公路机械化施工动态管理信息化系统初探

李恒鸿

(山西路桥第六工程有限公司，山西 晋中 030600)

公路机械化施工动态管理信息化系统(以下简称“系统”)是指专门用于公路项目机械化施工的为动态管理提供数据支持的信息化系统，旨在解决动态管理过程中的信息问题，使各类信息都能得到及时收集，并最大限度发挥其作用和意义。

1 公路施工机械种类与选择原则

1.1 公路施工机械种类

公路施工要想实现机械化，各类施工机械是重要基础保证，以沥青路面施工为例，施工中需要用到以下机械设备：

沥青拌和厂设备：(1)沥青混合料拌和机，主要用于沥青混合料拌制；(2)装载机与推土机，主要用于为拌和机上料；(3)沥青乳化机，主要用于制备乳化沥青；(4)改性沥青制备设备，主要用于制备改性沥青；(5)地秤，主要用于在收料过程中进行计量；(6)供电设备，主要用于为拌和厂提供电能[1]。

运输设备：(1)沥青运输车，主要用于为拌和厂运输矿料；(2)自卸车，主要用于向拌和厂运送沥青，并将拌制完成的混合料运输到施工现场。

路面施工设备：(1)沥青混合料摊铺机，主要用于摊铺沥青混合料；(2)压路机，主要用于沥青混合料初压；(3)重型压路机，主要用于沥青混合料复压；(4)轮胎压路机，主要用于消除混合料表面的轻微裂纹；(5)小型压路机，主要用于对和路缘石靠近的混合料进行碾压；(6)振动平板夯，主要用于对基础上的坑洞进行修补；(7)沥青洒布车，主要用于洒布透层油与粘层油；(8)路面铣刨车，主要用于修整旧路面和接缝；(9)切缝机，主要用于切割直线缝；(10)液压镐或风镐，主要用于对小面积地面进行修整；(11)装载机，主要用于在施工现场对混合料进行倒运；(12)洒水车，主要用于为压路机补水；(13)照明设备，主要用于夜间施工照明；(14)供电设备，主要用于为施工现场的各类设备提供电能。

其它辅助设备：(1)平板拖车，主要用于托运大型施工机械；(2)吊装设备，主要用于安装加长摊铺机熨平板；(3)辅助运输车，主要用于运输摊铺机加长辅助熨平板与其它材料；(4)柴油运输车，主要用于为施工设备补给油料。

1.2 施工机械选择原则

原则一：施工机械的选择要和工程实际良好适应。公路工程的自身性质决定了其施工规模十分巨大，需用到很多机械种类。基于此，在选择施工机械时应综合考虑不同方面的影响因素，确保所选机械设备可以达到施工要求，从而使机械设备的应用达到预期效果。在选择施工机械的过程中要充分考虑以下几方面因素：其一，施工机械设备类型要和施工现场环境相适应，包括气候、地形与土质；其二，施工机械设备类型要满足各项工程要求，包括工程量与工期；其三，尽可能防止由于设备动力无法达到要求或过剩导致进度被拖慢或造成资源浪费[2]。

原则二：要有良好经济性。在选择施工机械设备时，除了要考虑其购置价格与使用费用，还要对和项目工程量之间的关系进行权衡。当工程的工程量相对较大时，应优先考虑选择大型机械进行施工，以此保证作业效率；虽然这样单次投入很多，但从长远角度看，能平摊到整个工程中，对总成本不会造成太大影响。此外，由于采用先进设备能提高施工可靠性，所以要在不增加太多预算的情况下尽可能多的引入先进设备。虽然这样也会使单次投入变大，但能降低运行费用，从而获得更好经济效益。

原则三：施工机械设备的选择应能保证工程的施工质量与安全。在公路工程施工中，科学选择施工机械设备是重要物质基础和保证，也是对工程质量有很大影响的主要因素。当项目对技术有很高要求时，通过选择性能优良的机械设备，或引入专门的机械设备，可起到保证项目质量与效率的作用；施工机械设备还要有良好安全性能；在切实满足质量要求的同时，还要和机械设备通用性良好配合[3]。

原则四：保证不同施工机械设备组合的合理性。对施工机械设备进行合理组合是最大限度发挥所选施工机械设备自身效能的关键所在，也是公路施工实现机械化目标的基本要求。只有保证各类施工机械设备组合的科学性与合理性，才能保证工程质量，加快施工进度，降低施工成本。对施工单位而言，应正确认识到当前施工机械设备应用技术水平和实际状况，在实际的施工过程中，对各类施工机械设备予以科学选型与合理配置，以此在技术上做到可行，同时在经济上做到合理，最终使两方面达到有机统一。

以沥青混合料拌和设备的选择为例进行分析，在公路沥青混凝土路面施工中，沥青混合料生产拌制作为施工首要工作之一，选择得当的拌和设备对保证路面施工质量有重要意义。在实际工作中选择具体拌和设备时，要充分考虑以下几点：第一，设备要有足够生产率，以保证摊铺施工保持连续；第二，有较高的计量和配比精度；第三，温度测定与控制精度足够高；第四，与施工地点之间的距离较近，用于缩短运输时间，并减少运输费用；第五，故障率尽可能低，可在施工中连续使用；第六，燃料经济性好，耗电量低；第七，环保性能符合当地相关标准；最后，有较强的适应能力。

2 系统设计目标与基本原则

基于实际需求对系统进行分析与研发。通过对项目施工中进度与成本的控制，在数据库技术等的支持下，开发与系统良好适应的网络界面。系统将机械设备合理配置作为起点，其重点包括对施工时的进度和成本进行优化控制。在系统设计过程中，需遵循下列基本原则：

(1)系统性原则：在系统设计中要注意以下几点：统一代码标准、明确设计规范、简化操作界面、降低使用难度、保证数据安全，并争取实现数据全局共享[4]。

(2)灵活性原则：即要求系统有良好适用性，优先考虑模块化结构。

(3)可靠性原则：即要求系统有较高的安全性，并应实现数据自动备份、自动检查和纠错。

(4)经济性原则：满足施工项目基本要求便可，不可过分追求先进技术。

3 系统需求分析与可行性分析

3.1 需求分析

在系统开发过程中，需求分析是一个关键环节，必须引起重视。该系统总体需求为：为公路机械化施工提供安全可靠、准确高效的管理系统。通过对历年来我国公路工程施工期间控制重点的综合可知，施工质量控制始终是重中之重，但对进度与成本控制却未能引起足够重视。对此，要从设备选型和配置方面入手，将进度与成本控制视作关键点，建立一个专门用于路面施工的管理系统。系统需满足的需求有：第一，为设备选型和配置提供必要的帮助；第二，满足进度控制要求；第三，满足成本控制要求；第四，录入并保存所有数据报表与实时跟踪结果；第五，保证数据安全；第六，为不同使用者确定各自权限；第七，提供简单清晰的操作界面；最后，系统操作界面应尽可能的友好[5]。

3.2 可行性分析

(1)应用可行性

该系统对计算机配置要求较低，能运行Window 7系统的计算机即可，数据库选择的是当前最常用的Access，完全支持施工现场使用。

(2)技术可行性

从技术层面讲，在技术人员指导下，以及通过对相关文件的查阅，或利用网上资源，可简单实现该系统各项功能。

(3)经济可行性

采用传统以人为为主的管理方式时，不仅工效低，而且数据安全性差，时常由于数据问题造成损失，而通过对该系统的研发能从根本上弥补以上不足，在提高工效的同时，降低成本，提高数据安全性，从而良好避免经济损失[6]。

4 系统结构模式

4.1 客服机与服务器结构

服务器一般为小型机，并配备大型数据库。该结构在客户端中是重要组成部分之一，承担很大压力，需采用数据库交互方式确保数据得以持久实现，从而满足项目基本需求。此外，客户端还包含多个程序，对软件版本有极高的要求，需根据所用操作系统进行版本研发。该结构还属于软件系统结构，可以将计算与数据处理均分配至服务器及客户机，进而减少服务器的实际运算量及网络通讯量。该结构模式最大的优势在于能充分发挥客户端能力，从而加快实际响应速度，但也存在以下缺点：需在客户端中安装相应的软件；对操作系统有十分严格的要求；只能在局域网中使用；维护成本与一次投资都很大[7]。

4.2 浏览器与服务器结构

因互联网的不断发展在客服机与服务器结构基础上通过不断改进而来，从本质上讲该结构模式也属于客服机与服务器结构其中一种。该结构模式最大的优势在于运行维护比较便利，能对从不同地点采用不同方式接入的数据进行访问与操作，但也存在对环境有很高依赖程度的缺陷，系统容易崩溃或瘫痪，要想保证安全，需大幅增加相应的投入。

通过对以上两种典型结构模式的综合分析，结合该系统需满足的各项需求，最终采用浏览器与服务器结构，与客服机与服务器结构相比，该结构模式具有以下几点优势：首先，可随时完成查询和浏览；其次，通过增加页面即可实现功能添加；再次，通过更改页面即可对用户信息予以同步更新；最后，前期与运营维护方面的投入均相对较少，开发难度低，有很强的时效性，数据可长时间存储于云端，安全性好。

4.3 数据库

以上可行性分析已经提到，该系统使用的是当下最为常用的Access数据库，该数据库主要具有下列优势：其一，简单易学，界面风格和通用度极高的Windows系统类似，而且可实现可视化操作，用户无需通过深入研究即可在开发与要求相符的数据库；其二，开发周期相对较短，管理与维护难度低，由于可实现模块化设计，所以由于对Windows操作系统界面十分熟悉，所以管理人员能按照真实需求进行随时开发与完善；其三，支持开放数据库互联，可将文本或表格等资料这嵌入至数据表当中，并能建立相应的报表及窗体；其四，所需花费较少，无需增设其它设备与数据库专业的技术人员[8]。

5 系统功能设计

5.1 系统总体设计

该系统总体结构从上到下可分成以下三层：最上层为Win Form操作界面，对用户输入数据进行显示与读取，使用户和系统之间实现交互；中间层为业务逻辑层，对用户输入数据进行处理；最下层为数据访问层，对数据进行存储读取。其中，中间层与最下层均借助C语言实现。

5.2 系统模块设计

按照项目施工要求，可将整个系统分成以下几个模块：(1)系统管理；(2)设备选型与配置；(3)进度控制；(4)成本控制；(5)系统帮助。不同模块有不同的功能，对于系统管理模块，主要负责用户账号管理、用户权限设置与登录密码管理。其中，用户账号管理主要包括添加、修改和删除选型，添加用于填写用户的各项基本信息，修改是指对用户资料进行实时更新，而删除是指用户职位发生变更需将其信息从系统中删除；用户权限设置是指不同用户有其自身的操作权利。对于设备选型与配置，该模块包含设备选型与设备配置两部分，其中，设备选型还包括其基本资料，也就是设备的档案，而设备配置还包含配置方案。对于进度控制，该模块主要包含进度控制与进度计划两部分，其中，进度控制还包含对工程量的录入与各项进度控制措施，而进度计划还包含计划的审核及实施，以及检查和必要的调整；对于成本控制，该模块主要包含成本控制与成本分析两部分，其中，成本控制还包含控制流程图，而成本分析还包含成本计划的编制与实际成本和真实成本之间的偏差及其分析和纠偏。对于系统帮助，该模块主要为给用户提供操作提示，方便用户更好的使用系统。

6 结 语

综上所述，该系统采用浏览器与服务器结构作为软件架构，并基于数据库、Win Form等进行开挖，可实现以下功能：开工前编制合理的施工计划，并和实际施工状况对比，向系统输入各项数据后，自动生成关系图。根据关系图表示的差异，由管理人员进行针对性调整。此外，在成本分析方面引入赢得值评价曲线，输入所需参数后，系统自动完成计算与结果输出，由管理人员根据偏差及其产生原因制定专门的纠偏措施。