CN104898622A - 基于云技术平台的混凝土施工质量智能可视化监控*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于云技术平台的混凝土施工质量智能可视化监控***，该***通过相应设备获取混凝土施工生产、运输、浇筑各个过程的质量信息参数，并无线发送至云端服务器中的质量实时监控平台，经过云存储、计算、显示，分析各个工艺环节施工质量状态，并及时传输反馈调节方案信息至相关操作方。该***中运用云技术，既解决无线终端设备本地存储能力不足的问题，又可以满足在数秒之内，达成处理无限大数据信息，此外施工质量状态信息可由工程各参与方访问、查询、上传，实现了施工质量信息的交互共享，以提高施工质量的高效管理控制。
Description
技术领域
本发明涉及一种混凝土施工控制***，具体涉及一种基于云技术平台的混凝土施工质量智能可视化监控***。
背景技术
混凝土施工过程主要包括制备、运输、入仓、浇筑等环节，这些环节相互制约，并对最终混凝土成型质量产生重要影响。不仅如此，施工现场条件常常复杂多变，导致大量信息快速传递解读、工程建设各方参与人员交流反馈以及高效协同合作等要求存在诸多不便，再加之施工质量受人为因素影响严重，如现场施工和管理人员技术水平有限或基层施工操作工人缺乏教育培训，这些都难以保证现场工序过程质量。
针对上述问题，一些相应施工质量监控***被开发应用。但这些监控***大多存在以下不足：（1）只对某一施工环节质量，很少做到全过程控制；（2）大量采集数据既不能自动存储处理，且计算耗时较长，影响施工质量的及时反馈；（3）工程建设各方信息无法在***上交互共享，增加因沟通不畅或信息不全导致的施工问题风险。总之，依靠现有的监控***很难做到混凝土质量的有效监控与实时缺陷纠正，开发一种能够快速存储计算海量数据且交互共享的混凝土全过程施工质量智能监控***已成为亟待解决的技术问题。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于云技术平台的混凝土施工质量智能可视化监控***。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供的基于云技术平台的混凝土施工质量智能可视化监控***，包括布置于混凝土施工生产、运输入仓和浇筑振捣三个环节的智能在线监测设备，以及位于云端服务器中的质量实时监控平台，所述智能在线监测设备与质量实时监控平台无线连接，所述质量实时监控平台用于将在线质量检测设备发来的数据经云存储、计算、显示和分析并形成反馈调节方案，并将反馈调节方案发送回上述三个环节。
具体的，所述监控设备所监控的参数包括生产环节的原材料配比参数，运输入仓环节的工作性参数，以及浇筑振捣环节的振捣控制参数。
具体的，所述原材料配比参数包括水泥、砂、石、掺合料、水胶比、砂率、浆骨比、原材料性状特征及外加剂种类掺量等具体的，所述工作性由流变参数量化表征，所述流变参数包括包括屈服剪切应力τ0、塑性黏度η及触变性指标S本发明同时提供上述基于云技术平台的混凝土施工质量智能可视化监控***的工作方法，包括以下步骤：
a. 实时自动采集不同工程项目的混凝土原材料及配比参数、工作性数据、振捣设备四维振捣轨迹和环境参数；所述混凝土原材料及配比参数包括水泥/砂/石/掺合料/外加剂种类性能、水胶比、砂率、用水量、掺合料及外加剂掺量等；所述工作性数据由流变参数量化表征，包括屈服剪切应力τ0和塑性黏度η及触变性指标S；所述振捣设备四维振捣轨迹包三向定位坐标、振捣时间t、作业深度；所述环境参数包括现场环境温湿度、混凝土入仓方式、浇筑区域钢筋密集度和模板类型等；
b. 将采集作业信息通过无线网络发送到云服务器的质量监控平台，所述平台对数据进行接收存储、计算显示和分析挖掘；
c. 云服务器自动实时发送相应反馈方案信息至现场监控端，直至施工质量满足要求后停止发送反馈信息。
具体的，步骤a所述的混凝土原材料及配比参数值存储在拌合楼控制室主机，并通过互联网传输至监控平台。
具体的，步骤a所述的工作性数据将作为振捣质量评判的控制参数，在振捣质量状态云图绘制前云服务器将调用该工作性数据。
具体的，步骤a所述的流变参数通过由拌合楼出料口和浇筑现场的机械手式智能在线流变仪分别采集，并能准确反映出相同拌合批次的拌合物经出料口至现场入仓时的工作性经时变化。
具体的，步骤a所述的振捣设备三向定位坐标(x,y,z)由GPS+GLONASS+北斗三星八频或GPS +北斗或GLONASS+北斗二星五频定位模块采集。振捣时间由智能模块根据振动音频和工作电流变化实时判定正常振捣工作后自动累加计时，振动音频和工作电流分别由拾音器模块和电流互感器模块采集获得；所述环境参数中的现场环境温湿度由温湿度传感器采集获得；振捣作业深度由安装在振捣设备上的距离传感器采集获得；振捣现场区域定位及评判采用既有设计或施工现场CAD图纸信息，实现坐标、尺寸参数共享，方便精确施工管理。
具体的，步骤a所述的环境参数中的现场环境温湿度由温湿度传感器采集获得
具体的，步骤b所述的采集的作业信息通过无线网络发送到监控平台，由采集端的3G/GPRS模块实现。
具体的，步骤b所述的监控平台利用云计算及云存储功能，可以对大数据进行快速计算存储，且无需配置复杂昂贵硬件设施，仅需用连接网络的电脑远程登录访问服务器即可。工程建设的各参与方如建设、设计、施工等单位可根据授权权限访问登陆平台，对混凝土施工过程质量及以往的历史案例进行查询、管理、校核等。
具体的，步骤b所述的数据接收存储首先由端口程序自动根据工程项目分配不同的端口号，大量数据由相应的端口进入被云服务器接收，并依次根据数据格式中的作业场地号、设备号、数据类型（工作性数据或振动轨迹数据）等实时分类保存至数据库中以待调用。
具体的，步骤b所述的数据显示主要为振捣轨迹的实时动态图形化显示。振捣质量状态由不同颜色表征，实时刷新显示振捣质量颜色云图。
具体的，步骤b所述的数据分析指在计算显示完成后利用自主开发的专家***软件分别对混凝土工作性和振捣工艺质量进行评价，若不满足要求给出改善方案。
具体的，步骤b所述的数据挖掘功能，主要对大量施工质量监控数据及其分析评价结果进行统计，分析确定质量关键影响因素及可能的合理控制参数数值，为后续相关工程质量监控提供参考依据。
具体的，步骤c所述的反馈方案信息包括混凝土工作性反馈信息和振捣质量反馈信息，其中振捣质量反馈信息发送至现场管理人员的手机上，混凝土工作性反馈信息除了发送现场管理人员手机外，还将发至拌合楼监控室主机。所有反馈信息支持文本和图形化两种显示方式，便于管理人员快速了解反馈方案信息。
有益效果：本发明相比现有技术，具有以下显著的进步：
1. 利用云技术开发的施工质量智能监控***，可以对海量的质量监测采集数据进行自动高效地存储计算，大大提高质量状态显示的实时性和准确性，避免了质量问题不能及时反馈处理而导致的不可修复缺陷。
2. 利用施工质量智能监控平台，所有工程建设参与方可以登陆查看施工质量状态，其各方信息可以交互共享，协同合作，避免因沟通不畅或信息不全导致的施工问题，减少相应损失，节约工程成本。
3. ***的数据挖掘功能可以对已有工程项目的海量质量监测数据和质量问题进行统计分析，给出合适控制方案，并且不断验证并优化改进，保证合格施工质量的长时稳定，减少反馈修复作业量。
4. 平台预留开发端口，可以扩展嵌套其他功能模块，如施工成本及进度管理、材料的定位计量、BIM的导入对接等。
除了上面所述的本发明解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的优点外，本发明的基于云技术平台的混凝土施工质量智能可视化监控***所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的优点，将结合附图做出进一步详细的说明。
附图说明
图1是本发明实施例的***框图；
图2 为本发明实施例的混凝土施工质量监控流程图；
图3为本发明实施例的施工质量实时监控平台架构图。
具体实施方式
实施例：
本实施例的基于云技术平台的混凝土施工质量智能可视化监控***如图1所示，通过相应设备获取混凝土施工生产、运输、浇筑三个环节的质量信息参数，并无线发送至云端服务器中的质量实时监控平台，经过云存储、计算、显示，分析各个工艺环节施工质量状态，并及时传输反馈调节方案信息至相关操作方。
其监控流程如图2所示，
首先采集作业信息，利用拌合控制室主机实时自动采集混凝土原材料及配比参数，利用机械智能在线流变仪采集工作性数据，利用卫星定位模块及距离传感器采集振捣设备四维振捣轨迹，利用智能模块采集振动时间及环境参数；其中混凝土原材料及配比参数主要包括水泥、砂、石、掺合料、水胶比、砂率、浆骨比、原材料性状特征及外加剂种类掺量等等；工作性数据由流变参数量化表征，包括屈服剪切应力τ0和塑性黏度η及触变性指标S；振捣设备四维振捣轨迹包括三向定位坐标、振捣时间t、作业深度；所述环境参数包括现场环境温湿度、混凝土入仓方式、浇筑区域钢筋密集度和模板类型等。
然后将采集到的作业信息通过无线网络发送到云服务器的质量监控平台，该平台对数据进行接收存储、计算显示和分析挖掘，包括数据方案等信息的入库保存，数据实时处理计算，以及专家分析评价决策***的评价。
最后云服务器自动实时发送相应反馈方案信息至现场监控端，包括反馈通知调整拌合及运输方案，以及振捣状态建模可视化显示评价和振捣缺陷质量反馈及处理，直至施工质量满足要求后停止发送反馈信息。
该平台的架构如图3所示，使用时的具体操作步骤如下：
1.在施工现场客户端电脑输入指定IP地址，进入质量管理网络平台界面并输入相应账号密码登陆。
2.若需查看以往工程项目，在程序菜单栏中选择“查询”，对对话框中依次输入项目名称、监控时段等后进入该项目查看；若需新建项目，选择“项目”—“新建”，输入项目名称后点击“确定”。
3.选择“参数”，输入混凝土工作性、振捣质量控制参数、环境参数，如合理屈服应力、塑性粘度、振捣时间、振捣作用范围、监控开始时刻、浇筑区域钢筋密集度等，也可选择默认参数值模式，完成后点击“确定”。
4.选择“反馈”，选择反馈对象，并输入反馈数据发送频率、质量状态合格阈值等参数，完成后点击“确定”。
5.监控数据及振捣质量云图开始自动实时刷新显示，分析反馈等过程将在后台自动运行。如需导出质量状态，可点击 “项目”—“另存为”，选择相应监控时段及存储格式，完成后点击“确定”。
6.施工反馈作业完成后保存关闭项目，退出监控平台。
以上结合附图对本发明的实施方式做出详细说明，但本发明不局限于所描述的实施方式。对本领域的普通技术人员而言，在本发明的原理和技术思想的范围内，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变形仍落入本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种基于云技术平台的混凝土施工质量智能可视化监控***，其特征在于：包括布置于混凝土施工生产、运输入仓和浇筑振捣三个环节的智能在线监测设备，以及位于云端服务器中的质量实时监控平台，所述智能在线监测设备与质量实时监控平台无线连接，所述质量实时监控平台用于将在线质量检测设备发来的数据经云存储、计算、显示和分析并形成反馈调节方案，并将反馈调节方案发送回上述三个环节。
2.根据权利要求1所述的基于云技术平台的混凝土施工质量智能可视化监控***，其特征在于：所述智能在线监测设备所监控的参数包括生产环节的原材料配比参数，运输入仓环节的工作性参数，以及浇筑振捣环节的振捣控制参数；所述原材料配比参数包括水泥、砂、石、掺合料、水胶比、砂率、浆骨比、原材料性状特征及外加剂种类和掺量；所述工作性由流变参数量化表征，所述流变参数包括屈服剪切应力τ0、塑性黏度η及触变性指标S。
3.根据权利要求1所述的基于云技术平台的混凝土施工质量智能可视化监控***的工作方法，其特征在于包括以下步骤：
a. 实时自动采集不同工程项目的混凝土原材料及配比参数、工作性数据、振捣设备四维振捣轨迹和环境参数；所述混凝土原材料及配比参数包括水泥/砂/石/掺合料/外加剂种类性能、水胶比、砂率、用水量、掺合料及外加剂种类和掺量；所述工作性数据由流变参数量化表征，包括屈服剪切应力τ0和塑性黏度η及触变性指标S；所述振捣设备四维振捣轨迹包三向定位坐标、振捣时间t、作业深度；所述环境参数包括现场环境温湿度、混凝土入仓方式、浇筑区域钢筋密集度和模板类型；
b. 将采集作业信息通过无线网络发送到云服务器的质量实时监控平台，所述平台对数据进行接收存储、计算显示和分析挖掘；
c. 云服务器自动实时发送相应反馈方案信息至现场监控端，直至施工质量满足要求后停止发送反馈信息。
4.根据权利要求3所述的工作方法，其特征在于：所述步骤a中，混凝土原材料及配比参数值存储在拌合楼控制室主机，并通过互联网传输至监控平台；
所述工作性数据将作为振捣质量评判的控制参数，在振捣质量状态云图绘制前云服务器将调用该工作性数据；
所述流变参数通过由拌合楼出料口和浇筑现场的机械手式智能在线流变仪分别采集，并能准确反映出相同拌合批次的拌合物经出料口至现场入仓时的工作性经时变化；
所述振捣设备三向定位坐标x,y,z由GPS+GLONASS+北斗三星八频或GPS +北斗或GLONASS+北斗二星五频定位模块采集；
振捣时间由智能模块根据振动音频和工作电流变化实时判定正常振捣工作后自动累加计时，振动音频和工作电流分别由拾音器模块和电流互感器模块采集获得；所述环境参数中的现场环境温湿度由温湿度传感器采集获得；振捣作业深度由安装在振捣设备上的距离传感器采集获得；振捣现场区域定位及评判采用既有设计或施工现场CAD图纸信息，实现坐标、尺寸参数共享，方便精确施工管理。
5.根据权利要求3所述的工作方法，其特征在于：所述步骤b中，采集的作业信息通过无线网络发送到监控平台，由采集端的3G/GPRS模块实现；步骤b所述监控平台利用云计算及云存储功能对大数据进行快速计算存储，用于根据授权权限访问登陆平台，对混凝土施工过程质量及以往的历史案例进行查询、管理和校核；
所述数据接收存储首先由端口程序自动根据工程项目分配不同的端口号，大量数据由相应的端口进入被云服务器接收，并依次根据数据格式中的作业场地号、设备号、数据类型为工作性数据或振动轨迹数据进行实时分类保存至数据库中以待调用；
所述显示为振捣轨迹的实时动态图形化显示，振捣质量状态由不同颜色表征，实时刷新显示振捣质量颜色云图。
6.所述数据分析是在计算显示完成后利用专家***软件分别对混凝土工作性和振捣工艺质量进行评价，若不满足要求给出改善方案；
所述数据挖掘功能是对大量施工质量监控数据及其分析评价结果进行统计，分析确定质量关键影响因素及可能的合理控制参数数值，为后续相关工程质量实时监控提供参考依据。
7.根据权利要求3所述的工作方法，其特征在于：所述步骤c中，反馈方案信息包括混凝土工作性反馈信息和振捣质量反馈信息，其中振捣质量反馈信息发送至现场管理人员的手机上，混凝土工作性反馈信息发送给现场管理人员手机和拌合楼监控室主机。
8.根据权利要求6所述的工作方法，其特征在于：所有反馈信息的显示方式为文本显示和图形化显示。
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