CN113373764A - 一种路面连续压实质量监测方法、采集终端、监测终端和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种路面连续压实质量监测方法、采集终端、监测终端和系统，涉及路面连续压实质量监测领域。本发明为了解决现有技术中对于填筑压实工程不能做好实时高效监控管理的问题。本发明采集终端和监测终端，采集终端和监测终端通过互联网络建立连接，采集终端采集路面压实质量的实时数据并分析，监测终端对所述实时数据进行分析和监控。本发明有效地提高施工过程的工作效率和管理水平，确保了施工质量。
Description
技术领域
本发明涉及路面连续压实质量监测领域，特别是涉及一种路面连续压实质量监测方法、采集终端、监测终端和系统。
背景技术
无论是铁路路基还是公路路基(路面)均是通过碾压机具碾压形成，路基的压实质量主要体现在均匀性和程度性，路基的压实质量是确保机车(车辆)安全、平稳、舒适运行的关键，对路基(路面)碾压过程和碾压性状进行科学合理的监测对于确保路基(路面)施工质量具有重要意义。
中国铁路总公司于2015年颁布了路基压实质量过程控制技术方面的企业标准《铁路路基填筑工程连续压实控制技术规程》Q/CR 9210—2015。中华人民共和国交通运输部于2017年颁布了行业标准《公路路基填筑工程连续压实控制系统技术条件》JT/T 1127-2017。无论是铁路部门的企业标准还是交通部门的行业标准都明确了连续压实控制技术应用的详细细则，为连续压实控制技术的应用提供了依据。在这种情况下，国内出现了一些连续压实控制技术产品，在铁路公路路基(路面)压实质量控制方面起到了积极的作用，但存在以下问题或不足：
(1)较多的产品还是应用谐波比(CMV)指标，CMV指标仅对少数填料与以往常规指标具有较好的相关性，对于大多数填料与以往常规指标相关性较差，有时甚至没有相关性，导致CMV指标无法应用；
(2)产品功能比较单一，有的只能采集压实指标，有的只能描述碾压遍数，没能实现对碾压过程的全面监测，如：压路机碾压速度、压路机的振动频率等工艺参数，而这些参数对碾压质量起到很大的作用；
(3)大多产品只是现场实时监测，工后简单的数据再现，对于采集数据没有较为深入的分析，缺乏对施工过程较为科学合理的指导。
(4)监测设备网络化程度较低，采集数据零散化，无法满足铁总提出的数字化施工的要求。一方面，无法集中大量采集数据挖掘其对施工过程具有普遍指导意义的相关措施和方法；另一方面，无法集中整体路线采集数据，对于以后路基(路面)病害的原因及防治也缺乏数据支撑。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种路面连续压实质量监测方法、采集终端、监测终端和系统，实现同时对压路机碾压工艺的监测、对压实质量的监控，有效地提高施工过程的工作效率和管理水平，确保了施工质量。
本申请提供了一种路面连续压实质量监测方法，应用于采集终端，所述方法包括：
采集路面压实质量的实时数据，所述实时数据包括振动压实值数据和压路机工艺数据；
接收控制参数，将所述路面压实质量的实时数据并上传至监测终端，分析所述实时数据。
进一步的，所述路面压实质量的实时数据还包括路面温度数据。
进一步的，分析所述实时数据具体方法包括：
将所述实时数据与路面压实质量的标准数据进行比对，并反馈比对结果；
对所述振动压实值分布分析，对压路机工艺数据分布分析。
本申请还提供了一种路面连续压实质量监测方法，应用于监测终端，所述方法包括：
接收路面压实质量的实时数据，所述实时数据包括振动压实值数据和压路机工艺数据；
利用采集的振动压实值(VCV)数据，形成压实状态分布图、压实程度分布图、压实过程归档信息图和相关校验图；
利用压路机工艺数据，形成相关的路面碾压遍数数据分布图与验收图、路面碾压速度数据分布图与验收图、路面厚度数据的分布图与验收图；
存储所述形成压实状态分布图、压实程度分布图、压实过程归档信息图和相关校验图、路面碾压遍数数据分布图与验收图、路面碾压速度数据分布图与验收图、路面厚度数据的分布图与验收图。
所述实时数据包括路面温度数据，所述一种路面连续压实质量监测方法包括根据所述温度数据，形成温度分布信息、温度合格信息，并形成温度分布图，温度验收图。
本申请还提供了一种路面连续压实质量监测采集终端，所述采集终端包括：
采集单元，用以采集路面压实质量的实时数据，所述实时数据包括振动压实值数据和压路机工艺数据；
控制单元，用以接收控制参数，将所述路面压实质量的实时数据并上传至监测终端，分析所述实时数据。
进一步的，所述控制单元包括：
对比模块，将所述实时数据与路面压实质量的标准数据进行比对，并反馈比对结果；
分析模块，对所述振动压实值分布分析，对压路机工艺数据分布分析。
本申请还提供了一种路面连续压实质量监测终端，所述监测终端包括：
通讯模块，接收路面压实质量的实时数据，所述实时数据包括振动压实值数据和压路机工艺数据；
振动压实值数据分析模块，利用采集的振动压实值(VCV)数据，形成压实状态分布图、压实程度分布图、压实过程归档信息图和相关校验图；
压路机工艺数据分析模块，利用压路机工艺数据，形成相关的路面碾压遍数数据分布图与验收图、路面碾压速度数据分布图与验收图、路面厚度数据的分布图与验收图；
存储模块，存储所述形成压实状态分布图、压实程度分布图、压实过程归档信息图和相关校验图、路面碾压遍数数据分布图与验收图、路面碾压速度数据分布图与验收图、路面厚度数据的分布图与验收图。
本申请提供了还提供了一种路面连续压实质量监测系统，包括监测终端至少一个采集终端，所述监测终端与所述采集终端之间通过互联网或云服务器交换数据。
进一步的，所述监测终端为计算机终端或移动终端。
如上所述，本申请与现有技术相比具有如下效果：
1、本申请的采集终端及监测方法对压路机碾压工艺进行监控，并实时采集振动压实数值和压路机碾压工艺参数，一方面根据采集数据反馈控制碾压过程，确保碾压质量，另一方面，将采集到的数据上传至监测终端进行远程监控；基于压路机工艺参数数据，如：振动频率、行走速度、碾压轨迹等，可以对压路机碾压过程实时监控，使之更加符合相关施工规范的具体要求，对于确保碾压质量，具有重要作用。
2、本申请的监测终端位于工程项目部，通过通信网络实时获取云服务器上存储的压实数据，实时监控施工过程，以提高管理水平；
3、本申请的路面连续压实质量监测系统(Continuous Compaction MonitorSystem,CCMS)，鉴于目前连续压实控制产品存在的问题和不足，综合利用传感器、微处理器、互联网、数据库、北斗定位和通信等技术，完全符合企业标准《铁路路基填筑工程连续压实控制技术规程》Q/CR 9210—2015和行业标准《公路路基填筑工程连续压实控制系统技术条件》(JT/T1127-2017)，本申请通过通信网络和云服务器构建了采集终端和监测终端的数据交互的平台，实现了对施工过程全面监控、实现了施工过程的数字化、信息化，提高了对施工过程的综合管理水平。并且本申请的路面连续压实质量监测系统适用于铁路、公路路基填筑碾压过程的连续压实控制，能够有效地提高施工过程的工作效率和管理水平，也是确保施工质量的一个有效手段。并且，本申请的CCMS系统也适用于机场、大坝等需要填筑碾压的工程项目。
附图说明
图1为本发明具体实施例的路面连续压实质量监测系统的原理结构图；
图2为本发明具体实施例的路面连续压实质量监测系统的监测方法流程图；
图3为本发明具体实施例的应用于采集终端的路面连续压实质量监测方法流程图；
图4为本发明具体实施例的应用于监测终端的路面连续压实质量监测方法流程图；
图5为本发明具体实施例的采集终端的原理结构图；
图6为本发明具体实施例的监测终端的原理结构图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
如图1所示，本申请提供了还提供了一种路面连续压实质量监测系统，包括监测终端200至少一个采集终端100，所述监测终端200与所述采集终端100之间通过互联网或云服务器交换数据。
所述采集终端100安装于压路机处，监测终端200安装于项目部或管理部门，在一具体实施例中，监测终端200可以包括位于项目部或管理部门的计算机，或移动手机、平板电脑等具有数据处理功能的设备，满足项目部门或管理部门对施工质量的监控和管理，采用移动终端可以实现不固定位置的施工监控和管理；所述监测终端200也可以包括运行于实体设备中的软件，例如，监测终端可以包括连续压实质量监测方法的应用程序。
图2为本申请实施例提供的一种路面连续压实质量监测方法，包括：
S1、采集终端100采集压路机碾压工艺参数和连续压实指标数值，据采集的碾压工艺参数对碾压工艺进行监控，根据连续压实指标数值对压实质量进行监控，并通过通信网络和云服务器，传送至监测终端200；
S2、监测终端200接收所述压路机碾压工艺参数和连续压实指标数值，实时监控施工过程以提高管理水平。
在一具体实施例中，如图3所示，应用与采集终端100的路面连续压实质量监测方法包括如下步骤：
S110、采集路面压实质量的实时数据，所述实时数据包括振动压实值数据和压路机工艺数据；
压路机工艺数据包括压路机振动信号、振动频率、碾压速度、运动方向和碾压遍数等，对于沥青路面还要采集碾压温度；所述振动压实值数据压路机的振动信号经信号调理和计算得到振动压实值数值；所述振动压实数值和所述压路机工艺数据作为反映路基路面压实质量的各种信息；
S120、接收控制参数，将所述路面压实质量的实时数据并上传至监测终端，分析所述实时数据，具体包括如下步骤：
S121、接收控制参数，所述控制参数包括所述实时参数的采集频率或压路机工艺参数选择等，用以控制采集终端的各种操作，所述控制参数可以根据施工要求进行预先设定，也可以根据施工过程中监控到的施工状体进行手动输入，确保采集数据的实时性和对施工过程监控的实时性。
S122、接收所述路面压实质量的实时数据并将其上传至监测终端，上传方式可以通过5G网络发送至云服务器，检测终端通过通信网络从上述云服务器上下载路面压实质量的实时数据；
S123、将所述实时数据与路面压实质量的标准数据进行比对，并反馈比对结果，为施工过程采取相应的措施提供依据，确保施工质量；
S124、对所述振动压实值分布分析和验收分析，对所述压实状态数据分布分析和验收分析，对所述压实程度数据分布分析和验收分析，对压路机工艺数据分布分析和验收分析，根据各种分析得到的图表，从不同层面和角度，进行分析，找出存在问题的原因，并据此提出相应改进方法和措施，进一步提高施工质量。具体包括：
1)压实程度监控：实时连续检测VCV数据，并与VCV目标值相比较形成压实程度分布图，通过压实程度分布图全面了解碾压区域的碾压质量。
2)压实均匀性监控：根据整个区域的VCV数据形成均匀性分布图，避免由于路基性状的不均匀有可能导致将来发生不均匀的沉降变形，而使整个压实区域内存在较多的薄弱区域，导致最后抽检就存在验收不合格的风险，影响施工进度的问题。
3)最小风险监控：根据实施连续检测的VCV数据形成压实状态分布图，选取整个碾压区域一定面积的VCV低值区进行验收检验，避免由于常规检验过程中挑选的检验区域可能恰好没有选中最薄弱区域而出现“漏检”，增加路基碾压质量潜在不合格的风险，通过所述压实状态分布图可提高验收的准确性，避免盲目性，最大限度降低存在质量问题的风险。
4)压路机工作状态监控，若压路机油门开的较低，使转速调整的不到位而造成振动频率变低，导致激振力急剧下降和明显波动，压路机无法达到额定工作状态，影响压实效果和均匀压实，根据压路机振动频率能够有效监控压路机振动性能是否平稳，并提供相应的预警。
5)压路机碾压速度监控：国家相应规范，对压路机的碾压速度有严格的界定，若压路机碾压速度高于或低于规定的速度时，则存在达不到压实效果或破坏结构体的问题，对碾压速度的实时监控能够有效监控压路机的碾压速度，并给出碾压速度越界提示。
6)压路机碾压遍数监控：当利用碾压遍数控制碾压过程时，通过实时对碾压区域各个部分的碾压遍数进行采集，显示、可防止出现“过压”和“漏压”情况的出现，确保达到遍数目标值。
7)碾压厚度控制：监测碾压厚度，并形成相关报告，对碾压厚度进行实时监控，使碾压厚度符合国家要求且施工单位须严格执行的填铺层厚度的严格规范。
8)温度控制：沥青路面施工对沥青混合料的温度有严格的要求，实时监测沥青混合料的温度，妥当安排施工过程，对于保证施工质量具有实际意义。通过实时监测路面沥青混合料的温度，可实现施工过程的合理配置和安排。
如图4所示，在一具体实施例中提供了应用于监测终端200的一种路面连续压实质量监测方法，具体包括如下步骤：
S210、接收路面压实质量的实时数据，所述实时数据包括振动压实值数据和压路机工艺数据；实时并发监测施工区域各个压路机的工作状态，如：碾压轨迹、碾压速度、振动频率等；还可实时并发监测施工段碾压状况，如：碾压遍数、碾压厚度、振动压实值(VCV)等，提高对施工过程的管理水平。
S220、利用采集的振动压实值(VCV)数据，形成全面反映压实状况的压实状态分布图、压实程度分布图、压实过程归档信息图和相关校验图；进而指导施工，提高效率。
所述振动压实值VCV的数值可通过本领域现有技术的公知方法获取，由于振动压实值VCV数值的获取方法不是本申请技术方案的重点，本实施例不再赘述。
根据实施压实状态分布图可以迅速定位碾压薄弱区域，确定常规检测(如：地基系数K30、静态变形模量Ev2、弯沉Ld、压实密度K等)位置，确保检测的科学性、可靠性，同时提高检测效率。
根据所述压实程度分布图，直观发现碾压的不合格区域，能够有效的防治“过压”和“欠压”，实现对施工段的最优碾压。
根据所述压实过程归档报告，可以纵向反映结构体在全部碾压过程中每一遍振动压实值的变化规律，为分析结构体成型机理提供了依据。
S230、利用压路机工艺数据，形成相关的路面碾压遍数数据分布图与验收图、路面碾压速度数据分布图与验收图、路面厚度数据的分布图与验收图；具体包括：
1)利用碾压遍数数据，形成碾压区域碾压遍数分布信息、碾压遍数合格信息，并形成碾压遍数分布图，碾压遍数验收图等；
2)利用碾压速度数据，形成碾压区域碾压速度分布信息、碾压速度合格信息，并形成碾压速度分布图，碾压速度验收图等；
3)利用采集的厚度数据，形成碾压厚度分布信息、碾压厚度合格信息，并形成碾压厚度分布图，碾压厚度验收图等；
4)对于沥青路面施工，所述实时数据包括路面温度数据，所述一种路面连续压实质量监测方法包括根据所述温度数据，形成温度分布信息、温度合格信息，并形成温度分布图，温度验收图，根据能够全面反映沥青路面碾压成型时的温度场分布图，了解沥青填料温度的变化，根据环境条件预测温度的变化情况，进一步指导施工。
S240、存储所述形成压实状态分布图、压实程度分布图、压实过程归档信息图和相关校验图、路面碾压遍数数据分布图与验收图、路面碾压速度数据分布图与验收图、路面厚度数据的分布图与验收图，形成的各种图表可以以电子文档或打印形成纸制文档的形式进行存档，使管理文件标准化，进一步提高管理水平。
如图5所示，本申请一具体实施例的采集终端100，包括：
采集单元101，用以采集路面压实质量的实时数据，所述实时数据包括振动压实值数据和压路机工艺数据；
所述采集单元101包括振动传感器、温度传感器、方向传感器以及相应的信号处理电路；
控制单元102，用以接收控制参数，将所述路面压实质量的实时数据并上传至监测终端，分析所述实时数据；
所述控制单102元包括：
对比模块1021，将所述实时数据与路面压实质量的标准数据进行比对，并反馈比对结果；
分析模块1022，对所述振动压实值分布分析，对压路机工艺数据分布分析。
对比模1021和所述分析模块1022的具体工作流程如上述实施例所述，此处不再赘述。在具体实施过程中，所述控制单元102为平板电脑等具有数据处理功能装置，上述对比模块1021、分析模块1022可以硬件的形式集成在所述控制单元102中，或分别以执行程序的形式加载在所述控制单元中执行各模块相应的操作。
控制单元102通过RS232串口与北斗移动站交互数据，所述交互数据包括位置坐标、速度信息和运动方向信息等；北斗基站和北斗移动站构建高精度差分定位系统，水平精度可达±2cm，高程精度可达±3cm，实现压路机碾压轨迹的跟踪描述。控制单元102通过通信串口与采集单元连接实现交互数据，包括振动压实值(VCV)、温度值、压路机工艺参数(如：振动频率，压路机行走方向等)等；
如图6所示，在一具体实施例中，所示监测终端200：
通讯模块201，接收路面压实质量的实时数据，所述实时数据包括振动压实值数据和压路机工艺数据；
振动压实值数据分析模块202，利用采集的振动压实值(VCV)数据，形成压实状态分布图、压实程度分布图、压实过程归档信息图和相关校验图；
压路机工艺数据分析模块203，利用压路机工艺数据，形成相关的路面碾压遍数数据分布图与验收图、路面碾压速度数据分布图与验收图、路面厚度数据的分布图与验收图；
存储模块204，存储所述形成压实状态分布图、压实程度分布图、压实过程归档信息图和相关校验图、路面碾压遍数数据分布图与验收图、路面碾压速度数据分布图与验收图、路面厚度数据的分布图与验收图。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种路面连续压实质量监测方法，其特征在于，应用于采集终端，所述方法包括：
采集路面压实质量的实时数据，所述实时数据包括振动压实值数据和压路机工艺数据；
接收控制参数，将所述路面压实质量的实时数据并上传至监测终端，分析所述实时数据。
2.根据权利要求1所述一种路面连续压实质量监测方法，其特征在于，所述路面压实质量的实时数据还包括路面温度数据。
3.根据权利要求1所述一种路面连续压实质量监测方法，其特征在于，分析所述实时数据具体方法包括：
将所述实时数据与路面压实质量的标准数据进行比对，并反馈比对结果；
对所述振动压实值分布分析，对压路机工艺数据分布分析。
4.一种路面连续压实质量监测方法，其特征在于，应用于监测终端，所述方法包括：
接收路面压实质量的实时数据，所述实时数据包括振动压实值数据和压路机工艺数据；
利用采集的振动压实值数据，形成压实状态分布图、压实程度分布图、压实过程归档信息图和相关校验图；
利用压路机工艺数据，形成相关的路面碾压遍数数据分布图与验收图、路面碾压速度数据分布图与验收图、路面厚度数据的分布图与验收图；
存储所述形成压实状态分布图、压实程度分布图、压实过程归档信息图和相关校验图、路面碾压遍数数据分布图与验收图、路面碾压速度数据分布图与验收图、路面厚度数据的分布图与验收图。
5.根据权利要求4所述一种路面连续压实质量监测方法，其特征在于，包括：
所述实时数据包括路面温度数据，所述一种路面连续压实质量监测方法包括根据所述温度数据，形成温度分布信息、温度合格信息，并形成温度分布图，温度验收图。
6.一种路面连续压实质量监测采集终端，其特征在于，所述采集终端包括：
采集单元，用以采集路面压实质量的实时数据，所述实时数据包括振动压实值数据和压路机工艺数据；
控制单元，用以接收控制参数，将所述路面压实质量的实时数据并上传至监测终端，分析所述实时数据。
7.根据权利要求6所述一种路面连续压实质量监测采集终端，其特征在于，所述控制单元包括：
对比模块，将所述实时数据与路面压实质量的标准数据进行比对，并反馈比对结果；
分析模块，对所述振动压实值分布分析，对压路机工艺数据分布分析。
8.一种路面连续压实质量监测终端，其特征在于，所述监测终端包括：
通讯模块，接收路面压实质量的实时数据，所述实时数据包括振动压实值数据和压路机工艺数据；
振动压实值数据分析模块，利用采集的振动压实值数据，形成压实状态分布图、压实程度分布图、压实过程归档信息图和相关校验图；
压路机工艺数据分析模块，利用压路机工艺数据，形成相关的路面碾压遍数数据分布图与验收图、路面碾压速度数据分布图与验收图、路面厚度数据的分布图与验收图；
存储模块，存储所述形成压实状态分布图、压实程度分布图、压实过程归档信息图和相关校验图、路面碾压遍数数据分布图与验收图、路面碾压速度数据分布图与验收图、路面厚度数据的分布图与验收图。
9.一种路面连续压实质量监测系统，其特征在于，包括监测终端至少一个采集终端，所述监测终端与所述采集终端之间通过互联网或云服务器交换数据。
10.根据权利要求9所述一种路面连续压实质量监测的监测系统，其特征在于，所述监测终端为计算机终端或移动终端。
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