基于信息化的公路施工混凝土場站調(diào)度優(yōu)化研究

劉瑞軒

摘要：為提高混凝土場站施工效能、降低成本，以信息化技術(shù)為核心，深入探討公路施工混凝土場站調(diào)度優(yōu)化的相關(guān)問題。目的在于通過信息化技術(shù)的引入，實現(xiàn)對混凝土場站調(diào)度的智能化、精準(zhǔn)化管理。結(jié)果表明，基于信息化技術(shù)的混凝土場站調(diào)度優(yōu)化策略在提高資源調(diào)度靈活性、優(yōu)化實時數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)、加強調(diào)度系統(tǒng)與實際場站協(xié)同性等方面取得了顯著成果。通過系統(tǒng)的實時監(jiān)測和智能決策，為公路建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展提供了有力支持。

關(guān)鍵詞：信息化；公路施工；場站；調(diào)度

一、前言

近年來，隨著信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的工地開始探索如何借助先進(jìn)的信息技術(shù)手段來實現(xiàn)施工過程的優(yōu)化和管理。在混凝土場站調(diào)度方面，信息化技術(shù)的應(yīng)用為提升施工效率、降低成本、提高質(zhì)量提供了新的可能性。傳統(tǒng)的混凝土場站調(diào)度往往受制于人力計劃和靜態(tài)計劃的限制，很難適應(yīng)施工環(huán)境的變化和突發(fā)情況。信息化技術(shù)的引入為場站調(diào)度帶來了前所未有的機遇。通過實時監(jiān)測、數(shù)據(jù)分析、智能算法等手段，可以使場站管理人員更加全面地了解施工現(xiàn)場的狀態(tài)，實現(xiàn)對資源的動態(tài)調(diào)度和智能決策，從而提高整體施工效能。

二、信息化在公路施工混凝土場站調(diào)度優(yōu)化中的作用

（一）提高調(diào)度效率

信息化技術(shù)在公路施工混凝土場站調(diào)度中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用，首先體現(xiàn)在提高了調(diào)度的效率。通過實時監(jiān)測和追蹤各個施工要素，信息系統(tǒng)能夠更準(zhǔn)確、更快速地獲取實時數(shù)據(jù)，使得調(diào)度員能夠基于實際情況迅速作出決策，合理分配混凝土、人力、設(shè)備等資源，最大化地提升施工效率[1]。信息化調(diào)度系統(tǒng)的引入減少了手工操作和紙質(zhì)記錄，降低了錯誤率，使得整個調(diào)度過程更加流暢、準(zhǔn)確。

（二）優(yōu)化資源利用

信息化技術(shù)的應(yīng)用在優(yōu)化公路施工混凝土場站的資源利用方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用。通過智能化的數(shù)據(jù)分析和算法優(yōu)化，系統(tǒng)能夠充分考慮各種因素，如施工進(jìn)度、設(shè)備狀態(tài)、交通情況等，合理規(guī)劃資源的使用，不僅避免資源的浪費，還能夠在保障施工進(jìn)度的同時最大限度地減少成本。信息化調(diào)度系統(tǒng)通過動態(tài)調(diào)整資源配置，使得混凝土場站在有限資源下能夠更高效地運營，實現(xiàn)了資源的最大化利用[2]。

（三）強化實時監(jiān)控與決策支持

信息化調(diào)度系統(tǒng)的最大優(yōu)勢之一在于實現(xiàn)了對混凝土場站的實時監(jiān)控與決策支持。通過實時采集場站各個環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)能夠提供全面的場站狀態(tài)信息，為調(diào)度員提供科學(xué)的依據(jù)，調(diào)度員能夠更迅速地做出決策，應(yīng)對突發(fā)狀況，確保施工過程的順利進(jìn)行。實時監(jiān)控也有助于早期發(fā)現(xiàn)潛在問題，及時采取措施，從而避免問題擴大化。信息化系統(tǒng)為調(diào)度員提供了更多的信息支持，使其在復(fù)雜的場站調(diào)度中更具決策的主動性和科學(xué)性。信息化在公路施工混凝土場站調(diào)度中的作用不僅提高了調(diào)度效率和資源利用，而且通過實時監(jiān)控和決策支持，使得整個調(diào)度過程更加智能、科學(xué)、可控。

三、公路施工混凝土場站信息化管理系統(tǒng)構(gòu)建

（一）系統(tǒng)需求分析

在構(gòu)建公路施工混凝土場站信息化管理系統(tǒng)時，需對系統(tǒng)的功能和性能進(jìn)行全面分析，以滿足實際施工場站的管理需求。首先，系統(tǒng)需要具備強大的實時監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析功能，以確保對施工過程的全面了解。此外，為提高系統(tǒng)的操作便捷性和決策效率，界面設(shè)計應(yīng)直觀、友好。

（二）關(guān)鍵技術(shù)實現(xiàn)

1.實時監(jiān)測技術(shù)

（1）澆筑速度分析：傳感器每秒采集一次混凝土澆筑速度數(shù)據(jù)。通過對速度的實時監(jiān)測，系統(tǒng)記錄每時每刻的澆筑速度變化。例如，系統(tǒng)顯示在某一時刻澆筑速度達(dá)到了2米/分鐘，而在另一時刻下降至1.5米/分鐘[3]。

（2）澆筑質(zhì)量分析：傳感器采集關(guān)于混凝土澆筑的實時質(zhì)量數(shù)據(jù)。通過分析這些數(shù)據(jù)，系統(tǒng)可以實時監(jiān)測混凝土的坍落度、均勻性等質(zhì)量參數(shù)。例如，系統(tǒng)顯示在某一位置混凝土的坍落度為15厘米，均勻性達(dá)到了90%。

（3）混凝土溫度分析：傳感器每秒采集一次混凝土的溫度數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)用于監(jiān)測混凝土的溫度變化情況，確保在施工過程中混凝土的溫度符合設(shè)計要求。例如，系統(tǒng)顯示在澆筑初始階段混凝土的溫度為28攝氏度，符合施工要求。

2.實時數(shù)據(jù)監(jiān)測與收集

以某公路施工為例，混凝土場站實時澆筑速度監(jiān)測、混凝土坍落度監(jiān)測如圖1、圖2所示。

澆筑速度曲線呈現(xiàn)出一定的波動，整體上表現(xiàn)為逐漸升高再下降的趨勢，可能與混凝土供應(yīng)、攤鋪機工作狀態(tài)等因素有關(guān)。監(jiān)測澆筑速度有助于調(diào)整設(shè)備工作狀態(tài)，確?；炷辆鶆驖仓?，提高施工質(zhì)量?；炷撂涠惹€呈現(xiàn)出一些波動，但整體趨勢相對穩(wěn)定。坍落度在設(shè)計范圍內(nèi)波動，說明混凝土的流動性較好。合理的坍落度有助于確?；炷恋木鶆蛐院鸵子谑┕?。

結(jié)合以上曲線，系統(tǒng)可以進(jìn)行實時分析，及時調(diào)整澆筑速度、混凝土坍落度等參數(shù)，以確保施工過程中的質(zhì)量和效率。實時監(jiān)測數(shù)據(jù)為工程管理提供了有力的支持，幫助實現(xiàn)優(yōu)化調(diào)度和及時決策。曲線的波動性表明在施工過程中存在一些變化和不確定性。系統(tǒng)需要通過調(diào)整監(jiān)測頻率、提高設(shè)備穩(wěn)定性等手段進(jìn)一步減小曲線的波動，以提高監(jiān)測數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和可靠性[4]。

3.數(shù)據(jù)分析與決策

在公路施工混凝土場站的信息化管理系統(tǒng)中，實時監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析對決策制定起著至關(guān)重要的作用。

（1）通過實時監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析，系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對混凝土澆筑過程的全面了解。例如，通過澆筑速度、坍落度等參數(shù)的實時監(jiān)測，管理人員可以迅速發(fā)現(xiàn)施工中的異常情況，如澆筑速度過快導(dǎo)致混凝土質(zhì)量下降，坍落度波動大等問題，為管理人員提供了及時干預(yù)的機會，可以調(diào)整設(shè)備狀態(tài)、修改施工計劃，確保施工的高效進(jìn)行。

（2）數(shù)據(jù)分析還為決策制定提供了科學(xué)依據(jù)。通過深入分析實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，系統(tǒng)可以生成工程任務(wù)分配計劃、資源使用情況和成本核算等決策支持信息。例如，通過對澆筑速度和坍落度的關(guān)系進(jìn)行分析，系統(tǒng)可以為管理人員提供不同澆筑速度下混凝土質(zhì)量的變化情況，從而幫助決策者選擇最優(yōu)的澆筑速度，保證混凝土的質(zhì)量。綜合而言，信息化管理系統(tǒng)通過對實時監(jiān)測數(shù)據(jù)的深度分析，不僅提高了對施工過程的實時掌控能力，還為決策制定提供了科學(xué)依據(jù)，使管理人員能夠更加精準(zhǔn)地制定工程計劃、調(diào)度資源，從而推動整個施工過程的優(yōu)化與升級。

四、基于信息化技術(shù)的混凝土場站調(diào)度優(yōu)化存在的問題

（一）資源調(diào)度不夠靈活

對于混凝土場站調(diào)度優(yōu)化，信息化技術(shù)雖然提供了對實時數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)監(jiān)測和分析，但資源調(diào)度往往受到較為剛性的制約。在現(xiàn)有系統(tǒng)中，資源調(diào)度預(yù)設(shè)了一套固定的計劃，不能靈活適應(yīng)實時的變化。例如，當(dāng)施工現(xiàn)場突然出現(xiàn)機械故障、工人調(diào)度等特殊情況時，信息化系統(tǒng)難以在短時間內(nèi)對調(diào)度方案進(jìn)行快速調(diào)整，導(dǎo)致資源的固定分配，無法充分發(fā)揮實時數(shù)據(jù)監(jiān)測的優(yōu)勢，降低了資源利用效率。

信息化系統(tǒng)對外部變化的適應(yīng)性不足。公路施工往往受到天氣、交通等外部因素的影響，這些因素可能在短時間內(nèi)發(fā)生變化。然而，當(dāng)前信息化系統(tǒng)對于這些外部因素變化的適應(yīng)性較弱。在調(diào)度優(yōu)化中，系統(tǒng)未能充分考慮外部環(huán)境的實時變動，導(dǎo)致調(diào)度計劃沒有及時更新。例如，突如其來的交通擁堵可能導(dǎo)致混凝土輸送車難以及時到達(dá)施工現(xiàn)場，而信息化系統(tǒng)未能及時調(diào)整車輛的優(yōu)先級和路徑規(guī)劃，影響了施工的順利進(jìn)行。

當(dāng)前信息化技術(shù)在混凝土場站調(diào)度中的應(yīng)用，更多集中在實時監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析層面，而缺乏對智能化決策的充分支持。系統(tǒng)雖然能夠提供大量的實時數(shù)據(jù)，但對于這些數(shù)據(jù)的深度挖掘和智能分析尚顯不足[5]。在資源調(diào)度的過程中，缺乏基于先進(jìn)算法的智能決策支持，使得系統(tǒng)未能在復(fù)雜多變的施工環(huán)境中做出靈活、智能的調(diào)度決策，造成了資源的浪費和效率的下降。

（二）實時數(shù)據(jù)采集和分析瓶頸

混凝土場站的實時數(shù)據(jù)采集存在一系列瓶頸，其中之一是傳感器和監(jiān)測設(shè)備的性能限制。盡管現(xiàn)代傳感技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展，但在混凝土澆筑現(xiàn)場，由于環(huán)境復(fù)雜性和設(shè)備工作條件的限制，傳感器的精準(zhǔn)性和穩(wěn)定性仍然面臨一定的挑戰(zhàn)。例如，在高溫、高濕、塵土飛揚的施工現(xiàn)場，傳感器容易受到環(huán)境因素的干擾，導(dǎo)致數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性受到影響。這一瓶頸制約了信息化系統(tǒng)對實時施工數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)采集，影響了后續(xù)的調(diào)度決策支持。

在混凝土場站，實時監(jiān)測數(shù)據(jù)通常需要通過網(wǎng)絡(luò)傳輸至數(shù)據(jù)中心進(jìn)行處理和分析。然而，由于大量實時數(shù)據(jù)的產(chǎn)生和傳輸，網(wǎng)絡(luò)帶寬和穩(wěn)定性成為制約實時數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹匾蛩?。在高并發(fā)施工現(xiàn)場，可能存在大量傳感器同時產(chǎn)生數(shù)據(jù)需要接收和處理，而信息化系統(tǒng)的能力未必能夠滿足這一需求。因此，數(shù)據(jù)在傳輸和處理過程中可能發(fā)生延遲，影響了數(shù)據(jù)的實時性和及時性。這一問題使得系統(tǒng)難以提供快速的決策支持，降低了信息化技術(shù)在調(diào)度優(yōu)化中的應(yīng)用效果。此外，實時數(shù)據(jù)的質(zhì)量問題也是一個突出的瓶頸。在采集過程中，由于各種原因，如設(shè)備故障、傳感器漂移等，實時數(shù)據(jù)可能存在不準(zhǔn)確或偏差較大的情況，對后續(xù)的調(diào)度決策提出了更高的要求，需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的清洗和校正。然而，當(dāng)前信息化系統(tǒng)未能在數(shù)據(jù)質(zhì)量方面實現(xiàn)高效處理，導(dǎo)致了調(diào)度決策的不穩(wěn)定性。在保障數(shù)據(jù)質(zhì)量的同時，未來的系統(tǒng)需要進(jìn)一步加強對數(shù)據(jù)異常和異常值的檢測與處理，以提高實時數(shù)據(jù)的可靠性。

（三）調(diào)度系統(tǒng)與實際場站操作不夠協(xié)同

信息化技術(shù)在混凝土場站調(diào)度中的一個顯著問題是調(diào)度系統(tǒng)與實際場站操作之間反饋機制的滯后。盡管信息化系統(tǒng)可以通過實時監(jiān)測采集到大量施工數(shù)據(jù)，但這些數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化和反饋到調(diào)度系統(tǒng)中的過程存在明顯延遲。實際場站操作人員在操作中可能面臨迅速變化的施工環(huán)境，而由于信息反饋滯后，調(diào)度系統(tǒng)未能及時了解到場站操作的實際需求，導(dǎo)致了調(diào)度決策的滯后，降低了系統(tǒng)對施工現(xiàn)場變化的適應(yīng)能力，從而影響了整體調(diào)度的靈活性。在信息化系統(tǒng)中，盡管實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測和分析，但操作人員在施工現(xiàn)場可能存在與系統(tǒng)信息不一致的情況，例如特殊情況的處理、工藝流程的調(diào)整等。當(dāng)前調(diào)度系統(tǒng)未能充分考慮操作人員的實際經(jīng)驗和判斷，導(dǎo)致調(diào)度決策過于依賴系統(tǒng)算法，而忽視了實際操作層面的信息，使得場站操作人員在實施調(diào)度決策時可能感到不夠靈活，降低了操作人員的積極性和對系統(tǒng)的信任感。此外，當(dāng)前信息化技術(shù)在混凝土場站調(diào)度中，由于未能適應(yīng)各種復(fù)雜施工場景和變化，調(diào)度系統(tǒng)的智能化水平受到限制，在應(yīng)對復(fù)雜多變的場站操作需求時表現(xiàn)不佳。系統(tǒng)過于依賴預(yù)設(shè)的算法和規(guī)則，未能充分發(fā)揮機器學(xué)習(xí)等先進(jìn)技術(shù)在調(diào)度中的潛力，影響了調(diào)度系統(tǒng)的協(xié)同性，在智能調(diào)度決策方面存在提升的空間。

五、基于信息化技術(shù)的混凝土場站調(diào)度優(yōu)化策略

（一）提升資源調(diào)度靈活性

在應(yīng)用信息化技術(shù)的混凝土場站調(diào)度中，提升資源調(diào)度的靈活性是一項至關(guān)重要的優(yōu)化策略。首先，調(diào)度系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具備更加靈活的任務(wù)分配和資源調(diào)度算法，以適應(yīng)不斷變化的施工環(huán)境。引入智能調(diào)度算法是一種有效的手段，通過機器學(xué)習(xí)等技術(shù)，系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)測場站的運行狀態(tài)、施工進(jìn)度以及人員、設(shè)備等資源的可用性，從而根據(jù)實際情況動態(tài)調(diào)整任務(wù)分配。這樣的靈活性使得系統(tǒng)能夠更好地應(yīng)對施工過程中的變化和緊急情況，提高任務(wù)處理的實時性和準(zhǔn)確性。其次，預(yù)測性分析的引入也對提升資源調(diào)度的靈活性起到關(guān)鍵作用。通過對歷史數(shù)據(jù)和實時信息的綜合分析，系統(tǒng)能夠預(yù)測未來可能出現(xiàn)的問題和障礙，為調(diào)度決策提供更靈敏的反饋。例如，系統(tǒng)可以通過數(shù)據(jù)模型識別潛在的施工瓶頸或物資短缺，提前采取相應(yīng)的措施，防范問題的發(fā)生。預(yù)測性的資源調(diào)度不僅提高了調(diào)度的前瞻性，也減少了應(yīng)急決策的壓力，使得整體調(diào)度更為靈活、高效。

（二）優(yōu)化實時數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)

進(jìn)一步提升公路施工混凝土場站的調(diào)度效能，關(guān)鍵在于優(yōu)化實時數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)。首先，要針對混凝土澆筑現(xiàn)場的實際需求，持續(xù)提高數(shù)據(jù)采集的精度和頻率。引入高精度傳感器和監(jiān)測設(shè)備，確保對澆筑速度、混凝土質(zhì)量、溫度等關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確、實時的監(jiān)測，將為調(diào)度系統(tǒng)提供更為可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，有助于更準(zhǔn)確地理解施工過程中的變化和挑戰(zhàn)。其次，優(yōu)化實時數(shù)據(jù)的處理和分析系統(tǒng)是關(guān)鍵一環(huán)。通過采用高效的數(shù)據(jù)處理和分析算法，系統(tǒng)能夠在瞬息萬變的施工環(huán)境中更迅速地將大量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為有價值的信息。機器學(xué)習(xí)，如模型訓(xùn)練的運用，可以提高系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的理解和反應(yīng)速度，使系統(tǒng)更好地適應(yīng)實際場景。大數(shù)據(jù)分析技術(shù)則可以幫助系統(tǒng)更全面地挖掘數(shù)據(jù)背后的關(guān)聯(lián)關(guān)系和規(guī)律，為調(diào)度決策提供更為全面的支持。通過優(yōu)化實時數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對施工過程更為深入和全面的了解，使得調(diào)度決策更加科學(xué)合理、具備實時性和針對性，在提高混凝土場站整體效能的同時，為應(yīng)對不同情況下的調(diào)度挑戰(zhàn)提供更為靈活和精準(zhǔn)的解決方案。

（三）加強調(diào)度系統(tǒng)與實際場站協(xié)同性

在混凝土場站調(diào)度優(yōu)化中，加強調(diào)度系統(tǒng)與實際場站的協(xié)同性是關(guān)鍵的戰(zhàn)略。首先，調(diào)度系統(tǒng)需要建立與場站操作人員之間更加緊密的溝通機制。這可以通過引入?yún)f(xié)同決策機制來實現(xiàn)，使得系統(tǒng)能夠主動獲取操作人員的實際經(jīng)驗和反饋。通過與實際場站操作人員的深入溝通，調(diào)度系統(tǒng)可以更好地理解施工現(xiàn)場的具體情況，及時了解人員、設(shè)備和原材料等方面的實際狀況，從而更科學(xué)地制定調(diào)度計劃。其次，為了提高協(xié)同性，調(diào)度系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)提供更為直觀和易理解的信息展示界面，確保操作人員更好地理解系統(tǒng)的決策邏輯和依據(jù)，減少由于信息不透明而可能引發(fā)的誤解或不信任。直觀的信息展示界面可以包括任務(wù)分配、資源利用情況、工程進(jìn)度等關(guān)鍵信息的實時顯示，使得操作人員能夠迅速把握施工現(xiàn)場的狀況，更好地配合調(diào)度系統(tǒng)的決策。通過加強調(diào)度系統(tǒng)與實際場站的協(xié)同性，不僅能夠提高調(diào)度系統(tǒng)的智能化水平，更能夠增進(jìn)操作人員與系統(tǒng)的合作意愿和積極性。這種協(xié)同性的加強將有助于提高施工效率，降低出錯率，使得調(diào)度系統(tǒng)更好地服務(wù)于實際場站的需要。

六、結(jié)語

綜上所述，通過引入更先進(jìn)的傳感器技術(shù)和數(shù)據(jù)分析算法，提高數(shù)據(jù)采集的精度和頻率，實現(xiàn)更準(zhǔn)確的實時監(jiān)測，不僅對當(dāng)前公路施工混凝土場站調(diào)度的信息化水平提出了實際可行的改進(jìn)方案，也為今后混凝土場站調(diào)度系統(tǒng)的發(fā)展指明了方向。本研究為提高施工效率、減少成本、確?；炷临|(zhì)量和工程安全提供了有益的參考和指導(dǎo)。

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作者單位：甘肅圓隴路橋機械化公路工程有限責(zé)任公司

■ 責(zé)任編輯：王穎振、楊惠娟