn)的問題。

3.1.4碾壓監(jiān)控系統(tǒng)

智能壓實(shí)設(shè)備基于高精度北斗定位、紅外溫度傳感器等傳感器實(shí)現(xiàn)碾壓樁號(hào)位置、碾壓遍數(shù)以及碾壓溫度數(shù)據(jù)的采集，現(xiàn)場(chǎng)操作室安裝平板電腦，將碾壓遍數(shù)、碾壓溫度和碾壓速度信息實(shí)時(shí)反饋給現(xiàn)場(chǎng)操作手，提供壓實(shí)導(dǎo)航。另外現(xiàn)場(chǎng)在壓路機(jī)操作手處及壓路機(jī)外側(cè)安裝了 LED顯示屏，將碾壓溫度和碾壓速度信息實(shí)時(shí)反饋給現(xiàn)場(chǎng)管理人員，讓現(xiàn)場(chǎng)管理人員及時(shí)知曉現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)狀況，便于直接有效的現(xiàn)場(chǎng)管理。

3.2應(yīng)用效果

瀝青路面施工質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)用質(zhì)量動(dòng)態(tài)管理辦法，通過室內(nèi)試驗(yàn)到拌合生產(chǎn)再到施工現(xiàn)場(chǎng)的全過程管理，從事后檢測(cè)轉(zhuǎn)變到過程監(jiān)測(cè)，有效減少瀝青混合料生產(chǎn)過程出現(xiàn)不規(guī)范操作的行為，其質(zhì)量追溯對(duì)責(zé)任追究更細(xì)化明確，提高了瀝青路面施工質(zhì)量管控水平。

3.2.1提高施工效率

從傳統(tǒng)“憑經(jīng)驗(yàn)”施工革新到數(shù)字化施工，施工人員及管理者可實(shí)時(shí)直觀并形象的看到所有施工數(shù)據(jù)，從而對(duì)當(dāng)前施工狀況一目了然，做到精準(zhǔn)施工。通過對(duì)各環(huán)節(jié)施工質(zhì)量、進(jìn)度和材料使用情況的實(shí)時(shí)采集和監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)對(duì)接，優(yōu)化工序銜接及工料調(diào)度，從而提升整體管理和施工效率。

3.2.2保證施工質(zhì)量

系統(tǒng)自帶智能糾偏功能，工程施工前已經(jīng)將各環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)工藝輸入系統(tǒng)，施工時(shí)系統(tǒng)智能比對(duì)施工質(zhì)量數(shù)據(jù)與施工工藝，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)偏差時(shí)，立即通過信息化手段通知相關(guān)管理者和施工人員進(jìn)行預(yù)警，做到對(duì)施工工藝的及時(shí)糾偏，保證施工質(zhì)量的可靠性。

系統(tǒng)記錄施工過程各環(huán)節(jié)的所有施工數(shù)據(jù)，從生產(chǎn)到運(yùn)輸?shù)綌備伡皦簩?shí)質(zhì)量，根據(jù)記錄數(shù)據(jù)分析項(xiàng)目各部位施工質(zhì)量達(dá)標(biāo)情況，做到快速精準(zhǔn)定位質(zhì)量薄弱環(huán)節(jié)。使用原始數(shù)據(jù)對(duì)施工工藝、參數(shù)配置、過程管控及檢測(cè)進(jìn)行回溯和重放，還原施工過程，實(shí)現(xiàn)問題追蹤閉環(huán)。

3.2.3降低施工成本

真實(shí)施工數(shù)據(jù) 做支撐，在保證施工質(zhì)量的前提下，優(yōu)化施工及資源配置；做到既可確保施工質(zhì)量的達(dá)標(biāo)，又可降低施工成本。

3.2.4保證施工進(jìn)度

通過系統(tǒng)提供的項(xiàng)目進(jìn)度分析情況，管理者可以不受時(shí)間和空間限制，能夠隨時(shí)隨地詳細(xì)了解項(xiàng)目進(jìn)度的偏差、項(xiàng)目各分項(xiàng)工程進(jìn)度統(tǒng)計(jì)、進(jìn)度偏差預(yù)警等信息。及時(shí)做出調(diào)整，保證項(xiàng)目進(jìn)展的正常無誤。

3.2.5創(chuàng)新管理手段

瀝青路面施工質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)符合高速公路“五化”發(fā)展理念，通過管理系統(tǒng)可以隨時(shí)隨地感知項(xiàng)目施工情況，更可以通過數(shù)據(jù)直觀了解施工質(zhì)量情況，及時(shí)獲取現(xiàn)場(chǎng)施工信息。從傳統(tǒng)的人為現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管升級(jí)到遠(yuǎn)程信息化監(jiān)控；從傳統(tǒng)的憑經(jīng)驗(yàn)監(jiān)管改變成依托施工數(shù)據(jù)做數(shù)字化監(jiān)管；從傳統(tǒng)的離散式監(jiān)管，通過統(tǒng)一管理平臺(tái)革新到集中式數(shù)據(jù)化監(jiān)管。實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，有助于進(jìn)行全面、系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析，管理人員可以隨時(shí)上網(wǎng)直觀的監(jiān)控施工情況是否達(dá)標(biāo)并符合流程，是否按照施工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工。減少了瀝青混合料生產(chǎn)過程中出現(xiàn)不規(guī)范操作行為，有利于加強(qiáng)工程質(zhì)量管控，避免后期出現(xiàn)質(zhì)量問題。

3.3目前存在的問題

（1）瀝青路面攤鋪壓實(shí)過程中采集的溫度數(shù)據(jù)由于是采用紅外溫度測(cè)溫傳感器測(cè)得，因而受現(xiàn)場(chǎng)影響較大，且無法測(cè)得混合料攤鋪壓實(shí)過程中的內(nèi)部溫度。

（2）對(duì)于攤鋪厚度（松鋪厚度）無法精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)及控制。

（3）對(duì)系統(tǒng)采集的數(shù)字化施工數(shù)據(jù)及形成的數(shù)字資產(chǎn)的使用：因?yàn)樵撓到y(tǒng)在國(guó)內(nèi)大面積應(yīng)用時(shí)間并不長(zhǎng)，暫時(shí)尚未有應(yīng)用過該系統(tǒng)的項(xiàng)目進(jìn)入大修或養(yǎng)護(hù)階段，因此無法驗(yàn)證該系統(tǒng)采集形成的數(shù)字資產(chǎn)是否能夠?yàn)檎鎸?shí)的能夠?yàn)轲B(yǎng)護(hù)、大中修提供數(shù)據(jù)支持。

4.應(yīng)用前景分析

物聯(lián)網(wǎng)首先出現(xiàn)在需求旺盛、同時(shí)基礎(chǔ)建設(shè)比較好、場(chǎng)所固定、應(yīng)用單一的行業(yè)或民用領(lǐng)域，而對(duì)于需要開山噼荒的工程建設(shè)來說，由于受到種種條件的制約，雖然工程建設(shè)行業(yè)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的需求非常旺盛，但卻沒有進(jìn)入蓬勃發(fā)展、欣欣向榮的地步。究其原因，首先是技術(shù)門檻高，要求既要有 IT行業(yè)的背景，又要有裝備制造的背景，還要有工程建設(shè)的背景，這為很多想要進(jìn)入的企業(yè)樹立了高不可攀的門檻。其次，為了打通工程建設(shè)中的信息通道，使得信息能在工程物聯(lián)網(wǎng)中暢快的流轉(zhuǎn)起來，不僅僅是做個(gè)實(shí)驗(yàn)原型的問題，更重要的是降低成本、提高質(zhì)量，讓數(shù)據(jù)感應(yīng)端具有更高性價(jià)比和更高實(shí)用性，要實(shí)現(xiàn)這點(diǎn)則需要更多的創(chuàng)新來支撐行業(yè)的發(fā)展，這其中之一的創(chuàng)新即：使用快速發(fā)展的民用通信技術(shù)為工程建設(shè)服務(wù)，大幅度降低通信成本，提高通信效率，為工程建設(shè)行業(yè)最后100米的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用掃清障礙，使工程建設(shè)領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用進(jìn)入快車道，讓物聯(lián)網(wǎng)協(xié)助下的工程建設(shè)實(shí)現(xiàn)更大的進(jìn)步和飛躍。