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1工程概況

土石壩填筑料工程量大、種類多，傳統(tǒng)計量方式數(shù)據(jù)收集工程量大，準確性差。且上壩堆石 料需進行加水作業(yè)，以提高碾壓質(zhì)量，常規(guī)方法是 在壩面通過布設(shè)水管灑水或灑水車灑水，但會影響 填筑正常進行且在灑水時與填筑施工交叉作業(yè)存在 較大安全隱患。為了實現(xiàn)填筑壩料智能計量稱重和 自動加水改善填筑壩料工程特性，依托長河壩工程 對相關(guān)工程技術(shù)進行研究與應(yīng)用。 長河壩水電站礫石土心墻堆石壩，最大壩高 240．0 in，壩頂長度502．85 nl，頂寬16．O nl，河床 覆蓋層深約80 in，大壩總填筑方量約3 300萬m。

2.壩料計量稱重系統(tǒng)

2．1 壩料計量稱重系統(tǒng)介紹

傳統(tǒng)過磅稱量僅是單純地對填筑壩料的稱重數(shù)據(jù)進行記錄，計量人員每班打印相應(yīng)的過磅數(shù)據(jù)， 并根據(jù)數(shù)據(jù)向各運輸單位進行計量。計量員每次需 要進行大量的分類篩選工作，施工效率低，且相關(guān) 數(shù)據(jù)也僅是作為了計量依據(jù)，不能有效的進行分類 匯總進一步輔助項目管理。計量稱重系統(tǒng)主要針對 大壩填筑的壩料實現(xiàn)稱重數(shù)據(jù)的自動收集、實時傳 輸、同步整理、以及異常數(shù)據(jù)信息預警等功能。

2．2數(shù)據(jù)收集實時傳輸

傳統(tǒng)方式需要依靠大量人員進行統(tǒng)計、整理才能得出受人為因素影響的數(shù)據(jù)，精確性大打折扣。 通過對無線傳輸技術(shù)研究，使其服務(wù)于施工作業(yè)面 有關(guān)的數(shù)據(jù)，進行實時的數(shù)據(jù)收集及自動化傳輸”1， 方便管理人員對有施工作業(yè)有關(guān)的數(shù)據(jù)及時整理歸 存，并以數(shù)據(jù)結(jié)合視頻影像輔助指導完成有關(guān)調(diào)度 施工決策等。 礫石土心墻壩填筑具有料種多、填筑量大的特 點，所以地泵房面對的是繁多的運輸車輛，不同地 點的料源和不同位置的卸料地點，從而產(chǎn)生大量的 過磅數(shù)據(jù)。以往的過磅數(shù)據(jù)全部依靠地泵員進行統(tǒng) 計整理，下班后交給后方管理人員，造成數(shù)據(jù)分析 的延后。為了解決這一問題，在傳統(tǒng)過磅方式的基 礎(chǔ)上，增加了信息傳輸。地泵房每過一車料，信息 在存儲至地泵房本機上的同時發(fā)送到后方共享電腦 上。后方管理人員 可以第一時間看到過磅數(shù)據(jù)，隨時對數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù) 分析和整理，從而對出現(xiàn)的問題做出及時處理。稱重數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)膶崿F(xiàn)，減少數(shù)據(jù)收集的中 間環(huán)節(jié)，降低了可能出現(xiàn)錯誤的概率。同時在每個 地磅房加裝監(jiān)控系統(tǒng)，對稱重車輛和值班員雙向監(jiān) 控。當運輸車隊提出稱重車數(shù)有異常時，可以通過 調(diào)取監(jiān)控錄像用于比對。 同時，獨立開發(fā)相關(guān)的統(tǒng)計分析管理軟件，通 過將稱重數(shù)據(jù)進行軟件的統(tǒng)計分析，計量管理人員 可以直觀的對違規(guī)稱重的數(shù)據(jù)進行自動提取、識別 和判定，有效的避免了車輛一車多卡、循環(huán)過磅等 的問題，確保了稱重信息的準確性。

2．3數(shù)據(jù)同步收集整理

系統(tǒng)開發(fā)前技術(shù)人員首先對計量稱重涉及的運 輸單位、發(fā)貨地點、收貨地點、壩料品名的邏輯關(guān) 系進行了梳理。系統(tǒng)開發(fā) 的目的是在圖中點擊關(guān)系中的任何一個點，系統(tǒng)會 將這個點上的關(guān)聯(lián)信息進行羅列。比如使用人點擊 了過渡料，并選取一個時間段，系統(tǒng)會總動羅列出 該料在哪個發(fā)貨地點供應(yīng)了多少，在哪個收貨地點 接收了多少，哪家運輸單位運送了多少噸和多少車。 為確保稱重數(shù)據(jù)的完整性，系統(tǒng)預留手動輸入的接口，手動數(shù)據(jù)以excel表格的形式導人軟件中，數(shù)據(jù) 導入軟件中軟件自動與收集到的數(shù)據(jù)進行整合(特殊 情況下需要采用手工記錄的稱量數(shù)據(jù))。數(shù)據(jù)查詢的

有發(fā)貨地點、收貨地點、運輸單位和品名，查 詢的要求是能按照條件查詢到每天、周、月的稱量 車數(shù)和過磅噸位的總和。運輸單位信息的錄入編輯

具有可修改性，可在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)界面進行編輯。

2．4異常數(shù)據(jù)預警

研究過程中發(fā)現(xiàn)一開始計量稱重系統(tǒng)由于系統(tǒng) 本身設(shè)計存在缺陷，主要因為系統(tǒng)識別車輛身份是 通過安裝在自卸汽車的駕駛室玻璃上的無線射頻卡 實現(xiàn)的。實際操作中若一輛車同時裝有2張不同的 射頻卡，稱重系統(tǒng)將識別2輛車的運輸重量。此外， 部分路段施工中檢查發(fā)現(xiàn)過駕駛員采取循環(huán)過磅騙 取計量成果的現(xiàn)象。通過將稱重數(shù)據(jù)進行軟件的統(tǒng) 計分析，計量管理人員可以直觀的對違規(guī)稱重的數(shù) 據(jù)進行自動提取、識別和判定，有效的避免了車輛一車多卡、循環(huán)過磅等的問題，確保了稱重信息的 準確性。異常數(shù)據(jù)分析的目的在于使用者在系統(tǒng)上設(shè)定 標準運輸時間和標準運輸噸位后，系統(tǒng)可以自動識 別收集到的過磅數(shù)據(jù)是否在正常的范圍內(nèi)，并對地 磅的運行狀態(tài)進行動態(tài)監(jiān)控。主要有以下幾方面 要點：

(1)異常數(shù)據(jù)的分析主要是指單車運輸稱量數(shù) 據(jù)異常的判斷。使用者在系統(tǒng)輸入標準值后，系統(tǒng) 會根據(jù)標準值自動提取過磅數(shù)據(jù)的異常信息。

(2)系統(tǒng)對異常數(shù)據(jù)自動進行自動識別的同時， 還能夠?qū)⑦@些異常數(shù)據(jù)進行標識和保存。

(3)系統(tǒng)要有異常數(shù)據(jù)的提示功能，計量人員 進行窗口對識別的異常數(shù)據(jù)進行最終的閉合管理， 數(shù)據(jù)確為異常，計量員對異常數(shù)據(jù)進行刪除。數(shù)據(jù) 是特殊情況下造成進行閉合保存。

3.自動加水系統(tǒng)

3．1 自動加水系統(tǒng)介紹

填筑壩料補水采用壩外式加水，研究設(shè)計了一 種筑壩料自動加水系統(tǒng)。4，并已獲得專利授權(quán)。該 系統(tǒng)與壩料計量稱重系統(tǒng)有效綁定使用，系統(tǒng)通過 檢測車載無線射頻卡(RFID)自動識別地泵系統(tǒng)測得 的該車壩料重量，計算出適宜加水量，并利用液體 流量傳感器及電磁閥控制水流開關(guān)，實現(xiàn)智能化加 水。系統(tǒng)能夠有效保證加水量，且實現(xiàn)自動控制， 結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠、經(jīng)濟。

3．2

堆石料運輸車輛自動加水與監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用 在土石壩填筑過程中，上壩堆石料往往需要進 行加水作業(yè)。該系統(tǒng)通過在車輛上安裝射頻卡，可 讀取車輛編號、載重等數(shù)據(jù)，自動計算加水量，在 車輛進入加水區(qū)后，讀卡器根據(jù)感應(yīng)的車輛信號， 實現(xiàn)自動加水的統(tǒng)計，并在電子顯示牌上顯示需加 水量、加水狀態(tài)等信息，并將數(shù)據(jù)收集至中心數(shù)據(jù) 庫內(nèi)。通過在加水管路上安裝電磁閥門，可實現(xiàn)上 壩堆石車輛自動加水與監(jiān)控，并統(tǒng)計加水系統(tǒng)過車 次數(shù)以及加滿水次數(shù)，計算加水合格率，若加水不 達標或加水未完成，司機和車輛不得離開加水區(qū)， 保證施工質(zhì)量。

4結(jié)語

壩料智能計量稱重和加水系統(tǒng)是針對目前水利 水電工程施工現(xiàn)狀研究的，適用于快節(jié)奏、高強度 的施工過程管理。通過研究形成的主要結(jié)論如下：

(1)研究搭建了壩料計量稱重管理系統(tǒng)和自動 加水系統(tǒng)的集成平臺，協(xié)同處理施工業(yè)務(wù)。同時實 現(xiàn)了數(shù)字化遠程操控，提高了工作效率。

(2)通過對壩料稱重計量系統(tǒng)數(shù)據(jù)的同步采集、 整理與異常數(shù)據(jù)信息的預警功能的深層開發(fā)，實現(xiàn) 了數(shù)據(jù)的實時收集與智能分析，縮短了管理路徑， 提高了過程管理響應(yīng)速度。

(4)依托計量稱重系統(tǒng)可進行系統(tǒng)反算壓實方 的填筑施工進度，實現(xiàn)了施工進度的實時過程跟蹤， 加強了過程管控。

(5)通過數(shù)據(jù)實時收集與整理，實現(xiàn)了關(guān)鍵數(shù) 據(jù)的快速分析，更有效輔助施工質(zhì)量管理。

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