公路施工設備管理的精細化與信息化分析

孫敏娟

（承德高等級公路建設管理集團有限公司，河北 承德 067000）

一、引言

在建設高速公路工程過程中，機械設備管理的效率和水平直接影響公路施工質量，在實際施工中加強對公路機械設備的精細化管理[1]，充分保證利用率，避免空置，可降低能耗、節約費用。同時，在現代化快速發展的當下，隨著BIM（建筑信息模型）、5G無線通信、大數據、二維碼，以及射頻識別（RFID）等技術的不斷深入[2，3]，信息化手段的應用為公路機械設備的管理提供了新路徑。為提高公路機械設備的管理水平，本文基于某高速公路項目案例，分析了該項目中筑路機械設備的精細化管理要求及其具體管控措施，同時依托信息化管控策略與優勢[4]，從RFID、二維碼等方面展望了機械設備信息化管理的方式與內容，并以實際工程驗證了管理措施的有效性，為類似筑路設備的科學高效管理提供借鑒。

二、工程概況

我國東部某高速公路設計采用雙向四車道，線路全長約為43km，包括中央隔離帶在內的路基總寬度約為25m。該項目高速公路的建設總工期為約為3年，設計通行時速為120km，高速公路沿途所經地形較為復雜，橋隧部分的比例約為43%，公路路線中布置有互通收費站4座。在該高速公路項目的施工過程中，現場所需要應用的機械設備，如挖掘機、推土機、壓路機等種類較多，數量較大，同時還涉及攤鋪機、裝載機、鏟運機、夯實機等設備。為了全面高效地提升機械設備的使用效率，必須開展精細化、信息化的科學管理，保證高速公路的施工質量。

三、機械設備的管理需求

（一）較高的性價比

在高速公路項目施工過程中，高科技的機械設備能提升施工效率，縮短工期，并能在降低施工能耗的同時，保證現場施工的安全性。因此，為有效開展精細化管理措施，需要優先選擇綜合性能較好、造價合適的機械設備。對于筑路機械設備而言，良好的性價比不僅能節省施工費用支出，也使機械設備有一定的技術先進性，避免像傳統老舊設備一樣高耗能、環保效益差、維護頻繁，同時現代化的新型機械設備能有效降低工人的勞動負荷，且便于保養和維修。

（二）較好的適應性

在開展筑路機械設備的精細化管理過程中，應當根據所施工高速公路項目的現場條件和特點，選擇相配套的機械設備，不宜忽略工程施工的現場條件情況而盲目選擇器械。具體來說，選擇的機械設備應當滿足公路項目的現場施工工序要求和客觀環境條件，同時考慮現場的地勢、氣溫、地質類別、地下水等因素，保證機械設備的適用性。

（三）合理的經濟性

筑路機械設備的經濟性一般按照施工單價來判斷。高速公路項目施工過程中，成本主要包括人工、材料、機械等方面。其中，機械設備部分約占總造價費用的1/5以上。公路項目機械設備的選用直接決定了生產能耗、運輸成本等，故而在機械設備型號選擇時應優先確定現代化的新型器械，新型器械的初始成本可能較高，但整個工期攤銷下來的綜合費用并不高，因此新型的現代化機械設備具有更好的經濟性。

四、精細化管控措施

（一）設備管理精細化

在高速公路項目現場施工時，各參與單位應當按照要求貫徹相關機械設備使用規定，確定施工隊伍的機械管理責任，落實一系列設施交接手續，保證筑路施工機械設備在出現運行問題時能第一時間確定解決措施。當現場施工應用的機械設備效能較差，且存在污染環境、能耗嚴重等問題，或服役年限較久時，應將其按計劃作廢棄處理。在實踐中，項目施工單位應當分門別類地制定機械設備管理方法，針對不同的器械特點確定相應的操作規定，強化使用過程管理，避免機械設備的違規使用現象。對于公路施工設備的管理，在整體層次上，可引入“五力”模型示意圖，以提供清晰管理思路，如圖1所示。

圖1 公路施工設備的管理“五力”模型

（二）安全操作精細化

在高速公路項目施工中，涉及施工環節較多，如基層、路基、路面等，相關施工工序也較多，如鋼筋綁扎、混凝土澆筑等，不同環節和工序所需的機械設備不同，包括壓路機、平地機、挖掘機及推土機等，相應的操作要求也有差異，因此需要根據器械類別和用途設定對應的操作流程，嚴格規范各使用環節的操作。

（三）維護維修精細化

在高速公路施工過程中，相應的筑路機械設備需要結合公路施工設備維修保養時間線，開展一系列維護工作，主要包括日常維護、定期維護及特殊維護。維護時，一般需要清洗機械設備表面的油漬、塵土等，并在投入運行前檢驗器械的各個部件和電路連接情況。根據不同的機械設備類型，一般需要采取三級維護方案，同時輔以特殊維護措施，保證機械設備始終處于合理的工況之中。在維護維修精細化管理方面，為達到迅速高效恢復機械設備使用性能的目的，應分級制定大修、小修、總成大修等三類。與此同時，機械設備的管理部門應當成立配件庫，通過配置多種配件并開展定期采購措施，保證配件庫充分的供應能力，定時核查與清點配件庫。

五、設備管理的信息化

傳統的臺賬紙質管理方式存在信息錄入慢、時效性差等問題，難以適應現代化的精細化管理要求。信息化措施的應用，能有效實現高速公路項目施工現場種類繁多的大量筑路機械設備的高效管理，既提升各種器械的利用率，也保證施工安全。

（一）信息化管控方式

在筑路施工機械設備的信息化方面，未來主要有以下幾個管控方式。

1.RFID信息識別

射頻識別技術（RFID）屬于一種非接觸式的識別技術，可通過識別器與RFID芯片之間的無線通信，實現相關信息的聯系與識別。實踐中，可在筑路施工機械設備的駕駛室或控制室等位置預置RFID芯片，如圖2所示，工作人員即可通過RFID識別器對相關設備作信息化識別與管理。其中，RFID芯片中應當提前錄入機械設備的相關信息。

圖2 RFID電子芯片

該管控技術的優勢主要為：便于獲得設備信息。通過在待識別設備內部適當位置埋設帶有信息的RFID芯片，工作人員通過手持式識別器即能讀取目標信號，迅速獲得設備信息。

具備設備定位功能。在相應機械設備的周邊固定位置設置若干RFID閱讀器，可自動識別設備內的RFID標簽數據，再基于近鄰法、多變定位法作綜合分析，結合各閱讀器獲得信號強度，確定RFID標簽即設備的具體位置。

與此同時，RFID技術在應用中也顯示出了不足之處，如投入費用大、需要額外配套識別器等。其中，大量的RFID芯片需要安裝于機械設備內，對于高速公路項目而言，需要的RFID芯片可能多至上千張，管控成本巨大。另外，基于設備定位需求時，信號獲取基站的投入也將是不小的費用。另外，RFID芯片中信息需要通過識別器才能得到，配套要求較高。

2.二維碼信息識別

區別于射頻識別技術，二維碼信息識別技術將RFID芯片用二維碼圖案替代，成本大幅降低。實施中，可將二維碼圖案設置在相應機械設備的適當部位，通過微信掃描即能獲得設備的相關信息。

該種信息識別技術的優勢主要為可以降低施工現場的硬件投入要求，工作人員通過微信掃碼功能就能識別信息；二維碼圖案獲取來源靈活，該技術具備圖像錄入功能，可直接通過手機照片上傳二維碼；該識別技術可基于微信公眾號實現用戶權限的管理，通過權限設置實現二維碼信息的操作安全，如讀取、改寫等。

對于二維碼信息識別技術，其圖案的設置方式較為靈活，如粘貼、鋼印等，但受環境影響，設置的二維碼圖案較易被破壞。如采取粘貼方式時，二維碼圖案易受風吹、振動、人為撕扯等導致掉落；而鋼印圖案則易受雨水、灰塵、劃痕等影響導致難以識別，且鋼印的費用較高。另外，二維碼不具備信號發射與接收功能，不能實現機對械設備的定位。

（二）信息化管控策略

在對筑路施工機械設備作信息化管控時，應考慮器械使用的整個施工周期，具體包括設備入場、現場施工中、設備出場等幾個階段。

1.設備入場信息化管控

筑路施工機械設備在入場階段，應檢查保證設備已植入相應的RFID芯片或已粘貼/鋼印二維碼圖案，使工作人員在設備入場時即能借助手持式識別器或手機掃描獲取設備信息。實踐中，監理和相關具備審核權限的人員應落實設備信息核實工作，保證入場設備具有相應的使用條件。當信息化管控措施為RFID芯片時，設備將具有定位功能，此時可通過周邊固定設置的讀取器與基站自動獲取設備的位置信息，判斷設備是否已經入場。

2.設備在場維護管理

在高速公路施工現場，電箱或吊車等器械需要定期開展檢測，保證使用安全性。為此，可賦予現場管理人員相應的維護信息上傳權限，當其檢查確認此類設備存在維護需求時，可第一時間將維護信息、現場圖片及設備信息等上傳至信息庫，從而提醒監理或責任人員可通過手機端查看維護需求與記錄。

3.設備出場管理

當筑路施工機械設備為購置所得時，為保證所用設備的信息齊全，在其出場時應輸入相應的時間與狀態。而當機械設備為租賃時，則需要將信息標簽取下，避免信息泄露。

六、結語

高速公路該項目工程證明，通過對機械設備采用二維碼信息化管控，實現了手機端設備信息查看，提高了設備檢查和審核速度，提高了設備出入管理效率?，F場定期審核功能確保了高風險設備的定期維護，避免了漏查情況的發生。

在高速公路項目施工過程中，所需的機械設備類別繁多、數量較大，對應的管理要求較高。在實踐中，應當建立健全機械設備的管理制度，通過開展設備的精細化管理，提升設備的利用率，節約維護成本。同時，基于射頻識別技術（RFID）與二維碼信息識別技術，可進一步實現設備的信息化管控，降低現場管理強度，實現設備入場階段、現場施工階段及出場階段的設備全過程信息化管理。背景項目中的管控效果表明，精細化管理手段提升了機械設備使用率和應用工效，有效實現設備的及時維修與管理，提升了施工質量。