工程机械数字化与智能化在机场建筑工程中的应用

引言

工程机械作为机场建筑施工中的重要设备，其使用效率直接关系到施工进度和质量。当前，随着科学技术的快速发展，施工机械的发展呈现出越来越智能化的趋势。

1 工程机械数字化与智能化概念

工程机械数字化与智能化是指将包括但不限于物联网、云计算、大数据分析、人工智能等技术应用于机械工程制造。这些技术的应用可以显著提高工程机械的运营效率，降低运营成本，提升工程项目的安全性和质量。在工程机械数字化与智能化的具体应用中，一个重要的参数是工程机械的有效利用率。为了提高工程机械的有效利用率，需要采取多种措施，如定期维护、故障预测、智能调度等。通过对工程机械运行数据的分析，能够预测潜在的故障，从而减少突发性停机事件，提高设备的可靠性和有效利用率。在实际操作中，工程机械数字化与智能化的整合应用还需要考虑到系统的兼容性、数据的准确性和实时性等因素。通过建立健全的数据收集、传输、处理和分析体系，结合先进的算法模型，可以有效地实现对工程机械的智能化管理，提升整个机场建筑工程的效率和质量。

2 工程机械数字化与智能化在机场建筑工程中的应用

2.1 自动化混凝土浇筑系统

自动化混凝土浇筑系统在机场建筑工程施工中扮演着至关重要的角色，特别是在高效率和高精度要求的项目中显得尤为重要。该系统结合了先进的控制算法、实时监控技术以及精密的机械操作，确保了混凝土浇筑过程的均匀性与准确性。采用计算机辅助设计(CAD)与数字建模，自动化系统能够根据预设参数精确控制混凝土的配比、输送和浇筑位置，这种技术的应用有效地降低了人工误差，提高了结构的稳定性和安全性。自动化混凝土浇筑机械，如泵车和自动化喷射系统，配备了高度灵活的机械臂和自动调节的喷嘴，能够在复杂的施工环境中实现多角度和全方位的操作，从而最大限度地提高了工作效率和材料利用率。此外，这些系统还内置传感器和执行器，实时收集施工现场数据，如混凝土浓度、气温和湿度信息，通过反馈调节机械参数，确保浇筑过程中混凝土的质量符合工程要求。通过整合物联网(IoT)技术，自动化混凝土浇筑系统不仅提升了操作的精确度，还实现了施工过程的远程监控和管理，为施工团队提供了实时的数据支持，使项目管理更为高效，同时大幅度提升了施工安全标准，确保了工程质量和工期。

2.2 大数据技术

智能化技术通过大数据与云计算的结合，可显著提高安全监控和预警的效率与准确性，实现对工程机械设备的运行参数、故障记录、维修保养记录等数据的实时采集。例如，每经过1min 自动将挖掘机的发动机转速、液压系统压力、燃油消耗量、作业时间等数据上传至云服务器，这些数据由传感器采集，每个传感器的采样频率高达 100Hz ，可确保数据的实时性和精准性。云服务器配置了多台虚拟机，每台虚拟机配置至少16 个核心的处理器和 64GB 的内存，以保证数据处理的速度。在数据存储方面，采用分布式存储系统，可将数据自动分散存储在多个硬盘上，每块硬盘的存储空间不少于10TB，确保了数据的冗余备份和高速读写。在数据分析算法方面，采用机器学习模型对设备状态进行实时监控。以振动数据为例，通过采集过去一年内同一型号挖掘机的振动数据，建立了包含数百万条记录的数据集，训练出了一个精度达 95% 的预测模型。该模型能够在振动数据偏离正常范围 5% 时就准确预测出潜在的零部件故障。在事故预警方面，建立综合模型，集成了天气条件、设备、作业环境等维度参数，通过分析过去

5 年的事故数据，发现当风速超过 8m/s 时，设备倾倒事故的发生概率会增加 15% 。因此，当监测到风速超过 7m/s 时，监测系统自动提高风险等级，并向操作人员发出预警。

2.3 基于大数据的工程机械远程监控系统研制目的

（1）加强对租赁或分期付款工程机械的管理和控制。在工程机械的远程监测中，采用了一种新的方法，对租赁期限和分期期限内的设备进行管理。通过对施工设备的远程监测，使营销公司能够很容易对其进行管理。经销企业不仅可以对机器的每日工作时间、强度、地点及机器运转状况有清晰的认识，而且可以对到期未付款的机器下达“锁车”的命令，造成机器无法运转或丧失某些机能。在收到货款后，再下达“解锁”命令，使机器能够继续使用。（2）建立工程机械动态档案，科学管理工程机械。通过机器得到的运行参数，会被记录在监测中心的电脑里，形成一个动态的、实时的设备文件。通过改变作业参数，对作业过程中出现的各种问题进行分析与预报，实现对作业间歇期维修的及时安排，将“事后修理”变为“事前预防维修”，从而实现对施工组织的最优控制，提升装备利用率。在监测（调度）中心的电脑上，可以将施工机具的施工数量、施工进度和地点等各种作业指标进行实时显示。施工组织和管理者能简单、直接地掌握施工进度，对工程机械进行合理分配，优化施工组织，提高工程机械利用率，确保施工进度，提高经济效益。（3）记录施工参数。通过对传感器进行二次分析，获得诸如路面平整度、工程机械仰俯角度等施工参数，为项目的质量监督和质量事故的判断奠定基础，并将其存入监测（建设计划）中心的资料库，实现了对各参数的实时监测和分析，并将其归档保存，便于查阅。

2.4 设备故障预警与维护

1）加油量异常报警可通过“智能油箱盖”应用实现，将设备信息及油箱容积标定信息录入系统后，不仅记录每次开启油箱盖的时间，而且在加油过程中，“智能油箱盖”实时监测加油量，一旦超出油箱剩余容积，将立即向工程机械管理人员的手机发出预警提示。2）通过应用“无线油位监测仪”，可以实现燃油消耗异常的报警功能。“工程机械指挥官”系统已经记录并学习了工程机械设备在各种运行工况下的正常油耗数据，一旦检测到油位异常下降，系统将立即向工程机械管理人员的手机发送预警提示。3）利用“姿态监测仪”重点监测混凝土搅拌运输车辆出发时间、行车路径、实时定位、运输途中正反转状态、到达时间、开始卸料时间、完成时间。终端精度采集范围为 ±90^∘ ，即使每秒转动半圈也能精准识别，项目通过工地地图可自定义规划搅拌车的上料区、卸料区，在非卸料区卸料会实时发送报警通知。

结语

总之，数字化与智能化技术的应用大大提升了机场建筑工程施工效率，有效缩短了工程工期并实现了成本控制与资源优化，为机场建筑企业创造了更多经济效益。未来随着其他信息技术的不断发展，数字化与智能化技术在机场建筑工程中的应用价值将更加突出，这将推动中国机场建筑行业发展更加繁荣。

参考文献

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