公路機械化施工動態管理信息化系統初探

李恒鴻

(山西路橋第六工程有限公司，山西 晉中 030600)

公路機械化施工動態管理信息化系統(以下簡稱“系統”)是指專門用于公路項目機械化施工的為動態管理提供數據支持的信息化系統，旨在解決動態管理過程中的信息問題，使各類信息都能得到及時收集，并最大限度發揮其作用和意義。

1 公路施工機械種類與選擇原則

1.1 公路施工機械種類

公路施工要想實現機械化，各類施工機械是重要基礎保證，以瀝青路面施工為例，施工中需要用到以下機械設備：

瀝青拌和廠設備：(1)瀝青混合料拌和機，主要用于瀝青混合料拌制；(2)裝載機與推土機，主要用于為拌和機上料；(3)瀝青乳化機，主要用于制備乳化瀝青；(4)改性瀝青制備設備，主要用于制備改性瀝青；(5)地秤，主要用于在收料過程中進行計量；(6)供電設備，主要用于為拌和廠提供電能[1]。

運輸設備：(1)瀝青運輸車，主要用于為拌和廠運輸礦料；(2)自卸車，主要用于向拌和廠運送瀝青，并將拌制完成的混合料運輸到施工現場。

路面施工設備：(1)瀝青混合料攤鋪機，主要用于攤鋪瀝青混合料；(2)壓路機，主要用于瀝青混合料初壓；(3)重型壓路機，主要用于瀝青混合料復壓；(4)輪胎壓路機，主要用于消除混合料表面的輕微裂紋；(5)小型壓路機，主要用于對和路緣石靠近的混合料進行碾壓；(6)振動平板夯，主要用于對基礎上的坑洞進行修補；(7)瀝青灑布車，主要用于灑布透層油與粘層油；(8)路面銑刨車，主要用于修整舊路面和接縫；(9)切縫機，主要用于切割直線縫；(10)液壓鎬或風鎬，主要用于對小面積地面進行修整；(11)裝載機，主要用于在施工現場對混合料進行倒運；(12)灑水車，主要用于為壓路機補水；(13)照明設備，主要用于夜間施工照明；(14)供電設備，主要用于為施工現場的各類設備提供電能。

其它輔助設備：(1)平板拖車，主要用于托運大型施工機械；(2)吊裝設備，主要用于安裝加長攤鋪機熨平板；(3)輔助運輸車，主要用于運輸攤鋪機加長輔助熨平板與其它材料；(4)柴油運輸車，主要用于為施工設備補給油料。

1.2 施工機械選擇原則

原則一：施工機械的選擇要和工程實際良好適應。公路工程的自身性質決定了其施工規模十分巨大，需用到很多機械種類?；诖耍谶x擇施工機械時應綜合考慮不同方面的影響因素，確保所選機械設備可以達到施工要求，從而使機械設備的應用達到預期效果。在選擇施工機械的過程中要充分考慮以下幾方面因素：其一，施工機械設備類型要和施工現場環境相適應，包括氣候、地形與土質；其二，施工機械設備類型要滿足各項工程要求，包括工程量與工期；其三，盡可能防止由于設備動力無法達到要求或過剩導致進度被拖慢或造成資源浪費[2]。

原則二：要有良好經濟性。在選擇施工機械設備時，除了要考慮其購置價格與使用費用，還要對和項目工程量之間的關系進行權衡。當工程的工程量相對較大時，應優先考慮選擇大型機械進行施工，以此保證作業效率；雖然這樣單次投入很多，但從長遠角度看，能平攤到整個工程中，對總成本不會造成太大影響。此外，由于采用先進設備能提高施工可靠性，所以要在不增加太多預算的情況下盡可能多的引入先進設備。雖然這樣也會使單次投入變大，但能降低運行費用，從而獲得更好經濟效益。

原則三：施工機械設備的選擇應能保證工程的施工質量與安全。在公路工程施工中，科學選擇施工機械設備是重要物質基礎和保證，也是對工程質量有很大影響的主要因素。當項目對技術有很高要求時，通過選擇性能優良的機械設備，或引入專門的機械設備，可起到保證項目質量與效率的作用；施工機械設備還要有良好安全性能；在切實滿足質量要求的同時，還要和機械設備通用性良好配合[3]。

原則四：保證不同施工機械設備組合的合理性。對施工機械設備進行合理組合是最大限度發揮所選施工機械設備自身效能的關鍵所在，也是公路施工實現機械化目標的基本要求。只有保證各類施工機械設備組合的科學性與合理性，才能保證工程質量，加快施工進度，降低施工成本。對施工單位而言，應正確認識到當前施工機械設備應用技術水平和實際狀況，在實際的施工過程中，對各類施工機械設備予以科學選型與合理配置，以此在技術上做到可行，同時在經濟上做到合理，最終使兩方面達到有機統一。

以瀝青混合料拌和設備的選擇為例進行分析，在公路瀝青混凝土路面施工中，瀝青混合料生產拌制作為施工首要工作之一，選擇得當的拌和設備對保證路面施工質量有重要意義。在實際工作中選擇具體拌和設備時，要充分考慮以下幾點：第一，設備要有足夠生產率，以保證攤鋪施工保持連續；第二，有較高的計量和配比精度；第三，溫度測定與控制精度足夠高；第四，與施工地點之間的距離較近，用于縮短運輸時間，并減少運輸費用；第五，故障率盡可能低，可在施工中連續使用；第六，燃料經濟性好，耗電量低；第七，環保性能符合當地相關標準；最后，有較強的適應能力。

2 系統設計目標與基本原則

基于實際需求對系統進行分析與研發。通過對項目施工中進度與成本的控制，在數據庫技術等的支持下，開發與系統良好適應的網絡界面。系統將機械設備合理配置作為起點，其重點包括對施工時的進度和成本進行優化控制。在系統設計過程中，需遵循下列基本原則：

(1)系統性原則：在系統設計中要注意以下幾點：統一代碼標準、明確設計規范、簡化操作界面、降低使用難度、保證數據安全，并爭取實現數據全局共享[4]。

(2)靈活性原則：即要求系統有良好適用性，優先考慮模塊化結構。

(3)可靠性原則：即要求系統有較高的安全性，并應實現數據自動備份、自動檢查和糾錯。

(4)經濟性原則：滿足施工項目基本要求便可，不可過分追求先進技術。

3 系統需求分析與可行性分析

3.1 需求分析

在系統開發過程中，需求分析是一個關鍵環節，必須引起重視。該系統總體需求為：為公路機械化施工提供安全可靠、準確高效的管理系統。通過對歷年來我國公路工程施工期間控制重點的綜合可知，施工質量控制始終是重中之重，但對進度與成本控制卻未能引起足夠重視。對此，要從設備選型和配置方面入手，將進度與成本控制視作關鍵點，建立一個專門用于路面施工的管理系統。系統需滿足的需求有：第一，為設備選型和配置提供必要的幫助；第二，滿足進度控制要求；第三，滿足成本控制要求；第四，錄入并保存所有數據報表與實時跟蹤結果；第五，保證數據安全；第六，為不同使用者確定各自權限；第七，提供簡單清晰的操作界面；最后，系統操作界面應盡可能的友好[5]。

3.2 可行性分析

(1)應用可行性

該系統對計算機配置要求較低，能運行Window 7系統的計算機即可，數據庫選擇的是當前最常用的Access，完全支持施工現場使用。

(2)技術可行性

從技術層面講，在技術人員指導下，以及通過對相關文件的查閱，或利用網上資源，可簡單實現該系統各項功能。

(3)經濟可行性

采用傳統以人為為主的管理方式時，不僅工效低，而且數據安全性差，時常由于數據問題造成損失，而通過對該系統的研發能從根本上彌補以上不足，在提高工效的同時，降低成本，提高數據安全性，從而良好避免經濟損失[6]。

4 系統結構模式

4.1 客服機與服務器結構

服務器一般為小型機，并配備大型數據庫。該結構在客戶端中是重要組成部分之一，承擔很大壓力，需采用數據庫交互方式確保數據得以持久實現，從而滿足項目基本需求。此外，客戶端還包含多個程序，對軟件版本有極高的要求，需根據所用操作系統進行版本研發。該結構還屬于軟件系統結構，可以將計算與數據處理均分配至服務器及客戶機，進而減少服務器的實際運算量及網絡通訊量。該結構模式最大的優勢在于能充分發揮客戶端能力，從而加快實際響應速度，但也存在以下缺點：需在客戶端中安裝相應的軟件；對操作系統有十分嚴格的要求；只能在局域網中使用；維護成本與一次投資都很大[7]。

4.2 瀏覽器與服務器結構

因互聯網的不斷發展在客服機與服務器結構基礎上通過不斷改進而來，從本質上講該結構模式也屬于客服機與服務器結構其中一種。該結構模式最大的優勢在于運行維護比較便利，能對從不同地點采用不同方式接入的數據進行訪問與操作，但也存在對環境有很高依賴程度的缺陷，系統容易崩潰或癱瘓，要想保證安全，需大幅增加相應的投入。

通過對以上兩種典型結構模式的綜合分析，結合該系統需滿足的各項需求，最終采用瀏覽器與服務器結構，與客服機與服務器結構相比，該結構模式具有以下幾點優勢：首先，可隨時完成查詢和瀏覽；其次，通過增加頁面即可實現功能添加；再次，通過更改頁面即可對用戶信息予以同步更新；最后，前期與運營維護方面的投入均相對較少，開發難度低，有很強的時效性，數據可長時間存儲于云端，安全性好。

4.3 數據庫

以上可行性分析已經提到，該系統使用的是當下最為常用的Access數據庫，該數據庫主要具有下列優勢：其一，簡單易學，界面風格和通用度極高的Windows系統類似，而且可實現可視化操作，用戶無需通過深入研究即可在開發與要求相符的數據庫；其二，開發周期相對較短，管理與維護難度低，由于可實現模塊化設計，所以由于對Windows操作系統界面十分熟悉，所以管理人員能按照真實需求進行隨時開發與完善；其三，支持開放數據庫互聯，可將文本或表格等資料這嵌入至數據表當中，并能建立相應的報表及窗體；其四，所需花費較少，無需增設其它設備與數據庫專業的技術人員[8]。

5 系統功能設計

5.1 系統總體設計

該系統總體結構從上到下可分成以下三層：最上層為Win Form操作界面，對用戶輸入數據進行顯示與讀取，使用戶和系統之間實現交互；中間層為業務邏輯層，對用戶輸入數據進行處理；最下層為數據訪問層，對數據進行存儲讀取。其中，中間層與最下層均借助C語言實現。

5.2 系統模塊設計

按照項目施工要求，可將整個系統分成以下幾個模塊：(1)系統管理；(2)設備選型與配置；(3)進度控制；(4)成本控制；(5)系統幫助。不同模塊有不同的功能，對于系統管理模塊，主要負責用戶賬號管理、用戶權限設置與登錄密碼管理。其中，用戶賬號管理主要包括添加、修改和刪除選型，添加用于填寫用戶的各項基本信息，修改是指對用戶資料進行實時更新，而刪除是指用戶職位發生變更需將其信息從系統中刪除；用戶權限設置是指不同用戶有其自身的操作權利。對于設備選型與配置，該模塊包含設備選型與設備配置兩部分，其中，設備選型還包括其基本資料，也就是設備的檔案，而設備配置還包含配置方案。對于進度控制，該模塊主要包含進度控制與進度計劃兩部分，其中，進度控制還包含對工程量的錄入與各項進度控制措施，而進度計劃還包含計劃的審核及實施，以及檢查和必要的調整；對于成本控制，該模塊主要包含成本控制與成本分析兩部分，其中，成本控制還包含控制流程圖，而成本分析還包含成本計劃的編制與實際成本和真實成本之間的偏差及其分析和糾偏。對于系統幫助，該模塊主要為給用戶提供操作提示，方便用戶更好的使用系統。

6 結 語

綜上所述，該系統采用瀏覽器與服務器結構作為軟件架構，并基于數據庫、Win Form等進行開挖，可實現以下功能：開工前編制合理的施工計劃，并和實際施工狀況對比，向系統輸入各項數據后，自動生成關系圖。根據關系圖表示的差異，由管理人員進行針對性調整。此外，在成本分析方面引入贏得值評價曲線，輸入所需參數后，系統自動完成計算與結果輸出，由管理人員根據偏差及其產生原因制定專門的糾偏措施。