公路工程施工质量智能监控关键技术研究论文_赵连钧

摘要:本研究主要应用于公路建设项目质量监督管理,利用互联网技术实现施工过程中的原材料生产、混合料拌和和现场施工工艺等参数的实施监测,不落地采集、自动分析统计、对异常数据自动报警,管理者能够随时掌控施工过程中各个环节的施工质量,及时反馈信息对施工过程中存在的问题,以确保工程施工质量。

关键字:质量安全监督;信息化;数据采集;

1 绪论

近年来,随着公路工程建设规模和建设范围不断 扩大,以人工为主的质量监控方式存在监测误差大、覆盖面低、投入成本高、测试数据少等相关问题。随着互联网技术的不断发展,人们开始追求更智能、更高效、更安全的质量监控方式。

在甘肃公路工程建设过程中,各项目积极采纳信息化手段,建立了施工过程监控系统,通过数据分析解决项目建设过程中基础信息的采集,分析等问题。然而,在实际应用中,由于管理机构、管理方法和管理手段的差异,不同项目上应用的质量智能检测手段和技术不尽相同,质量过程数据较为封闭,孤岛现象严重。省交通质监局作为全省交通质量管理单位,无法获得项目的一手施工数据,无成熟的数据通道,省交通质监局目前采用的方式为定期巡查方式,建设单位与省交通质监局之间未能建立起成熟有效的数据通道,省局对工程项目质量监督在覆盖面和时效性上存在一定局限性。

本为以公路工程质量管理与评价为目的,依托甘肃省交通工程质量安全监督管理局信息化管理综合平台项目,结合目前甘肃省交通工程质量安全监督管理局具体业务工作,对公路工程质量监督管理系统的基本思路、系统结构及系统功能进行研究,对面向省局的公路工程施工质量智能监控的关键技术进行探讨和研究。

2.国内外研究现状

欧美等发达国家的公路基础设施建设期比我国早二三十年,因此也较早的展开了质量智能监控的研究。例如,德国提出的高强压熨平装置,该装置能够提高压实度,提高平整度和均匀性,减少碾压次数,缩短施工时间;日本以简化操作为目的,研究开发了自动控制系统,以减少事故发生。

近几年,我国的公路交通事业快速发展,为提高质量监控能力,降低质量事故风险,以互联网方式为依托的施 工过程智能监控系统和项目管理系统日趋成熟,成为各项目进行质量把控的有效手段。

目前,市面上已有部分较为成熟的施工质量智能监控系统,比如湖南联智的桥梁预应力智能张拉和智能压浆系统,重庆大宽的路面压实(摊铺)智能监控系统,江西飞尚的隧道、桥梁、边坡智能监控系统等。这些系统基本覆盖了施工过程中的重要施工环节,对于提升工程质量具有重要意义。

在甘肃省内,虽然已经应用了相关的业务管理系统,然后并没有统一到一个平台中。各管理单位系统和系统之间缺乏上层平台,无数据传输渠道,造成数据断层、数据造假、数据不全的现象时有发生。交通主管部门及监督机构无法在第一时间内掌握现场数据,监管能力不足,数据的综合统计分析及使用能力不足。

3施工过程数据分类及其采集

公路工程数据内容包括原材料、混凝土拌合生产、稳定土拌合生产、沥青混合料拌和生产的监测数据、运料路线数据、路面摊铺碾压施工过程数据、路基压实度快速检测数据、隧道施工过程数据、桥梁施工过程数据等内容,数据采集方法主要通过读取设备一手数据和给原设备、机械加装数据测量采集模块来完成。

为了使公路施工现场各类数据资源系统化、有序化,便于共享、检索与扩展,省局对各级各类系统所需数据资源进行归类、合并、融合,确定统一的数据标准。

4.省级公路工程施工质量智能监控关键技术研究

4.1质量智能监控平台体系架构

根据需求分析,系统模式为三级联动模式;及质量管理单位—建设单位(项目办)—施工单位;各建设项目根据实际公路建设行业发展需求和管理体制,合理确定信息化建设业务架构,明晰与行政监管部门业务协作关系,构建合理的业务运行管理机制。

4.2施工过程数据的不落地传输及智能监控

在需要进行监控的项目部/施工现场安装数据采集设备,对于本系统来说,该模块可以是一个“黑匣子”,只要最终安装的设备能够将采集到的原始数据通过网络,实时向项目办和交通质监部门服务器分发。

4.3热插拔式模块扩展

本次设计从公路工程质量安全监督管理的实际需求入手,平台采用开放式模式,省局可根据自身业务的需求随时添加和取消业务模块,也可对监控的数据内容及统计类型进行随时更改。包括数据字段也可根据需要进行增减。

4.4 基于SOA的数据接口服务

系统采用基于SOA的数据接口服务,严格遵守终端设备、应用系统、信息资源等方面的相关国家标准、行业标准和工程标准规范,保证信息高效共享和业务有效联动,形成协调统一的有机整体,项目办及施工单位可通过省局发布的标准规范轻松接入省局综合管理平台。实现全省公路建设数据的规范性、准确性、真实性与及时性。

4.5多级报警及处置体系

为了保证对施工现场质量监控的有效性,各系统对施工现场的各类监控数据、试验检测数据进行自动收集和定期自动整理,对采集过程中发现的异常数据及施工现场对于异常数据所进行的处理,都将自动记录生成报告供管理者使用,管理者将重点关注这些质量缺陷及其处理结果已达到消除质量隐患的目的。

5.实验结果

按照本文的思路,在甘肃省交通质监局搭建了质量安全监督管理局信息化管理综合平台,目前已经采集了25个在建项目的过程数据。日数据量达到万条,以兰州南绕城高速公路建设项1标段实验检测为例,截止目前实验检测项共11047条,不合格1项,总体合格率达到99.99%。

实验结论:

(1)前端数据能够对项目办和省局进行同步传输;

(2)采集的数据真实可靠,有效的避免了数据作假;

(3)报警数据98%以上真实可靠,对改进质量控制有较大的作用。

(4)随时生产各类报表,极大地减少了工作了,提高了工作效率;

(5)形成了全省统一的施工数据档案,可随时查询和溯源。

6结论

本文对面向省局的公路工程施工质量智能监控关键技术展开研究,结合甘肃省公路工程建设现状及交通主管部门、监督机构对公路工程建设质量安全的监管现状,建立一体化、全方位的质量监管系统,以互联网思维重新构建交通工程质量安全监督管理体系,将进一步提高质量智能监管能力,实现质量数据的透明化管理,对于保证安全、提高工程质量、提升出行体验等具有重要意义。

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论文作者:赵连钧

论文发表刊物:《科技中国》2017年7期

论文发表时间:2017/11/1

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