一、背景

一直以來(lái)，水利水電行業(yè)在施工建設(shè)過(guò)程中，普遍存在自然環(huán)境惡劣、施工工況復(fù)雜、安全事故多發(fā)、工程質(zhì)量監(jiān)管難度大、施工成本高、施工質(zhì)量參差不齊等難題，特別是大壩填筑施工質(zhì)量管理方面，往往難以達(dá)到規(guī)范要求。為此，中水?dāng)?shù)建自主研發(fā)“智能碾壓”平臺(tái)，通過(guò)智能化技術(shù)提高工程施工的效率、質(zhì)量和安全性，同時(shí)降低施工成本，實(shí)現(xiàn)工程施工的高效化、精準(zhǔn)化、智能化。

二、概述

“智能碾壓平臺(tái)” 是通過(guò)在碾壓機(jī)械上安裝高精度的北斗設(shè)備、VCV傳感器以及終端顯示平板，實(shí)時(shí)監(jiān)控碾壓機(jī)械的軌跡、速度、遍數(shù)、壓實(shí)度等指標(biāo)的監(jiān)控，并將數(shù)據(jù)打包上傳到平臺(tái)，施工方、監(jiān)理、業(yè)主均可通過(guò)平臺(tái)或APP對(duì)碾壓過(guò)程數(shù)據(jù)和結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行查看。

三、功能、解決問(wèn)題

（一）功能

1、基礎(chǔ)信息管理：實(shí)現(xiàn)包括施工單元管理、質(zhì)量參數(shù)管理、碾壓設(shè)備管理等基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)的管理；

2、施工動(dòng)態(tài)監(jiān)控：動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)施工單元施工機(jī)械運(yùn)行軌跡、速度、激振力和碾壓高程等施工數(shù)據(jù)，可供在線查詢；同時(shí)可以在總控中心和現(xiàn)場(chǎng)分控站對(duì)大壩碾壓情況進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程、現(xiàn)場(chǎng)“雙監(jiān)控”；

3、質(zhì)量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)與分析：實(shí)時(shí)自動(dòng)計(jì)算和統(tǒng)計(jì)施工單元的攤鋪厚度、碾壓遍數(shù)等，并在系統(tǒng)上可視化顯示，同時(shí)可供在線查詢；

4、施工過(guò)程指引：提供友好的人機(jī)界面，實(shí)時(shí)顯示攤鋪機(jī)械的攤鋪情況，碾壓機(jī)械的碾壓軌跡以及已碾?yún)^(qū)域的碾壓遍數(shù)，駕駛員可以通過(guò)裝在駕駛室中的導(dǎo)航平板實(shí)時(shí)觀測(cè)作業(yè)面的碾壓情況，讓操作具備可視性，降低了因駕駛員經(jīng)驗(yàn)不足而造成的漏壓或過(guò)壓情況；

5、實(shí)時(shí)報(bào)警：支持司機(jī)端(司機(jī)室)和監(jiān)控端(監(jiān)控室)，同時(shí)對(duì)施工不合規(guī)情況進(jìn)行報(bào)警，包括攤碾壓速度、振動(dòng)頻率等；

6、成果管理：系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)碾壓遍數(shù)、壓實(shí)厚度、平整度等信息的自動(dòng)計(jì)算和統(tǒng)計(jì)，實(shí)現(xiàn)速度、振動(dòng)狀態(tài)的分析，在每倉(cāng)施工結(jié)束后，自動(dòng)生成碾壓?jiǎn)卧�成果分析�?bào)告，作為倉(cāng)面質(zhì)量驗(yàn)收的輔助材料。

（二）解決問(wèn)題：

傳統(tǒng)碾壓通過(guò)人工判斷來(lái)記錄碾壓結(jié)果，無(wú)法獲取施工數(shù)據(jù)，存在壓不直、漏壓、錯(cuò)壓、超壓等現(xiàn)象，為大壩建造留下很大隱患。智能碾壓系統(tǒng)通過(guò)記錄碾壓機(jī)碾壓時(shí)的碾壓位置，碾壓厚度等數(shù)據(jù)，可以實(shí)現(xiàn)碾壓過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，真實(shí)同步包括碾壓機(jī)行走速度、碾壓遍數(shù)、激振力輸出狀態(tài)、錯(cuò)距大小、壓實(shí)厚度等碾壓信息，以確保碾壓質(zhì)量達(dá)到要求，極大地提高了工程施工質(zhì)量、減輕了施工人員勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了施工效率。

四、系統(tǒng)架構(gòu)

“智能碾壓平臺(tái)” 的系統(tǒng)架構(gòu)主要分為兩部分，分別是現(xiàn)場(chǎng)的終端硬件設(shè)備以及服務(wù)器上的軟件平臺(tái)�，F(xiàn)場(chǎng)會(huì)在碾壓機(jī)械上安裝定位定向天線用于輸出位置和時(shí)間信息，安裝傳感器輸出壓實(shí)度信息，在終端平板對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總打包后通過(guò)網(wǎng)橋或4G、5G卡上傳到平臺(tái)。

五、軟、硬件組成

（一）硬件部分

1、固定式基站用于提供差分?jǐn)?shù)據(jù)，配合定位定向天線實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)定位；

2、定位定向天線安裝在碾壓機(jī)械滾輪正前方，測(cè)量距離滾輪中心軸接地處的相對(duì)距離，結(jié)合慣導(dǎo)算法推算滾輪中心軸接地處的碾壓位置和高程信息；

3、壓實(shí)度傳感器用于測(cè)量滾輪的振動(dòng)情況，通過(guò)強(qiáng)磁吸附到滾輪中心位置；

4、終端平板通過(guò)吸盤(pán)吸附在駕駛室內(nèi)，供司機(jī)查看碾壓遍數(shù)、碾壓軌跡、碾壓速度等指標(biāo)，支持多機(jī)協(xié)作顯示，并將數(shù)據(jù)打包上傳平臺(tái)。

（二）軟件部分

1、平臺(tái)端支持實(shí)時(shí)展示或回放現(xiàn)場(chǎng)車(chē)輛的碾壓軌跡、遍數(shù)、速度等指標(biāo)，同時(shí)可結(jié)合施工臺(tái)賬進(jìn)行單元工程(或倉(cāng))的數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)定和施工報(bào)告導(dǎo)出；

2、APP端可實(shí)現(xiàn)移動(dòng)端的數(shù)據(jù)查看，同時(shí)考慮到項(xiàng)目的施工情況，在原有臺(tái)賬(單元工程或倉(cāng))的基礎(chǔ)上，新增任務(wù)概念，用于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行臨時(shí)歸檔。

六、“智能碾壓”平臺(tái)操作應(yīng)用

1、操作前，相關(guān)工程人員首先通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，記錄建倉(cāng)數(shù)據(jù)。隨后，在監(jiān)控系統(tǒng)中進(jìn)入設(shè)計(jì)模式，選擇對(duì)應(yīng)的分區(qū)進(jìn)行建倉(cāng)數(shù)據(jù)的鍵入，并設(shè)置碾壓遍數(shù)、行走速度，設(shè)計(jì)壓實(shí)厚度等各種參數(shù)；

2、倉(cāng)面建成后，可在系統(tǒng)中進(jìn)行碾壓設(shè)備的調(diào)控，將設(shè)備全部調(diào)入倉(cāng)面。開(kāi)倉(cāng)后，可以實(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)控，查看碾壓軌跡和碾壓信息。當(dāng)倉(cāng)面經(jīng)過(guò)監(jiān)控達(dá)到設(shè)計(jì)的遍數(shù)要求以及合格率之后，便可進(jìn)行關(guān)倉(cāng)操作，生成圖形報(bào)告；

3、系統(tǒng)生成的圖形報(bào)告，包括碾壓圖、遍數(shù)圖、軌跡圖、厚度圖等，后續(xù)若出現(xiàn)厚度超標(biāo)等問(wèn)題，可及時(shí)定位并立即聯(lián)系現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行返工處理。

七、智能無(wú)人碾壓

“智能無(wú)人碾壓”是智能碾壓的升級(jí)版本，在智能碾壓平臺(tái)的基礎(chǔ)上，通過(guò)后裝液壓轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)、振動(dòng)控制系統(tǒng)、車(chē)輛啟�？刂葡到y(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)碾壓機(jī)械的啟停、轉(zhuǎn)向和高低頻振動(dòng)，配合云端下放的碾壓路徑，實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛碾壓，可以極大程度減輕人工成本，提高工作效率和施工質(zhì)量。

【責(zé)任編輯：韓佳�！�