菏泽市公路管理局 山东菏泽 274000
摘要：为全面提高沥青路面工程施工质量，加大路面施工全过程动态监控，2015年我单位在菏泽市境内丰东路、济董路、G310国道改扩建沥青路面施工过程中，开发部署了“沥青路面施工质量动态管理监控系统”。该系统基于物联网技术的开发及应用，通过采集沥青混合料拌合生产、摊铺、压实施工数据，对沥青混合料质量和摊铺、压实施工程序进行实时监控，对重点工程项目路面施工进行全程动态跟踪管理，与我局“设备信息化管理系统”无缝连接，确保设备合理使用和安全生产，实现办公、业务一体化。
关键词：沥青路面；施工控制；动态监控；开发利用
1.系统简介
沥青路面施工质量动态管理监控系统由沥青拌合生产监控子系统、摊铺、压实监控子系统、3G无线网络和监控中心构成，系统通过各监控子系统对沥青混合料生产过程、沥青混合料质量检测和路面摊铺、压实质量等环节进行实时监控。系统将视频管理、生产数据监控进行整合，充分利用视频分析技术、GPS定位技术、GPRS无线传输技术、远程红外测温技术等生产数据，提供了客观、科学的质量控制方法和流程，能用信息技术进行全过程的信息自动读取、原始数据与检测结果的系统分析，通过数据软件，运用统计分析方法，对原材料、沥青混合料配合比、温度、拌合时间、摊铺压实参数检验与规范标准的对比，对工程质量进行实时动态管理，达到控制施工质量和提高施工管理水平的目的。
1.1建设目标
创建工程项目质量动态管理辅助监控工作平台，有效实施施工质量动态管理，建立多级用户、立体化管理模式。建立项目不同业务、不同职能单位、部门的矩阵式管理结构。
科学确定主要设备的技术参数和施工规范，对运输车辆应用RFID电子标签技术GPS定位技术记录成品料的来源；成品料摊铺位置等；实时监控物料的状态。
合理选择监摄地点，对拌和站、料场、及路面施工现场进行实时的监控与录像。实时抓拍各类违规行为，为今后的质量管理提供有力的依据和证明。
通过GPRS无线传输方式对沥青拌和站生产中各料仓所用原材料、生产指标实时采集上传；路面施工现场温度指标（摊铺温度、碾压温度）利用无线红外测温仪实时采集上传。
在拌和料场应用RFID电子标签技术，对运料车进行实时记录，将数据保存到专用的项目服务器中，生成报表资料，实时掌握进出料场运料车的动态信息。
系统将终端数据即GPS车辆定位数据、视频数据、沥青混合料生产摊铺、压实数据、RFID电子标签识别数据通过 “无线接入+有线传输”方式传到项目数据中心的服务器中；通过本系统对各类业务数据进行数理统计、汇总、分析，业主、总监办、驻地办等主管领导可以分权限基于Internet网络登录系统，查询监控部位的实时数据，从而全方位达到质量监控的目的。
1.2系统结构及建设范围
1.2.1视频监控子系统
该系统通过无线网络的形式对各标段沥青混合料拌合站、各标段路面施工现场进行视频监控，通过无线网桥将视频信号传输到服务器上，实现拌合站视频监控，路面施工视频监控。
1.2.2拌合站生产监控子系统
沥青拌和生产监控子系统由安装在沥青拌和楼控制系统中的数据采集系统构成，该子系统用于对沥青混合料生产中所使用的集料配比、沥青用量、纤维用量、沥青和集料加热温度、拌合温度、拌合时间和冷料转速等数据的采集和传送。
1.2.3摊铺监控子系统
摊铺现场监控子系统由安装在沥青摊铺机上的车载摄像头、数据测量采集模块和3G终端构成，通过车载摄像头实现对摊铺现场的实时视频监控，数据测量采集模块则用于对摊铺温度摊铺速度和摊铺厚度等现场数据的测量采集。车载摄像头和数据测量采集模块通过3G终端实现3G无线网络的接入，视频和现场数据通过3G无线网络发送至监控中心。
1.2.4车载GPS及RFID主机功能
通过对运输车辆安装GPS功能，实现料车定位，有效的控制料车的运行路线。同时在摊铺机上安装GPS定位系统，及RFID电子标签识别系统，当运料车到达摊铺现场时RFID系统自动感应，系统服务器记录当前GPS地理坐标。当车辆的成品料用完后离开摊铺机时系统服务器再次采集到RFID信息并记录当前GPS地理坐标，这两个GPS地理坐标间的面积即为该料车成品料所摊铺的面积。通过该料车装载成品料时记录的成品料配合比及生产数据准确的定位到该桩号所用的成品料信息，便于日后查看。
1.3行业方案
1.3.1按照公路工程业务要求，构建质量动态管理辅助监控协同平台：
一个集成项目建设单位、监理单位、施工单位多级用户的业务协同管理的信息系统。
一个工程施工质量全程控制（料车运输路线、拌和厂生产、料场、重点工程和路面现场施工）的信息系统。
一个工程业务在线监测、查询、分析、管理（GPS料车定位、视频流媒体监控、拌和站生产数据、路面施工数据、车辆信息自动采集、GPRS无线上传、归档、统计、分析、查询）的信息系统。
1.3.2管理实现
可与办公自动化系统（OA）无缝连接，实现办公、业务一体化。
运料车运输材料来源及材料相关数据方便追溯；材料去向 便于查询。
GPS料车定位、视频监控、拌和站生产、路面施工、车辆识别业务之间信息交互，完善各业务的信息管理。
1.3.3技术和业务实现
可以保证系统整体业务管理高度统一，又保持各业务管理的侧重点和差异性，可实现业务交互管理；
各项辅助监控业务管理独立，且能够分布实施，降低企业实施风险。各业务之间的数据信息交互，使项目整体业务管理信息更加完善。
1.4技术架构
2.系统实现
2.1综合能力
2.1.1构建公路工程质量动态管理辅助监控系统
实现办公自动化系统（OA）无缝连接，达到办公、业务一体化；
实现视频监控、拌和站生产、路面施工、车辆管理四种业务管理的交互、满足数据流转，达到业务数据的统一融合；
实现了公路工程质量动态管理的分层监督和管理的实效性；
实现了一个平台、四大业务子系统的功能设计。
实现现场远程实时监控，满足在线实时查看
通过监控摄像头随时监控各监控点（拌和站、料场及重点工程和路面施工现场）的状况；
随时对拌和站出入车辆进行视频监视和车牌识别，并自动记录车辆信息；
可在任何一台能够连接公网的电脑上监控多个监控点的信息，实现全方位监视；
通过镜头及云台，对现场的部分细节进行缩放检视；
录制现场监视情况，随时检索回放，杜绝危险事故及非法盗窃等行为，减少工地物资损失。
实现拌和厂生产数据实时检测、自动采集，GPRS无线上传、分析
搅拌时间修改记录自动上传，并进行统计；
各料仓用量、各温度指标数据自动上传，混合料产量自动上传；
估算混合料生产数量，与实际生产数量进行对比。
实现路面施工数据实时检测、自动采集，GPRS无线上传、分析
路面施工各温度指标数据自动采集、上传；
对数据进行数理统计，分析得出相关质量控制模型，并绘制质量正态分布图、质控图、统计直方图等相关图形。
2.1.2实现GPS定位、RFID电子标签技术、数据自动上传，分析
通过GPS定位技术，实现对沥青混合料运输车辆定位，记录定位时间和定位信息（经纬度），并进行上传，可随时在平台上查看实际行车路线；
通过RFID电子标签记录运料车何时装载了成品料，装载了哪几锅料。通过GPS技术得到成品料行驶路线信息存到数据库里；
根据沥青摊铺机GPS定位地理坐标信息配合RFID电子标签对摊铺的位置及摊铺的用料来源进行匹配，为每段路的摊铺用料做好记录并保存在数据库里。
2.1.3 QC成果
质量动态管理目标，对工程全生命周期的质量过程控制；
对拌和站生产及路面施工过程控制中出现的时间调整行为，系统通过无线GPRS自动向管理者发送报警短信；
对拌和站生产及路面施工过程中出现的重大质量问题，系统以不同颜色警示灯进行预警；
拌和站生产加工各项温度UCL质量控制图。
路面施工各项温度UCL质量控制图。
2.1.4方便检索和查询
拌和站、重点工程和路面现场施工现场情况；
拌和站生产加工情况，自动统计生产过程中存在的各类质量问题，如改性沥青拌合时间周期达不到要求，生产数量超标等；
路面施工情况，自动统计各温度指标是否在标准范围内；
运料车进出拌和站时间及频率统计；
沥青混合料运输车辆的运输时间及行车路线。
2.1.5系统集成
通过标准接口，实现系统与其他业务管理系统的集成；
能同步集成企业待建工程项目的业主项目管理系统。
2.2实现描述
按照系统各个阶段及总体目标要求，系统总体功能实现如下：
2.2.1实现全方位监控服务，加强施工现场管理，有效预防突发事件
根据系统监控建设的要求，建设监控点对现场监控、数据采集，本着经济、实用、科学、可行的设计原则设计本方案。对路面施工进行现场监控，通过互联网、局域网相结合方式将图象传输到施工项目经理部、监理和项目指挥部，达到现场实时监控的效果。
对于施工工地管理有着十分重要的意义：可以节省人力物力，对部分重要建设现场可以实现无人职守，用有限的人力物力做最大最有效的工作；还可以有效的预防和控制工地施工过程中的突发事件，保障施工人员的生命财产安全；视频监控所提供的录像资料或者图片还可以对已发事故在处理时提供强有力的证据和材料。
2.2.2实现拌和站生产加工实时检测、自动采集、GPRS无线上传
利用红外测温仪等检测设备将生产加工各温度指标信息进行实时检测，保证数据采集的精度和可靠性；同时通过GPRS无线传输设备将项目信息、各温度指标、各料仓用量、搅拌时间等数据进行无线上传，再通过转换数据，自动保存到数据库中。
2.2.3实现路面施工实时检测、自动采集、GPRS无线上传
利用红外测温仪等检测设备将路面施工各温度指标信息进行实时检测，保证数据采集的精度和可靠性；同时通过GPRS无线传输设备将项目信息、各温度指标、采集时间等数据进行无线上传，再通过转换数据，自动保存到数据库中。
2.2.4实现车辆全方位管理、GPS定位、RFID电子标签、自动采集
利用GPS将沥青混合料运输车辆进行实时定位，确保正确的行车路线。通过RFID电子标签技术对成品料进行了物料管理电子化，对物料的来源及去向加以保存，有效的增加了生产数据可追溯性。同时加强对运料车的管理，为运料车管理提供了智能的监管手段，有效监管，利用公共财物谋取私利等不良行为。
2.3.5有效的质量分析机制
按照公路工程质量管理及《公路工程质量检验评定标准》要求，在施工完成后需要对拌和站生产和路面施工温度等指标参数进行数理统计和有效的分析，并确定分析的结果，绘制质量分析图及正态分布图。
作者简介：
邓洪涛（1977-）男，汉族，山东菏泽人，高级工程师，大学学历，毕业于长安大学筑路机械专业，研究方向为公路与桥梁工程机械化施工。
论文作者:邓洪涛
论文发表刊物:《基层建设》2017年4期
论文发表时间:2017/5/18
标签：数据论文; 路面论文; 沥青论文; 实时论文; 业务论文; 温度论文; 系统论文; 《基层建设》2017年4期论文;