信息技術(shù)在公路建設(shè)中的應(yīng)用與探索
2016-03-01
信息技術(shù)實(shí)際上就是將各種信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式傳輸，實(shí)現(xiàn)電子存儲(chǔ)、創(chuàng)造、分析、管理和交換，為建設(shè)者遠(yuǎn)程提供需要的信息。來馬路和馬平路的信息技術(shù)應(yīng)用，在信息交換、數(shù)據(jù)監(jiān)控和分析、項(xiàng)目建設(shè)管理、隱蔽工程質(zhì)量保證、安全隱患消除、數(shù)控量化控制、檔案載體等方面產(chǎn)生了顛覆性革新。
三方信息交流平臺(tái)
利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，項(xiàng)目業(yè)主開發(fā)了業(yè)主、監(jiān)理和承包人等三方信息交流共享平臺(tái)——“紅水河論壇”。論壇設(shè)置靜態(tài)信息網(wǎng)站和動(dòng)態(tài)移動(dòng)平臺(tái)。各從業(yè)單位快捷獲取時(shí)態(tài)信息，交流經(jīng)驗(yàn)，揭丑亮美，互相借鑒，協(xié)同管理，共同促進(jìn)。論壇實(shí)現(xiàn)了業(yè)主與參建人員的對(duì)稱交流，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決工程施工存在的問題，確保各項(xiàng)工作有序推進(jìn)。
從2011年項(xiàng)目開始，業(yè)主下發(fā)的各類指令、文件、信息，第一時(shí)間通過網(wǎng)站下發(fā)，各相關(guān)單位及時(shí)互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)業(yè)主與參建單位無障礙溝通、零距離接觸。
智能超聲波成孔檢測(cè)
成孔檢測(cè)手段是確保樁基質(zhì)量控制關(guān)鍵。為了保證成孔質(zhì)量，項(xiàng)目引入JL-IUDS(B)智能超聲成孔質(zhì)量檢測(cè)儀，檢測(cè)樁孔的孔徑、傾斜度、孔深和沉淀厚度等關(guān)鍵指標(biāo)。
JL-IUDS(B)智能超聲成孔質(zhì)量檢測(cè)儀，由探頭、數(shù)據(jù)采集儀、計(jì)算機(jī)和繞線架等組成。探筒聲波換能器發(fā)射33千赫超聲波，接收經(jīng)孔壁反射的回波信號(hào)，方位記錄器記錄換能器水平旋轉(zhuǎn)方位，深度記錄器記錄探筒的升降位置。這三者結(jié)合，實(shí)現(xiàn)孔壁三維立體掃描測(cè)試，數(shù)據(jù)自動(dòng)計(jì)算分析成孔質(zhì)量，最后形成鉆孔的剖面圖及結(jié)果分析圖表。
超聲波檢測(cè)儀在充滿泥漿的鉆孔中上下無盲區(qū)連續(xù)拍攝，能夠真實(shí)揭示鉆孔的形狀。
預(yù)應(yīng)力智能張拉技術(shù)
預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁板主要質(zhì)量隱患，源于預(yù)應(yīng)力張拉缺乏有效的質(zhì)量控制手段。張拉技術(shù)直接影響到張拉的精度、效率、安全。為此，業(yè)主引入QSM智能張拉技術(shù)系統(tǒng)。
該套系統(tǒng)由主、副數(shù)控液壓泵站、智能型穿心式千斤頂、數(shù)據(jù)監(jiān)控電腦組成，可實(shí)現(xiàn)單頂、兩頂、多頂同步張拉。每個(gè)泵站都可以獨(dú)立控制一臺(tái)千斤頂，主泵站和副泵站之間通過無線通訊模塊傳輸數(shù)據(jù)。
油壓讀數(shù)直接顯示在觸摸屏上，同時(shí)把數(shù)據(jù)傳送到泵站的數(shù)控模塊里，與設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)值比較，實(shí)現(xiàn)張拉過程應(yīng)力自動(dòng)控制，精確施加應(yīng)力，及時(shí)校核伸長量，確保“雙控”。一臺(tái)計(jì)算機(jī)控制兩臺(tái)或多臺(tái)千斤頂，實(shí)現(xiàn)了同時(shí)、同步對(duì)稱張拉。
業(yè)主、監(jiān)理、施工、檢測(cè)等單位在同一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，實(shí)時(shí)交互，突破了地域的限制，實(shí)現(xiàn)“實(shí)時(shí)跟蹤、智能控制、多方管理、及時(shí)糾錯(cuò)”。自動(dòng)記錄張拉數(shù)據(jù)，杜絕了編造數(shù)據(jù)的可能，真實(shí)實(shí)現(xiàn)質(zhì)量追溯。
智能循環(huán)壓漿技術(shù)
QSM智能循環(huán)壓漿技術(shù)，能有效彌補(bǔ)普通管道壓漿不密實(shí)引起的鋼絞線銹蝕、導(dǎo)致有效預(yù)應(yīng)力下降、降低結(jié)構(gòu)剛度與承載能力的缺陷。
智能循環(huán)壓漿系統(tǒng)由高速攪拌機(jī)、低速攪拌機(jī)、螺桿泵、空氣壓縮機(jī)、傳感器、電腦主機(jī)構(gòu)成。
智能循環(huán)壓漿系統(tǒng)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)漿液配置，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)出漿口流量及壓力、回漿口流量及壓力，循環(huán)流動(dòng)排空孔道內(nèi)空氣。到達(dá)規(guī)定循環(huán)壓漿時(shí)間后，自動(dòng)按規(guī)范要求保壓壓力不低于0.5兆帕，確保壓漿密實(shí)。
試驗(yàn)檢測(cè)信息管理平臺(tái)的應(yīng)用
項(xiàng)目共設(shè)8個(gè)工地試驗(yàn)室，5個(gè)總監(jiān)辦試驗(yàn)室。為節(jié)省時(shí)間，提高工作效率，項(xiàng)目引入“公路工程試驗(yàn)檢測(cè)信息管理平臺(tái)（H-WIS）”。通過電腦終端進(jìn)入系統(tǒng)，用戶可以直觀地檢查各試驗(yàn)室試驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)而為決策提供依據(jù)。
H-WIS平臺(tái)主要針對(duì)土工、集料、石料、鋼筋、水泥、水和外加劑、無機(jī)結(jié)合料、水泥混凝土、砂漿、瀝青及瀝青混合料等12類原材料或復(fù)合材料開展了試驗(yàn)檢測(cè)，基本滿足工地試驗(yàn)室日常管理要求和數(shù)據(jù)處理需要。
通過H-WIS平臺(tái)，業(yè)主直觀反映試驗(yàn)樣品臺(tái)賬、檢測(cè)臺(tái)賬、質(zhì)量月報(bào)及不合格臺(tái)賬等檢測(cè)信息，項(xiàng)目業(yè)主及時(shí)掌握了監(jiān)理單位和施工單位工地試驗(yàn)室的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)管理，強(qiáng)化了項(xiàng)目監(jiān)督機(jī)構(gòu)對(duì)各級(jí)試驗(yàn)室和工程項(xiàng)目工地試驗(yàn)室的信息管理。同時(shí)，通過對(duì)該平臺(tái)的數(shù)據(jù)分析、對(duì)比，三方均可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)材料變異、工地現(xiàn)場質(zhì)量、試驗(yàn)管理等薄弱環(huán)節(jié)，有針對(duì)性地開展檢查、糾正。
試驗(yàn)機(jī)聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控平臺(tái)
水泥膠砂、水泥混凝土、砂漿的強(qiáng)度，對(duì)整個(gè)項(xiàng)目質(zhì)量有著至關(guān)重要的影響，抽檢試樣（件）數(shù)量非常巨大。為此，該項(xiàng)目引進(jìn)公路工程試驗(yàn)機(jī)聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)全線13個(gè)實(shí)驗(yàn)室的試驗(yàn)實(shí)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，建立試驗(yàn)臺(tái)賬，設(shè)置“強(qiáng)度測(cè)定值：不達(dá)標(biāo)”檢索條件。系統(tǒng)能自動(dòng)檢索出不合格的水泥報(bào)告，杜絕了使用強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)的水泥。試驗(yàn)臺(tái)賬、報(bào)告采用圖片格式，用戶無法修改，杜絕試驗(yàn)作假，確保上傳數(shù)據(jù)真實(shí)。
工地試驗(yàn)室配置的全自動(dòng)30噸水泥壓力試驗(yàn)機(jī)、200噸全自動(dòng)混凝土壓力試驗(yàn)機(jī)、100噸萬能材料試驗(yàn)機(jī)、YAW-2000混凝土壓力機(jī)聯(lián)網(wǎng)，采用獨(dú)創(chuàng)的“抗人為干擾的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸技術(shù)”，對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行管控。
“天眼”行動(dòng)
來馬路、馬平路，陸續(xù)在四個(gè)控制性工程安裝遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)。其中，馬安紅水河大橋安裝2臺(tái)，小明山隧道進(jìn)、出口共安裝了6臺(tái)，在板可隧道出口處安裝了3臺(tái)，那厘右江特大橋安裝1臺(tái)。同時(shí)，這幾個(gè)控制性工程駐地設(shè)置設(shè)備箱，接收采集回來的視頻數(shù)據(jù)，傳至設(shè)備箱內(nèi)的視頻服務(wù)器，將錄像保存。
通過設(shè)置遠(yuǎn)程“天眼”，全天候監(jiān)控施工現(xiàn)嘗道口和周圍環(huán)境，大大減輕日常人員巡視的工作量，使橋梁、隧道等關(guān)鍵工程的安全生產(chǎn)、質(zhì)量控制處于動(dòng)態(tài)監(jiān)控。
圖像截取+OCR技術(shù)的應(yīng)用
瀝青混凝土面層在混合料生產(chǎn)、攤鋪、碾壓等環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)生產(chǎn)采用隨機(jī)抽檢方式，難以覆蓋連續(xù)生產(chǎn)的瀝青混合料質(zhì)量。來馬路、馬平路攪拌機(jī)存在設(shè)備品牌多樣化，DOS操作系統(tǒng)和Windows并存，權(quán)限設(shè)置非常復(fù)雜。業(yè)主使用了圖像截取+OCR（OpticalCharacterRecognition，光學(xué)字符識(shí)別），使得瀝青混合料從拌合站、運(yùn)輸、攤鋪到碾壓結(jié)束，全程全覆蓋監(jiān)控。
整個(gè)過程包括采集攪拌站混和料配合比，攤鋪前后及環(huán)境的溫度、厚度、速度和環(huán)境濕度的數(shù)據(jù)監(jiān)控。如點(diǎn)擊攤鋪壓路監(jiān)控，可查看各作業(yè)段攤鋪溫度及厚度，壓路機(jī)碾壓時(shí)的溫度及碾壓遍數(shù)，實(shí)現(xiàn)攤鋪、碾壓質(zhì)量的監(jiān)控。
圖像傳輸轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)，可以查看當(dāng)天或歷史的瀝青及各檔集料的總量，平均油石比，松鋪厚度，各單個(gè)熱料倉的計(jì)量波動(dòng)及瀝青（油石比）用量的計(jì)量準(zhǔn)確性，繪制逐次檢測(cè)結(jié)果或逐日檢測(cè)結(jié)果平均值的曲線。檢查試驗(yàn)數(shù)據(jù)，是否超出規(guī)范允許的誤差范圍，如果相差過大，系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警。繪制動(dòng)態(tài)油石比檢測(cè)圖、質(zhì)量控制圖、極差圖等各種圖形。
生產(chǎn)監(jiān)管，分別采用了視頻輔助和短信預(yù)警技術(shù)，使得生產(chǎn)、監(jiān)理、業(yè)主在第一時(shí)間把握整個(gè)過程。如短信預(yù)警使用連續(xù)不合格預(yù)警機(jī)，N條不合格發(fā)給操作員、2N條不合格發(fā)給生產(chǎn)管理者，3N條不合格發(fā)送給監(jiān)管方。
公路數(shù)字檔案的應(yīng)用與探索
為解決傳統(tǒng)公路工程檔案滯后、失真，減少檔案庫房空間占用，降低營運(yùn)管理成本，利用互聯(lián)網(wǎng)、云儲(chǔ)存技術(shù)，廣西交通投資集團(tuán)將來馬路、馬平路作為打造公路數(shù)字檔案的依托項(xiàng)目。歷時(shí)四年，項(xiàng)目組研究了標(biāo)識(shí)編碼與公路數(shù)字檔案的相關(guān)性，建立了唯一性識(shí)別編碼與公路項(xiàng)目文件材料相關(guān)性結(jié)構(gòu)模型，制定了“項(xiàng)目代號(hào)+屬性+類別+流水號(hào)”的四段位編碼規(guī)則；編撰了《公路數(shù)字化檔案唯一性標(biāo)識(shí)編碼詞典》；研發(fā)了基于唯一性標(biāo)識(shí)編碼的《公路工程數(shù)字化檔案管理系統(tǒng)》；將云儲(chǔ)存、二維碼技術(shù)應(yīng)用到公路工程檔案；構(gòu)建了公路數(shù)字檔案框架體系。公路工程數(shù)字化檔案管理系統(tǒng)具有全自動(dòng)編碼，自動(dòng)錄入、自動(dòng)批量上傳數(shù)據(jù)、遠(yuǎn)程多途徑檢索利用檔案信息等功能。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理、功能齊全、技術(shù)先進(jìn)、實(shí)用性強(qiáng)、運(yùn)行穩(wěn)定、安全可靠，為公路工程檔案全流程信息化管理，提供來了高效便捷的系統(tǒng)平臺(tái)。在取得前期成果后，項(xiàng)目公司與廣西壯族自治區(qū)檔案局聯(lián)合申請(qǐng)立項(xiàng)研究，并列入國家檔案局2014年度科技項(xiàng)目計(jì)劃（檔函〔2014〕114號(hào)），目前，課題已通過國家檔案局的鑒定驗(yàn)收。
2014年12月12日，課題研究成果《公路數(shù)字化檔案唯一性標(biāo)識(shí)編碼詞典》；2015年6月17日，課題開發(fā)的《公路工程數(shù)字化檔案管理系統(tǒng)》獲中華人民共和國國家版權(quán)局頒發(fā)的“計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán)登記證書”，享有《計(jì)算機(jī)軟件保護(hù)條例》的全部權(quán)利。
把信息技術(shù)應(yīng)用到廣西來賓至馬山、馬山至平果高速公路工程建設(shè)管理，通過四年的實(shí)踐，形成了生產(chǎn)——管理——監(jiān)管的信息鏈，產(chǎn)生了成果，取得了一定的經(jīng)驗(yàn)，初步實(shí)現(xiàn)了高速公路項(xiàng)目建設(shè)管理與“互聯(lián)網(wǎng)+”的對(duì)接。為今后其他項(xiàng)目全面推行信息化管理，進(jìn)行了有益的探索。
