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摘要:沥青混合料施工过程中,沥青运输是施工过程中必不可少的环节,也着重影响着施工质量。如何在沥青运输过程中,对时间、桩号等信息进行质量管控,则成为公路领域从业者需要研究的问题。加强在沥青运输阶段的质量管控,很大程度上提高了沥青混合料施工的质量。
关键词:RFID;混合料运输;信息系统;质量溯源
引言
近年来,随着物联网技术的不断更新,沥青路面信息化施工系统也在不断的成熟发展。在沥青施工的各个环节进行质量把控,也成为现阶段质量管理的重要手段。而沥青运输则为信息化施工管理中相对较为薄弱的环节。
结合信息化监控技术,在固定的周期与路径当中,实时掌握沥青混合料运输的开始运输时间、运输周期、开始摊铺时间、摊铺周期、结束摊铺时间、开始摊铺桩号与结束摊铺桩号,对沥青运输的整体进行质量把控。由此,结合RFID识别技术与混合料运输信息系统,实现了混合料运输过程的监管,除此以外,与沥青路面信息化施工系统中的混合料生产环节与摊铺压实施工环节相结合,则可以做到质量溯源,实现质量可追溯。
一、RFID概述
(1)RFID技术简介
RFID(RadioFrequencyIdentification),即无线射频识别技术。它是以无线电波为载体,无需人为接触或者瞄准,可以在各种恶劣环境下工作的一种自动识别技术[4]。它通过电磁场进行数据和信息的读取,具有很大的优势,如体积小、容量大、识别速度快、安全性强、自动化程度高、可同时识别多个目标、使用寿命长等。随着集成电路的发展,RFID技术成本不断的降低,目前被广泛应用于各个行业,如货物销售、图书馆管理、材料流通、自动收费或识别车辆身份系统及企业生产等。
(2)RFID工作原理
RFID接收机由三部分组成,包括:电子标签(Tag)、阅读器(Reader)和天线。其工作原理如图1所示。
图1RFID工作原理
当服务器发送指令至阅读器,命令阅读器读取电子标签信息时,RFID接收机通过无线射频的信号与电子标签进行数据通信,获取当前电子标签的数字信号,再返回至阅读器中,服务器接收阅读器返回的数据指令。
二、基于RFID的混合料运输信息系统
(1)RFID设备型号
为了满足高温、灰尘较大,并且无线距离较远的的复杂的工地使用环境,所采用电子标签为ISO18000-6C协议,识别距离为3-5米,能够最大限度的保证运输车辆在装载混合料与车车辆摊铺机进行对接时,能够完成记录装料与摊铺环节的各项重要指标。该电子标签采用的是ABS塑料外壳,安装简单,并且,电子标签采用无源标签,即不需要电,减小了在项目实施阶段的成本投入。
为了保证的数据实时性与完整性,采用的阅读器同样采用ISO18000-6C空中接口协议,工作频率为超高频的800-1000MHz,分别安装于拌合后场出料口或磅房位置,施工前场摊铺机械上。阅读器连接3G或4G无线通信模块,与中心服务器通信。
另外,为获取混合料摊铺工作桩号,本系统在前场摊铺机械上安装RTK-GPS定位设备,测量摊铺机的平面坐标信息数据,并根据工程独立坐标与WGS84坐标体系的转换关系,获得摊铺机械的厘米级工程桩号。
(2)信息数据传输流程
沥青混合料运输系统采用自动识别RFID技术,以3G或4G通讯网络为载体,有效地监控车辆运输时间及其运输周期,准确定位每车混合料的摊铺桩号,从而实现路面施工质量的溯源。现场数据采集与通信传输流程见图2所示。
图2信息数据传输流程
三、工程应用效果
本运输信息系统,可应用于水稳混合料、沥青混合料运的运输监管,在广西贵合高速新建工程项目上进行了应用。
在项目安装阶段,通常将电子标签安装于驾驶室侧方以及后盖区域。当混合料运输车在拌合后场完成装料,开始运输时,安装电子标签的车辆进入RFID阅读器读取范围,阅读器将读取到的标签ID通过无线通信模块传输至系统数据库中。
图4拌合后场RFID阅读器安装位置
当摊铺机开始接收运料车投放的混合料时,安装于运输车后盖区域上的电子标签,与摊铺机上的安装的阅读器进行数据通信,通过安装于摊铺机上的控制主机将RFID电子标签ID、摊铺机定位坐标等信息传输至系统数据库中。
图6安装于摊铺机上定位设备
信息系统通过标签匹配,计算获得车辆牌照、运输开始时间、摊铺开始时间、摊铺结束时间、摊铺开始桩号、摊铺结束桩号,由此实现了混合料运输全过程的监管,成为质量溯源的依据。
图7通过信息系统可查询车辆运输全过程信息
四、结论
本运输信息系统基于RFID技术,对混合料运输过程进行数据采集、监管。实现后场拌合、运输、前场摊铺施工各环节间的数据共享,使沥青路面施工前、后场衔接联系更为紧密,其对于提高沥青路面施工质量、提高工程管理效率等方面有着积极意义。但是,提高RFID设备的稳定性与获得更大的传输距离,还需要不断的更新发展相应的硬件设备与软件服务。当然,RFID采集技术成本低、标签易安装、信息传输高速,能够最大限度的保证获取到沥青运输环节的各项指标,提高项目的实施质量。