CN116165951A - 一种路桥原位再生沥青施工及质量控制*** - Google Patents

一种路桥原位再生沥青施工及质量控制*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种路桥原位再生沥青施工及质量控制***，具体涉及再生沥青施工的质量控制技术领域，包括路桥施工管控设备平台，是通过计算机***、电力***和通信技术连接若干个路桥施工设备，进行智能管控的综合平台，亦是路桥原位再生沥青施工及质量控制***中的施工主体，与在线智能检测模块和采集数据传感模块进行连接用作数据监测，运行状态是由远程监管施工控制质量模块进行控制；本发明具体采用***控制路桥施工管控设备平台，通过在线智能检测模块和在线智能检测模块实现了精准测量沥青质量信息和***中模块实时监测的功能，达到了科学施工规划和科学配制沥青混合材料的效果。

Description

一种路桥原位再生沥青施工及质量控制***
技术领域
本发明涉及再生沥青施工的质量控制技术领域，更具体地说，本发明涉及一种路桥原位再生沥青施工及质量控制***。
背景技术
现有的桥路在长期使用后，经过车辆摩擦、撞击和风水侵蚀，会造成裂纹、破旧、坑洼的路面表层，因此，将原本建设形成的路桥，通过铣挖、翻挖、破碎、筛分出原位的旧沥青材料，通过添加再生剂、新沥青材料按照比例重新拌和使用，重新铺筑路面，利用路桥再生，不仅节约建筑材料和成本，降低工程造价，而且避免废旧沥青材料焚弃污染环境，实现资源循环利用的功能，现有的路桥原位再生沥青施工是根据旧沥青材料老化状况进行配制再生，通过厂拌热、就地热、厂拌冷和就地冷再生的施工方法，直接在原来破旧的路桥表面进行铺设和压实，并且在制备过程中，工人都是多制备沥青材料，在使用不完全时，与集料结合炼制柏油，沥青燃烧过程会产生有毒的硫化物气体，危害身体健康，对沥青使用质量不能精准把控，浪费施工资源。
现有的路桥原位再生沥青施工和质量控制***存在对再生沥青的使用进行施工的方法不够科学，不能通过再生的沥青材料性能结合施工场所环境进行最优施工选择、施工进程不可控和建造路桥的质量不严格管控的问题；以及存在配制再生沥青材质的质量、成本及性能不能进行精确测量、计算和把控而导致出现桥路寿命短、高成本和资源浪费的问题。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种路桥原位再生沥青施工及质量控制***，通过控制路桥施工管控设备平台和强化数据规划分析建模处理模型，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种路桥原位再生沥青施工及质量控制***，包括路桥施工管控设备平台，是通过计算机***、电力***和通信技术连接若干个路桥施工设备，进行智能管控的综合平台，亦是路桥原位再生沥青施工及质量控制***中的施工主体，与在线智能检测模块和采集数据传感模块进行连接用作数据监测，运行状态是由远程监管施工控制质量模块进行控制；
在线智能检测模块，是把采集数据传感模块采集路桥施工管控设备平台的模拟信号进行信号分类、信号转换及信号检测，用于检测沥青质量、设备运行状态及模块间输入输出信号是否存在异常，起到***的监控作用，并把检测数据传输到施工数据库存储模块中；
采集数据传感模块，是连接并采集路桥施工管控设备平台的电信号数据，并把采集的数据传输到在线智能检测模块进行实时监测，以及传输到施工数据库存储模块进行数据存储；
施工数据库存储模块，是利用存储器和建立数据库将在线智能检测模块和采集数据传感模块上传输的数据进行存储记忆，并把存储的数据通过共享内存的方式，共享到数据规划分析建模处理模块中进行数据处理；
数据规划分析建模处理模块，通过共享内存获取施工数据库存储模块中的数据信息，利用沥青施工数据分析模型进行分析、计算和预测，通过评价模型的质量、成本、施工周期及预测使用年限，提高沥青施工数据规划分析的处理能力，并把计算的结果以数字化信号的图文形式从信息交互显示模块中进行数据人机反馈；
信息交互显示模块，是接收数据规划分析建模处理模块计算出的数据信号，并把信号呈现到远程监管施工控制质量模块中反馈到工作人员，工作人员再通过远程监管施工控制质量模块进行人工控制；
远程监管施工控制质量模块，是根据信息交互显示模块中呈现的数字化信号，人工编辑控制指令信号进行施工决策，利用远程通信技术，把控制指令传输到数据规划分析建模处理模块进行数据处理，传输到路桥施工管控设备平台进行路桥原位施工。
在一个优选地实施方式中，所述路桥施工管控设备平台包括搅拌料设备、运料车设备、摊铺设备及智能压实设备，该平台通过电力***和计算机技术，智能管控启动设备施工，所述搅拌料设备是将路桥表面的旧沥青铣刨、挖采、破碎后倒入搅拌机中，根据旧沥青的质量和检测旧沥青的成分，依次在搅拌机中配比添加稳定剂、水泥、乳化沥青及骨料进行均匀搅拌，充分混合，通过电力打开搅拌机电机启动开关加热至60-180℃，利用滚筒旋转混合料；所述运料车设备是一种容积式、可加热、可液压及运输移动的沥青车，包含汽车底盘、沥青罐体、泵送喷洒装置、导热燃烧***、气动***及操作平台组成，能够将搅拌料设备搅拌的沥青材料装运到路桥面使用；所述摊铺设备是装载运料车设备喷洒的沥青混合料，将装运的沥青料均匀摊铺在桥路的基层上，进行振实和整平，摊铺速度为2-6m/min，摊铺厚度为20-150mm，摊铺宽度为360-1200cm，其包含动力装置、料斗、料门、刮板器、螺旋摊铺器、振实结构及熨平装置组成；所述智能压实设备是将摊铺设备摊铺在路桥上沥青干燥后，采用单钢轮压实路桥基层，目的是排出空气和水分，压实沥青混合料，提高路桥承载力和打造路桥平整性，其包含碾压轮和牵引装置组成。
在一个优选地实施方式中，所述在线智能检测模块包括沥青质量检测仪、设备运行状态检测单元及模块间通信状态检测单元，所述沥青质量检测仪是检测路桥旧沥青的成分含量、软化点、针入度；混合再生沥青的延伸度、软化点、成分、针入度、粘度及含水量，其包含燃烧炉膛、电源控制面板、温控键、取料框组成；所述设备运行状态检测单元是由监控器和感应器对路桥施工管控设备平台中的各个设备运行状态进行监测，首先将设备正常运转状态量阈值通过计算机编写插件***到该检测单元中，然后将工作的运行状态量接收信号到该检测单元中进行信号识别，判断设备运行状态量值的大小进行在线监控，最后在根据实时接收的状态量在阈值范围内为正常运行，超出阈值范围则为设备运行异常，反馈人工对设备调节、维修和养护，其中设备运转状态量包括电压、功率、温度、振幅、位移、电机发热及裂纹泄露参数；所述模块间通信状态检测单元是对路桥原位再生沥青施工及质量控制***中的各个模块进行数据信号输入输出的检测，通过检测各模块接收信号的完整性和延时性，用于判断模块的串口通信、模块供电状况和有线、无线数据通信之间的状况。
在一个优选地实施方式中，所述采集数据传感模块包括智能传感器、数据采集卡及微控制器，所述智能传感器是连接在智能检测仪器上，通过传感器采集、处理、交换智能检测仪器的信息，传输到微控制器中进行数据处理和计算机编写，传感器包含MCU，具备数字和模拟输出方式，支持模拟信号的采集和数字信号的指令；所述数据采集卡是安装被测设备上，采集设备运行状态的模拟信号，通过无线网络通信自动采集并传送到微控制器中进行数据分析和处理，数据采集卡是由模拟输入输出、数字I/O、计数器及计时器的电路组成，其中，模拟输入是由MUX、放大器、采样保持电路及A/D实现采集信息的；所述微控制器是单芯片微型计算机，将智能传感器和数据采集卡传输的模拟、数字信号进行处理，可根据数据总线宽度、存储器结构及指令结构进行分类，通过串口连接实现计算机编程和执行指令。
在一个优选地实施方式中，所述施工数据库存储模块包括FLASH存储和分布式数据库，所述FLASH存储是结合ROM和RAM的优点，进行闪存记忆各模块中数据信息的非易失性内存，其存储单元是对称成块，其具备电子可擦除、可编程、可快速读取数据及断电不丢失数据的特点；所述分布式数据库是将***中的若干个微处理器单独存储采集局部模块的信息数据库，通过网络连接，组成全局化的逻辑集中，物理分布的数据库。
在一个优选地实施方式中，所述数据规划分析建模处理模块包括数据预处理单元、分析数据建模计算单元、定义沥青质量与施工规划单元及预测差异再处理单元，所述数据预处理单元是将施工数据库存储模块中的存储信号提取出来，分别对提取数据信号进行分类、清洗、去噪、融合及异常值处理，通过预处理后提高数据的质量；所述分析数据建模计算单元是把数据预处理单元处理后的数据信息，建立数学模型计算，求出再生沥青施工过程和沥青质量的变量X满足其桥路原位再生的数学期望值E，其中变量影响变量的权数为μ，0≤μ≤1，带入期望概率
Figure BDA0004108469940000051
函数计算，式中，X为变量，n为变量的个数，其中建立模型的误差函数为期望概率函数的求导/>
Figure BDA0004108469940000052
所述定义沥青质量与施工规划单元是利用计算机编写程序在微处理器中，通过人工自定义编写沥青配方质量和施工规划，检测旧沥青的成分占据再生沥青的10-30％，再生沥青中添加的配料占比成分及桥路施工规划沥青的搅拌状态、加热温度、摊铺厚度及压实程度为自定义再生沥青数据，通过自定义编辑的程序指令，控制分析数据建模计算单元求出若干个因素对路桥原位再生沥青施工及质量的计算，分析计算数据所占据的成本、施工周期和沥青质量，综合评价优化建模计算；所述预测差异再处理单元是根据分析数据建模计算单元建模计算的结果作为预测差异的训练样本，通过识别差异建立预测模型，根据模型进行再生沥青质量或路桥原位施工规划的再调控处理，其中预测模型的函数为Y＝(a1×x1+a2×x2+…+an×xn)+b，(a1+a2+…+an)＝1，式中，Y为预测值，X为模型中参数自变量，a为预测模型的回归系数，b为固有常量，具体为通过调节自变量X的值来调节Y的值。
在一个优选地实施方式中，所述信息交互显示模块包括显示器反馈单元和图文数字化信息转换单元，所述显示器反馈单元是由显示屏、二极管、CPU和GPU组成，将数据规划分析建模处理模块建模计算后的数字化信号、采集数据传感模块采集的数据信息进行处理，以图文形式呈现出来，以实现人机信息交互的过程；所述图文数字化信息转换单元采用的是计算机技术，将传输得到的数据信息，利用CPU和GPU处理，转换成图文形式，再通过显示器反馈单元反馈出来。
在一个优选地实施方式中，所述远程监管施工控制质量模块包括远程通信监控单元和编辑指令控制施工质量单元，所述远程通信监控单元是利用手机、PC及移动设备的半导体集成收发器，通过无线网络通信技术，将信息交互显示模块呈现的数据信息传输到远程控制端，路桥原位再生沥青施工状态和沥青质量把控能够同步到远程领导层进行监控；所述编辑指令控制施工质量单元是在远程通信监控单元监控的基础上，对桥路施工状态进行操控，操控的具体过程是编辑控制指令，控制施工周期、沥青质量、施工进度及因为天气环境变量而更改的施工规划方法。
本发明的技术效果和优点：
本发明具体采用***控制路桥施工管控设备平台，通过在线智能检测模块和在线智能检测模块实现了精准测量沥青质量信息和***中模块实时监测的功能，达到了科学施工规划和科学配制沥青混合材料的效果；通过数据规划分析建模处理模块进行建模计算、差异预测和远程监管施工控制质量模块自主管控的功能，达到了控制施工成本、施工周期和沥青质量的指标进行精确测量，提高路桥原位再生使用年限，节省资源的效果。
附图说明
图1为本发明的路桥原位再生沥青施工及质量控制***框图。
图2为本发明的路桥施工管控设备平台图。
图3为本发明的在线智能检测模块图。
图4为本发明的采集数据传感模块图。
图5为本发明的施工数据库存储模块图。
图6为本发明的数据规划分析建模处理模块图。
图7为本发明的信息交互显示模块图。
图8为本发明的远程监管施工控制质量模块图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本实施例提供了如图1所示一种路桥原位再生沥青施工及质量控制***的***，包括路桥施工管控设备平台，是通过计算机***、电力***和通信技术连接若干个路桥施工设备，进行智能管控的综合平台，亦是路桥原位再生沥青施工及质量控制***中的施工主体，与在线智能检测模块和采集数据传感模块进行连接用作数据监测，运行状态是由远程监管施工控制质量模块进行控制；
在线智能检测模块，是把采集数据传感模块采集路桥施工管控设备平台的模拟信号进行信号分类、信号转换及信号检测，用于检测沥青质量、设备运行状态及模块间输入输出信号是否存在异常，起到***的监控作用，并把检测数据传输到施工数据库存储模块中；
采集数据传感模块，是连接并采集路桥施工管控设备平台的电信号数据，并把采集的数据传输到在线智能检测模块进行实时监测，以及传输到施工数据库存储模块进行数据存储；
施工数据库存储模块，是利用存储器和建立数据库将在线智能检测模块和采集数据传感模块上传输的数据进行存储记忆，并把存储的数据通过共享内存的方式，共享到数据规划分析建模处理模块中进行数据处理；
数据规划分析建模处理模块，通过共享内存获取施工数据库存储模块中的数据信息，利用沥青施工数据分析模型进行分析、计算和预测，通过评价模型的质量、成本、施工周期及预测使用年限，提高沥青施工数据规划分析的处理能力，并把计算的结果以数字化信号的图文形式从信息交互显示模块中进行数据人机反馈；
信息交互显示模块，是接收数据规划分析建模处理模块计算出的数据信号，并把信号呈现到远程监管施工控制质量模块中反馈到工作人员，工作人员再通过远程监管施工控制质量模块进行人工控制；
远程监管施工控制质量模块，是根据信息交互显示模块中呈现的数字化信号，人工编辑控制指令信号进行施工决策，利用远程通信技术，把控制指令传输到数据规划分析建模处理模块进行数据处理，传输到路桥施工管控设备平台进行路桥原位施工。
如图2本实施例中，具体说明的是所述路桥施工管控设备平台包括搅拌料设备、运料车设备、摊铺设备及智能压实设备，该平台通过电力***和计算机技术，智能管控启动设备施工，所述搅拌料设备是将路桥表面的旧沥青铣刨、挖采、破碎后倒入搅拌机中，根据旧沥青的质量和检测旧沥青的成分，依次在搅拌机中配比添加稳定剂、水泥、乳化沥青及骨料进行均匀搅拌，充分混合，通过电力打开搅拌机电机启动开关加热至60-180℃，利用滚筒旋转混合料；所述运料车设备是一种容积式、可加热、可液压及运输移动的沥青车，包含汽车底盘、沥青罐体、泵送喷洒装置、导热燃烧***、气动***及操作平台组成，能够将搅拌料设备搅拌的沥青材料装运到路桥面使用；所述摊铺设备是装载运料车设备喷洒的沥青混合料，将装运的沥青料均匀摊铺在桥路的基层上，进行振实和整平，摊铺速度为2-6m/min，摊铺厚度为20-150mm，摊铺宽度为360-1200cm，其包含动力装置、料斗、料门、刮板器、螺旋摊铺器、振实结构及熨平装置组成；所述智能压实设备是将摊铺设备摊铺在路桥上沥青干燥后，采用单钢轮压实路桥基层，目的是排出空气和水分，压实沥青混合料，提高路桥承载力和打造路桥平整性，其包含碾压轮和牵引装置组成。
如图3本实施例中，具体说明的是所述在线智能检测模块包括沥青质量检测仪、设备运行状态检测单元及模块间通信状态检测单元，所述沥青质量检测仪是检测路桥旧沥青的成分含量、软化点、针入度；混合再生沥青的延伸度、软化点、成分、针入度、粘度及含水量，其包含燃烧炉膛、电源控制面板、温控键、取料框组成；所述设备运行状态检测单元是由监控器和感应器对路桥施工管控设备平台中的各个设备运行状态进行监测，首先将设备正常运转状态量阈值通过计算机编写插件***到该检测单元中，然后将工作的运行状态量接收信号到该检测单元中进行信号识别，判断设备运行状态量值的大小进行在线监控，最后在根据实时接收的状态量在阈值范围内为正常运行，超出阈值范围则为设备运行异常，反馈人工对设备调节、维修和养护，其中设备运转状态量包括电压、功率、温度、振幅、位移、电机发热及裂纹泄露参数；所述模块间通信状态检测单元是对路桥原位再生沥青施工及质量控制***中的各个模块进行数据信号输入输出的检测，通过检测各模块接收信号的完整性和延时性，用于判断模块的串口通信、模块供电状况和有线、无线数据通信之间的状况。
如图4本实施例中，具体说明的是所述采集数据传感模块包括智能传感器、数据采集卡及微控制器，所述智能传感器是连接在智能检测仪器上，通过传感器采集、处理、交换智能检测仪器的信息，传输到微控制器中进行数据处理和计算机编写，传感器包含MCU，具备数字和模拟输出方式，支持模拟信号的采集和数字信号的指令；所述数据采集卡是安装被测设备上，采集设备运行状态的模拟信号，通过无线网络通信自动采集并传送到微控制器中进行数据分析和处理，数据采集卡是由模拟输入输出、数字I/O、计数器及计时器的电路组成，其中，模拟输入是由MUX、放大器、采样保持电路及A/D实现采集信息的；所述微控制器是单芯片微型计算机，将智能传感器和数据采集卡传输的模拟、数字信号进行处理，可根据数据总线宽度、存储器结构及指令结构进行分类，通过串口连接实现计算机编程和执行指令。
如图5本实施例中，具体说明的是所述施工数据库存储模块包括FLASH存储和分布式数据库，所述FLASH存储是结合ROM和RAM的优点，进行闪存记忆各模块中数据信息的非易失性内存，其存储单元是对称成块，其具备电子可擦除、可编程、可快速读取数据及断电不丢失数据的特点；所述分布式数据库是将***中的若干个微处理器单独存储采集局部模块的信息数据库，通过网络连接，组成全局化的逻辑集中，物理分布的数据库。
如图6本实施例中，具体说明的是所述数据规划分析建模处理模块包括数据预处理单元、分析数据建模计算单元、定义沥青质量与施工规划单元及预测差异再处理单元，所述数据预处理单元是将施工数据库存储模块中的存储信号提取出来，分别对提取数据信号进行分类、清洗、去噪、融合及异常值处理，通过预处理后提高数据的质量；所述分析数据建模计算单元是把数据预处理单元处理后的数据信息，建立数学模型计算，求出再生沥青施工过程和沥青质量的变量X满足其桥路原位再生的数学期望值E，其中变量影响变量的权数为μ，0≤μ≤1，带入期望概率
Figure BDA0004108469940000101
函数计算，式中，X为变量，n为变量的个数，其中建立模型的误差函数为期望概率函数的求导/>
Figure BDA0004108469940000102
所述定义沥青质量与施工规划单元是利用计算机编写程序在微处理器中，通过人工自定义编写沥青配方质量和施工规划，检测旧沥青的成分占据再生沥青的10-30％，再生沥青中添加的配料占比成分及桥路施工规划沥青的搅拌状态、加热温度、摊铺厚度及压实程度为自定义再生沥青数据，通过自定义编辑的程序指令，控制分析数据建模计算单元求出若干个因素对路桥原位再生沥青施工及质量的计算，分析计算数据所占据的成本、施工周期和沥青质量，综合评价优化建模计算；所述预测差异再处理单元是根据分析数据建模计算单元建模计算的结果作为预测差异的训练样本，通过识别差异建立预测模型，根据模型进行再生沥青质量或路桥原位施工规划的再调控处理，其中预测模型的函数为Y＝(a1×x1+a2×x2+…+an×xn)+b，(a1+a2+…+an)＝1，式中，Y为预测值，X为模型中参数自变量，a为预测模型的回归系数，b为固有常量，具体为通过调节自变量X的值来调节Y的值。
根据数据建模处理计算的步骤具体如下：
S1、首先将再生沥青的配方参数X：原位旧沥青、稳定剂、水泥、乳化沥青及骨料，标注为x1、x2、...、x5；将施工设备的运行参数X：搅拌料设备、运料车设备、摊铺设备及智能压实设备，标注为x6、x7、...、x9；
S2、然后采用因子分析和主成分法，利用方差解释率进行权重计算，计算出每一个参数自变量与之影响因变量的对应权数μ，赋予x1对应权数μ1，赋予x2对应权数μ2，赋予x9对应权数μ9，根据权数乘参数求和出总体值W＝∑(μ1×x1+μ2×x2+…+μ9×x9)；
S3、结合概率论知识，将参数自变量引起因变量发生的概率结果有个最佳的数学期望值E，其中数学期望值是反应自变量平均取值的大小，经过计算公式
Figure BDA0004108469940000111
式中，pk为自变量xk发生的概率大小；
S4、最后根据建立再生沥青施工和质量的数学模型f(x)，进行计算，计算出沥青质量、施工程序的自变量对路桥原位再生管控因变量的影响，以及通过定义沥青质量与施工规划单元的数据信息为参考指标，利用数学模型计算的结果进行差异预测。
如图7本实施例中，具体说明的是所述信息交互显示模块包括显示器反馈单元和图文数字化信息转换单元，所述显示器反馈单元是由显示屏、二极管、CPU和GPU组成，将数据规划分析建模处理模块建模计算后的数字化信号、采集数据传感模块采集的数据信息进行处理，以图文形式呈现出来，以实现人机信息交互的过程；所述图文数字化信息转换单元采用的是计算机技术，将传输得到的数据信息，利用CPU和GPU处理，转换成图文形式，再通过显示器反馈单元反馈出来。
如图8本实施例中，具体说明的是所述远程监管施工控制质量模块包括远程通信监控单元和编辑指令控制施工质量单元，所述远程通信监控单元是利用手机、PC及移动设备的半导体集成收发器，通过无线网络通信技术，将信息交互显示模块呈现的数据信息传输到远程控制端，路桥原位再生沥青施工状态和沥青质量把控能够同步到远程领导层进行监控；所述编辑指令控制施工质量单元是在远程通信监控单元监控的基础上，对桥路施工状态进行操控，操控的具体过程是编辑控制指令，控制施工周期、沥青质量、施工进度及因为天气环境变量而更改的施工规划方法。
此外需要补充的是，本实施例中施工数据库存储模块和数据规划分析建模处理模块之间，采用共享内存的方式进行数据同享，其中，共享内存是支持若干个MPU、CPU快速访问的内存，是利用计算机编辑shmget函数创建共享内存块，使用shell命令和ipcs显示模块中共享内存的状态，提高模块之间通信机制的运行效率，降低处理器建模计算、数据处理的消耗内存，关于人工操控共享内存则采用shmctl函数。
最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种路桥原位再生沥青施工及质量控制***，其特征在于：包括路桥施工管控设备平台，所述路桥施工管控设备平台是路桥原位再生沥青施工及质量控制***中的施工主体，所述路桥施工管控设备平台与在线智能检测模块和采集数据传感模块进行连接用作数据监测，运行状态是由远程监管施工控制质量模块进行控制；
在线智能检测模块，是把采集数据传感模块采集路桥施工管控设备平台的模拟信号进行信号分类、信号转换及信号检测，并把检测数据传输到施工数据库存储模块中；
采集数据传感模块，是连接并采集路桥施工管控设备平台的电信号数据，并把采集的数据传输到在线智能检测模块进行实时监测，以及传输到施工数据库存储模块进行数据存储；
施工数据库存储模块，是利用存储器和建立数据库将在线智能检测模块和采集数据传感模块上传输的数据进行存储记忆，并把存储的数据通过共享内存的方式，共享到数据规划分析建模处理模块中进行数据处理；
数据规划分析建模处理模块，通过共享内存获取施工数据库存储模块中的数据信息，利用沥青施工数据分析模型进行分析、计算和预测，并把计算的结果以数字化信号的图文形式从信息交互显示模块中进行数据人机反馈：
根据数据建模处理计算的步骤具体如下：
S1、首先将再生沥青的配方参数X：原位旧沥青、稳定剂、水泥、乳化沥青及骨料，标注为x1、x2、…、x5；将施工设备的运行参数X：搅拌料设备、运料车设备、摊铺设备及智能压实设备，标注为x6、x7、…、x9；
S2、然后采用因子分析和主成分法，利用方差解释率进行权重计算，计算出每一个参数自变量与之影响因变量的对应权数μ，赋予x1对应权数μ1，赋予x2对应权数μ2，赋予x9对应权数μ9，根据权数乘参数求和出总体值W＝v(μ1×x1+μ2×x2+…+μ9×x9)；
S3、结合概率论知识，将参数自变量引起因变量发生的概率结果有个最佳的数学期望值E，其中数学期望值是反应自变量平均取值的大小，经过计算公式
Figure FDA0004108469930000021
式中，pk为自变量xk发生的概率大小；
S4、最后根据建立再生沥青施工和质量的数学模型f(x)，进行计算，计算出沥青质量、施工程序的自变量对路桥原位再生管控因变量的影响，以及通过定义沥青质量与施工规划单元的数据信息为参考指标，利用数学模型计算的结果进行差异预测；
信息交互显示模块，是接收数据规划分析建模处理模块计算出的数据信号，并把信号呈现到远程监管施工控制质量模块中反馈到工作人员，工作人员再通过远程监管施工控制质量模块进行人工控制；
远程监管施工控制质量模块，是根据信息交互显示模块中呈现的数字化信号，人工编辑控制指令信号进行施工决策，把控制指令传输到数据规划分析建模处理模块进行数据处理，传输到路桥施工管控设备平台进行路桥原位施工。
2.根据权利要求1所述的一种路桥原位再生沥青施工及质量控制***，其特征在于：所述路桥施工管控设备平台包括搅拌料设备、运料车设备、摊铺设备及智能压实设备，所述搅拌料设备是将路桥表面的旧沥青铣刨、挖采、破碎后倒入搅拌机中，通过电力打开搅拌机电机启动开关加热至60-180℃，利用滚筒旋转混合料；所述运料车设备是一种容积式、可加热、可液压及运输移动的沥青车，能够将搅拌料设备搅拌的沥青材料装运到路桥面使用；所述摊铺设备是装载运料车设备喷洒的沥青混合料，将装运的沥青料均匀摊铺在桥路的基层上，进行振实和整平，摊铺速度为2-6m/min，摊铺厚度为20-150mm，摊铺宽度为360-1200cm；所述智能压实设备是将摊铺设备摊铺在路桥上沥青干燥后，采用单钢轮压实路桥基层。
3.根据权利要求1所述的一种路桥原位再生沥青施工及质量控制***，其特征在于：所述在线智能检测模块包括沥青质量检测仪、设备运行状态检测单元及模块间通信状态检测单元，所述沥青质量检测仪是检测路桥旧沥青的成分含量、软化点、针入度；混合再生沥青的延伸度、软化点、成分、针入度、粘度及含水量；所述设备运行状态检测单元是由监控器和感应器对路桥施工管控设备平台中的各个设备运行状态进行监测；所述模块间通信状态检测单元是对路桥原位再生沥青施工及质量控制***中的各个模块进行数据信号输入输出的检测，通过检测各模块接收信号的完整性和延时性。
4.根据权利要求1所述的一种路桥原位再生沥青施工及质量控制***，其特征在于：所述采集数据传感模块包括智能传感器、数据采集卡及微控制器，所述智能传感器是连接在智能检测仪器上，通过传感器采集、处理、交换智能检测仪器的信息，传输到微控制器中进行数据处理和计算机编写；所述数据采集卡是安装被测设备上，采集设备运行状态的模拟信号，通过无线网络通信自动采集并传送到微控制器中进行数据分析和处理；所述微控制器是单芯片微型计算机，将智能传感器和数据采集卡传输的模拟、数字信号进行处理。
5.根据权利要求1所述的一种路桥原位再生沥青施工及质量控制***，其特征在于：所述施工数据库存储模块包括FLASH存储和分布式数据库，所述FLASH存储是结合ROM和RAM的优点，进行闪存记忆各模块中数据信息的非易失性内存，其存储单元是对称成块；所述分布式数据库是将***中的若干个微处理器单独存储采集局部模块的信息数据库，通过网络连接，组成全局化的逻辑集中，物理分布的数据库。
6.根据权利要求1所述的一种路桥原位再生沥青施工及质量控制***，其特征在于：所述数据规划分析建模处理模块包括数据预处理单元、分析数据建模计算单元、定义沥青质量与施工规划单元及预测差异再处理单元，所述数据预处理单元是将施工数据库存储模块中的存储信号提取出来，分别对提取数据信号进行分类、清洗、去噪、融合及异常值处理；所述分析数据建模计算单元是把数据预处理单元处理后的数据信息，建立数学模型计算，求出再生沥青施工过程和沥青质量的变量X满足其桥路原位再生的数学期望值E，其中变量影响变量的权数为μ，0≤μ≤1，带入期望概率
Figure FDA0004108469930000041
函数计算，式中，X为变量，n为变量的个数，其中建立模型的误差函数为期望概率函数的求导/>
Figure FDA0004108469930000042
所述定义沥青质量与施工规划单元是利用计算机编写程序在微处理器中，通过人工自定义编写沥青配方质量和施工规划，通过自定义编辑的程序指令，控制分析数据建模计算单元求出若干个因素对路桥原位再生沥青施工及质量的计算，分析计算数据所占据的成本、施工周期和沥青质量，综合评价优化建模计算；所述预测差异再处理单元是根据分析数据建模计算单元建模计算的结果作为预测差异的训练样本，通过识别差异建立预测模型，根据模型进行再生沥青质量或路桥原位施工规划的再调控处理，其中预测模型的函数为Y＝(a1×x1+a2×x2+…+an×xn)+b，(a1+a2+…+an)＝1，式中，Y为预测值，X为模型中参数自变量，a为预测模型的回归系数，b为固有常量。
7.根据权利要求1所述的一种路桥原位再生沥青施工及质量控制***，其特征在于：所述信息交互显示模块包括显示器反馈单元和图文数字化信息转换单元，所述显示器反馈单元是将数据规划分析建模处理模块建模计算后的数字化信号、采集数据传感模块采集的数据信息进行处理，实现人机信息交互的过程；所述图文数字化信息转换单元采用的是计算机技术，将传输得到的数据信息，利用CPU和GPU处理，转换成图文形式，再通过显示器反馈单元反馈出来。
8.根据权利要求1所述的一种路桥原位再生沥青施工及质量控制***，其特征在于：所述远程监管施工控制质量模块包括远程通信监控单元和编辑指令控制施工质量单元，所述远程通信监控单元是利用手机、PC及移动设备的半导体集成收发器，通过无线网络通信技术，将信息交互显示模块呈现的数据信息传输到远程控制端，路桥原位再生沥青施工状态和沥青质量把控能够同步到远程领导层进行监控；所述编辑指令控制施工质量单元是在远程通信监控单元监控的基础上，对桥路施工状态编辑控制指令进行操控。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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