本發(fā)明涉及一種場地、土壩、堤防和道路施工中碾壓施工系統(tǒng)，尤其涉及一種碾壓施工監(jiān)控系統(tǒng)及碾壓施工監(jiān)控的方法。

背景技術(shù)：

壓實施工是場地、土壩、堤防和道路施工作業(yè)中十分重要的環(huán)節(jié)，壓實施工的目的是要求土壤以及鋪層材料達(dá)到規(guī)定的密實度，抵抗荷載和環(huán)境的作用，在施工區(qū)域有效壓實能顯著提高施工區(qū)域的承載力、平整度、穩(wěn)定性、耐久性，壓式操作的質(zhì)量直接決定了施工區(qū)域安全性和使用壽命。

目前，在施工區(qū)域操作時隨意性較大，容易導(dǎo)致產(chǎn)生缺陷：碾壓的次數(shù)不夠，未達(dá)到設(shè)計要求；施工碾壓機(jī)的速度過快或過慢或中途停頓，均會影響壓實質(zhì)量；施工區(qū)域碾壓的檢測手段過于簡單和粗略，不能做到實時檢測。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于解決上述在施工區(qū)域碾壓施工中的缺陷問題，提供一種碾壓施工監(jiān)控系統(tǒng)及碾壓施工監(jiān)控的方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

在施工區(qū)域內(nèi)按照設(shè)計要求劃分施工標(biāo)段，根據(jù)設(shè)計要求至少設(shè)置1個施工標(biāo)段，每個施工標(biāo)段內(nèi)配置施工碾壓機(jī)，根據(jù)設(shè)計要求至少配置1臺施工碾壓機(jī)，施工區(qū)域內(nèi)安設(shè)RTK基站、施工數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)，在每臺施工碾壓機(jī)上設(shè)置車載GPS移動站，RTK基站、車載GPS移動站和GNSS衛(wèi)星構(gòu)成定位系統(tǒng)，整體定位系統(tǒng)中車載GPS移動站實施連續(xù)的、實時的數(shù)據(jù)采集，車載GPS移動站采集施工碾壓機(jī)的三維位置信息，車載GPS移動站和碾壓度檢測儀是進(jìn)行連續(xù)的、實時的采集數(shù)據(jù)信息，車載GPS移動站采集施工碾壓機(jī)的三維位置信息，碾壓度檢測儀采集施工碾壓機(jī)當(dāng)前位置的碾壓度，當(dāng)車載GPS移動站和碾壓度檢測儀采集數(shù)據(jù)后，通過線路把數(shù)據(jù)發(fā)送給車載控制器。

本發(fā)明由軟件和硬件構(gòu)成，并運用了無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，RTK厘米級定位技術(shù)，碾壓度測量傳感技術(shù)，數(shù)據(jù)處理技術(shù)，圖形渲染技術(shù)等核心技術(shù)。本發(fā)明能夠進(jìn)行連續(xù)、實時、準(zhǔn)確的碾壓施工監(jiān)控以及碾壓度檢測，達(dá)到對碾壓過程和碾壓質(zhì)量進(jìn)行全面控制的目的。適用于工程中的施工單位、監(jiān)理單位以及工程建設(shè)業(yè)主。施工單位用來提高碾壓質(zhì)量，監(jiān)控施工進(jìn)度；監(jiān)理單位用來監(jiān)控碾壓質(zhì)量，為碾壓施工提供一個連續(xù)的監(jiān)測依據(jù)；業(yè)主用來把握碾壓質(zhì)量和掌握施工進(jìn)度。本發(fā)明在線的、實時的檢測出碾壓度的大小，既節(jié)省時間、減少人力、物力的投入，又能有效的避免欠壓和過壓。本發(fā)明“RTK基站”為“載波相位差分技術(shù)”，“車載GPS移動站”為“全球定位系統(tǒng)”，“GNSS衛(wèi)星”為“全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)”。

碾壓施工監(jiān)控系統(tǒng)由定位系統(tǒng)、施工碾壓機(jī)、車載顯示器、車載控制器、施工數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)、運行監(jiān)控客戶端和碾壓度檢測儀組成，定位系統(tǒng)由GNSS衛(wèi)星、RTK基站和車載GPS移動站組成。

車載GPS移動站通過線路與車載控制器相連接，車載GPS移動站實時接收RTK基站的數(shù)據(jù)信息，以及施工碾壓機(jī)的行走軌跡、碾壓的遍數(shù)、碾壓層的厚度傳輸給車載控制器，碾壓度檢測儀通過線路與車載控制器相連接，碾壓度檢測儀采集施工碾壓機(jī)當(dāng)前位置的碾壓度，通過線路把采集數(shù)據(jù)信息傳輸給車載控制器，車載顯示器通過線路與車載控制器相連接，車載顯示器顯示車載控制器采集的數(shù)據(jù)信息。

本發(fā)明車載GPS移動站和碾壓度檢測儀的作用是進(jìn)行連續(xù)的、實時的數(shù)據(jù)采集。車載GPS移動站采集施工碾壓機(jī)的三維位置信息，碾壓度儀采集施工碾壓機(jī)當(dāng)前位置的碾壓度。當(dāng)車載GPS移動站和碾壓度儀采集數(shù)據(jù)后，會將數(shù)據(jù)通過有線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給車載控制器。

本發(fā)明RTK基站的作用是實時向車載GPS移動站發(fā)送差分?jǐn)?shù)據(jù)，提高車載GPS移動站的定位精度。把RTK基站架設(shè)在監(jiān)控中心，便于供電，便于管理和維護(hù)。為確保定位精度，RTK基站與施工區(qū)域的距離應(yīng)控制在15～20km范圍。

本發(fā)明施工數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)通過互聯(lián)網(wǎng)接收各個施工碾壓機(jī)的作業(yè)數(shù)據(jù)信息，并存儲和計算采集的數(shù)據(jù)信息，把處理數(shù)據(jù)信息的結(jié)果發(fā)送給運行客戶端。施工數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)把碾壓數(shù)據(jù)實施存儲、處理、分發(fā)，對所有數(shù)據(jù)進(jìn)行備份。施工數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)管理工程的其他信息，包含施工區(qū)域、施工標(biāo)段、用戶、施工碾壓機(jī)。施工數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)設(shè)置在具有UPS電源的穩(wěn)定環(huán)境中，保證24小時連續(xù)工作。運行客戶端是采用普通筆記本或PC機(jī)的客戶端，具有工程管理、碾壓計算、成果管理、歷史數(shù)據(jù)回放、報告查看等功能。

施工碾壓機(jī)上安設(shè)車載控制器，車載控制器采用工業(yè)控制機(jī)或PC機(jī)或平板電腦，車載控制器安裝在施工碾壓機(jī)的駕駛室內(nèi)，能夠避免塵土和雨水對其造成損壞，車載控制器的作用是實時接收車載GPS移動站和碾壓度檢測儀的原始數(shù)據(jù)，然后對數(shù)據(jù)進(jìn)行初步的處理和分析，通過DTU模塊發(fā)送到施工數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)，同時車載控制器也會通過線路把數(shù)據(jù)發(fā)送給車載顯示器，車載顯示器顯示車載顯示器采集、存儲、分析、調(diào)整、發(fā)出指令的數(shù)據(jù)信息。

本發(fā)明車載控制器安裝在施工碾壓機(jī)的駕駛室內(nèi)，避免塵土和雨水對其造成破壞。車載控制器實時接收車載GBS移動站和碾壓度檢測儀等設(shè)備的原始數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行初步的處理和分析，通過車載控制器的DTU模塊發(fā)送到施工數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)，同時車載控制器把數(shù)據(jù)發(fā)送給車載顯示器。DTU模塊安裝在車載控制器內(nèi)，利用GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。當(dāng)車載控制器接收到GNSS衛(wèi)星以及碾壓檢測儀數(shù)據(jù)之后，車載控制器通過DTU模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送給施工數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)。

本發(fā)明車載顯示器也是在碾壓機(jī)上的硬件，是接收數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)和展示數(shù)據(jù)，車載顯示器通過有線固定網(wǎng)絡(luò)，實時接收車載控制器發(fā)送的數(shù)據(jù)信息，實時計算當(dāng)前施工碾壓機(jī)的碾壓質(zhì)量，包括碾壓軌跡、碾壓遍數(shù)、碾壓層厚的數(shù)據(jù)信息，在車載顯示器上展示當(dāng)前作業(yè)數(shù)據(jù)信息。使用圖形渲染技術(shù)展示坐標(biāo)數(shù)據(jù)、CMV數(shù)據(jù)、CFV數(shù)據(jù)、推定壓實度和碾壓遍數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的施工碾壓信息，包括歷史軌跡、實時位置、碾壓度，可以進(jìn)行歷史碾壓的回放、指定區(qū)域的碾壓質(zhì)量展示。

RTK基站搜索GNSS衛(wèi)星，并接收GNSS衛(wèi)星的數(shù)據(jù)信息，RTK基站通過電臺實時向車載GPS移動站發(fā)送差分?jǐn)?shù)據(jù)，提高車載GPS移動站的定位精度。

本發(fā)明通常情況下RTK基站架設(shè)在監(jiān)控中心，便于供電，有利于管理和維護(hù)，確保定位系統(tǒng)的定位精度，RTK基站與施工區(qū)域的距離應(yīng)控制在15～20km范圍。RTK基站是采用RTK厘米級定位技術(shù)即實時動態(tài)差分法，在野外時能夠?qū)崟r得到厘米級的定位精度。通過RTK厘米級定位，采集施工碾壓機(jī)的實時坐標(biāo)位置和施工碾壓機(jī)的高程數(shù)據(jù)，精確記錄施工碾壓機(jī)的運行軌跡以及通過施工碾壓機(jī)的高程數(shù)據(jù)獲得碾壓面的高程數(shù)據(jù)，RTK厘米級定位技術(shù)能夠?qū)β汉颓穳何恢眠M(jìn)行精確定位。

在施工碾壓機(jī)上安設(shè)車載GPS移動站、碾壓度檢測儀、車載顯示器和車載控制器，車載GPS移動站、碾壓度檢測儀和車載顯示器通過線路與車載控制器相連接，車載GPS移動站接收RTK基站的數(shù)據(jù)信息，車載GPS移動站連續(xù)的、實時的采集施工碾壓機(jī)碾壓數(shù)據(jù)信息，車載GPS移動站采用華測的衛(wèi)星接收RTK電臺接收天線，車載GPS移動站采集施工碾壓機(jī)的三維位置數(shù)據(jù)信息，車載GPS移動站把RTK基站的數(shù)據(jù)信息傳輸給車載控制器，車載控制器經(jīng)數(shù)據(jù)信息處理，實時運算當(dāng)前施工碾壓機(jī)的碾壓質(zhì)量信息，其中設(shè)有施工碾壓機(jī)的碾壓軌跡、碾壓的遍數(shù)、碾壓層的厚度，通過車載顯示器上展示當(dāng)前施工碾壓機(jī)的作業(yè)信息，車載顯示器采用顯示屏或觸摸式顯示屏的平板電腦。

本發(fā)明車載GPS移動站是進(jìn)行連續(xù)的、實時的數(shù)據(jù)采集，車載GPS移動站采集施工碾壓機(jī)的三維位置信息，車載GPS移動站采集數(shù)據(jù)信息后把采集的數(shù)據(jù)信息通過有線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給車載控制器，車載控制器傳輸給施工數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)。車載控制器傳輸當(dāng)前施工碾壓機(jī)的碾壓質(zhì)量，包括施工碾壓機(jī)的碾壓軌跡、碾壓的遍數(shù)、碾壓層的厚度，通過車載顯示器上展示當(dāng)前施工碾壓機(jī)的作業(yè)信息。

施工碾壓機(jī)上安設(shè)碾壓度檢測儀，碾壓度檢測儀采集碾壓機(jī)當(dāng)前位置的碾壓度，施工碾壓機(jī)上安設(shè)機(jī)架，施工碾壓機(jī)的機(jī)架上安設(shè)振動輪，機(jī)架上的振動輪與地面保持緊密的接觸，施工碾壓機(jī)通過振動輪壓實土壤。

本發(fā)明為了使施工碾壓機(jī)振動壓路的數(shù)學(xué)模型盡可能與實際工況相吻合，數(shù)學(xué)模型應(yīng)力求簡化，使數(shù)學(xué)計算方法簡單易行，假設(shè)所示的被壓實土壤具有一定剛度的彈性體，其剛度為k2，阻尼為線性阻尼c2，施工碾壓機(jī)的機(jī)架、振動輪的質(zhì)量簡化為具有一定質(zhì)量的集中質(zhì)量塊，機(jī)架為m1，振動輪為m2；施工碾壓機(jī)在工作任何一瞬間，振動輪都保持與地面的緊密接觸。

本發(fā)明施工碾壓機(jī)的振動輪對地面作用力Fs的大小不僅與施工碾壓機(jī)本身的振動參數(shù)有關(guān)，與被壓實土壤的剛度K₂和阻尼C₂有關(guān)，F(xiàn)s可表示為：

從上式中可以看出，施工碾壓機(jī)對地面作用力Fs是土壤的彈性變形量K₂ X₂和土壤的阻尼力C₂ X'₂的矢量和。施工碾壓機(jī)對地面的作用力大小與土壤的物理特性有著密切的關(guān)系。同一種土壤在相同含水量的情況下，采用相同型號振動壓路機(jī)和壓實方法碾壓時，土壤的剛度由小到大逐漸增大，土壤層對振動輪的反作用力逐漸變大，振動加速度信號的正弦波逐漸畸變，反力越大，土壤剛度越大，加速度畸變變得越嚴(yán)重。地面材料呈較松軟的彈性狀態(tài)時，振動加速度信號呈有規(guī)律的正弦波狀態(tài)，隨著碾壓遍數(shù)的增加，碾壓面的剛度也隨之逐漸增加，振動輪的振動加速度也增大。當(dāng)壓實遍數(shù)增加到一定程度以后，振動輪加速度信號將產(chǎn)生畸變，不再呈原來的正弦規(guī)律。振動加速度的數(shù)值也明顯降低，甚至出現(xiàn)負(fù)增值。當(dāng)振動輪的振動加速度增量明顯減小，甚至為零時，說明振動壓路機(jī)在這種特定條件下，其壓實能力已充分發(fā)揮完畢，碾壓工作結(jié)束，通過對施工碾壓機(jī)的振動加速度信號的采集、分析、處理來反映土壤的壓實程度。

車載GPS移動站和碾壓度檢測儀把數(shù)據(jù)通過線路傳輸?shù)杰囕d控制器，碾壓度檢測儀采用加速度和頻率及集成相關(guān)算法模塊，車載控制器經(jīng)數(shù)據(jù)信息處理后把采集到的數(shù)據(jù)通過車載控制器的無線數(shù)據(jù)傳輸模塊傳送給施工數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)，施工碾壓機(jī)上安設(shè)車載控制器，車載控制器通過線路與車載GPS移動站和碾壓度檢測儀相連接，車載控制器收集車載GPS移動站、碾壓度檢測儀和車載顯示終端采集到的數(shù)據(jù)信息，把收集到的數(shù)據(jù)信息存儲、分析、上傳和接收，車載控制器采用觸摸式顯示屏的平電腦。

本發(fā)明在車載控制器的無線數(shù)據(jù)傳輸模塊，是在車載控制器上安裝DTU模塊，其作用是利用GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，當(dāng)車載控制器接收到車載GPS移動站以及碾壓度檢測儀的數(shù)據(jù)信息之后，車載控制器通過DTU模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送給施工數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)。

本發(fā)明無線數(shù)據(jù)傳輸模塊的無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)可以實現(xiàn)安裝在施工碾壓機(jī)上的車載控制器與施工數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)之間的數(shù)據(jù)信息傳輸。施工數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)的應(yīng)用環(huán)境是復(fù)雜多樣，并有可能出現(xiàn)一些限制條件，所以車載控制器的無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)必須可靠多樣，即采用目前國家可靠的公共無線數(shù)據(jù)通道，包括：GPRS、CDMA、3G等。通過多方式的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，實現(xiàn)車載控制器與施工數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)實時可靠地數(shù)據(jù)信息傳輸。

施工數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)是整個系統(tǒng)的核心，施工數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)采用服務(wù)器，施工數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)通過互聯(lián)網(wǎng)接收各個施工碾壓機(jī)的作業(yè)數(shù)據(jù)信息以及RTK基站的數(shù)據(jù)信息，存儲施工碾壓機(jī)的作業(yè)數(shù)據(jù)信息，監(jiān)控施工碾壓機(jī)已完成的作業(yè)數(shù)據(jù)信息，施工數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)把處理后的數(shù)據(jù)信息發(fā)送給運行客戶端，施工數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)對施工碾壓機(jī)的碾壓數(shù)據(jù)實施存儲、處理、分發(fā)，并對所有數(shù)據(jù)進(jìn)行備份，管理工程的其他信息，包含施工標(biāo)段、用戶、施工碾壓機(jī)。

本發(fā)明施工數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)是整個系統(tǒng)的核心，其作用是通過互聯(lián)網(wǎng)接收各個施工碾壓機(jī)的作業(yè)數(shù)據(jù)，并對其進(jìn)行存儲和計算，接著將處理結(jié)果數(shù)據(jù)發(fā)送給運行客戶端和施工碾壓機(jī)的車載控制機(jī)。同時施工數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)還進(jìn)行碾壓數(shù)據(jù)的存儲、處理、分發(fā)，并對所有數(shù)據(jù)進(jìn)行備份。施工數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)部署在具有UPS電源的穩(wěn)定環(huán)境中，以保證24小時連續(xù)工作。

施工方或監(jiān)理方或建設(shè)方或其他用戶通過運行客戶端，從施工數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)上獲取施工區(qū)域中施工標(biāo)段的施工進(jìn)展情況，通過運行客戶端獲得每一臺施工碾壓機(jī)的施工狀態(tài)和完成施工進(jìn)度情況。

本發(fā)明運行客戶端具有工程管理、碾壓計算、成果管理、歷史數(shù)據(jù)回放、報告查看等功能，采用筆記本或PC機(jī)查看、監(jiān)控施工碾壓機(jī)在施工區(qū)域的坐標(biāo)數(shù)據(jù)、CMV數(shù)據(jù)、CFV數(shù)據(jù)、碾壓遍數(shù)、推定壓實度數(shù)據(jù)等相應(yīng)的施工碾壓信息，包括歷史軌跡、實時位置、碾壓度，可以進(jìn)行歷史碾壓的回放、指定區(qū)域的碾壓質(zhì)量展示。

本發(fā)明業(yè)主運行客戶端是監(jiān)控和管理整個工程的碾壓作業(yè)情況，業(yè)主運行客戶端可以實時調(diào)取任意標(biāo)段的實時碾壓顯示界面，也可以查看任意施工標(biāo)段所有工作區(qū)域的歷史數(shù)據(jù)，配置權(quán)限碾壓設(shè)備參數(shù)和碾壓要求參數(shù)等，分配客戶端權(quán)限。其他運行客戶端主要是監(jiān)控和管理某一特定工作區(qū)域內(nèi)的碾壓過程，可實時監(jiān)控區(qū)域內(nèi)碾壓機(jī)的位置信息，碾壓軌跡，碾壓遍數(shù)，層厚，碾壓速度，是否覆壓碾壓度等信息。

碾壓施工監(jiān)控系統(tǒng)的碾壓施工監(jiān)控的方法，按照設(shè)計要求在施工區(qū)域內(nèi)劃分施工標(biāo)段，根據(jù)設(shè)計要求至少設(shè)置1個施工標(biāo)段，每個施工標(biāo)段內(nèi)配置施工碾壓機(jī)，根據(jù)設(shè)計要求至少配置1臺施工碾壓機(jī)，施工區(qū)域內(nèi)設(shè)置RTK基站、施工數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)，RTK基站、車載GPS移動站和GNSS衛(wèi)星構(gòu)成定位系統(tǒng)，整體定位系統(tǒng)中車載GPS移動站實施連續(xù)的、實時的數(shù)據(jù)采集，車載GPS移動站采集施工碾壓機(jī)的三維位置信息。

本發(fā)明碾壓計算在整個系統(tǒng)中起到關(guān)鍵的作用，它負(fù)責(zé)從碾壓業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)中心實時獲取碾壓原始數(shù)據(jù)，并根據(jù)碾壓施工工藝要求，計算碾壓遍數(shù)、軌跡、層厚、高程、CMV、推定壓實度等監(jiān)控指標(biāo)，并生成碾壓計算結(jié)果。碾壓監(jiān)控系統(tǒng)也包含碾壓原始數(shù)據(jù)存儲、備份、管理等功能，以及工程信息、用戶、碾壓機(jī)信息管理，同時涵蓋計算中心的操作日志管理，包括運行日志、用戶和工程操作日志等。

施工碾壓機(jī)上安設(shè)車載控制器，車載GPS移動站和碾壓度檢測儀進(jìn)行連續(xù)的、實時的采集數(shù)據(jù)信息，車載GPS移動站采集施工碾壓機(jī)的三維位置信息，碾壓度檢測儀采集施工碾壓機(jī)當(dāng)前位置的碾壓度，當(dāng)車載GPS移動站和碾壓度檢測儀采集數(shù)據(jù)后，把數(shù)據(jù)發(fā)送給車載控制器。

車載控制器的作用是實時接收車載GPS移動站和碾壓度檢測儀等設(shè)備的原始數(shù)據(jù)，然后對數(shù)據(jù)進(jìn)行初步的處理和分析，接著通過DTU模塊發(fā)送到施工數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)，同時車載控制器也會通過線路將數(shù)據(jù)發(fā)送給車載顯示器。

本發(fā)明車載控制器安裝在施工碾壓機(jī)的駕駛室內(nèi)，車載控制器的實時接收車載GPS移動站和碾壓度檢測儀等設(shè)備的原始數(shù)據(jù)，然后對數(shù)據(jù)進(jìn)行初步的處理和分析，車載控制器通過DTU模塊發(fā)送數(shù)據(jù)到施工數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)，安裝在車載控制箱內(nèi)的DTU模塊，采用GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。當(dāng)車載控制器接收到車載GPS移動站以及碾壓檢測儀數(shù)據(jù)之后，車載控制器通過DTU模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送給施工數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)。經(jīng)施工數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)處理數(shù)據(jù)信息之后，車載控制器也會通過DTU模塊，獲取施工數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)的處理結(jié)果，進(jìn)行下一步操作。車載控制器把數(shù)據(jù)信息發(fā)送給車載顯示器，車載顯示器實時接收車載控制器發(fā)送的數(shù)據(jù)信息，包括碾壓軌跡、遍數(shù)、層厚等信息。

RTK基站搜索GNSS衛(wèi)星，并接收GNSS衛(wèi)星的數(shù)據(jù)信息，RTK基站通過電臺實時向車載GPS移動站發(fā)送差分?jǐn)?shù)據(jù)，提高車載GPS移動站的定位精度，通常情況下RTK基站架設(shè)在監(jiān)控中心，便于供電，有利于管理和維護(hù)，確保定位系統(tǒng)的定位精度，RTK基站與施工區(qū)域的距離應(yīng)控制在15～20km范圍；

在施工碾壓機(jī)上安設(shè)車載GPS移動站、碾壓度檢測儀、車載顯示器和車載控制器，車載GPS移動站、碾壓度檢測儀和車載顯示器通過線路與車載控制器相連接，車載GPS移動站接收RTK基站的數(shù)據(jù)信息，車載GPS移動站連續(xù)的、實時的采集施工碾壓機(jī)碾壓數(shù)據(jù)信息，車載GPS移動站采集施工碾壓機(jī)的三維位置信息，車載GPS移動站把RTK基站的數(shù)據(jù)信息傳輸給車載控制器，車載控制器把數(shù)據(jù)車載顯示器，經(jīng)數(shù)據(jù)信息處理，實時運算當(dāng)前施工碾壓機(jī)的碾壓質(zhì)量，其中設(shè)有施工碾壓機(jī)的碾壓軌跡、碾壓的遍數(shù)、碾壓層的厚度，展示當(dāng)前施工碾壓機(jī)的作業(yè)信息。

施工碾壓機(jī)上安設(shè)的碾壓度檢測儀采集碾壓機(jī)當(dāng)前位置的碾壓度，車載GPS移動站和碾壓度檢測儀把數(shù)據(jù)信息通過線路傳輸?shù)杰囕d控制器，車載控制器經(jīng)數(shù)據(jù)信息處理后把采集到的數(shù)據(jù)通過車載控制器的無線數(shù)據(jù)傳輸模塊傳送給施工數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)，施工碾壓機(jī)上安設(shè)車載控制器，車載控制器通過線路與車載GPS移動站和碾壓度檢測儀相連接，車載控制器收集車載GPS移動站、碾壓度檢測儀和車載顯示終端采集到的數(shù)據(jù)信息，把收集到的數(shù)據(jù)信息存儲、分析、上傳和接收。

施工數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)按照設(shè)計要求實時監(jiān)控、分析施工區(qū)域中施工標(biāo)段的每臺施工碾壓機(jī)的施工狀態(tài)和施工進(jìn)度，施工方或監(jiān)理方或建設(shè)方或其他用戶通過運行客戶端，從施工數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)獲取施工區(qū)域中施工標(biāo)段的施工進(jìn)展情況，通過運行客戶端獲得每一臺施工碾壓機(jī)的施工狀態(tài)和完成施工進(jìn)度情況。

本發(fā)明是碾壓施工監(jiān)控系統(tǒng)及碾壓施工監(jiān)控的方法。結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計科學(xué)，使用方便，成本低，容易掌握，監(jiān)測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，傳輸快捷，設(shè)備使用長久耐用，能夠進(jìn)行連續(xù)、實時、準(zhǔn)確的碾壓施工監(jiān)控以及碾壓度檢測，對碾壓過程和碾壓質(zhì)量達(dá)到全面控制。可以在線的、實時的檢測出碾壓度的大小，既節(jié)省時間、減少人力、物力的投入，又能有效的避免欠壓和過壓。本發(fā)明適用于工程中的施工單位、監(jiān)理單位、以及工程業(yè)主，施工單位用來提高碾壓質(zhì)量，監(jiān)控施工進(jìn)度；監(jiān)理單位用來監(jiān)控碾壓質(zhì)量，為碾壓施工提供一個連續(xù)的監(jiān)測依據(jù)；業(yè)主用來把握碾壓質(zhì)量和掌握施工進(jìn)度。

附圖說明

以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明詳細(xì)說明。

圖1 碾壓施工監(jiān)控系統(tǒng)的施工區(qū)域的布局示意圖

圖2碾壓施工監(jiān)控系統(tǒng)的示意圖

圖3碾壓施工監(jiān)控系統(tǒng)的施工碾壓機(jī)的示意圖

圖4碾壓施工監(jiān)控系統(tǒng)的施工碾壓機(jī)振動輪－土壤的數(shù)學(xué)模型示意圖

1施工區(qū)域，2施工標(biāo)段，3定位系統(tǒng)，4GNSS衛(wèi)星，5RTK基站，6車載GPS移動站，7施工碾壓機(jī)，8車載顯示器，9車載控制器，10施工數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)，11運行監(jiān)控客戶端，12碾壓度檢測儀，13機(jī)架，14振動論。

具體實施方式

實施例1

在施工區(qū)域（1）內(nèi)按照設(shè)計要求劃分施工標(biāo)段（2），根據(jù)設(shè)計要求至少設(shè)置1個施工標(biāo)段（2），每個施工標(biāo)段（2）內(nèi)配置施工碾壓機(jī)（7），根據(jù)設(shè)計要求至少配置1臺施工碾壓機(jī)（7），施工區(qū)域（1）內(nèi)安設(shè)RTK基站（5）、施工數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)（10），在每臺施工碾壓機(jī)（7）上設(shè)置車載GPS移動站（6），RTK基站（5）、車載GPS移動站（6）和GNSS衛(wèi)星（4）構(gòu)成定位系統(tǒng)（3），整體定位系統(tǒng)（3）中車載GPS移動站（6）實施連續(xù)的、實時的數(shù)據(jù)采集，車載GPS移動站（6）采集施工碾壓機(jī)（7）的三維位置信息，車載GPS移動站（6）和碾壓度檢測儀（12）是進(jìn)行連續(xù)的、實時的采集數(shù)據(jù)信息，車載GPS移動站（6）采集施工碾壓機(jī)（7）的三維位置信息，碾壓度檢測儀（12）采集施工碾壓機(jī)（7）當(dāng)前位置的碾壓度，當(dāng)車載GPS移動站（6）和碾壓度檢測儀（12）采集數(shù)據(jù)后，通過線路把數(shù)據(jù)發(fā)送給車載控制器（9），如圖1、圖2所示。

實施例2

碾壓施工監(jiān)控系統(tǒng)由定位系統(tǒng)（3）、施工碾壓機(jī)（7）、車載顯示器（8）、車載控制器（9）、施工數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)（10）、運行監(jiān)控客戶端（11）和碾壓度檢測儀（12）組成，定位系統(tǒng)（3）由GNSS衛(wèi)星（4）、RTK基站（5）和車載GPS移動站（6）組成。

車載GPS移動站（6）通過線路與車載控制器（9）相連接，車載GPS移動站（6）實時接收RTK基站（5）的數(shù)據(jù)信息，以及施工碾壓機(jī)（7）的行走軌跡、碾壓的遍數(shù)、碾壓層的厚度傳輸給車載控制器（9），碾壓度檢測儀（12）通過線路與車載控制器（9）相連接，碾壓度檢測儀（12）采集施工碾壓機(jī)（7）當(dāng)前位置的碾壓度，通過線路把采集數(shù)據(jù)信息傳輸給車載控制器（9），車載顯示器（8）通過線路與車載控制器（9）相連接，車載顯示器（8）顯示車載控制器（9）采集的數(shù)據(jù)信息。

施工碾壓機(jī)（7）上安設(shè)車載控制器（9），車載控制器（9）采用工業(yè)控制機(jī)或PC機(jī)或平板電腦，車載控制器（9）安裝在施工碾壓機(jī)（7）的駕駛室內(nèi)，能夠避免塵土和雨水對其造成損壞，車載控制器（9）的作用是實時接收車載GPS移動站（6）和碾壓度檢測儀（12）的原始數(shù)據(jù)，然后對數(shù)據(jù)進(jìn)行初步的處理和分析，通過DTU模塊發(fā)送到施工數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)（10），同時車載控制器（9）也會通過線路把數(shù)據(jù)發(fā)送給車載顯示器（8），車載顯示器（8）顯示車載顯示器（8）采集、存儲、分析、調(diào)整、發(fā)出指令的數(shù)據(jù)信息，如圖2、圖3所示。

實施例3

RTK基站（5）搜索GNSS衛(wèi)星（4），并接收GNSS衛(wèi)星（4）的數(shù)據(jù)信息，RTK基站（5）通過電臺實時向車載GPS移動站（6）發(fā)送差分?jǐn)?shù)據(jù)，提高車載GPS移動站（6）的定位精度。

在施工碾壓機(jī)（7）上安設(shè)車載GPS移動站（6）、碾壓度檢測儀（12）、車載顯示器（8）和車載控制器（9），車載GPS移動站（6）、碾壓度檢測儀（12）和車載顯示器（8）通過線路與車載控制器（9）相連接，車載GPS移動站（6）接收RTK基站（5）的數(shù)據(jù)信息，車載GPS移動站（6）連續(xù)的、實時的采集施工碾壓機(jī)（7）碾壓數(shù)據(jù)信息，車載GPS移動站（6）采用華測的衛(wèi)星接收器和RTK電臺接收天線，車載GPS移動站（6）采集施工碾壓機(jī)（7）的三維位置數(shù)據(jù)信息，車載GPS移動站（6）把RTK基站（5）的數(shù)據(jù)信息傳輸給車載控制器（9），車載控制器（9）經(jīng)數(shù)據(jù)信息處理，實時運算當(dāng)前施工碾壓機(jī)（7）的碾壓質(zhì)量信息，其中設(shè)有施工碾壓機(jī)的碾壓軌跡、碾壓的遍數(shù)、碾壓層的厚度，通過車載顯示器（8）上展示當(dāng)前施工碾壓機(jī)（7）的作業(yè)信息，車載顯示器（8）采用顯示屏或觸摸式顯示屏的平板電腦。

施工碾壓機(jī)（7）上安設(shè)碾壓度檢測儀（12），碾壓度檢測儀（12）采集碾壓機(jī)當(dāng)前位置的碾壓度，施工碾壓機(jī)（7）上安設(shè)機(jī)架（13），施工碾壓機(jī)（7）的機(jī)架（13）上安設(shè)振動輪（14），機(jī)架（13）上的振動輪（14）與地面保持緊密的接觸，施工碾壓機(jī)（7）通過振動輪（14）壓實土壤。

車載GPS移動站（6）和碾壓度檢測儀（12）把數(shù)據(jù)通過線路傳輸?shù)杰囕d控制器（9），碾壓度檢測儀（12）采用加速度和頻率及集成相關(guān)算法模塊，車載控制器（9）經(jīng)數(shù)據(jù)信息處理后把采集到的數(shù)據(jù)通過車載控制器（9）的無線數(shù)據(jù)傳輸模塊傳送給施工數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)（10），施工碾壓機(jī)（7）上安設(shè)車載控制器（9），車載控制器（9）通過線路與車載GPS移動站（6）、碾壓度檢測儀（12）和車載顯示器（8）相連接，車載控制器（9）收集車載GPS移動站（6）、碾壓度檢測儀（12）和車載顯示終端（8）采集到的數(shù)據(jù)信息，把收集到的數(shù)據(jù)信息存儲、分析、上傳和接收，車載控制器（9）采用工業(yè)控制機(jī)或PC機(jī)或平板電腦，如圖2、圖3、圖4所示。

實施例4

施工數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)（10）是整個系統(tǒng)的核心，施工數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)（10）采用服務(wù)器，施工數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)（10）通過互聯(lián)網(wǎng)接收各個施工碾壓機(jī)（7）的作業(yè)數(shù)據(jù)信息以及RTK基站（5）的數(shù)據(jù)信息，存儲施工碾壓機(jī)（7）的作業(yè)數(shù)據(jù)信息，監(jiān)控施工碾壓機(jī)（7）已完成的作業(yè)數(shù)據(jù)信息，經(jīng)數(shù)據(jù)信息處理后，施工數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)（10）把處理后的數(shù)據(jù)信息發(fā)送給運行客戶端（11），施工數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)（10）對施工碾壓機(jī)（7）的碾壓數(shù)據(jù)實施存儲、處理、分發(fā)，并對所有數(shù)據(jù)進(jìn)行備份，管理工程的其他信息，包含施工標(biāo)段、用戶、施工碾壓機(jī)（7）。

施工方或監(jiān)理方或建設(shè)方或其他用戶通過運行客戶端（11），從施工數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)（10）上獲取施工區(qū)域（1）中施工標(biāo)段（2）的施工進(jìn)展情況，通過運行客戶端（11）獲得每一臺施工碾壓機(jī)（7）的施工狀態(tài)和完成施工進(jìn)度情況，如圖1、圖2、圖3、圖4所示。

實施例5

碾壓施工監(jiān)控系統(tǒng)的碾壓施工監(jiān)控的方法，按照設(shè)計要求在施工區(qū)域（1）內(nèi)劃分施工標(biāo)段（2），按照設(shè)計要求至少設(shè)置1個施工標(biāo)段（2），每個施工標(biāo)段（2）內(nèi)配置施工碾壓機(jī)（7），按照設(shè)計要求至少配置1臺施工碾壓機(jī)（7），施工區(qū)域（1）內(nèi)設(shè)置RTK基站（5）、施工數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)（10），RTK基站（5）、車載GPS移動站（6）和GNSS衛(wèi)星（4）構(gòu)成定位系統(tǒng)（3），整體定位系統(tǒng)（3）中車載GPS移動站（6）實施連續(xù)的、實時的數(shù)據(jù)采集，車載GPS移動站（6）采集施工碾壓機(jī)（7）的三維位置信息。

施工碾壓機(jī)（7）上安設(shè)車載控制器（9），車載GPS移動站（6）和碾壓度檢測儀（12）進(jìn)行連續(xù)的、實時的采集數(shù)據(jù)信息，車載GPS移動站（6）采集施工碾壓機(jī)（7）的三維位置信息，碾壓度檢測儀（12）采集施工碾壓機(jī)（7）當(dāng)前位置的碾壓度，當(dāng)車載GPS移動站（6）和碾壓度檢測儀（12）采集數(shù)據(jù)后，把數(shù)據(jù)發(fā)送給車載控制器（9）。

車載控制器（9）的作用是實時接收車載GPS移動站（6）和碾壓度檢測儀等設(shè)備的原始數(shù)據(jù)，然后對數(shù)據(jù)進(jìn)行初步的處理和分析，接著通過DTU模塊發(fā)送到施工數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)（10），同時車載控制器（9）也會通過線路將數(shù)據(jù)發(fā)送給車載顯示器（8），如圖1、圖2、圖3所示。

實施例6

RTK基站（5）搜索GNSS衛(wèi)星（4），并接收GNSS衛(wèi)星（4）的數(shù)據(jù)信息，RTK基站（5）通過電臺實時向車載GPS移動站（6）發(fā)送差分?jǐn)?shù)據(jù)，提高車載GPS移動站（6）的定位精度，通常情況下RTK基站（5）架設(shè)在監(jiān)控中心，便于供電，有利于管理和維護(hù)，確保定位系統(tǒng)（3）的定位精度，RTK基站（5）與施工區(qū)域（1）的距離應(yīng)控制在15～20km范圍；

在施工碾壓機(jī)（7）上安設(shè)車載GPS移動站（6）、碾壓度檢測儀（12）、車載顯示器（8）和車載控制器（9），車載GPS移動站（6）、碾壓度檢測儀（12）和車載顯示器（8）通過線路與車載控制器（9）相連接，車載GPS移動站（6）接收RTK基站（5）的數(shù)據(jù)信息，車載GPS移動站（6）連續(xù)的、實時的采集施工碾壓機(jī)（7）碾壓數(shù)據(jù)信息，車載GPS移動站（6）采集施工碾壓機(jī)（7）的三維位置信息，車載GPS移動站（6）把RTK基站（5）的數(shù)據(jù)信息傳輸給車載控制器（9），車載控制器（9）把數(shù)據(jù)車載顯示器（8），經(jīng)數(shù)據(jù)信息處理，實時運算當(dāng)前施工碾壓機(jī)（7）的碾壓質(zhì)量，其中設(shè)有施工碾壓機(jī)的碾壓軌跡、碾壓的遍數(shù)、碾壓層的厚度，展示當(dāng)前施工碾壓機(jī)（7）的作業(yè)信息。

施工碾壓機(jī)（7）上安設(shè)的碾壓度檢測儀（12）采集碾壓機(jī)當(dāng)前位置的碾壓度，車載GPS移動站（6）和碾壓度檢測儀（12）把數(shù)據(jù)信息通過線路傳輸?shù)杰囕d控制器（9），車載控制器（9）經(jīng)數(shù)據(jù)信息處理后把采集到的數(shù)據(jù)通過車載控制器（9）的無線數(shù)據(jù)傳輸模塊傳送給施工數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)（10），施工碾壓機(jī)（7）上安設(shè)車載控制器（9），車載控制器（9）通過線路與車載GPS移動站（6）、碾壓度檢測儀（12）和車載顯示器（8）相連接，車載控制器（9）收集車載GPS移動站（6）和碾壓度檢測儀（12）采集到的數(shù)據(jù)信息，把收集到的數(shù)據(jù)信息存儲、分析、上傳和接收。

施工數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)（10）按照設(shè)計要求實時監(jiān)控、分析發(fā)出指令施工區(qū)域（1）中施工標(biāo)段（2）的每臺施工碾壓機(jī)（7）的施工狀態(tài)和施工進(jìn)度，施工方或監(jiān)理方或建設(shè)方或其他用戶通過運行客戶端（11），從施工數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)（10）獲取施工區(qū)域（1）中施工標(biāo)段（2）的施工進(jìn)展情況，通過運行客戶端（11）獲得每一臺施工碾壓機(jī)（7）的施工狀態(tài)和完成施工進(jìn)度情況，如圖1、圖2、圖3、圖4所示。