一、背景

一直以來，水利水電行業在施工建設過程中，普遍存在自然環境惡劣、施工工況復雜、安全事故多發、工程質量監管難度大、施工成本高、施工質量參差不齊等難題，特別是大壩填筑施工質量管理方面，往往難以達到規范要求。為此，中水數建自主研發“智能碾壓”平臺，通過智能化技術提高工程施工的效率、質量和安全性，同時降低施工成本，實現工程施工的高效化、精準化、智能化。

二、概述

“智能碾壓平臺” 是通過在碾壓機械上安裝高精度的北斗設備、VCV傳感器以及終端顯示平板，實時監控碾壓機械的軌跡、速度、遍數、壓實度等指標的監控，并將數據打包上傳到平臺，施工方、監理、業主均可通過平臺或APP對碾壓過程數據和結果數據進行查看。

三、功能、解決問題

（一）功能

1、基礎信息管理：實現包括施工單元管理、質量參數管理、碾壓設備管理等基礎信息數據的管理；

2、施工動態監控：動態監測施工單元施工機械運行軌跡、速度、激振力和碾壓高程等施工數據，可供在線查詢；同時可以在總控中心和現場分控站對大壩碾壓情況進行監控，實現遠程、現場“雙監控”；

3、質量數據的實時統計與分析：實時自動計算和統計施工單元的攤鋪厚度、碾壓遍數等，并在系統上可視化顯示，同時可供在線查詢；

4、施工過程指引：提供友好的人機界面，實時顯示攤鋪機械的攤鋪情況，碾壓機械的碾壓軌跡以及已碾區域的碾壓遍數，駕駛員可以通過裝在駕駛室中的導航平板實時觀測作業面的碾壓情況，讓操作具備可視性，降低了因駕駛員經驗不足而造成的漏壓或過壓情況；

5、實時報警：支持司機端(司機室)和監控端(監控室)，同時對施工不合規情況進行報警，包括攤碾壓速度、振動頻率等；

6、成果管理：系統實現碾壓遍數、壓實厚度、平整度等信息的自動計算和統計，實現速度、振動狀態的分析，在每倉施工結束后，自動生成碾壓單元成果分析報告，作為倉面質量驗收的輔助材料。

（二）解決問題：

傳統碾壓通過人工判斷來記錄碾壓結果，無法獲取施工數據，存在壓不直、漏壓、錯壓、超壓等現象，為大壩建造留下很大隱患。智能碾壓系統通過記錄碾壓機碾壓時的碾壓位置，碾壓厚度等數據，可以實現碾壓過程實時監控，真實同步包括碾壓機行走速度、碾壓遍數、激振力輸出狀態、錯距大小、壓實厚度等碾壓信息，以確保碾壓質量達到要求，極大地提高了工程施工質量、減輕了施工人員勞動強度，提高了施工效率。

四、系統架構

“智能碾壓平臺” 的系統架構主要分為兩部分，分別是現場的終端硬件設備以及服務器上的軟件平臺�，F場會在碾壓機械上安裝定位定向天線用于輸出位置和時間信息，安裝傳感器輸出壓實度信息，在終端平板對數據進行匯總打包后通過網橋或4G、5G卡上傳到平臺。

五、軟、硬件組成

（一）硬件部分

1、固定式基站用于提供差分數據，配合定位定向天線實現厘米級定位；

2、定位定向天線安裝在碾壓機械滾輪正前方，測量距離滾輪中心軸接地處的相對距離，結合慣導算法推算滾輪中心軸接地處的碾壓位置和高程信息；

3、壓實度傳感器用于測量滾輪的振動情況，通過強磁吸附到滾輪中心位置；

4、終端平板通過吸盤吸附在駕駛室內，供司機查看碾壓遍數、碾壓軌跡、碾壓速度等指標，支持多機協作顯示，并將數據打包上傳平臺。

（二）軟件部分

1、平臺端支持實時展示或回放現場車輛的碾壓軌跡、遍數、速度等指標，同時可結合施工臺賬進行單元工程(或倉)的數據質量評定和施工報告導出；

2、APP端可實現移動端的數據查看，同時考慮到項目的施工情況，在原有臺賬(單元工程或倉)的基礎上，新增任務概念，用于對數據進行臨時歸檔。

六、“智能碾壓”平臺操作應用

1、操作前，相關工程人員首先通過現場測量，記錄建倉數據。隨后，在監控系統中進入設計模式，選擇對應的分區進行建倉數據的鍵入，并設置碾壓遍數、行走速度，設計壓實厚度等各種參數；

2、倉面建成后，可在系統中進行碾壓設備的調控，將設備全部調入倉面。開倉后，可以實時進行監控，查看碾壓軌跡和碾壓信息。當倉面經過監控達到設計的遍數要求以及合格率之后，便可進行關倉操作，生成圖形報告；

3、系統生成的圖形報告，包括碾壓圖、遍數圖、軌跡圖、厚度圖等，后續若出現厚度超標等問題，可及時定位并立即聯系現場進行返工處理。

七、智能無人碾壓

“智能無人碾壓”是智能碾壓的升級版本，在智能碾壓平臺的基礎上，通過后裝液壓轉向控制系統、振動控制系統、車輛啟�？刂葡到y來實現碾壓機械的啟停、轉向和高低頻振動，配合云端下放的碾壓路徑，實現無人駕駛碾壓，可以極大程度減輕人工成本，提高工作效率和施工質量。

【責任編輯：韓佳�！�