碾压施工监控系统及碾压施工监控的方法技术方案

本发明专利技术是碾压施工监控系统及碾压施工监控的方法。在施工区域内按照设计要求划分施工标段，根据设计要求至少设置1个施工标段，每个施工标段内配置施工碾压机，至少配置1台施工碾压机，施工区域内安设RTK基站、施工数据处理机构，在每台施工碾压机上设置车载GPS移动站，RTK基站、车载GPS移动站和GNSS卫星构成定位系统，碾压施工监控系统由定位系统、施工碾压机、车载显示器、车载控制器、施工数据处理机构、运行监控客户端和碾压度检测仪组成。本发明专利技术结构简单，设计科学，使用方便，成本低，容易掌握，监测数据准确，传输快捷，设备使用长久耐用，能够进行连续、实时、准确的碾压施工监控以及碾压度检测，对碾压过程和碾压质量达到全面控制。

Roller rolling construction monitoring system and rolling construction monitoring method

The invention relates to a rolling construction monitoring system and a roller rolling construction monitoring method. In the construction area in accordance with the division of the construction section of the design requirements, according to the design requirements set at least 1 construction sections, each construction section configuration construction roller roller is equipped with at least 1 sets of construction, the construction area is a RTK base station, the construction of data processing mechanism on each roller is arranged on the construction vehicle GPS mobile station, RTK base station, mobile station and GNSS vehicle GPS satellites positioning system, rolling construction monitoring system consists of positioning system, the construction of rolling machine, vehicle display, vehicle controller, construction data processing mechanism, monitoring client and rolling detector of the composition. The invention has the advantages of simple structure, scientific design, convenient use, low cost, easy to grasp, accurate monitoring data, fast transmission, equipment use durable, capable of continuous, real-time and accurate monitoring and detection of rolling compaction, the overall control of the rolling process and rolling quality reach.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种场地、土坝、堤防和道路施工中碾压施工系统，尤其涉及一种碾压施工监控系统及碾压施工监控的方法。
技术介绍
压实施工是场地、土坝、堤防和道路施工作业中十分重要的环节，压实施工的目的是要求土壤以及铺层材料达到规定的密实度，抵抗荷载和环境的作用，在施工区域有效压实能显著提高施工区域的承载力、平整度、稳定性、耐久性，压式操作的质量直接决定了施工区域安全性和使用寿命。目前，在施工区域操作时随意性较大，容易导致产生缺陷：碾压的次数不够，未达到设计要求；施工碾压机的速度过快或过慢或中途停顿，均会影响压实质量；施工区域碾压的检测手段过于简单和粗略，不能做到实时检测。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于解决上述在施工区域碾压施工中的缺陷问题，提供一种碾压施工监控系统及碾压施工监控的方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：在施工区域内按照设计要求划分施工标段，根据设计要求至少设置1个施工标段，每个施工标段内配置施工碾压机，根据设计要求至少配置1台施工碾压机，施工区域内安设RTK基站、施工数据处理机构，在每台施工碾压机上设置车载GPS移动站，RTK基站、车载GPS移动站和GNSS卫星构成定位系统，整体定位系统中车载GPS移动站实施连续的、实时的数据采集，车载GPS移动站采集施工碾压机的三维位置信息，车载GPS移动站和碾压度检测仪是进行连续的、实时的采集数据信息，车载GPS移动站采集施工碾压机的三维位置信息，碾压度检测仪采集施工碾压机当前位置的碾压度，当车载GPS移动站和碾压度检测仪采集数据后，通过线路把数据发送给车载控制器。本专利技术由软件和硬件构成，并运用了无线数据传输技术，RTK厘米级定位技术，碾压度测量传感技术，数据处理技术，图形渲染技术等核心技术。本专利技术能够进行连续、实时、准确的碾压施工监控以及碾压度检测，达到对碾压过程和碾压质量进行全面控制的目的。适用于工程中的施工单位、监理单位以及工程建设业主。施工单位用来提高碾压质量，监控施工进度；监理单位用来监控碾压质量，为碾压施工提供一个连续的监测依据；业主用来把握碾压质量和掌握施工进度。本专利技术在线的、实时的检测出碾压度的大小，既节省时间、减少人力、物力的投入，又能有效的避免欠压和过压。本专利技术“RTK基站”为“载波相位差分技术”，“车载GPS移动站”为“全球定位系统”，“GNSS卫星”为“全球卫星导航系统”。碾压施工监控系统由定位系统、施工碾压机、车载显示器、车载控制器、施工数据处理机构、运行监控客户端和碾压度检测仪组成，定位系统由GNSS卫星、RTK基站和车载GPS移动站组成。车载GPS移动站通过线路与车载控制器相连接，车载GPS移动站实时接收RTK基站的数据信息，以及施工碾压机的行走轨迹、碾压的遍数、碾压层的厚度传输给车载控制器，碾压度检测仪通过线路与车载控制器相连接，碾压度检测仪采集施工碾压机当前位置的碾压度，通过线路把采集数据信息传输给车载控制器，车载显示器通过线路与车载控制器相连接，车载显示器显示车载控制器采集的数据信息。本专利技术车载GPS移动站和碾压度检测仪的作用是进行连续的、实时的数据采集。车载GPS移动站采集施工碾压机的三维位置信息，碾压度仪采集施工碾压机当前位置的碾压度。当车载GPS移动站和碾压度仪采集数据后，会将数据通过有线网络发送给车载控制器。本专利技术RTK基站的作用是实时向车载GPS移动站发送差分数据，提高车载GPS移动站的定位精度。把RTK基站架设在监控中心，便于供电，便于管理和维护。为确保定位精度，RTK基站与施工区域的距离应控制在15～20km范围。本专利技术施工数据处理机构通过互联网接收各个施工碾压机的作业数据信息，并存储和计算采集的数据信息，把处理数据信息的结果发送给运行客户端。施工数据处理机构把碾压数据实施存储、处理、分发，对所有数据进行备份。施工数据处理机构管理工程的其他信息，包含施工区域、施工标段、用户、施工碾压机。施工数据处理机构设置在具有UPS电源的稳定环境中，保证24小时连续工作。运行客户端是采用普通笔记本或PC机的客户端，具有工程管理、碾压计算、成果管理、历史数据回放、报告查看等功能。施工碾压机上安设车载控制器，车载控制器采用工业控制机或PC机或平板电脑，车载控制器安装在施工碾压机的驾驶室内，能够避免尘土和雨水对其造成损坏，车载控制器的作用是实时接收车载GPS移动站和碾压度检测仪的原始数据，然后对数据进行初步的处理和分析，通过DTU模块发送到施工数据处理机构，同时车载控制器也会通过线路把数据发送给车载显示器，车载显示器显示车载显示器采集、存储、分析、调整、发出指令的数据信息。本专利技术车载控制器安装在施工碾压机的驾驶室内，避免尘土和雨水对其造成破坏。车载控制器实时接收车载GBS移动站和碾压度检测仪等设备的原始数据，对数据进行初步的处理和分析，通过车载控制器的DTU模块发送到施工数据处理机构，同时车载控制器把数据发送给车载显示器。DTU模块安装在车载控制器内，利用GPRS网络进行数据传输。当车载控制器接收到GNSS卫星以及碾压检测仪数据之后，车载控制器通过DTU模块将数据发送给施工数据处理机构。本专利技术车载显示器也是在碾压机上的硬件，是接收数据、处理数据和展示数据，车载显示器通过有线固定网络，实时接收车载控制器发送的数据信息，实时计算当前施工碾压机的碾压质量，包括碾压轨迹、碾压遍数、碾压层厚的数据信息，在车载显示器上展示当前作业数据信息。使用图形渲染技术展示坐标数据、CMV数据、CFV数据、推定压实度和碾压遍数进行相应的施工碾压信息，包括历史轨迹、实时位置、碾压度，可以进行历史碾压的回放、指定区域的碾压质量展示。RTK基站搜索GNSS卫星，并接收GNSS卫星的数据信息，RTK基站通过电台实时向车载GPS移动站发送差分数据，提高车载GPS移动站的定位精度。本专利技术通常情况下RTK基站架设在监控中心，便于供电，有利于管理和维护，确保定位系统的定位精度，RTK基站与施工区域的距离应控制在15～20km范围。RTK基站是采用RTK厘米级定位技术即实时动态差分法，在野外时能够实时得到厘米级的定位精度。通过RTK厘米级定位，采集施工碾压机的实时坐标位置和施工碾压机的高程数据，精确记录施工碾压机的运行轨迹以及通过施工碾压机的高程数据获得碾压面的高程数据，RTK厘米级定位技术能够对漏压和欠压位置进行精确定位。在施工碾压机上安设车载GPS移动站、碾压度检测仪、车载显示器和车载控制器，车载GPS移动站、碾压度检测仪和车载显示器通过线路与车载控制器相连接，车载GPS移动站接收RTK基站的数据信息，车载GPS移动站连续的、实时的采集施工碾压机碾压数据信息，车载GPS移动站采用华测的卫星接收RTK电台接收天线，车载GPS移动站采集施工碾压机的三维位置数据信息，车载GPS移动站把RTK基站的数据信息传输给车载控制器，车载控制器经数据信息处理，实时运算当前施工碾压机的碾压质量信息，其中设有施工碾压机的碾压轨迹、碾压的遍数、碾压层的厚度，通过车载显示器上展示当前施工碾压机的作业信息，车载显示器采用显示屏或触摸式显示屏的平板电脑。本专利技术车载GPS移动站是进行连续的、实时的数据采集，车载GPS移动站采集施工碾压机的三维位置信息，车载GPS移动站采集数据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碾压施工监控系统，其特征是在施工区域（1）内按照设计要求划分施工标段（2），根据设计要求至少设置1个施工标段（2），每个施工标段（2）内配置施工碾压机（7），根据设计要求至少配置1台施工碾压机（7），施工区域（1）内安设RTK基站（5），施工数据处理机构（10），在每台施工碾压机（7）上设置车载GPS移动站（6），RTK基站（5）、车载GPS移动站（6）和GNSS卫星（4）构成定位系统（3），整体定位系统（3）中车载GPS移动站（6）实施连续的、实时的数据采集，车载GPS移动站（6）采集施工碾压机（7）的三维位置信息，车载GPS移动站（6）和碾压度检测仪（12）是进行连续的、实时的采集数据信息，车载GPS移动站（6）采集施工碾压机（7）的三维位置信息，碾压度检测仪（12）采集施工碾压机（7）当前位置的碾压度，当车载GPS移动站（6）和碾压度检测仪（12）采集数据后，通过线路把数据发送给车载控制器（9）；碾压施工监控系统由定位系统（3）、施工碾压机（7）、车载显示器（8）、车载控制器（9）、施工数据处理机构（10）、运行监控客户端（11）和碾压度检测仪（12）组成，定位系统（3）由GNSS卫星（4）、RTK基站（5）和车载GPS移动站（6）组成；车载GPS移动站（6）通过线路与车载控制器（9）相连接，车载GPS移动站（6）实时接收RTK基站（5）的数据信息，以及施工碾压机（7）的行走轨迹、碾压的遍数、碾压层的厚度传输给车载控制器（9），碾压度检测仪（12）通过线路与车载控制器（9）相连接，碾压度检测仪（12）采集施工碾压机（7）当前位置的碾压度，通过线路把采集数据信息传输给车载控制器（9），车载显示器（8）通过线路与车载控制器（9）相连接，车载显示器（8）显示车载控制器（9）采集的数据信息；施工碾压机（7）上安设车载控制器（9），车载控制器（9）采用工业控制机或PC机或平板电脑，车载控制器（9）安装在施工碾压机（7）的驾驶室内，能够避免尘土和雨水对其造成损坏，车载控制器（9）的作用是实时接收车载GPS移动站（6）和碾压度检测仪（12）的原始数据，然后对数据进行初步的处理和分析，通过DTU模块发送到施工数据处理机构（10），同时车载控制器（9）也会通过线路把数据发送给车载显示器（8），车载显示器（8）显示车载显示器（8）采集、存储、分析、调整、发出指令的数据信息；RTK基站（5）搜索GNSS卫星（4），并接收GNSS卫星（4）的数据信息，RTK基站（5）通过电台实时向车载GPS移动站（6）发送差分数据，提高车载GPS移动站（6）的定位精度；在施工碾压机（7）上安设车载GPS移动站（6）、碾压度检测仪（12）、车载显示器（8）和车载控制器（9），车载GPS移动站（6）、碾压度检测仪（12）和车载显示器（8）通过线路与车载控制器（9）相连接，车载GPS移动站（6）接收RTK基站（5）的数据信息，车载GPS移动站（6）连续的、实时的采集施工碾压机（7）碾压数据信息，车载GPS移动站（6）采用华测的卫星接收RTK电台接收和天线，车载GPS移动站（6）采集施工碾压机（7）的三维位置数据信息，车载GPS移动站（6）把RTK基站（5）的数据信息传输给车载控制器（9），车载控制器（9）经数据信息处理，实时运算当前施工碾压机（7）的碾压质量信息，其中含有施工碾压机的碾压轨迹、碾压的遍数、碾压层的厚度，通过车载显示器（8）上展示当前施工碾压机（7）的作业信息，车载显示器（8）采用显示屏或触摸式显示屏的平板电脑；施工碾压机（7）上安设碾压度检测仪（12），碾压度检测仪（12）采集碾压机当前位置的碾压度，施工碾压机（7）上安设机架（13），施工碾压机（7）的机架（13）上安设振动轮（14），机架（13）上的振动轮（14）与地面保持紧密的接触，施工碾压机（7）通过振动轮（14）压实土壤；车载GPS移动站（6）和碾压度检测仪（12）把数据通过线路传输到车载控制器（9），碾压度检测仪（12）采用加速度频率传感器及集成相关的处理模块，车载控制器（9）经数据信息处理后把采集到的数据通过车载控制器（9）的无线数据传输模块传送给施工数据处理机构（10），施工碾压机（7）上安设车载控制器（9），车载控制器（9）通过线路与车载GPS移动站（6）、碾压度检测仪（12）和车载显示器（8）相连接，车载控制器（9）收集车载GPS移动站（6）和碾压度检测仪（12）采集到的数据信息，把收集到的数据信息存储、分析、上传和接收，车载控制器（9）采用PC机或工业控制机；施工数据处理机构（10）是整个系统的核心，施工数据处理机构（10）采用服务器，施工数据处理机构（10）通过互联网接收各个施工碾压机（7）的作业数据信息以及RTK基站（5）的数据信息，存储施工碾压机（7）的作业数据信息，监...

【技术特征摘要】
1.一种碾压施工监控系统，其特征是在施工区域（1）内按照设计要求划分施工标段（2），根据设计要求至少设置1个施工标段（2），每个施工标段（2）内配置施工碾压机（7），根据设计要求至少配置1台施工碾压机（7），施工区域（1）内安设RTK基站（5），施工数据处理机构（10），在每台施工碾压机（7）上设置车载GPS移动站（6），RTK基站（5）、车载GPS移动站（6）和GNSS卫星（4）构成定位系统（3），整体定位系统（3）中车载GPS移动站（6）实施连续的、实时的数据采集，车载GPS移动站（6）采集施工碾压机（7）的三维位置信息，车载GPS移动站（6）和碾压度检测仪（12）是进行连续的、实时的采集数据信息，车载GPS移动站（6）采集施工碾压机（7）的三维位置信息，碾压度检测仪（12）采集施工碾压机（7）当前位置的碾压度，当车载GPS移动站（6）和碾压度检测仪（12）采集数据后，通过线路把数据发送给车载控制器（9）；碾压施工监控系统由定位系统（3）、施工碾压机（7）、车载显示器（8）、车载控制器（9）、施工数据处理机构（10）、运行监控客户端（11）和碾压度检测仪（12）组成，定位系统（3）由GNSS卫星（4）、RTK基站（5）和车载GPS移动站（6）组成；车载GPS移动站（6）通过线路与车载控制器（9）相连接，车载GPS移动站（6）实时接收RTK基站（5）的数据信息，以及施工碾压机（7）的行走轨迹、碾压的遍数、碾压层的厚度传输给车载控制器（9），碾压度检测仪（12）通过线路与车载控制器（9）相连接，碾压度检测仪（12）采集施工碾压机（7）当前位置的碾压度，通过线路把采集数据信息传输给车载控制器（9），车载显示器（8）通过线路与车载控制器（9）相连接，车载显示器（8）显示车载控制器（9）采集的数据信息；施工碾压机（7）上安设车载控制器（9），车载控制器（9）采用工业控制机或PC机或平板电脑，车载控制器（9）安装在施工碾压机（7）的驾驶室内，能够避免尘土和雨水对其造成损坏，车载控制器（9）的作用是实时接收车载GPS移动站（6）和碾压度检测仪（12）的原始数据，然后对数据进行初步的处理和分析，通过DTU模块发送到施工数据处理机构（10），同时车载控制器（9）也会通过线路把数据发送给车载显示器（8），车载显示器（8）显示车载显示器（8）采集、存储、分析、调整、发出指令的数据信息；RTK基站（5）搜索GNSS卫星（4），并接收GNSS卫星（4）的数据信息，RTK基站（5）通过电台实时向车载GPS移动站（6）发送差分数据，提高车载GPS移动站（6）的定位精度；在施工碾压机（7）上安设车载GPS移动站（6）、碾压度检测仪（12）、车载显示器（8）和车载控制器（9），车载GPS移动站（6）、碾压度检测仪（12）和车载显示器（8）通过线路与车载控制器（9）相连接，车载GPS移动站（6）接收RTK基站（5）的数据信息，车载GPS移动站（6）连续的、实时的采集施工碾压机（7）碾压数据信息，车载GPS移动站（6）采用华测的卫星接收RTK电台接收和天线，车载GPS移动站（6）采集施工碾压机（7）的三维位置数据信息，车载GPS移动站（6）把RTK基站（5）的数据信息传输给车载控制器（9），车载控制器（9）经数据信息处理，实时运算当前施工碾压机（7）的碾压质量信息，其中含有施工碾压机的碾压轨迹、碾压的遍数、碾压层的厚度，通过车载显示器（8）上展示当前施工碾压机（7）的作业信息，车载显示器（8）采用显示屏或触摸式显示屏的平板电脑；施工碾压机（7）上安设碾压度检测仪（12），碾压度检测仪（12）采集碾压机当前位置的碾压度，施工碾压机（7）上安设机架（13），施工碾压机（7）的机架（13）上安设振动轮（14），机架（13）上的振动轮（14）与地面保持紧密的接触，施工碾压机（7）通过振动轮（14）压实土壤；车载GPS移动站（6）和碾压度检测仪（12）把数据通过线路传输到车载控制器（9），碾压度检测仪（12）采用加速度频率传感器及集成相关的处理模块，车载控制器（9）经数据信息处理后把采集到的数据通过车载控制器（9）的无线数据传输模块传送给施工数据处理机构（10），施工碾压机（7）上安设车载控制器（9），车载控制器（9）通过线路与车载GPS移动站（6）、碾压度检测仪（12）和车载显示器（8）相连接，车载控制器（9）收集车载GPS移动站（6）和碾压度检测仪（12）采集到的数据信息，把收集到的数...

【专利技术属性】
技术研发人员：李广智，张振，王云仓，赵考生，张振军，王守春，袁春波，张钰，齐伟，李博超，王建波，丁学赏，许绍武，徐宏达，徐世宾，高蛟，历辉，王松庆，刘桐，陆梅，李聪然，郝志香，董建克，王守霆，张文清，张雁，
申请(专利权)人：天津市水利科学研究院，
类型：发明
国别省市：天津;12