一种堆石大坝施工数字化管理系统

摘要

本发明公开一种堆石大坝施工数字化管理系统，包括硬件系统和软件系统；本发明采用自建差分基准站的方式解决了传统大坝施工过程中GPS信号的接收及差分基准信号传输问题，通过监控中心软件为监控数据分析、大坝施工管理提供基础数据，实现施工现场精准的定位和监控，通过监控工作站软件，实现了现场管理实时化，有效提高了管理水平，保证了施工质量，且所有施工过程的关键记录全部通过系统完成，节约竣工资料整理工作量，提供数据的快速查阅功能，保证了施工过程的可回溯性，另外有效的过程质量控制，保证了大坝的整体施工质量，保证大坝的安全性与耐久性，实现对大坝施工质量关键参数的有效监控，确保工程建设质量始终处于受控状态。

说明书

技术领域

本发明涉及大坝施工技术领域，尤其涉及一种堆石大坝施工数字化管理系统。

背景技术

堆石大坝的主体是用石料填筑，配以防渗体建成的坝，它是土石坝的一种，这种坝的优点是可充分利用当地天然材料，能适应不同的地质条件，施工系统比较简便，抗震性能好等，其不足是一般需在坝外设置施工导流和泄洪建筑物，堆石坝体从上游到下游依次分为上游铺盖和盖重、垫层料、特殊垫层料、过渡料、上游主堆石料、下游堆石料、排水料区和堆石护坡，堆石大坝施工的管理是一项复杂的系统性工作；

由于堆石大坝的施工管理较为困难，目前一般通过管理系统对堆石大坝的施工进行项目管理，但现有的堆石大坝施工管理系统大功能复杂繁琐，操作较为困难，且不能对施工现场进行实时化管理，从而不能保证施工质量，也不能为施工提供基础数据并实现进准的定位和监控，另外现有的管理系统还不能保证施工过程的可回溯性，给施工管理带来不便，因此，本发明提出一种堆石大坝施工数字化管理系统以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提出一种堆石大坝施工数字化管理系统，该系统采用自建差分基准站的方式解决了传统大坝施工过程中GPS信号的接收及差分基准信号传输问题，通过监控中心软件为监控数据分析、大坝施工管理提供基础数据，实现施工现场精准的定位和监控，通过监控工作站软件，实现了现场管理实时化，有效提高了管理水平，保证了施工质量。

为了实现本发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：一种堆石大坝施工数字化管理系统，包括硬件系统和软件系统，所述硬件系统包括数字化管理中心系统、车载系统和无线网络，所述数字化管理中心系统包括系统服务器、操作站、GPS卫星定位基站、2G/3G网络、图形工作站、高速无线内部网络、UPS、液晶拼接大屏、液晶监视屏以及系统供电设施，所述车载系统包括振动传感器、GPS车载终端、工业平板电脑、GPRS模块、语音系统以及系统供电电源；

所述软件系统包括监控中心软件、监控工作站软件、车载终端软件、质量分析平台以及施工现场监控系统，所述监控中心软件运行于施工现场监控中心后台服务，所述监控工作站软件用于施工监控室内的集成、实时监控软件，并通过与监控中心通讯获取监控中心实时采集的信息，所述车载终端软件支持2G/3G网络传输，所述施工现场监控系统用于大坝施工现场实时监控。

进一步改进在于：所述数字化管理中心系统为大坝施工管理和质量管理监控的核心，用于完成数据的收集、存储、备份以及数据分析应用，所述GPS卫星定位基站采用S8+C差分基准站为施工提供差分基准数据，所述液晶拼接大屏由4组55英寸的拼接显示屏拼接而成，所述液晶监视屏的尺寸为55英寸，所述系统供电设施包括网电供电、UPS不间断电源供电和发电机供电。

进一步改进在于：所述车载系统用于设备操作人员形象直观的掌握自身设备工作情况，并根据终端指示调整设备运行状态，所述工业平板电脑的型号为神基T800，并采用Intel N3530 2.16 GHz处理器，配备4GB内存与8.1寸1280×800分辨率，600尼特

进一步改进在于：所述无线网络包括管理中心和车载无线传输网以及高精度GPS基准站无线电差分网络，采取租用中国移动、中国联通和中国电信三家通信商的GPRS网络方式解决管理中心与现场移动终端的数据的互传，采用自建差分基准站的方式解决GPS信号的接收及差分基准信号传输问题。

进一步改进在于：所述监控中心软件由采集服务、归档服务和分发服务组成，所述监控中心软件通过总线连接实现远程监控、归档与信息实时分发，所述监控中心软件负责接收前端硬件发送过来的数字信号，并进行转换处理后进行存储，为监控数据分析和大坝施工管理提供基础数据。

进一步改进在于：所述监控工作站软件通过网络实时监控大坝施工面、大坝施工单元和大坝施工用机械设备运行状态及质量控制参数，所述监控工作站软件支持质量控制参数动态分析与评判，并将分析成果自动上传至监控中心，同时反馈至施工现场对应的施工机械上，并根据实际需要发出报警信号强制提醒和指导纠偏。

进一步改进在于：所述车载终端软件支持本地监控与状态显示，同时提供司机登陆、运输、摊铺、碾压任务下达和接受，并对填筑料料源、料种、运输道路、卸料部位、摊铺区域、摊铺厚度、碾压区域、碾压轨迹、振动状态和碾压遍数进行实时跟踪与数据实时上传以及反馈功能，为现场设备提供引导信息，同时提供异常或违规报警，辅助司机按要求操作。

进一步改进在于：所述质量分析平台包含与数字化管理中心系统的数据通讯、施工过程的综合监控数据的动态分析、三维可视化查询、历史回溯与质量数据统计。

本发明的有益效果为：本发明采用自建差分基准站的方式解决了传统大坝施工过程中GPS信号的接收及差分基准信号传输问题，有效提高了信号传输效率，通过监控中心软件为监控数据分析、大坝施工管理提供基础数据，实现施工现场精准的定位和监控，通过监控工作站软件，实现了现场管理实时化，有效提高了管理水平，保证了施工质量，且所有施工过程的关键记录全部通过系统完成，节约竣工资料整理工作量，提供数据的快速查阅功能，保证了施工过程的可回溯性，另外有效的过程质量控制，保证了大坝的整体施工质量，保证大坝的安全性与耐久性，实现对大坝施工质量关键参数的有效监控，确保工程建设质量始终处于受控状态，本发明功能丰富，便于操作，给堆石大坝施工管理带来便捷，值得广泛推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的系统结构示意图。

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作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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参见图1，本实施例提供了一种堆石大坝施工数字化管理系统，包括硬件系统和软件系统，所述硬件系统包括数字化管理中心系统、车载系统和无线网络，所述数字化管理中心系统包括系统服务器、操作站、GPS卫星定位基站、2G/3G网络、图形工作站、高速无线内部网络、UPS、液晶拼接大屏、液晶监视屏以及系统供电设施，所述车载系统包括振动传感器、GPS车载终端、工业平板电脑、GPRS模块、语音系统以及系统供电电源；

所述软件系统包括监控中心软件、监控工作站软件、车载终端软件、质量分析平台以及施工现场监控系统，所述监控中心软件运行于施工现场监控中心后台服务，所述监控工作站软件用于施工监控室内的集成、实时监控软件，并通过与监控中心通讯获取监控中心实时采集的信息，所述车载终端软件支持2G/3G网络传输，所述施工现场监控系统用于大坝施工现场实时监控。

所述数字化管理中心系统为大坝施工管理和质量管理监控的核心，用于完成数据的收集、存储、备份以及数据分析应用，所述GPS卫星定位基站采用S8+C差分基准站为施工提供差分基准数据，所述液晶拼接大屏由4组55英寸的拼接显示屏拼接而成，所述液晶监视屏的尺寸为55英寸，所述系统供电设施包括网电供电、UPS不间断电源供电和发电机供电。

所述车载系统用于设备操作人员形象直观的掌握自身设备工作情况，并根据终端指示调整设备运行状态，所述工业平板电脑的型号为神基T800，并采用Intel N3530 2.16GHz处理器，配备4GB内存与8.1寸1280×800分辨率，600尼特

所述无线网络包括管理中心和车载无线传输网以及高精度GPS基准站无线电差分网络，采取租用中国移动、中国联通和中国电信三家通信商的GPRS网络方式解决管理中心与现场移动终端的数据的互传，采用自建差分基准站的方式解决GPS信号的接收及差分基准信号传输问题。

所述监控中心软件由采集服务、归档服务和分发服务组成，所述监控中心软件通过总线连接实现远程监控、归档与信息实时分发，所述监控中心软件负责接收前端硬件发送过来的数字信号，并进行转换处理后进行存储，为监控数据分析和大坝施工管理提供基础数据。

所述监控工作站软件通过网络实时监控大坝施工面、大坝施工单元和大坝施工用机械设备运行状态及质量控制参数，所述监控工作站软件支持质量控制参数动态分析与评判，并将分析成果自动上传至监控中心，同时反馈至施工现场对应的施工机械上，并根据实际需要发出报警信号强制提醒和指导纠偏。

所述车载终端软件支持本地监控与状态显示，同时提供司机登陆、运输、摊铺、碾压任务下达和接受，并对填筑料料源、料种、运输道路、卸料部位、摊铺区域、摊铺厚度、碾压区域、碾压轨迹、振动状态和碾压遍数进行实时跟踪与数据实时上传以及反馈功能，为现场设备提供引导信息，同时提供异常或违规报警，辅助司机按要求操作。

所述质量分析平台包含与数字化管理中心系统的数据通讯、施工过程的综合监控数据的动态分析、三维可视化查询、历史回溯与质量数据统计。

该堆石大坝施工数字化管理系统采用自建差分基准站的方式解决了传统大坝施工过程中GPS信号的接收及差分基准信号传输问题，有效提高了信号传输效率，通过监控中心软件为监控数据分析、大坝施工管理提供基础数据，实现施工现场精准的定位和监控，通过监控工作站软件，实现了现场管理实时化，有效提高了管理水平，保证了施工质量，且所有施工过程的关键记录全部通过系统完成，节约竣工资料整理工作量，提供数据的快速查阅功能，保证了施工过程的可回溯性，另外有效的过程质量控制，保证了大坝的整体施工质量，保证大坝的安全性与耐久性，实现对大坝施工质量关键参数的有效监控，确保工程建设质量始终处于受控状态，本发明功能丰富，便于操作，给堆石大坝施工管理带来便捷，值得广泛推广。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。