地鐵管片預(yù)制生產(chǎn)管理技術(shù)及其APP子系統(tǒng)

莫振澤 周海東 李迎春 陸磊

無錫地鐵集團(tuán)有限公司 江蘇 無錫 214100

一、地鐵管片預(yù)制生產(chǎn)管理存在的問題

隨著城市軌道交通建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，地鐵管片作為一種必需的材料，其需求量也開始持續(xù)上升。部分廠商為了追求經(jīng)濟(jì)效益，一味的提升管片生產(chǎn)效率，但是放松了管片質(zhì)量的管理，導(dǎo)致管片在生產(chǎn)、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些質(zhì)量問題，對(duì)地鐵工程的質(zhì)量安全也造成了負(fù)面影響。另外，為了滿足地鐵施工的進(jìn)度要求，目前施工單位基本上都是采取提前預(yù)制的方式，由合作的供貨商提前按照施工單位提供的參數(shù)、要求，制作管片。這些管片生產(chǎn)出來后，需要占用較大的空間堆放，也會(huì)增加工程成本。為了解決這些問題，就需要開發(fā)一種智能化的管片預(yù)制生產(chǎn)管理APP，為管片生產(chǎn)質(zhì)量、庫存數(shù)量的管理提供指導(dǎo)。

二、信息技術(shù)在管片生產(chǎn)管理中的運(yùn)用

1、RFID技術(shù)

射頻識(shí)別的原理是通過無線電訊號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無需識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸。給每個(gè)RFID標(biāo)簽一個(gè)EPC編碼，這個(gè)編碼是唯一性的，這個(gè)編碼代表這個(gè)被埋入RFID標(biāo)簽的構(gòu)件的身份。在應(yīng)用射頻識(shí)別技術(shù)時(shí)，目前存在的問題是技術(shù)還不夠成熟，另外在價(jià)格方面，由于使用到RFID發(fā)射器、讀寫器等多種設(shè)備，因此成本相對(duì)較高。在地鐵管片APP系統(tǒng)開發(fā)及推廣應(yīng)用中，也要重點(diǎn)解決這兩方面的問題。

2、二維碼技術(shù)

二維碼技術(shù)是近年來新興的一種管片管理方法，在地鐵管片的預(yù)制生產(chǎn)環(huán)節(jié)，由機(jī)械設(shè)備自動(dòng)在每一個(gè)管片上貼上二維碼圖紙，這樣在后期進(jìn)行管片管理時(shí)，就可以通過掃描管片上的二維碼，獲取管片的基本信息，包括生產(chǎn)日期、尺寸參數(shù)等等。二維碼技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)在于識(shí)別速度快，識(shí)別精度高，并且每一張二維碼圖片都是不重復(fù)的。但是二維碼技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中也存在一些缺陷，例如在管片吊運(yùn)、運(yùn)輸?shù)炔僮髦?，二維碼容易受到破損，或是因?yàn)槲廴?、潮濕等，?dǎo)致二維碼無法被識(shí)別。

三、管片預(yù)制生產(chǎn)管理APP子系統(tǒng)

1、APP子系統(tǒng)的功能分析

管片預(yù)制生產(chǎn)管理APP子系統(tǒng)是針對(duì)地鐵管片管理的職能實(shí)際需求而建設(shè)的信息管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠?qū)Φ罔F管片生產(chǎn)、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)進(jìn)行動(dòng)態(tài)追蹤，方便管理人員動(dòng)態(tài)的掌握管片相關(guān)信息，提高管理效率。從功能上來看，該APP系統(tǒng)還提供了查詢功能，包括管片參數(shù)查詢、進(jìn)度查詢等，確保管片預(yù)制生產(chǎn)能夠滿足地鐵施工需要。整個(gè)系統(tǒng)涵蓋了地鐵管片預(yù)制生產(chǎn)、施工管理、運(yùn)行維護(hù)等幾大功能模塊，本文僅針對(duì)其中的預(yù)制生產(chǎn)管理子系統(tǒng)進(jìn)行了概述。

2、RFID技術(shù)在APP子系統(tǒng)中的應(yīng)用

（1）RFID標(biāo)簽的試驗(yàn)與選用。RFID標(biāo)簽有低頻、高頻、超高頻三種型式。低頻標(biāo)簽在空氣中的讀取距離都很小，高頻標(biāo)簽植入混凝土后讀取距離衰減非常大，而且讀取數(shù)據(jù)不穩(wěn)定。超高頻標(biāo)簽在埋入管片之后，讀取距離控制在300mm，可以通過調(diào)整采集終端的發(fā)射頻率，來控制讀取距離防止串讀，而且讀取數(shù)據(jù)穩(wěn)定，所以就使用超高頻標(biāo)簽。

（2）RFID標(biāo)簽的安裝。為了避免射頻識(shí)別標(biāo)簽像二維碼圖標(biāo)那樣容易受到破損，在管片生產(chǎn)中將標(biāo)簽植入到混凝土內(nèi)部。另外，為了進(jìn)一步提高射頻信號(hào)強(qiáng)度，增強(qiáng)讀取準(zhǔn)確率，技術(shù)人員必須通過內(nèi)弧面讀取到RFID標(biāo)簽，我們將標(biāo)簽盡量貼近管片內(nèi)弧面。為了防止標(biāo)簽在澆筑過程中移位，我們采用扎帶的形式將標(biāo)簽綁扎在主筋上，距離內(nèi)弧面大約為50mm。

3、數(shù)據(jù)采集

進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)采集是管片生產(chǎn)管理APP應(yīng)用的第一個(gè)環(huán)節(jié)，由于地鐵工程項(xiàng)目中使用到的管片數(shù)量較多，為了提高數(shù)據(jù)采集效率，本系統(tǒng)中使用了射頻識(shí)別技術(shù)，可以快速完成數(shù)據(jù)識(shí)別、采集和收錄。例如在管片生產(chǎn)環(huán)節(jié)，利用RFID讀取器，可以自動(dòng)獲取標(biāo)簽編碼、模板號(hào)、管片型號(hào)等一系列信息，并自動(dòng)在APP系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行備份。在管片發(fā)運(yùn)環(huán)節(jié)，可以使用RFID讀取器獲取車牌號(hào)、時(shí)間信息等。對(duì)于采集到的上述數(shù)據(jù)信息，統(tǒng)一保存到數(shù)據(jù)庫的一個(gè)獨(dú)立單元中，并且設(shè)定存儲(chǔ)時(shí)限，超過時(shí)限的數(shù)據(jù)自動(dòng)清理，預(yù)留出存儲(chǔ)空間存放新的數(shù)據(jù)。

4、管理系統(tǒng)軟件開發(fā)

管片預(yù)制生產(chǎn)是一個(gè)動(dòng)態(tài)化的過程，為了更加全面和直觀的掌握整個(gè)生產(chǎn)流程，需要借助于管理系統(tǒng)軟件，從各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中采集相關(guān)信息，然后借助于APP系統(tǒng)進(jìn)行海量信息的分類、分析，一方面可以實(shí)現(xiàn)管片生產(chǎn)制作質(zhì)量的監(jiān)管，另一方面也能夠優(yōu)化生產(chǎn)流程，保證管片參數(shù)與設(shè)計(jì)要求相匹配。在明確了地鐵管片預(yù)制參數(shù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行管理系統(tǒng)軟件開發(fā)和應(yīng)用。

5、數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)

該APP運(yùn)行時(shí)執(zhí)行的程序以及管片的相關(guān)參數(shù)、信息，都會(huì)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)中。為了實(shí)現(xiàn)各類數(shù)據(jù)、程序的分類存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)還進(jìn)行了內(nèi)部分類，例如基礎(chǔ)信息單元、圖紙檔案單元、程序指令單元等。數(shù)據(jù)庫采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)錄入制度，保證APP中所有數(shù)據(jù)信息的格式保持一致，提高了數(shù)據(jù)信息的共享利用效率，為APP各類管理功能的實(shí)現(xiàn)提供了保障。為了保證數(shù)據(jù)安全，數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)還提供了權(quán)限訪問功能。要想登陸該系統(tǒng)，必須輸入登錄口令和安全密鑰，獲取管理者權(quán)限，才能進(jìn)行數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)的管理。

結(jié)語：管片作為地鐵施工中的重要材料，其生產(chǎn)質(zhì)量和施工管理，將會(huì)對(duì)地鐵工程的使用安全產(chǎn)生直接影響。在地鐵管片預(yù)制生產(chǎn)中，基于現(xiàn)代信息技術(shù)建立管理APP，實(shí)現(xiàn)了管片預(yù)制生產(chǎn)各個(gè)流程的質(zhì)量監(jiān)管，有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)質(zhì)量隱患，優(yōu)化管片使用性能。隨著地鐵工程項(xiàng)目管理逐漸向智能化、自動(dòng)化方向發(fā)展，管片生產(chǎn)管理APP也會(huì)得到進(jìn)一步的推廣使用。