在公路工程建設(shè)中，施工的復(fù)雜性和不確定性直接影響著工程的進(jìn)度和質(zhì)量，加上各種因素（如設(shè)計(jì)方法不完善、設(shè)計(jì)參數(shù)不符合實(shí)際情況等）的影響，容易造成施工設(shè)計(jì)不合理。因此，要實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的可施工性和在施工中實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo)，就必須依據(jù)施工現(xiàn)場情況，收集現(xiàn)場施工信息，及時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)，解決設(shè)計(jì)與施工之間的矛盾，使工程項(xiàng)目在保證質(zhì)量的前提下如期完成。要做到這一點(diǎn)，施工信息化監(jiān)管非常重要。

公路路面建設(shè)監(jiān)測信息化管理系統(tǒng)是將傳感器測試技術(shù)、GPS衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)以及實(shí)時(shí)差分技術(shù)等融合，實(shí)現(xiàn)高精度導(dǎo)航定位監(jiān)控，對正在進(jìn)行作業(yè)的公路路面施工機(jī)械的運(yùn)行狀態(tài)、位置、施工進(jìn)度、施工質(zhì)量控制參數(shù)等信息進(jìn)行監(jiān)測，并實(shí)時(shí)將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析，所得的監(jiān)控結(jié)果可用于指導(dǎo)施工，從而確保施工質(zhì)量。根據(jù)公路路面施工機(jī)械作業(yè)方式的要求，開發(fā)相應(yīng)的監(jiān)控管理系統(tǒng)軟件，可以更方便地實(shí)現(xiàn)施工機(jī)械的實(shí)時(shí)監(jiān)控，對工程質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)動態(tài)管理；通過對施工現(xiàn)場的視頻監(jiān)控，還可提高企業(yè)施工管理水平和效率 。 

1 公路路面施工監(jiān)測信息化管理系統(tǒng)及原理 

     公路路面施工監(jiān)測信息化管理系統(tǒng)由原材料生產(chǎn)測控子系統(tǒng)、攪拌站生產(chǎn)測控子系統(tǒng)、瀝青運(yùn)輸測控子系統(tǒng)、攤鋪測控子系統(tǒng)、壓實(shí)測控子系統(tǒng)組成，如圖1所示。 
公路路面施工質(zhì)量測控評定與反饋系統(tǒng)各子系統(tǒng)通過先進(jìn)的無線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)視頻采集的信息、視頻信號傳輸?shù)娇刂浦行模M(jìn)行記錄、數(shù)據(jù)處理與分析、圖像監(jiān)視，實(shí)現(xiàn)報(bào)警、監(jiān)視、提出工藝改進(jìn)方案、管理、評價(jià)等功能。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。 
1.1 原材料生產(chǎn)測控子系統(tǒng) 
原材料生產(chǎn)監(jiān)控子系統(tǒng)由安裝在石灰?guī)r加工廠和玄武巖加工廠以及材料存儲廠內(nèi)的攝像頭和3G終端構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)對集料生產(chǎn)、使用過程的監(jiān)控，通過材料加工過程、運(yùn)輸環(huán)節(jié)、倒運(yùn)、集料存儲量、使用過程的實(shí)時(shí)視頻，對材料來源進(jìn)行智能監(jiān)管，防止未準(zhǔn)入或不合格料進(jìn)場、使用廢料等違規(guī)現(xiàn)象發(fā)生，實(shí)現(xiàn)對原材料加工工藝流程、人員操作、運(yùn)輸車輛等的監(jiān)控。 
對原料生產(chǎn)廠（碎石廠和改性瀝青設(shè)備）除了視頻監(jiān)控外，還需要對原材料抽檢、試驗(yàn)設(shè)備精度和試驗(yàn)員資質(zhì)進(jìn)行測控，將瀝青材料、碎石材料的試驗(yàn)報(bào)告按照原材料參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)表錄入路面建設(shè)信息管理系統(tǒng)，確保原材料的質(zhì)量。其中碎石材料錄入?yún)?shù)應(yīng)包括級配、強(qiáng)度、含泥量、針片狀含量等；瀝青材料的錄入?yún)?shù)應(yīng)包括針入度、軟化度、延度和含蠟量等。 
1.2 攪拌站生產(chǎn)測控子系統(tǒng) 
1.2.1 穩(wěn)定土攪拌站測控系統(tǒng) 
骨料和水泥供給的準(zhǔn)確性和均勻性是影響穩(wěn)定土混合料級配的重要因素之一，而骨料和水泥的計(jì)量準(zhǔn)確性是由對各自計(jì)量系統(tǒng)的合理標(biāo)定來保證的，因而標(biāo)定就顯得尤為重要。穩(wěn)定土攪拌站安裝、調(diào)試就位后，必須對骨料電子皮帶秤、水泥螺旋秤和水計(jì)量流量標(biāo)定后，才能生產(chǎn)混合料。穩(wěn)定土攪拌站參數(shù)采集系統(tǒng)是用工控機(jī)、觸摸屏和擴(kuò)展通訊接口構(gòu)建硬件，實(shí)現(xiàn)與穩(wěn)定土攪拌站和3G模塊的通訊；采集系統(tǒng)軟件的構(gòu)建主要包括攪拌站通訊協(xié)議的解析、3G模塊通訊、網(wǎng)絡(luò)命令傳輸、參數(shù)統(tǒng)計(jì)分析模塊、參數(shù)顯示模塊等功能設(shè)計(jì)。盡管信息化控制系統(tǒng)服務(wù)器中心具備數(shù)據(jù)管理的功能，但考慮到攪拌站監(jiān)控系統(tǒng)的特殊性，在工控機(jī)上仍然需要構(gòu)建有針對性的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，監(jiān)控混合料產(chǎn)量、配比、原材料消耗以及設(shè)備故障信息等生產(chǎn)數(shù)據(jù)。 
系統(tǒng)通過監(jiān)控子系統(tǒng)對水泥和沙石等原材料在進(jìn)料、混合料生產(chǎn)過程等環(huán)節(jié)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，采集到的數(shù)據(jù)信息和視頻數(shù)據(jù)通過3G無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至監(jiān)控中心。監(jiān)控中心的視頻服務(wù)器用于存儲監(jiān)控子系統(tǒng)發(fā)送的視頻數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)服務(wù)器用于數(shù)據(jù)信息的存儲、分析。用戶通過監(jiān)控中可以瀏覽、分析生產(chǎn)和施工中的數(shù)據(jù)信息，通過監(jiān)控中心的視頻服務(wù)也可以實(shí)時(shí)查看生產(chǎn)、施工現(xiàn)場的視頻圖像。 
1.2.2 瀝青混凝土攪拌站監(jiān)控子系統(tǒng) 
瀝青攪拌站監(jiān)控子系統(tǒng)由安裝在瀝青拌和樓控制系統(tǒng)中的3G數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和3G視頻攝像構(gòu)成，該子系統(tǒng)用于對瀝青混合料生產(chǎn)中所使用的集料配比、瀝青用量、纖維用量、瀝青和集料加熱溫度、拌和溫度、拌和時(shí)間和冷料轉(zhuǎn)速等數(shù)據(jù)的采集和傳送；對操作室實(shí)施視頻監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)瀝青混合料攪拌站生產(chǎn)質(zhì)量的實(shí)時(shí)監(jiān)控和動態(tài)控制，對攪拌區(qū)域的工作環(huán)境、文明施工等進(jìn)行全天候的實(shí)時(shí)監(jiān)測與監(jiān)控；同時(shí)實(shí)現(xiàn)攪拌站逐盤數(shù)據(jù)采集和分析，以便提供專業(yè)的分析數(shù)據(jù)和圖表，發(fā)現(xiàn)不合格混合料時(shí)及時(shí)進(jìn)行報(bào)警提醒。 
1.3 瀝青運(yùn)輸測控子系統(tǒng) 
瀝青運(yùn)輸車監(jiān)控主要是在瀝青運(yùn)輸車上安裝衛(wèi)星定位器和瀝青罐液面高度監(jiān)視器，獲取運(yùn)輸車位置、運(yùn)行軌跡和瀝青罐液面高度等信息，以監(jiān)控瀝青運(yùn)輸車的運(yùn)輸狀況和罐內(nèi)瀝青的存量，確保瀝青運(yùn)輸?shù)陌踩?nbsp;
1.4 攤鋪測控子系統(tǒng) 
攤鋪及整平環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)主要是粒料基層與底基層攤鋪，級配料的離析直接影響碾壓成型后基層、底基層強(qiáng)度分布的均勻性，整平直接影響基層表面的平整度及基層厚度。攤鋪機(jī)數(shù)據(jù)終端采集系統(tǒng)通過安裝在攤鋪機(jī)上的傳感器獲得攤鋪速度、厚度及攤鋪溫度，通過GPS模塊獲得經(jīng)緯度，得到施工點(diǎn)GPS坐標(biāo)位置，通過攤鋪機(jī)駕駛室上方的視頻采集系統(tǒng)獲得攤鋪現(xiàn)場實(shí)況，實(shí)現(xiàn)對施工工藝的監(jiān)測。攤鋪機(jī)施工作業(yè)GPS軌跡；厚度和溫度檢測系統(tǒng)。 

1.5 壓路機(jī)監(jiān)控信息化管理系統(tǒng)及原理 
碾壓作為公路瀝青路面施工的最后一道工序，直接決定路面質(zhì)量的好壞。路面平整度是評價(jià)路面路用性能的重要指標(biāo)，而碾壓工藝、碾壓機(jī)械的組合、碾壓方法以及操作人員的技術(shù)水平等決定著碾壓平整度的高低。碾壓溫度是碾壓過程的重要控制因素，碾壓溫度過高，會產(chǎn)生推擁、波浪、碾壓輪后的攤鋪層裂紋、平整度難以保證等問題；碾壓溫度過低，會造成骨料松散，影響路面的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。 
瀝青路面壓路機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在壓實(shí)過程中連續(xù)測量壓實(shí)度、碾壓溫度和碾壓遍數(shù)，用三維建模連續(xù)記錄壓實(shí)過程，并通過無線傳輸系統(tǒng)將壓實(shí)過程中的數(shù)據(jù)及時(shí)上傳到中心平臺。該系統(tǒng)主要用到壓實(shí)度傳感器、溫度傳感器、GPS、控制箱以及GPRS （ General Packet Radio Service）無線傳輸模塊。集成了傳感器技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)技術(shù)于一身的新一代隨車壓實(shí)質(zhì)量控制儀，配備了32位高精度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、三軸一體加速度傳感器，以及處理能力強(qiáng)大的嵌入式電腦。它實(shí)現(xiàn)了對壓實(shí)質(zhì)量和壓實(shí)速度的實(shí)時(shí)連續(xù)檢測，從根本上解決了欠壓和過壓的問題。 　　碾壓溫度數(shù)據(jù)采集主要通過有可靠穩(wěn)定性的高精度紅外溫度傳感器來實(shí)現(xiàn)，可連續(xù)采集碾壓溫度，并實(shí)時(shí)記錄。 
GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)用于測量壓路機(jī)的位置、碾壓速度，并對碾壓遍數(shù)進(jìn)行監(jiān)測及限速報(bào)警。碾壓速度數(shù)據(jù)采集主要采用有可靠穩(wěn)定性的高精度旋轉(zhuǎn)編碼器或者通過高精度的GPS衛(wèi)星導(dǎo)航數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)。 
路面壓實(shí)度數(shù)據(jù)采集則主要通過安裝在壓路機(jī)鋼輪上的振動加速度傳感器來實(shí)現(xiàn)，但對于采用靜壓方式工作的壓路機(jī)來說，目前還無能為力。采用現(xiàn)場比對標(biāo)定法能夠比較滿意地解決隨機(jī)壓實(shí)傳感器對瀝青路面振動壓實(shí)的壓實(shí)度測定問題。另外，通過監(jiān)控壓路機(jī)碾壓遍數(shù)、碾壓溫度、碾壓速度，將會更好地控制壓實(shí)效果?？刂葡洌ㄆ粒┎粩嗟貙⒉杉降膲簩?shí)度、碾壓遍數(shù)以及碾壓溫度數(shù)據(jù)顯示給操作手，來指導(dǎo)其工作。 

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