基于“3S”技術(shù)的堆石壩施工質(zhì)量過程控制研究.pdf

1、特大型堆石壩常被重大水利水電工程作為擋水建筑物，這種堆石壩工程建設(shè)具有一次性、歷史性和不可顛覆性，使得傳統(tǒng)的竣工質(zhì)量鑒定僅僅保留總結(jié)性意義，而質(zhì)量過程控制成為必須。特大型堆石壩的建設(shè)，既有施工面積廣大，層理增長標(biāo)準(zhǔn)，工期節(jié)點清晰等工程特點，又有材料鋪設(shè)均勻、碾壓施力均衡、單層整體成型等技術(shù)要求，這就決定了質(zhì)量過程控制是特大型堆石壩建設(shè)的技術(shù)關(guān)鍵和管理的難點，是水利水電建設(shè)行業(yè)亟待解決的關(guān)鍵技術(shù)之一。
　　快速發(fā)展的測繪科學(xué)技術(shù)，為

2、解決上述的關(guān)鍵技術(shù)提供了一種可能。衛(wèi)星定位導(dǎo)航技術(shù)(GNSS)，可以調(diào)度和監(jiān)視車輛的行駛路線;高分辨、高頻網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控技術(shù)(IPVS)，可以實現(xiàn)實時場景的巡視與指揮;近景攝影測量技術(shù)可以快速準(zhǔn)確計算填挖土石方量;地理信息系統(tǒng)技術(shù)(GIS)，可以再現(xiàn)現(xiàn)場地理環(huán)境，融合多源數(shù)據(jù)，設(shè)計和形成管理方案。
　　論文在分析、研究堆石壩施工過程的基礎(chǔ)上，形成了質(zhì)量過程控制的原理模型;以GNSS和GIS技術(shù)為主體，結(jié)合機械設(shè)計技術(shù)、電子技術(shù)、軟件

3、技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，集成了兩種數(shù)據(jù)采集硬件系統(tǒng)和相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析軟件，實現(xiàn)了質(zhì)量過程控制的高精度、自動化和實時性;在實驗分析和工程應(yīng)用的基礎(chǔ)上，提出了基于質(zhì)量過程控制的工程質(zhì)量評價理論和工程質(zhì)量管理新模式。
　　主要研究內(nèi)容和成果如下:
　　(1)提出了質(zhì)量過程控制的技術(shù)體系。在詳細分析堆石壩施工過程、研究質(zhì)量保證體系的基礎(chǔ)上，歸納出堆石壩施工質(zhì)量過程控制中的主要施工控制參數(shù)，建立了基于“3S”技術(shù)的堆石壩施工質(zhì)量過程控制的原理

4、模型，提出了施工參數(shù)信息實時獲取的技術(shù)體系和數(shù)據(jù)分析體系。
　　(2)研制了兩種多傳感器集成的硬件系統(tǒng)。應(yīng)用衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的載波相位差分、霍爾傳感器技術(shù)和無線數(shù)據(jù)通用分組技術(shù)，研發(fā)出了壩面碾壓施工機械信息采集系統(tǒng);應(yīng)用衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的單點定位、RFID和無線數(shù)據(jù)通用分組等自動化技術(shù)，研發(fā)出了壩料運輸施工機械信息采集系統(tǒng)。
　　(3)提出了數(shù)據(jù)分析算法、編制了相應(yīng)軟件。建立了壩料運輸施工流程模型和壩面填筑碾壓系統(tǒng)流程模型;應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)

5、技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)和GIS技術(shù)，提出并研制了系統(tǒng)控制軟件;提出了施工質(zhì)量過程控制中主要施工參數(shù)的計算方法，研制了相應(yīng)的軟件;提出了“矢量像素法”過程控制技術(shù)，研制了相應(yīng)的軟件，顯著提高了碾壓遍數(shù)的計算精度及碾壓施工的工作效率。
　　(4)提出了基于全過程空間施工數(shù)據(jù)的質(zhì)量分析理念和方法。通過全過程空間數(shù)據(jù)挖掘、對施工過程參數(shù)和傳統(tǒng)事后檢驗結(jié)果的相關(guān)性分析，建立了主要施工過程參數(shù)和施工結(jié)果的多元相關(guān)性數(shù)學(xué)模型，并通過實際工程驗證了模型