一、引言

燃油工程機(jī)械是建筑施工現(xiàn)場必不可少的物資，擔(dān)任著運(yùn)輸物資、起重吊裝等任務(wù)，由于其可移動(dòng)性、外場作業(yè)等特點(diǎn)，使其管理難度大，目前市場上已出現(xiàn)一些燃油工程機(jī)械在線監(jiān)測設(shè)備，可以直接檢測燃油工程機(jī)械的一些狀態(tài)參數(shù)，同時(shí)將這些數(shù)據(jù)上傳至云平臺進(jìn)行展示，但是大多數(shù)使用方僅將這些數(shù)據(jù)展示在管理系統(tǒng)平臺上或搭配閾值判斷實(shí)現(xiàn)簡單的報(bào)警功能，并沒有對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行深層次的應(yīng)用，導(dǎo)致資源浪費(fèi)和無法真正解決現(xiàn)場的痛點(diǎn)問題；因此，本文主要集中在如何實(shí)現(xiàn)燃油工程機(jī)械監(jiān)測數(shù)據(jù)深層次的應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行研究，從而降低現(xiàn)場燃油工程機(jī)械管理難度，保證施工安全。

二、總體技術(shù)路線

目前市面上燃油工程機(jī)械在線監(jiān)測系統(tǒng)廠商眾多，雖然各廠商對燃油工程機(jī)械的監(jiān)測內(nèi)容大同小異，但所用到的監(jiān)測手段略有不同，如燃油工程機(jī)械的耗油量監(jiān)測，有的廠商采用超聲波傳感器進(jìn)行監(jiān)測，有的則采用壓差式液位計(jì)方式進(jìn)行。本文所介紹的燃油工程機(jī)械監(jiān)測數(shù)據(jù)的應(yīng)用技術(shù)，其數(shù)據(jù)來源于我司研發(fā)的“數(shù)智芯”工程機(jī)械物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要監(jiān)測燃油工程機(jī)械的耗油量、工作狀態(tài)、實(shí)時(shí)位置等數(shù)據(jù)。本文監(jiān)測數(shù)據(jù)應(yīng)用研究主要分兩個(gè)方面：一是傳感器自身監(jiān)測數(shù)據(jù)自身應(yīng)用，即分析數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確，或?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行清洗、過濾來保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；二是根據(jù)所監(jiān)測的數(shù)據(jù)開展燃油工程機(jī)械設(shè)備安全、管理、運(yùn)營等方面的應(yīng)用。

三、具體研究

（一）監(jiān)測數(shù)據(jù)自身應(yīng)用

1.燃油工程機(jī)械油量數(shù)據(jù)應(yīng)用

在對項(xiàng)目中的燃油工程機(jī)械安裝“數(shù)智芯”工程機(jī)械物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)不同的項(xiàng)目、不同的車型其油箱的形狀是不相同的，而本監(jiān)測系統(tǒng)采用液位傳感器監(jiān)測車輛的存油量，故需要了解車輛油箱在每個(gè)縱深的截面積，這樣才能計(jì)算出車輛的存油量和耗油量，因此針對異型油箱，我們采用三維建模技術(shù)對油箱進(jìn)行建模，并利用多項(xiàng)式回歸分析算法擬合出裝卸油量的多段曲線，結(jié)合液位傳感器采集到的實(shí)時(shí)液位值，最終精確計(jì)算出車輛的耗油量。

2.燃油工程機(jī)械工作狀態(tài)數(shù)據(jù)應(yīng)用

在項(xiàng)目燃油工程機(jī)械管理過程中，機(jī)械的工作狀態(tài)也是一個(gè)重要的監(jiān)測參數(shù)，故“數(shù)智芯”工程機(jī)械物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)通過六軸加速度傳感器來監(jiān)測燃油工程機(jī)械的工作狀態(tài)，包括工作模式、待機(jī)模式、停機(jī)模式幾種；六軸加速度傳感器監(jiān)測機(jī)械的工作狀態(tài)是通過間接監(jiān)測其發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)頻譜信息實(shí)現(xiàn)的，其采集的原始數(shù)據(jù)是一組包括XYZ軸的加速度和角速度，無法直接得出燃油工程機(jī)械的工作狀態(tài)，因此需要對大量的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從中提取出燃油工程機(jī)械在不同模式下的特征值，再輔以方差、過濾等數(shù)學(xué)算法，最終找出燃油工程機(jī)械發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)信號頻譜信息與該機(jī)械設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的對應(yīng)關(guān)系。燃油工程機(jī)械工作狀態(tài)數(shù)據(jù)分析如圖1所示。

（二）監(jiān)測數(shù)據(jù)深度應(yīng)用

在上節(jié)介紹了監(jiān)測系統(tǒng)采集到傳感器原始數(shù)據(jù)，如何通過數(shù)據(jù)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)燃油工程機(jī)械自身狀態(tài)監(jiān)測，項(xiàng)目管理人員僅憑這些數(shù)據(jù)的應(yīng)用只能單一地了解燃油工程機(jī)械的自身情況，無法與整個(gè)項(xiàng)目的管理、安全、運(yùn)營結(jié)合在一起，因此需要對這些數(shù)據(jù)做更深次的應(yīng)用研究。

1.臺班統(tǒng)計(jì)

燃油工程機(jī)械監(jiān)管難點(diǎn)之一就是臺班統(tǒng)計(jì)，由于傳統(tǒng)的臺班統(tǒng)計(jì)大多采用人工錄入的方式，容易出現(xiàn)臺班虛報(bào)情況出現(xiàn)，往往給項(xiàng)目帶來更多的成本，同時(shí)人工錄入的方式也會造成人力物力的浪費(fèi)，因此本文通過“數(shù)智芯”工程機(jī)械物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)監(jiān)測到的油耗數(shù)據(jù)以及工作狀態(tài)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)臺班的精準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)，具體是：對燃油工程機(jī)械的工作狀態(tài)三種模式分別計(jì)時(shí)，可以統(tǒng)計(jì)機(jī)械設(shè)備每天的工作時(shí)長，并輔以機(jī)械設(shè)備油量的消耗，從而可以精準(zhǔn)得出臺班數(shù)。

2.油耗分析

由于項(xiàng)目現(xiàn)場不是完全封閉的，存在偷盜油的情況，傳統(tǒng)的方式采用人工巡檢，不僅耗時(shí)耗力，而且無法做到實(shí)時(shí)監(jiān)管，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)油料被盜，造成項(xiàng)目的財(cái)產(chǎn)損失，故本文對“數(shù)智芯”工程機(jī)械物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)監(jiān)測到的油量數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘，結(jié)合大數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)偷盜油發(fā)生時(shí)的及時(shí)預(yù)警，具體原理是對油量數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的采集和比對，一旦發(fā)現(xiàn)油量突然下降或異常使用，即發(fā)生報(bào)警。

此外本文還對車輛的油耗進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，對高油耗的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，判斷其導(dǎo)致的原因，并加以改正和優(yōu)化，從而降低燃油工程機(jī)械的平均油耗，最終減少項(xiàng)目施工成本。燃油工程機(jī)械油耗分析見圖2。

3. 電子圍欄

“數(shù)智芯”工程機(jī)械物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)帶有定位功能，傳統(tǒng)應(yīng)用僅定位燃油工程機(jī)械的位置，了解其作業(yè)進(jìn)度，本文可以通過對定位數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和處理，實(shí)現(xiàn)電子圍欄功能和軌跡回放功能，即在地圖上圈定范圍，燃油工程機(jī)械在范圍內(nèi)作業(yè)時(shí)正常運(yùn)行，當(dāng)超出范圍后即發(fā)生報(bào)警，并可查詢軌跡，從而避免燃油工程機(jī)械違章作業(yè)、干私活等情況出現(xiàn)，不僅填補(bǔ)燃油工程機(jī)械外場工作監(jiān)測空白，同時(shí)保證施工安全。

四、結(jié)語

本論文研究的燃油工程機(jī)械監(jiān)測數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)，通過對燃油工程機(jī)械在線監(jiān)測系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)深度挖掘，可以更加全面具體地了解燃油工程機(jī)械的運(yùn)行狀態(tài)，

可以幫助企業(yè)提升管理水平、降低施工成本、保證施工安全等，大力推動(dòng)智能化監(jiān)測領(lǐng)域多維度發(fā)展。

作者單位：中鐵四局集團(tuán)有限公司；安徽數(shù)智建造研究院有限公司

基金項(xiàng)目： 建筑物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)研究-B（2022重大專項(xiàng)08）。