CN204256455U - 堆石坝填筑碾压轨迹实时监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了堆石坝填筑碾压轨迹实时监控系统，包括碾压轨迹监控终端、安装在碾压设备上的GPS定位装置和为碾压轨迹监控终端与GPS定位装置提供直流电源的车载配电箱，GPS定位装置的信号输出端与碾压轨迹监控终端信号输入端信号连接，碾压轨迹监控终端设置在碾压设备驾驶室内，且碾压轨迹监控终端的碾压轨迹显示装置设置在驾驶人员视野范围内的位置。本实用新型与现有技术相比，能够真正实现对碾压轨迹进行全天候、自动、实时监控，确保碾压参数满足设定的标准要求，且节省人力，避免人为因素带来的失误，提高了碾压设备使用率和人员劳动效率。

Description

堆石坝填筑碾压轨迹实时监控系统

技术领域

本实用新型涉及水利水电工程中的堆石坝施工过程监控技术，特别涉及一种自动对堆石坝填筑碾压轨迹进行实时监控的系统。

背景技术

在堆石坝填筑施工过程中，堆石坝仓面碾压施工质量是衡量堆石坝施工质量的最主要技术指标之一，碾压施工质量必须达到设计标准要求才能进行下一步的施工。碾压施工质量的主要技术指标包括碾压遍数、碾压设备行进速度和激振力状态等碾压参数。碾压施工质量监控，实质是对以上碾压参数的监控。传统的碾压施工质量监控实施，是由现场碾压质量监管人员直接监视碾压设备的碾压轨迹，根据监管人员的主观判断，指挥碾压设备操作人员保持或改变碾压设备行走路线，完成对碾压施工质量的监管，即传统的碾压施工质量监控，是完全靠人工现场旁站监理，管理十分粗放，且受人为因素影响较大，碾压参数控制精度不高。

为了改进传统的碾压施工质量监控存在的不足，申请号为200910069245，发明名称为心墙堆石坝施工质量实时监控方法的专利文件公开了一种实时、远程、自动的堆石坝碾压施工质量监控系统及其实施方法。该堆石坝碾压施工质量监控系统的构成，包括安装在碾压设备上的GPS定位设备，设置在碾压质量分控站的碾压轨迹监控终端(碾压轨迹信息处理装置和碾压轨迹显示装置)，碾压实施过程，由监控碾压质量的分控站工作人员，根据碾压轨迹监控终端的碾压轨迹显示装置所显示的碾压轨迹图像，通过对讲机告知现场旁站碾压质量监管人员碾压设备行走轨迹是否错距、存在漏碾、行进速度偏差等，是否偏离设计，再由现场旁站碾压质量监管人员告知碾压设备操作人员，保持或调整碾压设备行走路线和速度，依此完成对碾压施工质量进行实时监控。该专利文件公开的心墙堆石坝碾压施工质量监控系统及其实施方法，通过GPS定位设备和碾压轨迹监控终端确定碾压设备行走轨迹是否偏离设计路径，以期实现对堆石坝碾压施工质量进行实时、远程、自动监控，确保各项碾压参数满足设计要求。但该技术存在明显的不足，其一，由于对碾压设备的反馈控制是通过多人对话沟通实现对碾压设备的控制，其所带来的问题，一是信息在对话传递过程中由于表达与理解在不同的人之间很难做到一致，因此反馈信息不能及时准确地传达到碾压设备操作人员采取相应的操作，导致下一步碾压操作延迟或失误，使得碾压设备使用率降低；二是需要配备多名碾压质量监管人员，人员劳动效率低。其二是，由于反馈控制有较高实时性要求，对通信网络速度的依赖程度较高，而施工现场环境恶劣，通信网络速度无法完全得到保证。

发明内容

针对现有技术的堆石坝填筑碾压质量实时监控系统存在的不足，本实用新型的目的旨在提供一种新结构的堆石坝填筑碾压轨迹实时监控系统，以改进碾压设备反馈控制方式，提高碾压设备使用率和人员劳动效率。

本实用新型所要解决的上述问题，可通过具有下述技术方案的堆石坝填筑碾压轨迹实时监控系统来完成。

本实用新型提供的堆石坝填筑碾压轨迹实时监控系统，其构成包括设置在碾压设备驾驶室内的碾压轨迹监控终端、安装在碾压设备上的GPS定位装置和为碾压轨迹监控终端与GPS定位装置提供直流电源的车载配电箱，GPS定位装置的信号输出端与碾压轨迹监控终端信号输入端信号连接，碾压轨迹监控终端的碾压轨迹显示装置设置在驾驶人员视野范围内的位置。

在本实用新型的上述技术方案中，GPS定位装置与碾压轨迹监控终端的信号连接，优先采用数据线信号连接，通过数据线将GPS定位装置定位碾压设备的数据传输到碾压轨迹监控终端进行数据处理，将碾压轨迹数据处理成碾压轨迹图像，由碾压轨迹监控终端的碾压轨迹显示装置显示出来，提示碾压设备操作人员完成下一步操作。

在本实用新型的上述技术方案中，最好将GPS定位装置的天线设置在碾压设备驾驶室外的上方，其接收机设置在驾驶室内驾驶人员视野范围内。

在本实用新型的上述技术方案中，碾压设备上最好设置有为碾压轨迹监控终端和GPS定位装置提供直流稳压电源的稳压模块；进一步地，最好设置两个稳压模块，一个稳压模块为碾压轨迹监控终端提供直流稳压电源，一个稳压模块为GPS定位装置提供直流稳压电源；再进一步地，为碾压轨迹监控终端提供直流稳压电源的稳压模块最好为输出电压22～26V的稳压模块；为GPS定位装置提供直流稳压电源的稳压模块为输出电压16～20V的稳压模块。

在本实用新型的上述技术方案中，所述碾压轨迹监控终端为内置有碾压轨迹监控客户端软件和数据软件的平板电脑，电脑主机为数据处理装置，视屏为碾压轨迹显示装置。

本实用新型提供的堆石坝填筑碾压轨迹实时监控系统，可以平板电脑为碾压轨迹监控终端，其主机为作为碾压轨迹信息处理装置，视屏作为碾压轨迹显示装置，通过GPS定位设备实时定位碾压设备，GPS定位设备采集的定位数据上传至碾压轨迹监控终端存储于数据库内，通过内置的碾压轨迹客户端软件和数据库软件对定位数据进行图像化处理和分析计算，得到碾压设备的碾压轨迹、碾压设备行进速度、错距等数据，并将以上数据在碾压轨迹显示装置上以图像的形式显示出来。同时判断碾压设备行进速度、错距是否达到设计标准要求，若不达标，则碾压轨迹显示装置会自动醒目地提示碾压设备操作手进行及时调整，避免漏碾，保证了堆石坝填筑碾压质量，同时在保证堆石坝填筑碾压质量的前提下，也避免了超碾情况的发生，提高了碾压设备的运行效率。系统实现流程见图3。

本实用新型提供的堆石坝填筑碾压轨迹实时监控系统，概括起来主要具有如下功能：

(1)实时动态监测碾压设备运行轨迹，自动监测记录碾压设备在坝面上的碾压遍数、行驶速度及错距，并在碾压轨迹显示装置上可视化显示；

(2)在碾压施工过程中，当存在错距过大、超速时，能够自动醒目地提示碾压设备操作手，以便及时进行调整，使施工质量在整个施工过程中始终处于受控状态。

本实用新型提供的堆石坝填筑碾压轨迹实时监控系统，真正实现了对堆石坝碾压施工质量的实时、远程、自动监控，确保了各项碾压参数满足设计要求，堆石坝填筑碾压质量得到了可靠保证，与现有技术的堆石坝填筑碾压监控技术相比，具有如下十分突出的优点和有益的技术效果：

(1)本实用新型实现了对堆石坝碾压施工碾压轨迹的全天候、自动、实时监控，确保了堆石坝填坝体填筑质量。

(2)实时自动监控系统取代人工控制，在节约人力的同时，也排除了监控中的人为因素，使得监控结果更为真实可信。

(3)在以往类似成果中，碾压设备的反馈控制主要是通过分控站工作人员与现场施工人员进行沟通，且由于监控的实时性特点，对网络速度的依赖程度较高。在本系统中，反馈控制主要是通过直接对碾压设备操作手进行提示完成的，降低了对网络速度的依赖，且提高了反馈控制的实时性。

(4)在以往类似成果中，反馈控制具有滞后性，导致存在漏碾超碾的情况。在本系统中，由于碾压设备操作手可以实时查看碾压轨迹，及时进行调整，减少了漏碾超碾情况，提高碾压设备的运行效率。

附图说明

附图1是本实用新型的监控系统现场布置示意图；

附图2是本实用新型的供电电路及信号传递路线图；

附图3是信号处理过程示意框图。

在上述附图中，各图示标号表示对象分别为：1-碾压设备；2-GPS定位装置天线；3-安装支架；4-碾压轨迹显示装置；5-GPS定位装置接收机。

具体实施方式

下面结合附图给出本实用新型的具体实施例，并通过实施例对本实用新型作进一步的具体描述。有必要在此指出，下面的实施例只是用于更好地阐述本实用新型的工作原理及其实际应用，以便于本领域的技术人员将本实用新型用于具体实施，根据特定的实施进行改进。尽管本实用新型已通过文字揭露其首选实施方案，但通过阅读这些技术文字说明可以领会其中的可优化性和可修改性，并在不偏离本实用新型保护范围和精神上进行改进，但这样的改进应仍属于本实用新型权利要求的保护范围。

实施例

长河坝水电站位于四川省甘孜藏族自治州康定县境内，为大渡河干流水电梯级开发的第10级电站。长河坝采用砾石土心墙堆石坝，坝高240米，大坝填筑量约3300万立方米。在长河坝水电工程的建设管理中，建设单位引入“堆石坝碾压施工碾压轨迹监控系统”对碾压施工过程中的碾压轨迹进行监控。

本实施例的堆石坝碾压施工碾压轨迹监控系统，其构成主要由设置在碾压设备1上的GPS定位设备、碾压轨迹监控监控端4、车载配电箱、为碾压轨迹监控终端提供直流稳压电源的24V稳压模块、为GPS定位设备提供直流稳压电源的18V稳压模块组成，碾压轨迹监控终端的碾压轨迹显示装置通过安装支架3安装在碾压设备操作人员视野范围内，所述GPS定位设备的构成主要包括GPS接收机5、定位天线2、定位天线连接线、差分天线、差分天线连接线，其中GPS定位设备的天线2设置在驾驶室外室顶上，GPS定位设备的接收机5设置驾驶室内，GPS定位设备通过数据线与碾压轨迹监控终端连接。碾压轨迹监控系统各硬件设备作用如下：

(1)碾压设备车载配电箱：为系统提供24V直流电。由于受到碾压设备现场运行的影响，会产生脉冲电压，需要稳压模块配合供电；

(2)24V稳压模块：为碾压轨迹监控终端提供24V稳压电源，保证碾压轨迹监控终端免受脉冲电压的影响，延长其工作寿命；

(3)18V稳压模块：为GPS定位设备提供18V稳压电源，保证GPS接收机免受脉冲电压的影响，延长其工作寿命；

(4)碾压轨迹监控终端：为内置的碾压轨迹监控系统客户端软件、数据库软件SQL2008的硬件载体，接受GPS定位设备上传的实时定位数据，存储于SQL2008，供碾压轨迹监控系统客户端分析计算，是整个系统的核心硬件。

Claims (10)

1.一种堆石坝填筑碾压轨迹实时监控系统，包括碾压轨迹监控终端、安装在碾压设备上的GPS定位装置和为碾压轨迹监控终端与GPS定位装置提供直流电源的车载配电箱，GPS定位装置的信号输出端与碾压轨迹监控终端信号输入端信号连接，其特征在于，碾压轨迹监控终端设置在碾压设备驾驶室内，且碾压轨迹监控终端的碾压轨迹显示装置设置在驾驶人员视野范围内的位置。

2.根据权利要求1所述的堆石坝填筑碾压轨迹实时监控系统，其特征在于，GPS定位装置通过数据线与碾压轨迹监控终端信号连接，将GPS定位装置定位碾压设备的数据传输到碾压轨迹监控终端进行数据处理，将碾压轨迹数据转换成碾压轨迹图像，由碾压轨迹监控终端的碾压轨迹显示装置显示出来。

3.根据权利要求1或2所述的堆石坝填筑碾压轨迹实时监控系统，其特征在于，GPS定位装置的天线设置在碾压设备驾驶室外的上方，其接收机设置在驾驶室内驾驶人员视野范围内。

4.根据权利要求1或2所述的堆石坝填筑碾压轨迹实时监控系统，其特征在于，碾压设备上设置有为碾压轨迹监控终端和GPS定位装置提供稳压电源的稳压模块。

5.根据权利要求3所述的堆石坝填筑碾压轨迹实时监控系统，其特征在于，设置有两个分别为碾压轨迹监控终端和GPS定位装置提供稳压电源的稳压模块。

6.根据权利要求5所述的堆石坝填筑碾压轨迹实时监控系统，其特征在于，设置有两个分别为碾压轨迹监控终端和GPS定位装置提供稳压电源的稳压模块。

7.根据权利要求6所述的堆石坝填筑碾压轨迹实时监控系统，其特征在于，为碾压轨迹监控终端提供稳压电源的稳压模块为输出电压22～26V的稳压模块。

8.根据权利要求6所述的堆石坝填筑碾压轨迹实时监控系统，其特征在于，为GPS定位装置提供稳压电源的稳压模块为输出电压16～20V的稳压模块。

9.根据权利要求1或2所述的堆石坝填筑碾压轨迹实时监控系统，其特征在于，碾压轨迹监控终端为内置有碾压轨迹监控客户端软件和数据软件的平板电脑。

10.根据权利要求6所述的堆石坝填筑碾压轨迹实时监控系统，其特征在于，碾压轨迹监控终端为内置有碾压轨迹监控客户端软件和数据软件的平板电脑。