CN114219429A - 基于rfid的工程质量、进度管理方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于RFID的工程质量、进度管理方法及系统，通过步骤：S1，制定施工计划并拆分为若干个子任务后下发给对应的施工人员；S2，计算每个施工计划涉及的每个施工设备的安装位置或允许作业区域对应落入的区域网格；S3，施工人员领取施工设备到达指定的施工位置后通过PDA设备输入施工状态并扫取设备的RFID标签，PDA设备将扫取的RFID标签与扫码人员的身份信息、当前定位信息、扫取时间、施工状态相关联后形成关联数据发送给平台；S4，平台根据上传的关联数据、每台施工设备的运行状态反馈结果以及质检员的质检结果计算每个施工计划及整体的施工进度、施工质量并将计算结果展示给用户。本发明通过RFID技术实现了对工程进度、质量的精细化管理。

Description

基于RFID的工程质量、进度管理方法及系统

技术领域

本发明涉及工程质量、进度管理技术领域，具体涉及一种基于RFID的工程质量、进度管理方法及系统。

背景技术

管理人员在对工程项目进行进度、质量管理时按照相关要求制定出合理的施工计划和工期时间表，以此来确保对工程项目的施工进度及施工质量的控制与管理。但由于一些施工单位对于工程进度与工程质量的关系重视不够，制定的管理制度不具有科学性与合理性，使得进度管理一度处在被动状态很难执行和推进，且项目工程在建设过程中会受到施工人员素质参差不齐等众多因素的影响，这些因素如果处理不当不仅会影响到工程的进展，而且还会对资源造成极大的浪费，使得工程项目的建设成本不断增加。

因此，如何实现对在建工程的进度及质量的有效管控成为各施工单位不得不面对的问题。但目前，各施工单位着重在完善施工质量保障体系、制定切实可行的预算方案、将安全责任落实到人等制度建设上下功夫，而忽略了作为独立个体的每个施工人员的施工行为是否合规对工程进度及施工质量的直接影响，难以实现对施工进度及质量的精细化管理以及对施工异常的及时监控、响应。

发明内容

本发明以实现对工程质量及工程进度的精细化管理及对施工异常的及时监控为目的，提供了一种基于RFID的工程质量、进度管理方法及系统。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

提供一种基于RFID的工程质量、进度管理方法，包括如下步骤：

S1，通过工程质量进度管理平台按日期制定施工计划，明确每个所述施工计划下所涉及的施工人员、施工涉及的设备、材料、施工设备的安装位置或允许作业区域、每个所述施工人员有权限操作的施工设备以及施工起止日期，然后将每个所述施工计划拆分为若干个子任务，并将每个所述子任务下发给对应的所述施工人员；

S2，平台将每个所述施工计划涉及的施工区域划分为若干个区域网格，然后根据所明确的各所述施工设备的安装位置或允许作业区域，计算每个所述施工设备的安装位置或允许作业区域对应落入的所述区域网格；

S3，所述施工人员根据接收的所述子任务领取所需的所述施工设备后到达指定的施工位置，并在手持的PDA设备提供的施工操作界面上选择“施工开始”状态选项后扫取所述施工设备上的RFID标签，所述PDA设备将扫取的RFID标签信息与扫码人员的身份信息、当前定位信息、扫取时间、施工开始状态相关联后形成第一关联数据发送给平台，

并在施工结束后，在所述PDA设备提供的施工操作界面上选择“施工结束”状态选项后再次扫取所述施工设备上的RFID标签，所述PDA设备将扫取的RFID标签信息与扫码人员的身份信息、当前定位信息、扫取时间、施工结束状态相关联后形成第二关联数据发送给平台；

S4，平台根据每个所述施工计划下的每个扫码人员上传的所述第一关联数据、所述第二关联数据、每台所述施工设备的运行状态反馈结果以及质检员的质检结果计算每个所述施工计划以及整体的施工进度，并判断每个所述施工计划以及整体的施工质量以及是否出现施工异常情况，最终将施工进度计算结果、施工质量及施工是否异常判断结果展示给用户。

作为本发明的一种优选方案，每个所述子任务中记载有施工内容、施工设备的安装位置或允许使用区域、施工设备的品牌、型号、类型、安装或使用日期以及施工人员的基本信息。

作为本发明的一种优选方案，步骤S2中，计算每个所述施工设备的安装位置或允许作业区域对应落入的所述区域网格的方法步骤包括：

S21，获取所述施工计划涉及的施工设备的安装位置坐标或允许作业区域的边界位点坐标；

S22，计算各坐标点间的上下垂直距离以及左右水平距离，并以较长的所述上下垂直距离或所述左右水平距离为正方形围合区域的边围合住各所述坐标点形成所述施工计划初始的施工区域；

S23，对初始的所述正方形围合区域按比例进行扩充，形成关联所述施工计划的施工区域；

S24，对扩充后的所述正方形围合区域的4条边进行等分，每条边上的两两等分点间的等分距离相等，然后从相互垂直的第一边和第二边的每个等分点上分别引出一条等分线连接到相对边的相对等分点上将所述正方形围合区域划分为若干个所述区域网格并对每个所述区域网格进行标号；

S25，计算每个所述区域网格的4个顶点的坐标，并判断所述施工计划涉及的每个所述施工设备的安装位置坐标或允许作业区域的边界位点坐标是否落在所述区域网格的4个顶点坐标范围内，

若是，则判定所述施工设备的安装位置或允许作业区域落入到当前参与判断的所述区域网格中，并记录所述施工设备与所述区域网格的落入关系；

若否，则判定所述施工设备的安装位置或允许作业区域未落入当前参与判断的所述区域网格中。

作为本发明的一种优选方案，步骤S4中，平台计算每个所述施工计划的施工进度的方法为：

平台首先计算接收到的关联同个所述施工计划的所述第一关联数据的条数S_d1、所述第二关联数据的条数S_d2分别与所述施工计划涉及的所述施工设备的数量S_e的比值SV1、SV2，然后通过以下判断方法判断所述施工计划的当前施工进度：

当所述比值SV1大于等于30％且小于等于70％时，判定所述施工计划当前的完工进度为10％；

当所述比值SV1大于70％且小于等于1时，判定所述施工计划当前的完工进度为30％；

当所述比值SV2大于等于30％且小于等于70％时，判定所述施工计划当前的完工进度为50％；

当所述比值SV2大于70％且小于等于1时，判定所述施工计划当前的完工进度为80％；

当接收到所述施工计划所涉及的80％以上的所述施工设备正常运行的状态反馈或接收到质检员的80％以上的所述施工设备“质检合格”的状态反馈后，判定所述施工计划当前的完工进度为90％；

当接收到所述施工计划所涉及的所有所述施工设备正常运行的状态反馈或接收到质检员对所有所述施工设备的“质检合格”状态反馈后，判定所述施工计划当前的完工进度为100％。

作为本发明的一种优选方案，步骤S4中，平台计算整体施工进度的方法为：

赋予每个所述施工计划相对应的整体施工进度计算权重，记为w_i，w_i表示第i个所述施工计划在计算整体施工进度时所占的权重，然后通过以下公式(1)计算整体施工进度r_P：

r_P＝w₁×r₁+w₂×r₂+…+w_i×r_i+…+w_nr_n 公式(1)

公式(1)中，r_i表示第i个所述施工计划的当前完工进度；

n表示所述施工计划的数量；

i＝1，2，3，…，n；

w₁+w₂+…+w_i+…+w_n＝1。

作为本发明的一种优选方案，所述质检员向平台反馈质检结果的方法为：

所述质检员领取平台下发的质检任务后到达指定的质检区域，手持所述PDA设备扫取所述施工设备的RFID标签，所述PDA设备将扫取的RFID标签信息与所述质检员的身份信息、当前定位信息、扫取时间、质检结论形成为质检信息后上传给平台。

作为本发明的一种优选方案，平台判断每个所述施工计划的施工质量的方法步骤包括：

L1，判断按权限操作所述施工设备的所述施工人员的数量是否超过预设的第一数量阈值，

若否，则将所述施工计划的施工质量判定为等级1；

若是，则转入步骤L2；

L2，判断同个所述施工计划下的反馈运行正常的所述施工设备的数量是否超过第二数量阈值，

若否，则将所述施工计划的施工质量判定为等级2；

若是，则转入步骤L3；

L3，判断所述质检员对所述施工计划所涉及的所有所述施工设备的质检结果为“合格”的设备数量是否超过第三数量阈值，

若否，则将所述施工计划的施工质量判定为等级3；

若是，则将所述施工计划的施工质量判定为等级4。

作为本发明的一种优选方案，判断所述施工人员是否按权限操作所述施工设备的方法为：

从数据库中获取所述第一关联数据中记载的所述施工人员有权限操作的施工设备清单，然后将所述第一关联数据中记载的所述施工人员当前操作的所述施工设备的RFID标签信息与获取的所述施工设备清单中的设备信息作信息匹配，

若匹配成功，则判定所述施工人员有权限操作当前操作的所述施工设备；

若匹配不成功，则判定所述施工人员无权限操作当前操作的所述施工设备。

作为本发明的一种优选方案，平台计算整体施工质量的方法为：

赋予每个所述施工计划相对应的整体施工质量计算权重，记为w′_i，w′_i表示第i个所述施工计划在计算整体施工质量时所占的权重，然后通过以下公式(2)计算整体施工质量r′_p：

r′_p＝w′₁×r′₁+w′₂×r′₂+…+w′_i×r′_i+…+w′_n×r_n 公式(2)

公式(2)中，r′_i表示第i个所述施工计划的施工质量等级所对应转换的数值；

n表示所述施工计划的数量；

i＝1，2，3，…，n；

w′₁+w′₂+…+w′_i+…+w′_n＝1；

将r′_p转为为对应的质量等级；

判断每个所述施工计划是否施工异常的方法为：

判断接收到的关联同个所述施工计划的所有所述第一关联数据中记载的所述扫码人员的当前定位位置是否全部落入到与作为扫码对象的所述施工设备的安装位置应当落入的所述区域网格中，

若是，则判定所述施工计划施工正常；

若否，则判定所述施工计划出现施工异常并提示报警；

同时，当判定所述施工计划涉及的所述施工人员中至少有一名无权限操作当前操作的所述施工设备时，判定所述施工计划出现施工异常并提示报警。

本发明还提供了一种基于RFID的工程质量、进度管理系统，可实现所述的基于RFID的工程质量、进度管理方法，包括：

工程质量进度管理平台以及每个施工人员手持的与所述工程质量进度管理平台通信连接的PDA设备，所述工程质量进度管理平台用于提供给平台管理人员按日期制定施工计划，并将每个所述施工计划拆分为若干个子任务通过所述PDA设备下发给对应的所述施工人员，所述PDA设备用于提供给所述施工人员或质检员输入施工或质检状态后扫取施工设备的RFID标签并对扫码人员的当前所处位置进行定位，然后将扫取的RFID标签信息与扫码人员的身份信息、当前定位信息、施工状态或质检状态相关联后形成关联数据发送给平台；

所述工程质量进度管理平台还用于根据接收到的关联数据、每台所述施工设备的运行状态反馈结果计算每个所述施工计划以及整体的施工进度，并判断每个所述施工计划以及整体的施工质量以及是否出现施工异常情况，最终将施工进度计算结果、施工质量及施工是否异常判断结果展示给用户，

所述工程质量进度管理平台中具体包括：

施工计划制定模块，用于提供给所述平台管理人员按日期指定施工计划，明确每个所述施工计划下所涉及的施工人员、施工涉及的设备、材料、施工设备的安装位置或允许作业区域，每个所述施工人员有权限操作的施工设备以及施工起止日期，然后将每个所述施工计划拆分为若干个子任务，并将每个所述子任务通过所述PDA设备下发给对应的所述施工人员；

区域网格划分模块，连接所述施工计划制定模块，用于将每个所述施工计划涉及的施工区域划分为若干个区域网格，然后根据所明确的各所述施工设备的安装位置或允许作业区域，计算每个所述施工设备的安装位置或允许作业区域对应落入的所述区域网格；

数据接收及存储模块，用于接收各所述施工人员或质检员通过所述PDA设备传送的第一关联数据、第二关联数据、每台所述施工设备的运行状态反馈结果以及所述质检员的质检结果并存储；

施工进度计算模块，连接所述数据接收及存储模块，用于根据接收到的所述第一关联数据、所述第二关联数据以及所述施工计划所涉及的所述施工设备的数量计算所述施工计划的当前施工进度，以及根据各所述施工计划的当前施工进度计算整体的施工进度；

施工质量判断模块，连接所述数据接收及存储模块，用于根据所述施工计划下的反馈运行正常的所述施工设备的数量、质检员反馈质检合格的所述施工设备的数量以及按权限操作所述施工设备的所述施工人员的数量，将所述施工计划判定为对应的施工质量等级，并用于根据每个所述施工计划对应的施工质量等级判定整体施工质量；

施工是否异常判断模块，分别连接所述区域网格划分模块和所述数据接收及存储模块，用于判断接收到的关联所述施工计划的所有所述第一关联数据中记载的扫码人员的当前定位位置是否全部落入到与作为扫码对象的所述施工设备具有落入关系的对应的所述区域网格中，

若是，则判定所述施工计划未出现施工异常；

若否，则判定所述施工计划出现施工异常；

并用于判断所述施工计划涉及的所述施工人员中是否至少有一名无权限操作当前操作的所述施工设备，

若是，则判定所述施工计划出现施工异常；

若否，则判定所述施工计划施工正常。

本发明通过RFID射频识别技术并结合每个施工人员操作施工设备时的定位信息、每台施工设备的运行状态反馈信息以及质检员对施工情况的质检结果实现了对工程质量及工程进度的精细化管理及对施工异常的及时监控。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例提供的基于RFID的工程质量、进度管理方法的实现步骤图；

图2是计算每个施工设备的安装位置或允许作业区域对应落入的区域网格的方法步骤图；

图3是判断每个施工计划的施工质量的方法步骤图；

图4是本发明一实施例提供的基于RFID的工程质量、进度管理系统的结构示意图；

图5是对施工计划涉及的施工区域划分的若干个区域网格的示意图；

图6是扩充初始施工区域的示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若出现术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“连接”等指示部件之间的连接关系，该术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通或两个部件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明实施例提供的基于RFID的工程质量、进度管理方法，如图1所示，包括：

步骤S1，通过工程质量进度管理平台(运行在PC电脑等智能终端)按日期制定施工计划，比如对于一施工区块，制定1月1日这一天的多个施工计划，明确每个施工计划下所涉及的施工人员、施工涉及的设备、材料、施工设备的安装位置或允许作业区域，每个施工人员有权限操作的施工设备以及施工起止日期，然后将每个施工计划拆分为若干个子任务，并将每个子任务下发给对应的施工人员；

比如，一个给排水施工计划涉及的施工人员有A、B、C、D、E三人，施工涉及的设备有水泵、气压给水装置、水箱、安全阀、压力表1、压力表2、气压罐、止回阀、排污泵、水管1、水管2、水管3、水管4、挖掘机，其中水泵、安全阀、止回阀、水管1的安装位置为P1，气压给水装置、压力表1、水管2的安装位置为P2，水箱、压力表2、水管3的安装位置为P3，气压罐、排污泵、水管4的安装位置为P4，挖掘机的允许作业区域为P1、P2、P3、P4，施工人员A有权限操作的施工设备为水泵、安全阀、止回阀和水管1，施工人员B有权限操作的施工设备为气压给水装置、压力表1、水管2，施工人员C有权限操作的施工设备为水箱、压力表2、水管3，施工人员D有权限操作的施工设备为气压罐、排污泵和水管4，施工人员3有权限操作的施工设备为挖掘机。施工人员A、B、C、D、E的施工起止日期都是1月1日，表示施工人员A、B、C、D、E需要在1月1日这一天完成各自的施工任务。

明确施工计划下所涉及的施工人员、施工涉及的设备、材料、施工设备的安装位置或允许作业区域、每个施工人员有权限操作的施工设备以及施工起止日期后，通过平台将每个施工计划拆分为若干个子任务。每个子任务中记载有施工内容、每个施工设备的安装位置或允许使用区域、施工设备的品牌、型号、类型、安装或使用日期以及施工人员的基本信息(包括姓名、性别、职称等)。施工内容比如为针对施工人员A的“在1月1日前往P1位置处安装好水泵、安全阀、止回阀、水管1”；针对施工人员B的“在1月1日前往P2位置处安装好气压给水装置、压力表1、水管2”；针对施工人员E的“在1月1日当天操作挖掘机为施工人员A、B、C、D做好施工现场挖掘工作”。

需要说明的是，除给排水设施外，施工涉及的设施还包括消防设施、安防设施、电气设施、照明设施、通风设施、暖通设施等。消防设施包括灭火器、消防栓、烟感系统、火灾报警系统、喷淋系统等施工设备；安防设施包括监控摄像头、探测器等；电气设施包括开关柜、配电柜、变压器、断路器、架空线、接触器、发电机等；照明设施包括灯杆、灯具、开关等照明辅助设备；通风设施包括离心风机、除尘净化设备、排风扇、净化塔等；暖通设施包括换热器、散热器、冷却塔、风机盘、锅炉等。

施工计划所涉及的施工设备并非仅限于同一类型的设施，可以将给排水设施、消防设施、电气设施、照明设施等中的施工设备归于同个施工计划下，由具有操作权限的不同施工人员组成为该施工计划的施工团队进行现场施工。

步骤S2，平台将每个施工计划涉及的施工区域划分为若干个区域网格，然后根据所明确的各施工设备的安装位置或允许作业区域，计算每个施工设备的安装位置或允许作业区域对应落入的区域网格。

计算每个施工设备的安装位置或允许作业区域对应落入的区域网格是为了实现后续对该施工计划是否存在施工异常的判断。

本发明计算每个施工设备的安装位置或允许作业区域对应落入的区域网格的方法如图2所示，包括：

步骤S21，获取施工计划涉及的施工设备的安装位置坐标或允许作业区域的边界位点坐标；

步骤S22，计算各坐标点间的上下垂直距离以及左右水平距离，并以较长的上下垂直距离或左右水平距离为正方形围合区域的边围合住各坐标点形成该施工计划初始的施工区域；

假设图5中挖掘机的允许作业区域的边界位点6与水泵1的左右水平距离l1在各左右水平距离中最长，气压给水装置2与排污泵4的上下垂直距离l2在各上下垂直距离中最长，且l1的长度大于l2的长度，那么平台以l1为正方形围合区域的边围合住各坐标点形成该施工计划初始的施工区域。

为了降低施工进度、质量及施工异常判断的差错率，我们通过扩充初始施工区域的方式为实际作业区域设置了允许误差范围，即：

步骤S23，对初始的正方形围合区域按比例进行扩充，形成关联该施工计划的施工区域。图5中虚线框选的区域为该施工计划的初始施工区域，实线框选的区域为扩充后的允许施工人员为执行该施工计划的作业区域；这里的按比例扩充可以是围合的初始施工区域的边长的1.2倍、1.5倍、1.8倍或2倍。扩充倍数越大，允许施工人员的作业范围越大，但不利于对施工人员的允许作业区域的精准监控，因此我们优选将扩充倍数定为1.2。

步骤S24，对扩充后的正方形围合区域的4条边进行等分，每条边上的两两等分点间的等分距离相等，然后从相互垂直的第一边s1和第二边s2的每个等分点o1上分别引出一条等分线b1连接至相对边的相对等分点上将该正方形围合区域划分为若干个区域网格并对每个区域网格进行标号，比如图5中的“1”“2”……“9”；

步骤S25，计算每个区域网格的4个顶点的坐标，并判断该施工计划所涉及的每个施工设备的安装位置坐标或允许作业区域的边界位点坐标是否落在区域网格的4个顶点坐标范围内，

若是，则判定施工设备的安装位置或允许作业区域落入到当前参与判断的区域网格中，并记录该施工设备与区域网格的落入关系；

若否，则判定施工设备的安装位置或允许作业区域未落入当前参与判断的区域网格中。

每个区域网格的4个顶点坐标的计算方法为：

请参照图5，假设水泵1的安装位点在xy轴坐标系下的坐标为(x₁，y₁)，气压给水装置2的安装位点的坐标为(x₂，y₂)，边界位点6的坐标为(x₆，y₆)，由于水泵1的安装位点与边界位点6的左右水平距离在各个位点之间最长，所以平台以水泵1所在的位点为xy轴坐标系的原点，根据水泵1、气压给水装置2的安装位点的坐标以及边界位点6的坐标，计算该施工计划的初始施工区域的正方形围合区域的4个顶点的坐标，计算方法为：

图5中的M1、M2、M3、M4为初始施工区域的4个顶点，根据水泵1和气压给水装置2的位点坐标，可计算出M1的坐标为(x₁，y₂)、M2的坐标为(x₆，y₂)、M3的坐标为(x₁，y₂-x₆+x₁)，M4的坐标为(x₆，y₂-x₆+x₁)；

然后根据扩充比例，以及M1、M2、M3、M4的坐标计算扩充后的正方形围合区域的4个顶点M′₁、M′₂、M′₃、M′₄的坐标。比如假设扩充倍数为2，初始施工区域的边长为5m，即初始围合的正方形围合区域的面积为5*5＝25个平方，扩充后的施工区域的边长为10，即扩充后的围合区域的面积为10*10＝100平方米，则根据图6，以M1、M2、M3和M4围合的初始围合区域的中心位点为xy轴坐标系的原点，可以计算得到M′₁的坐标为(2x₁，2y₂)，M′₂的坐标为(2x₆，2y₂)，M′₃的坐标为(2x₁，2y₂-2x₆+2x₁)，M′₄的坐标为(2x₆，2y₂-2x₆+2x₁)。

得到M′₁、M′₂、M′₃、M′₄，则可以根据等分距离计算出每个区域网格的4个顶点坐标。然后平台判断每个施工设备的安装位置坐标或允许作业区域的边界位点坐标是否落入到对应的区域范围内，比如图5中的气压给水装置2的安装位置的横纵坐标落入序号为“1”的区域网格的4个顶点坐标范围内，则判定气压给水装置2的安装位置落入到序号为“1”的区域网格中，并记录该气压给水装置2与序号为“1”的区域网格的落入关系为“气压给水装置2-区域网格1”。

另外，如果施工设备为具有活动区域而非具有固定安装位置的挖掘机等，判断挖掘机等施工设备落入相应的区域网格的方法为：

如图5所示，假设施工计划中为挖掘机指定的施工边界位点落入序号为“3”“4”“8”的这3个区域网格，则平台会自动识别出与“3”同行且与“4”同列的重叠区域网格“1”，并识别出与“4”同列与“8”同行的重叠区域网格“7”以及识别出与“3”同列且与“8”同行的区域网格“9”，并以序号为“1”“7”“9”“3”围合的区域(即序号1-9的区域网格覆盖的面积范围)为挖掘机的允许作业区域。

计算出每个施工计划涉及的每个施工设备的安装位置或允许作业区域对应落入的区域网格后，本实施例提供的基于RFID的工程质量、进度管理方法转入：

步骤S3，施工人员根据接收的子任务领取所需的施工设备后到达指定的施工位置，并在手持的PDA设备提供的施工操作界面上选择“施工开始”状态选项后激活PDA设备的RFID标签扫取功能，然后扫取施工设备的RFID标签，PDA设备在扫取RFID标签时同时自动对扫码人员的当前位置进行定位，并将扫取的RFID标签与扫码人员的身份信息(登录PDA设备提供的施工操作界面后即获取了扫码人员的身份信息)、当前定位信息、扫取时间、施工开始状态相关联后形成第一关联数据发送给平台。第一关联数据的记录形式比如可以为：施工人员A-扫取对象为水泵1-当前定位坐标为(x，y)-标签扫取时间为09：05’38”-施工状态为“开始施工”；

并在施工结束后，在PDA设备提供的施工操作界面上选择“施工结束”状态选项后再次扫取该施工设备上的RFID标签，PDA设备将扫取的RFID标签信息与扫码人员的身份信息、当前定位信息、扫取时间、施工结束状态相关联后形成第二关联数据发送给平台。第二关联数据的记录形式比如可以为：施工人员A-扫取对象为水泵1-当前定位坐标为(x，y)-标签扫取时间为17:02’18”-施工状态为“结束施工”；

步骤S4，平台根据每个施工计划下的每个扫码人员上传的第一关联数据、第二关联数据、每台施工设备的运行状态反馈结果以及质检员的质检结果计算每个施工计划以及整体的施工进度，并判断每个施工计划以及整体的施工质量以及是否出现施工异常情况，最终将施工进度计算结果、施工质量及施工是否异常判断结果展示给用户。

本发明中，平台计算每个施工计划的施工进度的方法具体为：

平台首先计算接收到的关联同个施工计划的第一关联数据的条数S_d1、第二关联数据的条数S_d2分别与施工计划涉及的所述施工设备的数量S_e的比值SV1、SV2，然后通过以下判断方法判断施工计划的当前施工进度：

当比值SV1大于等于30％且小于等于70％时，判定施工计划当前的完工进度为10％；

当比值SV1大于70％且小于等于1时，判定该施工计划当前的完工进度为30％；

当比值SV2大于等于30％且小于等于70％时，判定该施工计划当前的完工进度为50％；

当比值SV2大于70％且小于等于1时，判定该施工计划当前的完工进度为80％。

由于SV1、SV2评价完工进度的依据为处于施工开始或施工结束状态的施工设备的数量，但根据施工状态去评价施工进度的精度还不够理想，比如，若施工人员未正确安装施工设备导致该施工设备无法正常工作需要二次安装，但该施工人员针对该施工设备选择了“施工结束”这一选项，显然，此时以SV2去评价施工进度是不准确的。因此为了进一步提升施工进度评价的精度，我们将每台施工设备的运行状态反馈结果(规定施工结束时，每个施工人员必须启动施工设备，施工设备启动后会自动向平台反馈运行状态为正常或非正常)或质检员人为在现场的质检结果纳入到施工进度评价体系中，具体地，

当接收到施工计划所涉及的80％以上的施工设备正常运行的状态反馈或接收到质检员的80％以上的施工设备“质检合格”的状态反馈后，判定施工计划当前的完工进度为90％；

当接收到施工计划所涉及的所有施工设备正常运行的状态反馈或接收到质检员对所有施工设备的“质检合格”状态反馈后，判定施工计划当前的完工进度为100％。

质检员向平台反馈之间结果的方法具体为：

质检员领取平台下发的质检任务后到达指定的质检区域，手持PDA设备扫取施工设备的RFID标签，PDA设备扫取RFID标签信息后将自动对扫码人员的当前位置进行定位，并将扫取的RFID标签信息与扫码人员(即质检员)的身份信息、当前定位信息、扫取时间、质检结论(质检结论为“合格”或“不合格”，由质检员扫取RFID标签前在PDA设备提供的质检操作界面中输入)形成为质检信息上传给平台。

而对于整体施工进度的评价，由于每个施工计划涉及的施工设备的数量、施工人员的数量、施工区域面积通常并不相同，因此，每个施工计划单独的施工进度对整体施工进度影响程度并不相同，所以，我们通过赋予不同的施工计划相对应的进度评价影响权重去计算整体的施工进度。具体地，平台计算整体施工进度的方法为：

赋予每个施工计划相对应的整体施工进度计算权重，记为w_i，w_i表示第i个施工计划在计算整体施工进度时所占的权重，然后通过以下公式(1)计算整体施工进度r_P：

r_P＝w₁×r₁+w₂×r₂+…+w_i×r_i+…+w_nr_n 公式(1)

公式(1)中，r_i表示第i个施工计划的当前完工进度；

n表示施工计划的数量；

i＝1，2，3，…，n；

w₁+w₂+…+w_i+…+w_n＝1；

权重wi与施工计划涉及的施工设备的数量多少、施工人员数量的多少、施工区域面积大小等因素有关，具体的权重赋予方法在此不做具体说明。

本发明中，平台判断每个施工计划的施工质量的方法如图3所示，包括：

步骤L1，判断按权限操作施工设备的施工人员的数量是否超过预设的第一数据阈值，若否，则将施工计划的施工质量判定为等级1；

若是，则转入步骤L2；

判断施工人员是否按权限操作施工设备的方法为：

接收到第一关联数据后，平台从数据库中获取第一关联数据中记载的施工人员有权限操作的施工设备清单，然后将第一关联数据中记载的施工人员当前操作的施工设备的RFID标签信息与获取的施工设备清单中的设备信息进行信息匹配，

若匹配成功，则判定该施工人员有权限操作当前所操作的施工设备；

若匹配不成功，则判定该施工人员无权限操作当前所操作的施工设备；

步骤L2，判断同个施工计划下的反馈运行正常的施工设备的数量是否超过第二数量阈值，若否，则将该施工计划的施工质量判定为等级2；

若是，则转入步骤L3；

步骤L3，判断质检员对该施工计划涉及的所有施工设备的质检结果为“合格”的设备数量是否超过第三数量阈值，

若否，则将该施工计划的施工质量判定为等级3；

若是，则将该施工计划的施工质量判定为等级4。

施工质量的等级1、2、3、4逐个提升，等级4的施工质量最好，等级1的施工质量最差。

判定每个施工计划的施工质量后，平台计算整体施工质量，具体计算方法为：

赋予每个施工计划相对应的整体施工质量计算权重，记为w′_i，w′_i表示第i个施工计划在计算整体施工质量时所占的权重，然后通过以下公式(2)计算整体施工质量r′_p：

r′_p＝w′₁×r′₁+w′₂×r′₂+…+w′_i×r′_i+…+w′_n×r′_n 公式(2)

公式(2)中，r′_i表示第i个施工计划的施工质量等级所对应转换的数值，比如施工质量的等级1、等级2、等级3、等级4对应的转换数值为60分、70分、80分和95分，第i个施工计划的施工质量等级若为等级3，则r′_i＝80；

n表示所述施工计划的数量；

i＝1，2，3，…，n；

w′₁+w′₂+…+w′_i+…+w′_n＝1；

将r′_p转为为对应的质量等级；比如，设定0≤r′_p＜70对应等级1(合格)，70≤r′_p＜80对应等级2(良好)，80≤r′_p＜95对应等级3(好)，95≤r′_p对应等级4(优秀)，则若r′_p＝75，则整体施工质量的等级为2。

本发明判断每个施工计划是否存在施工异常的方法为：

判断接收到的关联同个施工计划的所有所述第一关联数据中记载的扫码人员的当前定位位置是否全部落入到与作为扫码对象的施工设备的安装位置应当落入的区域网格中，

若是，则判定该施工计划施工正常；

若否，则判定该施工计划出现施工异常；

比如如图5所示，根据步骤S2确定的施工设备与对应区域网络的落入关系，作为扫码对象的水泵1的安装位置应当落入序号为“1”的区域网格中，如果施工人员扫取水泵1后生成的第一关联数据中记载的扫码人员的当前定位位置不在序号为“1”的区域网格中，则判定水泵1的安装位置错误，即判定该施工人员的施工行为异常，只要同个施工计划下涉及的各施工人员中有一个存在上述的施工异常行为，即判定该施工计划出现施工异常并提示报警。

同时，当判定施工计划涉及的施工人员中至少有一名无权限操作当前所操作的施工设备时，判定施工计划出现施工异常并提示报警。判断施工人员是否有权限操作当前所操作的施工设备的方法在上述内容中已经作了阐述，在此不再赘述。

本发明还提供了一种基于RFID的工程质量、进度管理系统，可实现上述的基于RFID的工程质量、进度管理方法，如图4所示，基于RFID的工程质量、进度管理系统包括：

工程质量进度管理平台以及每个施工人员手持的与工程质量进度管理平台通信连接的PDA设备，工程质量进度管理平台用于提供给平台管理人员按日期制定施工计划，并将每个施工计划拆分为若干个子任务通过PDA设备下发给对应的施工人员，PDA设备用于提供给施工人员或质检员输入施工或质检状态后扫取施工设备的RFID标签并对扫码人员的当前所处位置进行定位，然后将扫取的RFID标签信息与扫码人员的身份信息、当前定位信息、施工状态或质检状态相关联后形成关联数据发送给平台；

工程质量进度管理平台还用于根据接收到的关联数据、每台施工设备的运行状态反馈结果计算每个施工计划以及整体的施工进度，并判断每个施工计划以及整体的施工质量以及是否出现施工异常情况，最终将施工进度计算结果、施工质量及施工是否异常判断结果展示给用户，

工程质量进度管理平台中具体包括：

施工计划制定模块，用于提供给平台管理人员按日期指定施工计划，明确每个施工计划下所涉及的施工人员、施工涉及的设备、材料、施工设备的安装位置或允许作业区域，每个施工人员有权限操作的施工设备以及施工起止日期，然后将每个施工计划拆分为若干个子任务，并将每个子任务通过PDA设备下发给对应的施工人员；

区域网格划分模块，连接施工计划制定模块，用于将每个施工计划涉及的施工区域划分为若干个区域网格，然后根据所明确的各施工设备的安装位置或允许作业区域，计算每个施工设备的安装位置或允许作业区域对应落入的区域网格；

数据接收及存储模块，用于接收各施工人员或质检员通过PDA设备传送的第一关联数据、第二关联数据、每台施工设备的运行状态反馈结果以及质检员的质检结果并存储；

施工进度计算模块，连接数据接收及存储模块，用于根据接收到的第一关联数据、第二关联数据以及施工计划所涉及的施工设备的数量计算施工计划的当前施工进度，以及根据各施工计划的当前施工进度计算整体的施工进度；

施工质量判断模块，连接数据接收及存储模块，用于根据施工计划下的反馈运行正常的施工设备的数量、质检员反馈质检合格的施工设备的数量以及按权限操作施工设备的施工人员的数量，将施工计划判定为对应的施工质量等级，并用于根据每个施工计划对应的施工质量等级判定整体施工质量；

施工是否异常判断模块，分别连接区域网格划分模块和数据接收及存储模块，用于判断接收到的关联施工计划的所有第一关联数据中记载的扫码人员的当前定位位置是否全部落入到与作为扫码对象的施工设备具有落入关系的对应的区域网格中，

若是，则判定施工计划未出现施工异常；

若否，则判定施工计划出现施工异常；

并用于判断施工计划涉及的施工人员中是否至少有一名无权限操作当前操作的施工设备，

若是，则判定施工计划出现施工异常；

若否，则判定施工计划施工正常。

综上，本发明通过RFID射频识别技术并结合每个施工人员操作施工设备时的定位信息、每台施工设备的运行状态反馈信息以及质检员对施工情况的质检结果实现了对工程质量及工程进度的精细化管理及对施工异常的及时监控。

需要声明的是，上述具体实施方式仅仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员应该明白，还可以对本发明做各种修改、等同替换、变化等等。但是，这些变换只要未背离本发明的精神，都应在本发明的保护范围之内。另外，本申请说明书和权利要求书所使用的一些术语并不是限制，仅仅是为了便于描述。

Claims (10)

1.一种基于RFID的工程质量、进度管理方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，通过工程质量进度管理平台按日期制定施工计划，明确每个所述施工计划下所涉及的施工人员、施工涉及的设备、材料、施工设备的安装位置或允许作业区域、每个所述施工人员有权限操作的施工设备以及施工起止日期，然后将每个所述施工计划拆分为若干个子任务，并将每个所述子任务下发给对应的所述施工人员；

S2，平台将每个所述施工计划涉及的施工区域划分为若干个区域网格，然后根据所明确的各所述施工设备的安装位置或允许作业区域，计算每个所述施工设备的安装位置或允许作业区域对应落入的所述区域网格；

S3，所述施工人员根据接收的所述子任务领取所需的所述施工设备后到达指定的施工位置，并在手持的PDA设备提供的施工操作界面上选择“施工开始”状态选项后扫取所述施工设备上的RFID标签，所述PDA设备将扫取的RFID标签信息与扫码人员的身份信息、当前定位信息、扫取时间、施工开始状态相关联后形成第一关联数据发送给平台，

并在施工结束后，在所述PDA设备提供的施工操作界面上选择“施工结束”状态选项后再次扫取所述施工设备上的RFID标签，所述PDA设备将扫取的RFID标签信息与扫码人员的身份信息、当前定位信息、扫取时间、施工结束状态相关联后形成第二关联数据发送给平台；

S4，平台根据每个所述施工计划下的每个扫码人员上传的所述第一关联数据、所述第二关联数据、每台所述施工设备的运行状态反馈结果以及质检员的质检结果计算每个所述施工计划以及整体的施工进度，并判断每个所述施工计划以及整体的施工质量以及是否出现施工异常情况，最终将施工进度计算结果、施工质量及施工是否异常判断结果展示给用户。

2.根据权利要求1所述的基于RFID的工程质量、进度管理方法，其特征在于，每个所述子任务中记载有施工内容、施工设备的安装位置或允许使用区域、施工设备的品牌、型号、类型、安装或使用日期以及施工人员的基本信息。

3.根据权利要求1所述的基于RFID的工程质量、进度管理方法，其特征在于，步骤S2中，计算每个所述施工设备的安装位置或允许作业区域对应落入的所述区域网格的方法步骤包括：

S21，获取所述施工计划涉及的施工设备的安装位置坐标或允许作业区域的边界位点坐标；

S22，计算各坐标点间的上下垂直距离以及左右水平距离，并以较长的所述上下垂直距离或所述左右水平距离为正方形围合区域的边围合住各所述坐标点形成所述施工计划初始的施工区域；

S23，对初始的所述正方形围合区域按比例进行扩充，形成关联所述施工计划的施工区域；

S24，对扩充后的所述正方形围合区域的4条边进行等分，每条边上的两两等分点间的等分距离相等，然后从相互垂直的第一边和第二边的每个等分点上分别引出一条等分线连接到相对边的相对等分点上将所述正方形围合区域划分为若干个所述区域网格并对每个所述区域网格进行标号；

S25，计算每个所述区域网格的4个顶点的坐标，并判断所述施工计划涉及的每个所述施工设备的安装位置坐标或允许作业区域的边界位点坐标是否落在所述区域网格的4个顶点坐标范围内，

若是，则判定所述施工设备的安装位置或允许作业区域落入到当前参与判断的所述区域网格中，并记录所述施工设备与所述区域网格的落入关系；

若否，则判定所述施工设备的安装位置或允许作业区域未落入当前参与判断的所述区域网格中。

4.根据权利要求3所述的基于RFID的工程质量、进度管理方法，其特征在于，步骤S4中，平台计算每个所述施工计划的施工进度的方法为：

平台首先计算接收到的关联同个所述施工计划的所述第一关联数据的条数S_d1、所述第二关联数据的条数S_d2分别与所述施工计划涉及的所述施工设备的数量S_e的比值SV1、SV2，然后通过以下判断方法判断所述施工计划的当前施工进度：

当所述比值SV1大于等于30％且小于等于70％时，判定所述施工计划当前的完工进度为10％；

当所述比值SV1大于70％且小于等于1时，判定所述施工计划当前的完工进度为30％；

当所述比值SV2大于等于30％且小于等于70％时，判定所述施工计划当前的完工进度为50％；

当所述比值SV2大于70％且小于等于1时，判定所述施工计划当前的完工进度为80％；

当接收到所述施工计划所涉及的80％以上的所述施工设备正常运行的状态反馈或接收到质检员的80％以上的所述施工设备“质检合格”的状态反馈后，判定所述施工计划当前的完工进度为90％；

当接收到所述施工计划所涉及的所有所述施工设备正常运行的状态反馈或接收到质检员对所有所述施工设备的“质检合格”状态反馈后，判定所述施工计划当前的完工进度为100％。

5.根据权利要求4所述的基于RFID的工程质量、进度管理方法，其特征在于，步骤S4中，平台计算整体施工进度的方法为：

赋予每个所述施工计划相对应的整体施工进度计算权重，记为w_i，w_i表示第i个所述施工计划在计算整体施工进度时所占的权重，然后通过以下公式(1)计算整体施工进度r_P：

r_P＝w₁×r₁+w₂×r₂+…+w_i×r_i+…+w_nr_n 公式(1)

公式(1)中，r_i表示第i个所述施工计划的当前完工进度；

n表示所述施工计划的数量；

i＝1，2，3，…，n；

w₁+w₂+…+w_i+…+w_n＝1。

6.根据权利要求4所述的基于RFID的工程质量、进度管理方法，其特征在于，所述质检员向平台反馈质检结果的方法为：

所述质检员领取平台下发的质检任务后到达指定的质检区域，手持所述PDA设备扫取所述施工设备的RFID标签，所述PDA设备将扫取的RFID标签信息与所述质检员的身份信息、当前定位信息、扫取时间、质检结论形成为质检信息后上传给平台。

7.根据权利要求6所述的基于RFID的工程质量、进度管理方法，其特征在于，平台判断每个所述施工计划的施工质量的方法步骤包括：

L1，判断按权限操作所述施工设备的所述施工人员的数量是否超过预设的第一数量阈值，

若否，则将所述施工计划的施工质量判定为等级1；

若是，则转入步骤L2；

L2，判断同个所述施工计划下的反馈运行正常的所述施工设备的数量是否超过第二数量阈值，

若否，则将所述施工计划的施工质量判定为等级2；

若是，则转入步骤L3；

L3，判断所述质检员对所述施工计划所涉及的所有所述施工设备的质检结果为“合格”的设备数量是否超过第三数量阈值，

若否，则将所述施工计划的施工质量判定为等级3；

若是，则将所述施工计划的施工质量判定为等级4。

8.根据权利要求7所述的基于RFID的工程质量、进度管理方法，其特征在于，判断所述施工人员是否按权限操作所述施工设备的方法为：

从数据库中获取所述第一关联数据中记载的所述施工人员有权限操作的施工设备清单，然后将所述第一关联数据中记载的所述施工人员当前操作的所述施工设备的RFID标签信息与获取的所述施工设备清单中的设备信息作信息匹配，

若匹配成功，则判定所述施工人员有权限操作当前操作的所述施工设备；

若匹配不成功，则判定所述施工人员无权限操作当前操作的所述施工设备。

9.根据权利要求8所述的基于RFID的工程质量、进度管理方法，其特征在于，平台计算整体施工质量的方法为：

赋予每个所述施工计划相对应的整体施工质量计算权重，记为w′_i，w′_i表示第i个所述施工计划在计算整体施工质量时所占的权重，然后通过以下公式(2)计算整体施工质量r′_p：

r′_p＝w′₁×r′₁+w′₂×r′₂+…+w′_i×r′_i+…+w′_n×r′_n 公式(2)

公式(2)中，r′_i表示第i个所述施工计划的施工质量等级所对应转换的数值；

n表示所述施工计划的数量；

i＝1，2，3，…，n；

w′₁+w′₂+…+w′_i+…+w′_n＝1；

将r′_p转为为对应的质量等级；

判断每个所述施工计划是否施工异常的方法为：

判断接收到的关联同个所述施工计划的所有所述第一关联数据中记载的所述扫码人员的当前定位位置是否全部落入到与作为扫码对象的所述施工设备的安装位置应当落入的所述区域网格中，

若是，则判定所述施工计划施工正常；

若否，则判定所述施工计划出现施工异常并提示报警；

同时，当判定所述施工计划涉及的所述施工人员中至少有一名无权限操作当前操作的所述施工设备时，判定所述施工计划出现施工异常并提示报警。

10.一种基于RFID的工程质量、进度管理系统，可实现如权利要求1-9任意一项所述的基于RFID的工程质量、进度管理方法，其特征在于，包括：

工程质量进度管理平台以及每个施工人员手持的与所述工程质量进度管理平台通信连接的PDA设备，所述工程质量进度管理平台用于提供给平台管理人员按日期制定施工计划，并将每个所述施工计划拆分为若干个子任务通过所述PDA设备下发给对应的所述施工人员，所述PDA设备用于提供给所述施工人员或质检员输入施工或质检状态后扫取施工设备的RFID标签并对扫码人员的当前所处位置进行定位，然后将扫取的RFID标签信息与扫码人员的身份信息、当前定位信息、施工状态或质检状态相关联后形成关联数据发送给平台；

所述工程质量进度管理平台还用于根据接收到的关联数据、每台所述施工设备的运行状态反馈结果计算每个所述施工计划以及整体的施工进度，并判断每个所述施工计划以及整体的施工质量以及是否出现施工异常情况，最终将施工进度计算结果、施工质量及施工是否异常判断结果展示给用户，

所述工程质量进度管理平台中具体包括：

施工计划制定模块，用于提供给所述平台管理人员按日期指定施工计划，明确每个所述施工计划下所涉及的施工人员、施工涉及的设备、材料、施工设备的安装位置或允许作业区域，每个所述施工人员有权限操作的施工设备以及施工起止日期，然后将每个所述施工计划拆分为若干个子任务，并将每个所述子任务通过所述PDA设备下发给对应的所述施工人员；

区域网格划分模块，连接所述施工计划制定模块，用于将每个所述施工计划涉及的施工区域划分为若干个区域网格，然后根据所明确的各所述施工设备的安装位置或允许作业区域，计算每个所述施工设备的安装位置或允许作业区域对应落入的所述区域网格；

数据接收及存储模块，用于接收各所述施工人员或质检员通过所述PDA设备传送的第一关联数据、第二关联数据、每台所述施工设备的运行状态反馈结果以及所述质检员的质检结果并存储；

施工进度计算模块，连接所述数据接收及存储模块，用于根据接收到的所述第一关联数据、所述第二关联数据以及所述施工计划所涉及的所述施工设备的数量计算所述施工计划的当前施工进度，以及根据各所述施工计划的当前施工进度计算整体的施工进度；

施工质量判断模块，连接所述数据接收及存储模块，用于根据所述施工计划下的反馈运行正常的所述施工设备的数量、质检员反馈质检合格的所述施工设备的数量以及按权限操作所述施工设备的所述施工人员的数量，将所述施工计划判定为对应的施工质量等级，并用于根据每个所述施工计划对应的施工质量等级判定整体施工质量；

施工是否异常判断模块，分别连接所述区域网格划分模块和所述数据接收及存储模块，用于判断接收到的关联所述施工计划的所有所述第一关联数据中记载的扫码人员的当前定位位置是否全部落入到与作为扫码对象的所述施工设备具有落入关系的对应的所述区域网格中，

若是，则判定所述施工计划未出现施工异常；

若否，则判定所述施工计划出现施工异常；

并用于判断所述施工计划涉及的所述施工人员中是否至少有一名无权限操作当前操作的所述施工设备，

若是，则判定所述施工计划出现施工异常；

若否，则判定所述施工计划施工正常。

Images