孫敏娟

（承德高等級(jí)公路建設(shè)管理集團(tuán)有限公司，河北 承德 067000）

一、引言

在建設(shè)高速公路工程過程中，機(jī)械設(shè)備管理的效率和水平直接影響公路施工質(zhì)量，在實(shí)際施工中加強(qiáng)對(duì)公路機(jī)械設(shè)備的精細(xì)化管理[1]，充分保證利用率，避免空置，可降低能耗、節(jié)約費(fèi)用。同時(shí)，在現(xiàn)代化快速發(fā)展的當(dāng)下，隨著BIM（建筑信息模型）、5G無線通信、大數(shù)據(jù)、二維碼，以及射頻識(shí)別（RFID）等技術(shù)的不斷深入[2，3]，信息化手段的應(yīng)用為公路機(jī)械設(shè)備的管理提供了新路徑。為提高公路機(jī)械設(shè)備的管理水平，本文基于某高速公路項(xiàng)目案例，分析了該項(xiàng)目中筑路機(jī)械設(shè)備的精細(xì)化管理要求及其具體管控措施，同時(shí)依托信息化管控策略與優(yōu)勢[4]，從RFID、二維碼等方面展望了機(jī)械設(shè)備信息化管理的方式與內(nèi)容，并以實(shí)際工程驗(yàn)證了管理措施的有效性，為類似筑路設(shè)備的科學(xué)高效管理提供借鑒。

二、工程概況

我國東部某高速公路設(shè)計(jì)采用雙向四車道，線路全長約為43km，包括中央隔離帶在內(nèi)的路基總寬度約為25m。該項(xiàng)目高速公路的建設(shè)總工期為約為3年，設(shè)計(jì)通行時(shí)速為120km，高速公路沿途所經(jīng)地形較為復(fù)雜，橋隧部分的比例約為43%，公路路線中布置有互通收費(fèi)站4座。在該高速公路項(xiàng)目的施工過程中，現(xiàn)場所需要應(yīng)用的機(jī)械設(shè)備，如挖掘機(jī)、推土機(jī)、壓路機(jī)等種類較多，數(shù)量較大，同時(shí)還涉及攤鋪機(jī)、裝載機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)、夯實(shí)機(jī)等設(shè)備。為了全面高效地提升機(jī)械設(shè)備的使用效率，必須開展精細(xì)化、信息化的科學(xué)管理，保證高速公路的施工質(zhì)量。

三、機(jī)械設(shè)備的管理需求

（一）較高的性價(jià)比

在高速公路項(xiàng)目施工過程中，高科技的機(jī)械設(shè)備能提升施工效率，縮短工期，并能在降低施工能耗的同時(shí)，保證現(xiàn)場施工的安全性。因此，為有效開展精細(xì)化管理措施，需要優(yōu)先選擇綜合性能較好、造價(jià)合適的機(jī)械設(shè)備。對(duì)于筑路機(jī)械設(shè)備而言，良好的性價(jià)比不僅能節(jié)省施工費(fèi)用支出，也使機(jī)械設(shè)備有一定的技術(shù)先進(jìn)性，避免像傳統(tǒng)老舊設(shè)備一樣高耗能、環(huán)保效益差、維護(hù)頻繁，同時(shí)現(xiàn)代化的新型機(jī)械設(shè)備能有效降低工人的勞動(dòng)負(fù)荷，且便于保養(yǎng)和維修。

（二）較好的適應(yīng)性

在開展筑路機(jī)械設(shè)備的精細(xì)化管理過程中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)所施工高速公路項(xiàng)目的現(xiàn)場條件和特點(diǎn)，選擇相配套的機(jī)械設(shè)備，不宜忽略工程施工的現(xiàn)場條件情況而盲目選擇器械。具體來說，選擇的機(jī)械設(shè)備應(yīng)當(dāng)滿足公路項(xiàng)目的現(xiàn)場施工工序要求和客觀環(huán)境條件，同時(shí)考慮現(xiàn)場的地勢、氣溫、地質(zhì)類別、地下水等因素，保證機(jī)械設(shè)備的適用性。

（三）合理的經(jīng)濟(jì)性

筑路機(jī)械設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性一般按照施工單價(jià)來判斷。高速公路項(xiàng)目施工過程中，成本主要包括人工、材料、機(jī)械等方面。其中，機(jī)械設(shè)備部分約占總造價(jià)費(fèi)用的1/5以上。公路項(xiàng)目機(jī)械設(shè)備的選用直接決定了生產(chǎn)能耗、運(yùn)輸成本等，故而在機(jī)械設(shè)備型號(hào)選擇時(shí)應(yīng)優(yōu)先確定現(xiàn)代化的新型器械，新型器械的初始成本可能較高，但整個(gè)工期攤銷下來的綜合費(fèi)用并不高，因此新型的現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)備具有更好的經(jīng)濟(jì)性。

四、精細(xì)化管控措施

（一）設(shè)備管理精細(xì)化

在高速公路項(xiàng)目現(xiàn)場施工時(shí)，各參與單位應(yīng)當(dāng)按照要求貫徹相關(guān)機(jī)械設(shè)備使用規(guī)定，確定施工隊(duì)伍的機(jī)械管理責(zé)任，落實(shí)一系列設(shè)施交接手續(xù)，保證筑路施工機(jī)械設(shè)備在出現(xiàn)運(yùn)行問題時(shí)能第一時(shí)間確定解決措施。當(dāng)現(xiàn)場施工應(yīng)用的機(jī)械設(shè)備效能較差，且存在污染環(huán)境、能耗嚴(yán)重等問題，或服役年限較久時(shí)，應(yīng)將其按計(jì)劃作廢棄處理。在實(shí)踐中，項(xiàng)目施工單位應(yīng)當(dāng)分門別類地制定機(jī)械設(shè)備管理方法，針對(duì)不同的器械特點(diǎn)確定相應(yīng)的操作規(guī)定，強(qiáng)化使用過程管理，避免機(jī)械設(shè)備的違規(guī)使用現(xiàn)象。對(duì)于公路施工設(shè)備的管理，在整體層次上，可引入“五力”模型示意圖，以提供清晰管理思路，如圖1所示。

圖1 公路施工設(shè)備的管理“五力”模型

（二）安全操作精細(xì)化

在高速公路項(xiàng)目施工中，涉及施工環(huán)節(jié)較多，如基層、路基、路面等，相關(guān)施工工序也較多，如鋼筋綁扎、混凝土澆筑等，不同環(huán)節(jié)和工序所需的機(jī)械設(shè)備不同，包括壓路機(jī)、平地機(jī)、挖掘機(jī)及推土機(jī)等，相應(yīng)的操作要求也有差異，因此需要根據(jù)器械類別和用途設(shè)定對(duì)應(yīng)的操作流程，嚴(yán)格規(guī)范各使用環(huán)節(jié)的操作。

（三）維護(hù)維修精細(xì)化

在高速公路施工過程中，相應(yīng)的筑路機(jī)械設(shè)備需要結(jié)合公路施工設(shè)備維修保養(yǎng)時(shí)間線，開展一系列維護(hù)工作，主要包括日常維護(hù)、定期維護(hù)及特殊維護(hù)。維護(hù)時(shí)，一般需要清洗機(jī)械設(shè)備表面的油漬、塵土等，并在投入運(yùn)行前檢驗(yàn)器械的各個(gè)部件和電路連接情況。根據(jù)不同的機(jī)械設(shè)備類型，一般需要采取三級(jí)維護(hù)方案，同時(shí)輔以特殊維護(hù)措施，保證機(jī)械設(shè)備始終處于合理的工況之中。在維護(hù)維修精細(xì)化管理方面，為達(dá)到迅速高效恢復(fù)機(jī)械設(shè)備使用性能的目的，應(yīng)分級(jí)制定大修、小修、總成大修等三類。與此同時(shí)，機(jī)械設(shè)備的管理部門應(yīng)當(dāng)成立配件庫，通過配置多種配件并開展定期采購措施，保證配件庫充分的供應(yīng)能力，定時(shí)核查與清點(diǎn)配件庫。

五、設(shè)備管理的信息化

傳統(tǒng)的臺(tái)賬紙質(zhì)管理方式存在信息錄入慢、時(shí)效性差等問題，難以適應(yīng)現(xiàn)代化的精細(xì)化管理要求。信息化措施的應(yīng)用，能有效實(shí)現(xiàn)高速公路項(xiàng)目施工現(xiàn)場種類繁多的大量筑路機(jī)械設(shè)備的高效管理，既提升各種器械的利用率，也保證施工安全。

（一）信息化管控方式

在筑路施工機(jī)械設(shè)備的信息化方面，未來主要有以下幾個(gè)管控方式。

1.RFID信息識(shí)別

射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）屬于一種非接觸式的識(shí)別技術(shù)，可通過識(shí)別器與RFID芯片之間的無線通信，實(shí)現(xiàn)相關(guān)信息的聯(lián)系與識(shí)別。實(shí)踐中，可在筑路施工機(jī)械設(shè)備的駕駛室或控制室等位置預(yù)置RFID芯片，如圖2所示，工作人員即可通過RFID識(shí)別器對(duì)相關(guān)設(shè)備作信息化識(shí)別與管理。其中，RFID芯片中應(yīng)當(dāng)提前錄入機(jī)械設(shè)備的相關(guān)信息。

圖2 RFID電子芯片

該管控技術(shù)的優(yōu)勢主要為：便于獲得設(shè)備信息。通過在待識(shí)別設(shè)備內(nèi)部適當(dāng)位置埋設(shè)帶有信息的RFID芯片，工作人員通過手持式識(shí)別器即能讀取目標(biāo)信號(hào)，迅速獲得設(shè)備信息。

具備設(shè)備定位功能。在相應(yīng)機(jī)械設(shè)備的周邊固定位置設(shè)置若干RFID閱讀器，可自動(dòng)識(shí)別設(shè)備內(nèi)的RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)，再基于近鄰法、多變定位法作綜合分析，結(jié)合各閱讀器獲得信號(hào)強(qiáng)度，確定RFID標(biāo)簽即設(shè)備的具體位置。

與此同時(shí)，RFID技術(shù)在應(yīng)用中也顯示出了不足之處，如投入費(fèi)用大、需要額外配套識(shí)別器等。其中，大量的RFID芯片需要安裝于機(jī)械設(shè)備內(nèi)，對(duì)于高速公路項(xiàng)目而言，需要的RFID芯片可能多至上千張，管控成本巨大。另外，基于設(shè)備定位需求時(shí)，信號(hào)獲取基站的投入也將是不小的費(fèi)用。另外，RFID芯片中信息需要通過識(shí)別器才能得到，配套要求較高。

2.二維碼信息識(shí)別

區(qū)別于射頻識(shí)別技術(shù)，二維碼信息識(shí)別技術(shù)將RFID芯片用二維碼圖案替代，成本大幅降低。實(shí)施中，可將二維碼圖案設(shè)置在相應(yīng)機(jī)械設(shè)備的適當(dāng)部位，通過微信掃描即能獲得設(shè)備的相關(guān)信息。

該種信息識(shí)別技術(shù)的優(yōu)勢主要為可以降低施工現(xiàn)場的硬件投入要求，工作人員通過微信掃碼功能就能識(shí)別信息；二維碼圖案獲取來源靈活，該技術(shù)具備圖像錄入功能，可直接通過手機(jī)照片上傳二維碼；該識(shí)別技術(shù)可基于微信公眾號(hào)實(shí)現(xiàn)用戶權(quán)限的管理，通過權(quán)限設(shè)置實(shí)現(xiàn)二維碼信息的操作安全，如讀取、改寫等。

對(duì)于二維碼信息識(shí)別技術(shù)，其圖案的設(shè)置方式較為靈活，如粘貼、鋼印等，但受環(huán)境影響，設(shè)置的二維碼圖案較易被破壞。如采取粘貼方式時(shí)，二維碼圖案易受風(fēng)吹、振動(dòng)、人為撕扯等導(dǎo)致掉落；而鋼印圖案則易受雨水、灰塵、劃痕等影響導(dǎo)致難以識(shí)別，且鋼印的費(fèi)用較高。另外，二維碼不具備信號(hào)發(fā)射與接收功能，不能實(shí)現(xiàn)機(jī)對(duì)械設(shè)備的定位。

（二）信息化管控策略

在對(duì)筑路施工機(jī)械設(shè)備作信息化管控時(shí)，應(yīng)考慮器械使用的整個(gè)施工周期，具體包括設(shè)備入場、現(xiàn)場施工中、設(shè)備出場等幾個(gè)階段。

1.設(shè)備入場信息化管控

筑路施工機(jī)械設(shè)備在入場階段，應(yīng)檢查保證設(shè)備已植入相應(yīng)的RFID芯片或已粘貼/鋼印二維碼圖案，使工作人員在設(shè)備入場時(shí)即能借助手持式識(shí)別器或手機(jī)掃描獲取設(shè)備信息。實(shí)踐中，監(jiān)理和相關(guān)具備審核權(quán)限的人員應(yīng)落實(shí)設(shè)備信息核實(shí)工作，保證入場設(shè)備具有相應(yīng)的使用條件。當(dāng)信息化管控措施為RFID芯片時(shí)，設(shè)備將具有定位功能，此時(shí)可通過周邊固定設(shè)置的讀取器與基站自動(dòng)獲取設(shè)備的位置信息，判斷設(shè)備是否已經(jīng)入場。

2.設(shè)備在場維護(hù)管理

在高速公路施工現(xiàn)場，電箱或吊車等器械需要定期開展檢測，保證使用安全性。為此，可賦予現(xiàn)場管理人員相應(yīng)的維護(hù)信息上傳權(quán)限，當(dāng)其檢查確認(rèn)此類設(shè)備存在維護(hù)需求時(shí)，可第一時(shí)間將維護(hù)信息、現(xiàn)場圖片及設(shè)備信息等上傳至信息庫，從而提醒監(jiān)理或責(zé)任人員可通過手機(jī)端查看維護(hù)需求與記錄。

3.設(shè)備出場管理

當(dāng)筑路施工機(jī)械設(shè)備為購置所得時(shí)，為保證所用設(shè)備的信息齊全，在其出場時(shí)應(yīng)輸入相應(yīng)的時(shí)間與狀態(tài)。而當(dāng)機(jī)械設(shè)備為租賃時(shí)，則需要將信息標(biāo)簽取下，避免信息泄露。

六、結(jié)語

高速公路該項(xiàng)目工程證明，通過對(duì)機(jī)械設(shè)備采用二維碼信息化管控，實(shí)現(xiàn)了手機(jī)端設(shè)備信息查看，提高了設(shè)備檢查和審核速度，提高了設(shè)備出入管理效率?，F(xiàn)場定期審核功能確保了高風(fēng)險(xiǎn)設(shè)備的定期維護(hù)，避免了漏查情況的發(fā)生。

在高速公路項(xiàng)目施工過程中，所需的機(jī)械設(shè)備類別繁多、數(shù)量較大，對(duì)應(yīng)的管理要求較高。在實(shí)踐中，應(yīng)當(dāng)建立健全機(jī)械設(shè)備的管理制度，通過開展設(shè)備的精細(xì)化管理，提升設(shè)備的利用率，節(jié)約維護(hù)成本。同時(shí)，基于射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）與二維碼信息識(shí)別技術(shù)，可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)設(shè)備的信息化管控，降低現(xiàn)場管理強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)設(shè)備入場階段、現(xiàn)場施工階段及出場階段的設(shè)備全過程信息化管理。背景項(xiàng)目中的管控效果表明，精細(xì)化管理手段提升了機(jī)械設(shè)備使用率和應(yīng)用工效，有效實(shí)現(xiàn)設(shè)備的及時(shí)維修與管理，提升了施工質(zhì)量。