信息技术在公路建设中的应用与探索
2016-03-01
信息技术实际上就是将各种信息转换为数字形式传输，实现电子存储、创造、分析、管理和交换，为建设者远程提供需要的信息。来马路和马平路的信息技术应用，在信息交换、数据监控和分析、项目建设管理、隐蔽工程质量保证、安全隐患消除、数控量化控制、档案载体等方面产生了颠覆性革新。
三方信息交流平台
利用互联网技术，项目业主开发了业主、监理和承包人等三方信息交流共享平台——“红水河论坛”。论坛设置静态信息网站和动态移动平台。各从业单位快捷获取时态信息，交流经验，揭丑亮美，互相借鉴，协同管理，共同促进。论坛实现了业主与参建人员的对称交流，及时发现和解决工程施工存在的问题，确保各项工作有序推进。
从2011年项目开始，业主下发的各类指令、文件、信息，第一时间通过网站下发，各相关单位及时互动，实现业主与参建单位无障碍沟通、零距离接触。
智能超声波成孔检测
成孔检测手段是确保桩基质量控制关键。为了保证成孔质量，项目引入JL-IUDS(B)智能超声成孔质量检测仪，检测桩孔的孔径、倾斜度、孔深和沉淀厚度等关键指标。
JL-IUDS(B)智能超声成孔质量检测仪，由探头、数据采集仪、计算机和绕线架等组成。探筒声波换能器发射33千赫超声波，接收经孔壁反射的回波信号，方位记录器记录换能器水平旋转方位，深度记录器记录探筒的升降位置。这三者结合，实现孔壁三维立体扫描测试，数据自动计算分析成孔质量，最后形成钻孔的剖面图及结果分析图表。
超声波检测仪在充满泥浆的钻孔中上下无盲区连续拍摄，能够真实揭示钻孔的形状。
预应力智能张拉技术
预应力钢筋混凝土梁板主要质量隐患，源于预应力张拉缺乏有效的质量控制手段。张拉技术直接影响到张拉的精度、效率、安全。为此，业主引入QSM智能张拉技术系统。
该套系统由主、副数控液压泵站、智能型穿心式千斤顶、数据监控电脑组成，可实现单顶、两顶、多顶同步张拉。每个泵站都可以独立控制一台千斤顶，主泵站和副泵站之间通过无线通讯模块传输数据。
油压读数直接显示在触摸屏上，同时把数据传送到泵站的数控模块里，与设定的标准值比较，实现张拉过程应力自动控制，精确施加应力，及时校核伸长量，确保“双控”。一台计算机控制两台或多台千斤顶，实现了同时、同步对称张拉。
业主、监理、施工、检测等单位在同一个互联网平台，实时交互，突破了地域的限制，实现“实时跟踪、智能控制、多方管理、及时纠错”。自动记录张拉数据，杜绝了编造数据的可能，真实实现质量追溯。
智能循环压浆技术
QSM智能循环压浆技术，能有效弥补普通管道压浆不密实引起的钢绞线锈蚀、导致有效预应力下降、降低结构刚度与承载能力的缺陷。
智能循环压浆系统由高速搅拌机、低速搅拌机、螺杆泵、空气压缩机、传感器、电脑主机构成。
智能循环压浆系统自动实现浆液配置，实时监测出浆口流量及压力、回浆口流量及压力，循环流动排空孔道内空气。到达规定循环压浆时间后，自动按规范要求保压压力不低于0.5兆帕，确保压浆密实。
试验检测信息管理平台的应用
项目共设8个工地试验室，5个总监办试验室。为节省时间，提高工作效率，项目引入“公路工程试验检测信息管理平台（H-WIS）”。通过电脑终端进入系统，用户可以直观地检查各试验室试验数据，进而为决策提供依据。
H-WIS平台主要针对土工、集料、石料、钢筋、水泥、水和外加剂、无机结合料、水泥混凝土、砂浆、沥青及沥青混合料等12类原材料或复合材料开展了试验检测，基本满足工地试验室日常管理要求和数据处理需要。
通过H-WIS平台，业主直观反映试验样品台账、检测台账、质量月报及不合格台账等检测信息，项目业主及时掌握了监理单位和施工单位工地试验室的试验数据，实现了试验数据的动态管理，强化了项目监督机构对各级试验室和工程项目工地试验室的信息管理。同时，通过对该平台的数据分析、对比，三方均可以及时发现材料变异、工地现场质量、试验管理等薄弱环节，有针对性地开展检查、纠正。
试验机联网监控平台
水泥胶砂、水泥混凝土、砂浆的强度，对整个项目质量有着至关重要的影响，抽检试样（件）数量非常巨大。为此，该项目引进公路工程试验机联网监控系统，对全线13个实验室的试验实行实时监控，建立试验台账，设置“强度测定值：不达标”检索条件。系统能自动检索出不合格的水泥报告，杜绝了使用强度不达标的水泥。试验台账、报告采用图片格式，用户无法修改，杜绝试验作假，确保上传数据真实。
工地试验室配置的全自动30吨水泥压力试验机、200吨全自动混凝土压力试验机、100吨万能材料试验机、YAW-2000混凝土压力机联网，采用独创的“抗人为干扰的数据远程传输技术”，对试验数据进行管控。
“天眼”行动
来马路、马平路，陆续在四个控制性工程安装远程视频监控系统。其中，马安红水河大桥安装2台，小明山隧道进、出口共安装了6台，在板可隧道出口处安装了3台，那厘右江特大桥安装1台。同时，这几个控制性工程驻地设置设备箱，接收采集回来的视频数据，传至设备箱内的视频服务器，将录像保存。
通过设置远程“天眼”，全天候监控施工现尝道口和周围环境，大大减轻日常人员巡视的工作量，使桥梁、隧道等关键工程的安全生产、质量控制处于动态监控。
图像截取+OCR技术的应用
沥青混凝土面层在混合料生产、摊铺、碾压等环节，传统生产采用随机抽检方式，难以覆盖连续生产的沥青混合料质量。来马路、马平路搅拌机存在设备品牌多样化，DOS操作系统和Windows并存，权限设置非常复杂。业主使用了图像截取+OCR（OpticalCharacterRecognition，光学字符识别），使得沥青混合料从拌合站、运输、摊铺到碾压结束，全程全覆盖监控。
整个过程包括采集搅拌站混和料配合比，摊铺前后及环境的温度、厚度、速度和环境湿度的数据监控。如点击摊铺压路监控，可查看各作业段摊铺温度及厚度，压路机碾压时的温度及碾压遍数，实现摊铺、碾压质量的监控。
图像传输转换为数据，可以查看当天或历史的沥青及各档集料的总量，平均油石比，松铺厚度，各单个热料仓的计量波动及沥青（油石比）用量的计量准确性，绘制逐次检测结果或逐日检测结果平均值的曲线。检查试验数据，是否超出规范允许的误差范围，如果相差过大，系统自动报警。绘制动态油石比检测图、质量控制图、极差图等各种图形。
生产监管，分别采用了视频辅助和短信预警技术，使得生产、监理、业主在第一时间把握整个过程。如短信预警使用连续不合格预警机，N条不合格发给操作员、2N条不合格发给生产管理者，3N条不合格发送给监管方。
公路数字档案的应用与探索
为解决传统公路工程档案滞后、失真，减少档案库房空间占用，降低营运管理成本，利用互联网、云储存技术，广西交通投资集团将来马路、马平路作为打造公路数字档案的依托项目。历时四年，项目组研究了标识编码与公路数字档案的相关性，建立了唯一性识别编码与公路项目文件材料相关性结构模型，制定了“项目代号+属性+类别+流水号”的四段位编码规则；编撰了《公路数字化档案唯一性标识编码词典》；研发了基于唯一性标识编码的《公路工程数字化档案管理系统》；将云储存、二维码技术应用到公路工程档案；构建了公路数字档案框架体系。公路工程数字化档案管理系统具有全自动编码，自动录入、自动批量上传数据、远程多途径检索利用档案信息等功能。该系统设计合理、功能齐全、技术先进、实用性强、运行稳定、安全可靠，为公路工程档案全流程信息化管理，提供来了高效便捷的系统平台。在取得前期成果后，项目公司与广西壮族自治区档案局联合申请立项研究，并列入国家档案局2014年度科技项目计划（档函〔2014〕114号），目前，课题已通过国家档案局的鉴定验收。
2014年12月12日，课题研究成果《公路数字化档案唯一性标识编码词典》；2015年6月17日，课题开发的《公路工程数字化档案管理系统》获中华人民共和国国家版权局颁发的“计算机软件著作权登记证书”，享有《计算机软件保护条例》的全部权利。
把信息技术应用到广西来宾至马山、马山至平果高速公路工程建设管理，通过四年的实践，形成了生产——管理——监管的信息链，产生了成果，取得了一定的经验，初步实现了高速公路项目建设管理与“互联网+”的对接。为今后其他项目全面推行信息化管理，进行了有益的探索。
