公路機械化施工動態(tài)管理信息化系統(tǒng)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(tài)管理信息化系統(tǒng)(以下簡稱“系統(tǒng)”)是指專門用于公路項目機械化施工的為動態(tài)管理提供數(shù)據(jù)支持的信息化系統(tǒng)，旨在解決動態(tài)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(fā)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(xiàn)機械化，各類施工機械是重要基礎(chǔ)保證，以瀝青路面施工為例，施工中需要用到以下機械設(shè)備：

瀝青拌和廠設(shè)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(shè)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(shè)備，主要用于為拌和廠提供電能[1]。

運輸設(shè)備：(1)瀝青運輸車，主要用于為拌和廠運輸?shù)V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?shù)绞┕がF(xiàn)場。

路面施工設(shè)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(fù)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(chǔ)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(fēng)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(xiàn)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(shè)備，主要用于夜間施工照明；(14)供電設(shè)備，主要用于為施工現(xiàn)場的各類設(shè)備提供電能。

其它輔助設(shè)備：(1)平板拖車，主要用于托運大型施工機械；(2)吊裝設(shè)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(shè)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(yīng)。公路工程的自身性質(zhì)決定了其施工規(guī)模十分巨大，需用到很多機械種類?；诖?，在選擇施工機械時應(yīng)綜合考慮不同方面的影響因素，確保所選機械設(shè)備可以達到施工要求，從而使機械設(shè)備的應(yīng)用達到預(yù)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(shè)備類型要和施工現(xiàn)場環(huán)境相適應(yīng)，包括氣候、地形與土質(zhì)；其二，施工機械設(shè)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(shè)備動力無法達到要求或過剩導(dǎo)致進度被拖慢或造成資源浪費[2]。

原則二：要有良好經(jīng)濟性。在選擇施工機械設(shè)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(guān)系進行權(quán)衡。當(dāng)工程的工程量相對較大時，應(yīng)優(yōu)先考慮選擇大型機械進行施工，以此保證作業(yè)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(shè)備能提高施工可靠性，所以要在不增加太多預(yù)算的情況下盡可能多的引入先進設(shè)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(jīng)濟效益。

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

原則四：保證不同施工機械設(shè)備組合的合理性。對施工機械設(shè)備進行合理組合是最大限度發(fā)揮所選施工機械設(shè)備自身效能的關(guān)鍵所在，也是公路施工實現(xiàn)機械化目標(biāo)的基本要求。只有保證各類施工機械設(shè)備組合的科學(xué)性與合理性，才能保證工程質(zhì)量，加快施工進度，降低施工成本。對施工單位而言，應(yīng)正確認(rèn)識到當(dāng)前施工機械設(shè)備應(yīng)用技術(shù)水平和實際狀況，在實際的施工過程中，對各類施工機械設(shè)備予以科學(xué)選型與合理配置，以此在技術(shù)上做到可行，同時在經(jīng)濟上做到合理，最終使兩方面達到有機統(tǒng)一。

以瀝青混合料拌和設(shè)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(chǎn)拌制作為施工首要工作之一，選擇得當(dāng)?shù)陌韬驮O(shè)備對保證路面施工質(zhì)量有重要意義。在實際工作中選擇具體拌和設(shè)備時，要充分考慮以下幾點：第一，設(shè)備要有足夠生產(chǎn)率，以保證攤鋪施工保持連續(xù)；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(xù)使用；第六，燃料經(jīng)濟性好，耗電量低；第七，環(huán)保性能符合當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)標(biāo)準(zhǔn)；最后，有較強的適應(yīng)能力。

2 系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo)與基本原則

基于實際需求對系統(tǒng)進行分析與研發(fā)。通過對項目施工中進度與成本的控制，在數(shù)據(jù)庫技術(shù)等的支持下，開發(fā)與系統(tǒng)良好適應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)界面。系統(tǒng)將機械設(shè)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(yōu)化控制。在系統(tǒng)設(shè)計過程中，需遵循下列基本原則：

(1)系統(tǒng)性原則：在系統(tǒng)設(shè)計中要注意以下幾點：統(tǒng)一代碼標(biāo)準(zhǔn)、明確設(shè)計規(guī)范、簡化操作界面、降低使用難度、保證數(shù)據(jù)安全，并爭取實現(xiàn)數(shù)據(jù)全局共享[4]。

(2)靈活性原則：即要求系統(tǒng)有良好適用性，優(yōu)先考慮模塊化結(jié)構(gòu)。

(3)可靠性原則：即要求系統(tǒng)有較高的安全性，并應(yīng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)自動備份、自動檢查和糾錯。

(4)經(jīng)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(shù)。

3 系統(tǒng)需求分析與可行性分析

3.1 需求分析

在系統(tǒng)開發(fā)過程中，需求分析是一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，必須引起重視。該系統(tǒng)總體需求為：為公路機械化施工提供安全可靠、準(zhǔn)確高效的管理系統(tǒng)。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(zhì)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(shè)備選型和配置方面入手，將進度與成本控制視作關(guān)鍵點，建立一個專門用于路面施工的管理系統(tǒng)。系統(tǒng)需滿足的需求有：第一，為設(shè)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(shù)據(jù)報表與實時跟蹤結(jié)果；第五，保證數(shù)據(jù)安全；第六，為不同使用者確定各自權(quán)限；第七，提供簡單清晰的操作界面；最后，系統(tǒng)操作界面應(yīng)盡可能的友好[5]。

3.2 可行性分析

(1)應(yīng)用可行性

該系統(tǒng)對計算機配置要求較低，能運行Window 7系統(tǒng)的計算機即可，數(shù)據(jù)庫選擇的是當(dāng)前最常用的Access，完全支持施工現(xiàn)場使用。

(2)技術(shù)可行性

從技術(shù)層面講，在技術(shù)人員指導(dǎo)下，以及通過對相關(guān)文件的查閱，或利用網(wǎng)上資源，可簡單實現(xiàn)該系統(tǒng)各項功能。

(3)經(jīng)濟可行性

采用傳統(tǒng)以人為為主的管理方式時，不僅工效低，而且數(shù)據(jù)安全性差，時常由于數(shù)據(jù)問題造成損失，而通過對該系統(tǒng)的研發(fā)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(shù)據(jù)安全性，從而良好避免經(jīng)濟損失[6]。

4 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式

4.1 客服機與服務(wù)器結(jié)構(gòu)

服務(wù)器一般為小型機，并配備大型數(shù)據(jù)庫。該結(jié)構(gòu)在客戶端中是重要組成部分之一，承擔(dān)很大壓力，需采用數(shù)據(jù)庫交互方式確保數(shù)據(jù)得以持久實現(xiàn)，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(jù)所用操作系統(tǒng)進行版本研發(fā)。該結(jié)構(gòu)還屬于軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，可以將計算與數(shù)據(jù)處理均分配至服務(wù)器及客戶機，進而減少服務(wù)器的實際運算量及網(wǎng)絡(luò)通訊量。該結(jié)構(gòu)模式最大的優(yōu)勢在于能充分發(fā)揮客戶端能力，從而加快實際響應(yīng)速度，但也存在以下缺點：需在客戶端中安裝相應(yīng)的軟件；對操作系統(tǒng)有十分嚴(yán)格的要求；只能在局域網(wǎng)中使用；維護成本與一次投資都很大[7]。

4.2 瀏覽器與服務(wù)器結(jié)構(gòu)

因互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展在客服機與服務(wù)器結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上通過不斷改進而來，從本質(zhì)上講該結(jié)構(gòu)模式也屬于客服機與服務(wù)器結(jié)構(gòu)其中一種。該結(jié)構(gòu)模式最大的優(yōu)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(shù)據(jù)進行訪問與操作，但也存在對環(huán)境有很高依賴程度的缺陷，系統(tǒng)容易崩潰或癱瘓，要想保證安全，需大幅增加相應(yīng)的投入。

通過對以上兩種典型結(jié)構(gòu)模式的綜合分析，結(jié)合該系統(tǒng)需滿足的各項需求，最終采用瀏覽器與服務(wù)器結(jié)構(gòu)，與客服機與服務(wù)器結(jié)構(gòu)相比，該結(jié)構(gòu)模式具有以下幾點優(yōu)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(xiàn)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(fā)難度低，有很強的時效性，數(shù)據(jù)可長時間存儲于云端，安全性好。

4.3 數(shù)據(jù)庫

以上可行性分析已經(jīng)提到，該系統(tǒng)使用的是當(dāng)下最為常用的Access數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫主要具有下列優(yōu)勢：其一，簡單易學(xué)，界面風(fēng)格和通用度極高的Windows系統(tǒng)類似，而且可實現(xiàn)可視化操作，用戶無需通過深入研究即可在開發(fā)與要求相符的數(shù)據(jù)庫；其二，開發(fā)周期相對較短，管理與維護難度低，由于可實現(xiàn)模塊化設(shè)計，所以由于對Windows操作系統(tǒng)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(fā)與完善；其三，支持開放數(shù)據(jù)庫互聯(lián)，可將文本或表格等資料這嵌入至數(shù)據(jù)表當(dāng)中，并能建立相應(yīng)的報表及窗體；其四，所需花費較少，無需增設(shè)其它設(shè)備與數(shù)據(jù)庫專業(yè)的技術(shù)人員[8]。

5 系統(tǒng)功能設(shè)計

5.1 系統(tǒng)總體設(shè)計

該系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)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(shù)據(jù)進行顯示與讀取，使用戶和系統(tǒng)之間實現(xiàn)交互；中間層為業(yè)務(wù)邏輯層，對用戶輸入數(shù)據(jù)進行處理；最下層為數(shù)據(jù)訪問層，對數(shù)據(jù)進行存儲讀取。其中，中間層與最下層均借助C語言實現(xiàn)。

5.2 系統(tǒng)模塊設(shè)計

按照項目施工要求，可將整個系統(tǒng)分成以下幾個模塊：(1)系統(tǒng)管理；(2)設(shè)備選型與配置；(3)進度控制；(4)成本控制；(5)系統(tǒng)幫助。不同模塊有不同的功能，對于系統(tǒng)管理模塊，主要負(fù)責(zé)用戶賬號管理、用戶權(quán)限設(shè)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(fā)生變更需將其信息從系統(tǒng)中刪除；用戶權(quán)限設(shè)置是指不同用戶有其自身的操作權(quán)利。對于設(shè)備選型與配置，該模塊包含設(shè)備選型與設(shè)備配置兩部分，其中，設(shè)備選型還包括其基本資料，也就是設(shè)備的檔案，而設(shè)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(diào)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(tǒng)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(tǒng)。

6 結(jié) 語

綜上所述，該系統(tǒng)采用瀏覽器與服務(wù)器結(jié)構(gòu)作為軟件架構(gòu)，并基于數(shù)據(jù)庫、Win Form等進行開挖，可實現(xiàn)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(tǒng)輸入各項數(shù)據(jù)后，自動生成關(guān)系圖。根據(jù)關(guān)系圖表示的差異，由管理人員進行針對性調(diào)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(shù)后，系統(tǒng)自動完成計算與結(jié)果輸出，由管理人員根據(jù)偏差及其產(chǎn)生原因制定專門的糾偏措施。