湖南致同工程科技有限公司----路基路面智能压实监控系统

项目/技术/产品描述

一、主要内容与成果

本系统在总结已有压实质量控制技术的基础上，综合利用现代传感器、三星精确定位、物联网、移动通信等技术，创新构建了路基路面智能压实监控系统的硬件和软件平台，实现了压实作业全过程中“人、机、场景”之间的无障碍连接，取得的成果如下：

1、 研制了包括：RTK基准站、车载采集站、车载终端、现场数据中心、现场无线网络中心及配套应用管理软件等成套设备，解决了对路基路面压实作业全过程、全面监控的难题。

2、 研发基于PC端WEB系统、android端应用系统，借助云计算服务、移动互联技术，对路基路面压实业务流程提供解决方案。

3、 取得3个发明专利，2个实用新型专利和2个软件著作权。

4、 编制了设备生产的设计图纸、生产工艺流程和安装、使用说明书。

二、技术特点与性能指标

技术特点：

1、监控参数准确、全面，包括：压路机类型，碾压速度，振动压路机振幅、频率，路面温度；

2、数据采集、处理及应用实时性高，用户可以实时查看压实状态，远程用户典型延时仅为3s左右；

3、采用地理信息切片技术，消耗网络资源小，适用于远程监控；

4、实时、直观表达压实作业合格、不合格区域分布并及时提醒；

5、内置了压实作业的质量控制流程，符合质量监管的需求。

性能指标：

1、系统并发处理能力强：在当前部署环境下，平均响应时间为：0.266s，TPS为685.34，成功率100%，满足500个并发用户的活跃访问。本系统规模可扩展，可以根据实际需要提高处理能力；

2、定位精度高：水平定位精度1～3cm, 高程定位精度2～5 cm；

3、振动测量准确：频率测量范围20～60 Hz，分辨率1Hz；振幅测量范围0～3mm，分辨率0.1mm；

4、功耗低：车载端耗小于10W。

三、应用范围

         公路、铁路、水利、市政工程及机场工程建设路基路面的压实施工。

四、效益分析

本系统单套设备造价为18万元，可重复使用多次（取2次）。

以沥青路面摊铺施工作业为例，现场压路机数量为5台，需部署5套车载设备和一台RTK基准站，共计6套设备。按照单套设备造价的一半计算：6(台) * 9(万) = 54万元

 根据工程经验和相关测算沥青路面压实度每减少2%，经济损失约为42万元/公里，占路面造价的6%。

          表1、压实度对沥青路面全寿命工程造价影响分析       单位：万元     

本套智能压实监控系统亦可有效降低因压实不合格而返工造成的经济损失。表2和表3保守估算了一段沥青路面的一个工作面一天的施工成本为2,845,4元，在没有应用本套智能压实系统的情况下，一旦发现某天的作业不合格需要返工，当天的施工作业全部作废，必须全部铲除重新摊铺，将造成动辙二百多万的直接经济损失。如果使用本套智能压实监控系统使压实度提高一个百分点，可节约成本21万元/公里，那么20公里长的路面一共可节约费用为：21(万元/公里)*20(公里)=420万元。该套智能压实监控设备的投资效益比(费效比)=108/420=0.26。

                                                             表2、沥青路面单价估算      单位：元/平方米    

                                                             表3、单天施工费用估算                  单位：元注：取沥青混凝土厚度为6cm（0.06米，如中面层），沥青混凝土材料价格按1400元/m³考虑。每平方米材料费=1400*006=84元/平方米。

由此可见，如果考虑减少返工造成的损失，按照1%返工率计算，则费效比更低，为0.14。注：摊铺宽度以半幅两车道路面考虑。

        综上所述，本套智能压实监控系统在典型应用规模下费效比为0.14～0.26。

本套智能压实系统在施工中为施工人员提供实时的作业指导，施工人员、监理人员可实时发现施工工艺参数是否满足施工规范的工艺要求，实时修正不合要求的作业参数和作业方式。本系统的使用可在保障施工质量的同时，大幅提高施工单位压实作业的效率，亦可杜绝因漏压、少压、超压引起的返工，减少资源、时间的浪费，同时可延长道路使用寿命，降低后期维护成本，具有显著的经济效益。