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路面数字化施工过程的压实质量智能监控方法研究
| 论文题名： | 路面数字化施工过程的压实质量智能监控方法研究 |
| 关键词： | 路面数字化施工;压实质量;智能监控;加速度传感器;WiFi局域网 |
| 摘要： | 公路施工中，“事后检测”施工质量控制模式致使业主、监理等人无法及时发现施工质量不达标区域，严重制约了公路施工质量的进一步提升。利用信息技术、数字化技术对机械化施工装备的工作参数实时采集、传输与动态分析，可实现施工质量的“过程监控”，极大提高了道路施工过程的动态管理水平。路面压实作业是公路建设的关键环节，通过智能压实系统实时监测路面压实机械作业参数，对路面压实质量进行过程监控，可及时发现压实质量不合格区域并完成修补，达到“主动控制”路面施工质量的目的。但现有智能压实系统大多基于云服务进行远程监控，对施工现场数据传输的实时性要求极高，无法适应地理位置较为偏僻的公路施工过程。因此，针对上述问题，本文基于本地服务器的边缘计算研究路面数字化施工过程的压实质量智能监控方法。 1）以路面压实施工过程为对象，充分考虑碾压遍数、碾压速度和路面压实度对路面压实质量的影响，提出单基站RTK定位方案、压实度检测方案、数据采集与传输方案、在线监控系统方案和基于压实遍数和压实度的压实质量评价方案。 2）以单基站RTK设备对压路机进行定位和测速，采用加速度传感器检测压实度，通过WiFi局域网技术构建了路面压实数据采集与传输软硬件平台，为施工现场的本地服务器提供压路机经纬度、速度和钢轮加速度的数据。 3）采用高斯-克吕格和平面坐标系转换法建立了路面施工坐标系，根据压路机定位数据在施工坐标系的变化规律研究了路面压实遍数数字化算法；通过开展现场实验得到压实遍数数字化算法计算值与路面实际碾压遍数高度重合，验证了所提算法的正确性。 4）基于路面压实度在线检测方案，通过实验对碾压过程中检测点处静压两遍、振动压实2、4、6、8、10遍的加速度信号和对应环刀法压实度值进行采样；利用MATLAB对采样数据回归分析，非线性关系式相关性可达0.94，符合路面压实度在线评价标准。 5）通过分析压实作业过程的数据监控需求，确定了监控系统的功能，设计了路面压实质量后台监控管理系统的数据库和各功能模块；利用JavaSpring和Vue.js完成了B/S架构的Web系统，通过Hbuilder平台开发了手机APP，并以路面压实遍数实时监控功能为例，验证了系统的可行性。 |
| 作者： | 来港 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 惠记庄 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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