基于物联网技术的公路工程施工智慧化管理应用研究

随着我国交通运输建设事业的不断发展与前进，公路工程建设不但规模扩大且变得更加繁复。在新的一轮基础设施建设中，智能交通系统的建设成为行业的主要推动力。而公路工程的建设则是整个公路建设的主要环节，做好精准化管理将提高工程建设的质量、保证施工安全、有利于控制工程的进度和成本。物联网技术作为新信息化技术中的重要组成部分，可使各式产品与设备联网并自动采集数据、发送和分析，为公路工程建设智能化管理提供了有力的助力。本文主要介绍物联网技术应用于公路工程实际施工，根据实际情况分析物联网技术的应用效果、存在问题及对策，为进一步实现公路工程的施工过程的智能化管理提供思路。

一、物联网技术概述

（一）物联网技术原理

物联网技术的核心是通过传感器、射频识别（RFID）、全球定位系统（GPS）等信息采集设备，按照约定的协议，将物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。在公路工程施工中，物联网技术可以将施工设备、材料、人员以及施工现场的环境等要素纳入统一的网络管理体系，实现施工信息的全面感知和互联互通。

（二）物联网技术在公路工程中的优势

1. 实时数据采集与传输

借助物联网技术，对建设过程中相关的信息进行实时采集和储存，如施工机械运行情况、资源利用水平、施工周边的环境因子（温度、湿度等）等，有关项目建设品质的核心参数等，将以上数据及时通过控制系统传送给管理层，实施科学、准确的决策。

2. 精准施工管理

借助物联网技术，管理者可以实时掌握施工进度、人员和设备的位置及工作状态，实现对施工过程的精准调度和管理，提高施工效率，减少资源浪费。

3. 质量与安全监控

物联网技术可以通过在工地上布控各种传感器，在线监控建筑质量与安全，即时预警，例如采用压感设备跟踪道路路基和桥体结构所受的压力，从而尽早发现保质期问题；通过录像、人流监控，加强施工人员的安全管理，避免事故发生。

4. 优化资源配置

物联网技术可以对施工资源进行实时跟踪和分析，帮助管理者合理安排人员、设备和材料的调配，提高资源利用率，降低工程成本。

二、物联网技术在公路工程施工中的应用

（一）施工质量监控

1. 智能传感器布设方案

为保证道路施工阶段的工程质量能够监控到位，在施工的道路上需要合理设置相关的信息化装置，例如道路施工建设中，可以安装压强和位移传感装置观察道路基质密度和塌陷程度；道路沥青铺设中，可以安装平整度、温度、湿度与压实度传感装置观察道路铺设施工中重要参数情况；大跨度构件桥梁当中，可以在重要结构上安装应力和应变传感装置，了解建筑结构的应力荷载和稳定性状态。

2. 关键参数实时采集与分析

例如某段山地道路改扩建项目而言，在进行沥青混凝土面层施工时，通过搭载在路基振动压实机上的平整度检测装置来不断采集路面摊铺的平整度数据，并通过无线通信模块将路面平整度数据发送至现场数据接收端，此时数据接收端会进一步将接收到的路面平整度数据上传至大数据库中，大数据库通过其数据分析功能对上传的路面平整度数据进行实时分析处理，从而得到路面摊铺面层的平整度误差数据。如误差数据超过出厂前设定的品质标准，该系统便会主动触发报警信号，提醒施工者及时调整自己的操作行为。

3. 施工质量动态预警

基于物联网技术以及大数据分析，构建建筑工程质量动态报警系统，系统根据实时的建筑工程质量数据进行分析，并依据事先预设的质量标准、界值等进行判断，判断若出现质量数据有变化或接近质量标准的界值等，会即时向相关负责人发送警示短信、微信等信息，相关负责人收到警示信息后及时采取相关改正措施，避免继续恶化。例如，在建造桥梁墩过程中，通过内部镶嵌温度传感器及位移传感器的模板，以实时监测混凝土灌注过程中的温度变化及压力位移等，在发现温度过高或压力位移超标等情况下及时发出警报，提醒工人采取降温、控制灌注速度等措施，保障混凝土灌注质量。

（二）施工进度管控

1. 施工进度实时跟踪

利用物联网技术中的 GPS 定位和 RFID 技术，对施工设备和材料进行实时跟踪，获取设备和材料的位置、运输状态等信息。同时，通过在施工现场部署的摄像头和传感器，实时采集施工人员的工作状态和施工区域的现场情况。将这些信息汇总到施工进度管理平台，管理者可以通过平台实时查看施工进度，了解各个施工环节的实际进展情况，与施工计划进行对比分析，及时发现进度偏差。

2. 进度偏差分析与调整

假设选择一个山区道路拓宽改造项目为案例研究对象，实际项目实施过程中，通过进度控制系统发现一条道路的路基加固项目进展缓慢的问题。查实发现此部分路段由于机械设备的调配不当，一些挖掘机、装载机等设备发生了技术故障，降低了工作效能。根据系统反馈的一些具体信息，包括设备所在地点以及运行情况等数据信息，相关的项目管理人员迅速调拨了一部分备用设备，并安排相关技术人员去修理部分技术故障的设备。并且修改了具体的工作方案，增加了部分工作日以及工作人手在该区域工作等措施，使路基加固工作能够在规定的时间内顺利进行，不给后期工作的开展产生消极影响。

（二）人员机械调度效率提升

1. 人员与机械实时定位

为了让工人的人身安全得到保障、工作能获得效率提升，需要在工人佩戴的头盔与操作机器内部安装GPS 定位器，通过互联网技术把GPS 定位器实时采集的工人与机器的工作位置传到监控平台，项目经理便可在监控平台实时查到工人与机器当前的工作状态（处于工作当中还是在休息）、所在位置以及工作时间等。例如，在工程的施工组织下，在道路建设工程中引入人机实时定位技术后，施工管理人员便可以及时知道各作业区域有几台机器、若干工人，某工程区域在施工单位的人员配置和施工机械分配上是否有超配或是不足现象，及时调整施工资源配置。

2. 调度信息实时交互

建立人员与机械调度信息实时交互平台，施工人员和机械操作人员可以通过手持终端或设备上的显示屏接收调度指令，并及时反馈工作进展情况和设备运行状态。当施工现场出现突发情况，如设备故障、材料短缺等，施工人员可以通过手持终端及时向管理者报告，管理者根据实际情况进行调度决策，并将调度指令实时发送给相关人员和机械。例如，在某公路桥梁施工过程中，一台起重机突然出现故障，操作人员通过手持终端向调度中心报告。调度中心立即安排维修人员前往现场，并根据施工进度和现场设备情况，调度另一台起重机前往该施工区域接替工作，确保施工不受影响

结论

通过物联网技术开展公路工程施工管理，切实促进了公路工程施工质量、施工安全、施工进度控制、成本降低等目标的实现，主要表现在数据信息的获取及时准确、具体管理活动的准确性、施工质量及安全生产的检测、施工资源的优化等方面，切实提升了公路工程施工管理的效率和水平。随着物联网技术的不断发展和完善，结合大数据、人工智能、区块链等新兴技术，我国公路工程施工过程的智能化管理将更具可能性，助力中国交通运输建设的良好发展。

参考文献

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梁帅 （1995-12-02）性别；男 籍贯：河南省邓州市人 民族：汉族 职称：助理工程师 学历：本科 研究方向：交通工程