心墻堆石壩碾壓遍數

自動、實時監控系統的研探糯扎渡水電工程數字大壩QC小組2010年6月發布人:胡彬趙晨生糯扎渡水電工程數字大壩QC小組心墻堆石壩自動、實時監控系統的研探小組概況1選擇課題2設定目標3確定最佳方案4制定對策5對策實施6效果檢查7標準化8總結及打算91、小組注冊情況小組名稱糯扎渡水電工程數字大壩QC小組成立時間2008年3月1日注冊日期2008年4月25日活動課題心墻堆石壩碾壓遍數自動、實時監控系統的研探課題類型創新型注冊號NZD/2008-03活動時間2008年5月--2009年3月推進者胡彬活動次數30出勤率100%一、小組概況小組成員情況序號姓名性別年齡職稱學歷組內分工1劉東海男35副教授博士組長、技術負責2朱啟賢男40高工本科副組長、管理負責3佟大威男27講師博士技術開發4崔博男26講師博士軟件開發與實施5趙晨生男24博士生碩士軟件開發與實施6鐘桂良男24博士生碩士軟件開發與實施7吳剛男38工程師本科現場實施8胡連興男24博士生碩士現場實施9劉寧男23博士生碩士現場實施2、小組成員及分工一、小組概況糯扎渡水電工程數字大壩QC小組心墻堆石壩自動、實時監控系統的研探小組概況1選擇課題2設定目標3確定最佳方案4制定對策5對策實施6效果檢查7標準化8總結及打算9糯扎渡摻礫心墻堆石壩壩高居同類壩型世界第一

(261.5m)，建設規模和難度居世界前列，很多技術難題已超出現行規范要求。“千年大計，質量第一”，如何在現有規范基礎上，進一步依托先進技術對施工質量進行有效控制，是確保糯扎渡大壩建設質量的重要保障。碾壓遍數的控制，是保證摻礫心墻堆石壩施工質量的關鍵。二、選擇課題1、問題的提出難以準確計數，且受人為因素干擾大；無法全天候24小時不間斷監控；不能及時發現漏碾、欠碾區域。糯扎渡大壩建設需要監控的工作點多，面廣，量大(12個施工分區，11臺碾壓設備)，而現場質量管理人員數量相對較少傳統采用旁站監理計數和測量碾壓軌跡間隔方法：二、選擇課題1、問題的提出

因此，研究開發一種具有實時性、連續性、自動化、高精度等特點的大壩施工碾壓遍數監控系統，實現碾壓遍數的實時監測和反饋控制，是非常必要的。課題名稱二、選擇課題心墻堆石壩碾壓遍數自動、實時監控系統的研探2、選擇課題糯扎渡水電工程數字大壩QC小組心墻堆石壩自動、實時監控系統的研探小組概況1選擇課題2設定目標3確定最佳方案4制定對策5對策實施6效果檢查7標準化8總結及打算9三、設定目標1、目標的確定目標1實現全天候24小時、自動地監測施工倉面的碾壓遍數目標2實時反饋，一旦存在漏碾、欠碾，提示質量管理人員，以便及時指導現場進行補碾三、設定目標2、目標設定依據（1）GPS定位技術、GPRS無線通訊技術、Internet網絡技術和計算機技術的發展和普及，為本課題開發和實施提供了技術支持。（2）國內外類似研究，如道路施工中的質量實時監控系統，為本課題開發提供了借鑒。（3）高精度GPS接收機的民用化、壩區移動通訊信號覆蓋等為本課題開發和實施提供了硬件保障。（4）既有來自科研單位，又有來自工程建設單位的小組成員構成，雙方聯合攻關與通力合作，為攻克具有高難度、強應用性的本課題提供了智力和人員保證。實現目標完全是可能的！糯扎渡水電工程數字大壩QC小組心墻堆石壩自動、實時監控系統的研探小組概況1選擇課題2設定目標3確定最佳方案4制定對策5對策實施6效果檢查7標準化8總結及打算9小組運用頭腦風暴法確定了監控系統的總體結構:四、提出方案并確定最佳方案無線碾壓機GPS移動終端GPS差分基準站無線通信網絡現場分控站總控中心客戶端軟件1.碾壓機GPS移動終端開發方案及選擇提出在碾壓車上安裝高精度GPS接收機，進行實時定位，并將定位坐標通過無線通信網絡發送到數據庫。四、提出方案并確定最佳方案碾壓機GPS移動終端原理圖核心部件四、提出方案并確定最佳方案GPS接收機是移動終端的核心部件，其性能將直接決定監測效果的好壞。1.碾壓機GPS移動終端開發方案及選擇型號價格性能分析結論徠卡GPS123017萬精度高、作業距離最長、抗震性能好、抗干擾能力強；價格高，主機和天線不能分離，不適合碾壓機械安裝和使用。不采用泰雷斯

Z-MAX15.5萬價格較低，抗震性能較好；性能不太穩定，外觀封閉性一般。不采用天寶570016萬性能穩定、抗震性能好、外觀封閉性好、作業距離相對較長，適合碾壓機械安裝采用為了提高GPS接收機的定位精度（厘米級），以滿足質量控制的要求，需要采用GPS動態差分技術。四、提出方案并確定最佳方案2、GPS差分基準站建設方案的選擇因此，需建設基準站，包括GPS接收機及衛星天線，差分信號無線發送電臺及天線等集成與安裝GPS接收機衛星天線差分無線電臺及天線方案衛星信號強度安全性結論左岸壩頂821.5m高程平臺壩軸線處左岸壩底有部分區域信號較弱

（搜星數<4）位于觀禮臺旁，人員多，不利于設備安全不采用右岸壩頂821.5m高程平臺壩軸線處右岸壩底有部分區域信號較弱

（搜星數<4）位于觀禮臺處，人員多，不利于設備安全不采用左岸壩頂867m高程變形監測房處差分無線信號覆蓋整個工區，信號強度高（搜星數均>4）已建有房屋，設備安全有保障采用四、提出方案并確定最佳方案2、GPS差分基準站建設方案的選擇經比選，選定了左岸壩頂867m高程變形監測房處建設基準站。該處無線信號覆蓋整個工區，衛星信號強度高，且設備安全有保障。總控中心是監控系統的核心組成部分，其實現如下功能：數據接收、分析、存儲、備份對碾壓遍數進行遠程監控最終方案內容特點業主營地建設總控中心服務器系統，網絡系統和雙通道投影系統有顯示度，三防保證，供電穩定，網速快，方便四、提出方案并確定最佳方案3、總控中心建設方案的選擇經過多方案論證，考慮系統的顯示度、網速、供電和監控便利性，確定了最佳建設方案：GPS移動定位裝置碾壓機GPS移動終端采集的動態坐標，需要通過無線通信網絡傳輸到總控中心系統服務器。四、提出方案并確定最佳方案4、通信網絡建設方案的選擇無線通訊網絡？綜合考慮建設費用、信號強度、移動性和傳輸速度，通過與無線擴頻網絡技術比較，最終選定了移動GPRS技術。該技術網絡覆蓋廣，建設費用低，傳輸速度滿足實際需求。方案費用信號覆蓋區傳輸速度結論無線擴頻網絡技術需一次性建設費用約30萬有效距離5km，需多個中繼站帶寬大，速度快，2M/s不采用移動GPRS技術每月費用不超過1000元，共計不超過5萬元覆蓋區域廣，移動性好帶寬小，速度約50K/s，但能滿足數據傳輸要求采用四、提出方案并確定最佳方案4、通信網絡建設方案的選擇分控三站設三在施三工現三場，三是質三量管三理人三員對三碾壓三過程三進行實時三監控三的場三所。方案優點缺點結論建設在上游圍堰距離施工現場較近，現場情況反饋迅速；硬件條件差，供電、網絡不穩定不采用建設在左岸壩頂辦公條件較好，供電、供水、網絡穩定，監控視野良好；距離施工現場較遠，不易快速到達壩面采用四、三提出三方案三并確三定最三佳方三案5、現場分控站建設方案的選擇綜合三考慮監控三效果、辦公三條件、網絡和供電三穩定三性等，三通過三與建三在上三游圍三堰方三案比三較，三最終三確定三分控三站建三在左岸三壩頂。客戶三端軟三件功三能：實現三碾壓三遍數三的實三時顯三示；是質三量管三理人三員的三監控三平臺三。四、三提出三方案三并確三定最三佳方三案6、客戶端軟件開發方案的選擇方案三討論三與試三驗分三析開發方式計算精度運行速度界面美觀開發時間結論基于網格的圖形算法0.5m×0.5m12-22幀/s尚好半月左右不采用基于像素的圖形算法根據需要任意定義，取約0.1m×0.1m20-30幀/s好1-2個月采用軟件三開發三中，碾壓三遍數三可視三化算三法是核三心要三解決三的問三題。三經過三與基三于網三格的三圖形三算法三作綜三合比三較，三最終三確定基于三像素三的圖三形算三法開發三方案三。該三算法三具有計算三精度三高、三運行三速度三快，三繪制三實時三性高三，表三現界三面美三觀等優三點，三缺點三是開發三周期三較長。四、三提出三方案三并確三定最三佳方三案6、客戶端軟件開發方案的選擇四、三提出三方案三并確三定最三佳方三案7、確定最佳方案132456基于三像素三的圖三形算三法糯扎三渡水三電工三程數字三大壩QC小組心墻三堆石三壩自三動、三實時三監控三系統三的研三探小組概況1選擇課題2設定目標3確定最佳方案4制定對策5對策實施6效果檢查7標準化8總結及打算9序號對策目標措施地點負責人時間1GPS移動終端安裝每臺碾壓機械和基準站各安裝一臺GPS移動終端，且能獲取監測數據1、購置GPS移動終端；2、安裝GPS移動終端北京四維遠見公司劉東海2008.5.20-5.252GPS差分基準站建設使GPS移動終端的監測精度達到厘米級1、購置基準站設備；2、組裝基準站設備糯扎渡工地左岸壩頂鐘桂良2008.5.20-5.253總控中心建設接收、分析、存儲、備份監測數據；管理客戶端軟件；遠程監控碾壓遍數1、購置總控中心設備；2、組裝總控中心設備糯扎渡工地業主營地劉東海2008.5.23-5.29五、三制定三對策根據三確定三的最三佳方三案，三遵循5W三1H原則三，制三定了三對策三表，三總計7項對三策。--對策三表--序號對策目標措施地點負責人時間4通信網絡建設實現監測數據的傳輸1、購置通信設備；2、GPRS無線網絡接入INTERNET網絡糯扎渡工地現場崔博2008.5.29-5.305現場分控站建設遠程監控碾壓遍數；反饋指導現場施工1、購置分控站設備；2、組裝分控站設備糯扎渡工地趙晨生2008.5.25-5.306客戶端軟件開發碾壓遍數的實時顯示；為質量管理人員的提供監控平臺軟件開發糯扎渡工地業主營地崔博2008.5.20-6.307系統測試與運行全天候、自動、實時監控碾壓遍數；出現漏碾欠碾，及時報警并指導現場補碾系統在糯扎渡工地投入測試及運行糯扎渡工地佟大威08.7.1-09.3.31--對策三表--五、三制定三對策糯扎三渡水三電工三程數字三大壩QC小組心墻三堆石三壩自三動、三實時三監控三系統三的研三探小組概況1選擇課題2設定目標3確定最佳方案4制定對策5對策實施6效果檢查7標準化8總結及打算9全部11臺碾三壓機三上均三安裝三了GP三S移動三終端；通三過專三用軟三件測三試，三每套三設備三均能三正常三采集三位置三數據三。安裝GP三S移動三終端天線移動三終端三及三三防機三箱六、三對策三實施實施一GPS移動終端購置及安裝效果確認對策一目標實現經測三試：三整個三工區三范圍三內差三分信三號覆三蓋很三好，三定位三平面三坐標精度三達到1-三3c三m，滿三足工三程要三求。差分三基準三站內三部結三構六、三對策三實施實施二GPS差分基準站建設左岸三壩頂86三7m高程三變形三監測三房效果確認對策二目標實現經測三試：三監測三數據三能通三過無三線傳三輸裝三置正三常傳三輸到三總控三中心三數據三庫服三務器三。無線三傳輸三裝置六、三對策三實施實施三通信網絡建設效果三確認對策三目標實現經測三試：三系統三服務三器能三夠正三常的三接收三和存三儲監三測數三據，三可以三對碾三壓遍三數進三行多三倉面三遠程三監控三。系統三服務三器雙通三道投三影系三統-方便三多倉三面監三控六、三對策三實施實施四

總控中心建設效果三確認對策四目標實現監理三能夠三在現三場分三控站三通過三客戶三端軟三件實三時監三測碾三壓遍三數信三息，三并實三時反三饋指三導現三場施三工。左岸三壩頂三分控三站六、三對策三實施實施五

現場分控站建設監理三在線三指導三現場三施工效果三確認對策五目標實現開發三了具三有自三動、三實時三、高三精度三等特三點的三心墻三堆石三壩碾三壓遍三數監三控系三統。碾壓三遍數三圖形三報告三輸出六、三對策三實施實施六

軟件系統開發效果三確認碾壓三遍數三實時三監控三界面對策六目標實現碾壓遍數實時自動監控系統六、三對策三實施實施七

系統測試與運行效果三確認經現三場測三試和三人工三比對三：系三統運三行正三常，三精度三高，三能滿三足質三量控三制要三求。對策七目標實現糯扎三渡水三電工三程數字三大壩QC小組心墻三堆石三壩自三動、三實時三監控三系統三的研三探小組概況1選擇課題2設定目標3確定最佳方案4制定對策5對策實施6標準化8效果檢查7總結及打算9利用三鼠標三移動三實時三查詢三碾壓三遍數三信息1、目標1檢查全天三候24小時三、自三動監三測施三工倉三面的三碾壓三遍數通過三圖形三報告三輸出三倉面三碾壓三遍數三的分三布情三況七、三效果三檢查（1）分控站監理及時發現漏壓、欠壓情況（2）反饋現場，補碾合格在線監控|及時反饋|指導施工碾壓遍數圖形報告2、目標2檢查實時三反饋三，一三旦存三在漏三碾、三欠碾三區域三，醒三目提三示質三量管三理人三員，三以及三時指三導現三場進三行補三碾七、三效果三檢查心墻三區碾三壓遍三數監三控結三果（全三部76三0個倉三面）3、監控效果分析七、三效果三檢查控制三標準三：10遍以三上90三%，8遍以三上95三%實際三情況三：10遍以三上均三值97三.3三%，8遍以三上均三值99三.6三%95三%90三%達標三率%經16三29個試三坑點三挖坑三質量三檢測三，心三墻區壓實三度均三值達三到99三.5三6%，且方差三較小；表明三：現場三施工三滿足三質量三控制三要求三，且三穩定三性較三好實際壓實度均值為99.56%3、監控效果分析七、三效果三檢查4、監控系統在糯扎渡水電工程建設中發揮的重要作用克服三了人三為因三素干三擾，三管理三難度三大等三問題三，確三保了三碾壓三遍數三處于真實三受控三狀態三，消三除了三欠壓三造成三的質三量隱三患。可有三效減三少返三工次三數，三從而三可以提高三施工三效率，加三快施三工進三度三。可有三效減少三現場三質管三人員三的工三作量。創新三了質三量管三理手三段，為三把糯三扎渡三打造三成優質三精品三工程提供三了強三有力三的技三術保三障。七、三效果三檢查5、推廣價值該成三果不三僅適三用于三心墻三堆石三壩，三還適三用于混凝三土面三板堆三石壩和碾壓三混凝三土壩。我國三正在三和將三要建三設一三大批三超高三型土三石壩三，如三瀾滄三江30三0米級三的古水、如美堆石三壩，三雅礱三江兩河三口堆石