基于信息化的公路施工混凝土場站調度優化研究

劉瑞軒

摘要：為提高混凝土場站施工效能、降低成本，以信息化技術為核心，深入探討公路施工混凝土場站調度優化的相關問題。目的在于通過信息化技術的引入，實現對混凝土場站調度的智能化、精準化管理。結果表明，基于信息化技術的混凝土場站調度優化策略在提高資源調度靈活性、優化實時數據采集和分析系統、加強調度系統與實際場站協同性等方面取得了顯著成果。通過系統的實時監測和智能決策，為公路建設的可持續發展提供了有力支持。

關鍵詞：信息化；公路施工；場站；調度

一、前言

近年來，隨著信息化技術的不斷發展，越來越多的工地開始探索如何借助先進的信息技術手段來實現施工過程的優化和管理。在混凝土場站調度方面，信息化技術的應用為提升施工效率、降低成本、提高質量提供了新的可能性。傳統的混凝土場站調度往往受制于人力計劃和靜態計劃的限制，很難適應施工環境的變化和突發情況。信息化技術的引入為場站調度帶來了前所未有的機遇。通過實時監測、數據分析、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場的狀態，實現對資源的動態調度和智能決策，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度優化中的作用

（一）提高調度效率

信息化技術在公路施工混凝土場站調度中發揮了至關重要的作用，首先體現在提高了調度的效率。通過實時監測和追蹤各個施工要素，信息系統能夠更準確、更快速地獲取實時數據，使得調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、設備等資源，最大化地提升施工效率[1]。信息化調度系統的引入減少了手工操作和紙質記錄，降低了錯誤率，使得整個調度過程更加流暢、準確。

（二）優化資源利用

信息化技術的應用在優化公路施工混凝土場站的資源利用方面發揮了關鍵作用。通過智能化的數據分析和算法優化，系統能夠充分考慮各種因素，如施工進度、設備狀態、交通情況等，合理規劃資源的使用，不僅避免資源的浪費，還能夠在保障施工進度的同時最大限度地減少成本。信息化調度系統通過動態調整資源配置，使得混凝土場站在有限資源下能夠更高效地運營，實現了資源的最大化利用[2]。

（三）強化實時監控與決策支持

信息化調度系統的最大優勢之一在于實現了對混凝土場站的實時監控與決策支持。通過實時采集場站各個環節的數據，系統能夠提供全面的場站狀態信息，為調度員提供科學的依據，調度員能夠更迅速地做出決策，應對突發狀況，確保施工過程的順利進行。實時監控也有助于早期發現潛在問題，及時采取措施，從而避免問題擴大化。信息化系統為調度員提供了更多的信息支持，使其在復雜的場站調度中更具決策的主動性和科學性。信息化在公路施工混凝土場站調度中的作用不僅提高了調度效率和資源利用，而且通過實時監控和決策支持，使得整個調度過程更加智能、科學、可控。

三、公路施工混凝土場站信息化管理系統構建

（一）系統需求分析

在構建公路施工混凝土場站信息化管理系統時，需對系統的功能和性能進行全面分析，以滿足實際施工場站的管理需求。首先，系統需要具備強大的實時監測和數據分析功能，以確保對施工過程的全面了解。此外，為提高系統的操作便捷性和決策效率，界面設計應直觀、友好。

（二）關鍵技術實現

1.實時監測技術

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

（2）澆筑質量分析：傳感器采集關于混凝土澆筑的實時質量數據。通過分析這些數據，系統可以實時監測混凝土的坍落度、均勻性等質量參數。例如，系統顯示在某一位置混凝土的坍落度為15厘米，均勻性達到了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據。這些數據用于監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計要求。例如，系統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.實時數據監測與收集

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

澆筑速度曲線呈現出一定的波動，整體上表現為逐漸升高再下降的趨勢，可能與混凝土供應、攤鋪機工作狀態等因素有關。監測澆筑速度有助于調整設備工作狀態，確保混凝土均勻澆筑，提高施工質量。混凝土坍落度曲線呈現出一些波動，但整體趨勢相對穩定。坍落度在設計范圍內波動，說明混凝土的流動性較好。合理的坍落度有助于確保混凝土的均勻性和易于施工。

結合以上曲線，系統可以進行實時分析，及時調整澆筑速度、混凝土坍落度等參數，以確保施工過程中的質量和效率。實時監測數據為工程管理提供了有力的支持，幫助實現優化調度和及時決策。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。系統需要通過調整監測頻率、提高設備穩定性等手段進一步減小曲線的波動，以提高監測數據的穩定性和可靠性[4]。

3.數據分析與決策

在公路施工混凝土場站的信息化管理系統中，實時監測數據的分析對決策制定起著至關重要的作用。

（1）通過實時監測數據的分析，系統能夠實現對混凝土澆筑過程的全面了解。例如，通過澆筑速度、坍落度等參數的實時監測，管理人員可以迅速發現施工中的異常情況，如澆筑速度過快導致混凝土質量下降，坍落度波動大等問題，為管理人員提供了及時干預的機會，可以調整設備狀態、修改施工計劃，確保施工的高效進行。

（2）數據分析還為決策制定提供了科學依據。通過深入分析實時監測數據，系統可以生成工程任務分配計劃、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系進行分析，系統可以為管理人員提供不同澆筑速度下混凝土質量的變化情況，從而幫助決策者選擇最優的澆筑速度，保證混凝土的質量。綜合而言，信息化管理系統通過對實時監測數據的深度分析，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依據，使管理人員能夠更加精準地制定工程計劃、調度資源，從而推動整個施工過程的優化與升級。

四、基于信息化技術的混凝土場站調度優化存在的問題

（一）資源調度不夠靈活

對于混凝土場站調度優化，信息化技術雖然提供了對實時數據的精準監測和分析，但資源調度往往受到較為剛性的制約。在現有系統中，資源調度預設了一套固定的計劃，不能靈活適應實時的變化。例如，當施工現場突然出現機械故障、工人調度等特殊情況時，信息化系統難以在短時間內對調度方案進行快速調整，導致資源的固定分配，無法充分發揮實時數據監測的優勢，降低了資源利用效率。

信息化系統對外部變化的適應性不足。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發生變化。然而，當前信息化系統對于這些外部因素變化的適應性較弱。在調度優化中，系統未能充分考慮外部環境的實時變動，導致調度計劃沒有及時更新。例如，突如其來的交通擁堵可能導致混凝土輸送車難以及時到達施工現場，而信息化系統未能及時調整車輛的優先級和路徑規劃，影響了施工的順利進行。

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

（二）實時數據采集和分析瓶頸

混凝土場站的實時數據采集存在一系列瓶頸，其中之一是傳感器和監測設備的性能限制。盡管現代傳感技術得到了迅猛的發展，但在混凝土澆筑現場，由于環境復雜性和設備工作條件的限制，傳感器的精準性和穩定性仍然面臨一定的挑戰。例如，在高溫、高濕、塵土飛揚的施工現場，傳感器容易受到環境因素的干擾，導致數據采集的準確性受到影響。這一瓶頸制約了信息化系統對實時施工數據的精準采集，影響了后續的調度決策支持。

在混凝土場站，實時監測數據通常需要通過網絡傳輸至數據中心進行處理和分析。然而，由于大量實時數據的產生和傳輸，網絡帶寬和穩定性成為制約實時數據傳輸的重要因素。在高并發施工現場，可能存在大量傳感器同時產生數據需要接收和處理，而信息化系統的能力未必能夠滿足這一需求。因此，數據在傳輸和處理過程中可能發生延遲，影響了數據的實時性和及時性。這一問題使得系統難以提供快速的決策支持，降低了信息化技術在調度優化中的應用效果。此外，實時數據的質量問題也是一個突出的瓶頸。在采集過程中，由于各種原因，如設備故障、傳感器漂移等，實時數據可能存在不準確或偏差較大的情況，對后續的調度決策提出了更高的要求，需要對數據進行有效的清洗和校正。然而，當前信息化系統未能在數據質量方面實現高效處理，導致了調度決策的不穩定性。在保障數據質量的同時，未來的系統需要進一步加強對數據異常和異常值的檢測與處理，以提高實時數據的可靠性。

（三）調度系統與實際場站操作不夠協同

信息化技術在混凝土場站調度中的一個顯著問題是調度系統與實際場站操作之間反饋機制的滯后。盡管信息化系統可以通過實時監測采集到大量施工數據，但這些數據的轉化和反饋到調度系統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境，而由于信息反饋滯后，調度系統未能及時了解到場站操作的實際需求，導致了調度決策的滯后，降低了系統對施工現場變化的適應能力，從而影響了整體調度的靈活性。在信息化系統中，盡管實現了數據的實時監測和分析，但操作人員在施工現場可能存在與系統信息不一致的情況，例如特殊情況的處理、工藝流程的調整等。當前調度系統未能充分考慮操作人員的實際經驗和判斷，導致調度決策過于依賴系統算法，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的信任感。此外，當前信息化技術在混凝土場站調度中，由于未能適應各種復雜施工場景和變化，調度系統的智能化水平受到限制，在應對復雜多變的場站操作需求時表現不佳。系統過于依賴預設的算法和規則，未能充分發揮機器學習等先進技術在調度中的潛力，影響了調度系統的協同性，在智能調度決策方面存在提升的空間。

五、基于信息化技術的混凝土場站調度優化策略

（一）提升資源調度靈活性

在應用信息化技術的混凝土場站調度中，提升資源調度的靈活性是一項至關重要的優化策略。首先，調度系統應當具備更加靈活的任務分配和資源調度算法，以適應不斷變化的施工環境。引入智能調度算法是一種有效的手段，通過機器學習等技術，系統能夠實時監測場站的運行狀態、施工進度以及人員、設備等資源的可用性，從而根據實際情況動態調整任務分配。這樣的靈活性使得系統能夠更好地應對施工過程中的變化和緊急情況，提高任務處理的實時性和準確性。其次，預測性分析的引入也對提升資源調度的靈活性起到關鍵作用。通過對歷史數據和實時信息的綜合分析，系統能夠預測未來可能出現的問題和障礙，為調度決策提供更靈敏的反饋。例如，系統可以通過數據模型識別潛在的施工瓶頸或物資短缺，提前采取相應的措施，防范問題的發生。預測性的資源調度不僅提高了調度的前瞻性，也減少了應急決策的壓力，使得整體調度更為靈活、高效。

（二）優化實時數據采集和分析系統

進一步提升公路施工混凝土場站的調度效能，關鍵在于優化實時數據采集和分析系統。首先，要針對混凝土澆筑現場的實際需求，持續提高數據采集的精度和頻率。引入高精度傳感器和監測設備，確保對澆筑速度、混凝土質量、溫度等關鍵參數進行準確、實時的監測，將為調度系統提供更為可靠的數據基礎，有助于更準確地理解施工過程中的變化和挑戰。其次，優化實時數據的處理和分析系統是關鍵一環。通過采用高效的數據處理和分析算法，系統能夠在瞬息萬變的施工環境中更迅速地將大量數據轉化為有價值的信息。機器學習，如模型訓練的運用，可以提高系統對數據的理解和反應速度，使系統更好地適應實際場景。大數據分析技術則可以幫助系統更全面地挖掘數據背后的關聯關系和規律，為調度決策提供更為全面的支持。通過優化實時數據采集和分析系統，可以實現對施工過程更為深入和全面的了解，使得調度決策更加科學合理、具備實時性和針對性，在提高混凝土場站整體效能的同時，為應對不同情況下的調度挑戰提供更為靈活和精準的解決方案。

（三）加強調度系統與實際場站協同性

在混凝土場站調度優化中，加強調度系統與實際場站的協同性是關鍵的戰略。首先，調度系統需要建立與場站操作人員之間更加緊密的溝通機制。這可以通過引入協同決策機制來實現，使得系統能夠主動獲取操作人員的實際經驗和反饋。通過與實際場站操作人員的深入溝通，調度系統可以更好地理解施工現場的具體情況，及時了解人員、設備和原材料等方面的實際狀況，從而更科學地制定調度計劃。其次，為了提高協同性，調度系統應當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的決策邏輯和依據，減少由于信息不透明而可能引發的誤解或不信任。直觀的信息展示界面可以包括任務分配、資源利用情況、工程進度等關鍵信息的實時顯示，使得操作人員能夠迅速把握施工現場的狀況，更好地配合調度系統的決策。通過加強調度系統與實際場站的協同性，不僅能夠提高調度系統的智能化水平，更能夠增進操作人員與系統的合作意愿和積極性。這種協同性的加強將有助于提高施工效率，降低出錯率，使得調度系統更好地服務于實際場站的需要。

六、結語

綜上所述，通過引入更先進的傳感器技術和數據分析算法，提高數據采集的精度和頻率，實現更準確的實時監測，不僅對當前公路施工混凝土場站調度的信息化水平提出了實際可行的改進方案，也為今后混凝土場站調度系統的發展指明了方向。本研究為提高施工效率、減少成本、確保混凝土質量和工程安全提供了有益的參考和指導。

參考文獻

[1]趙濤.信息化技術在混凝土生產企業精細化管理中的應用研究[J].居舍，2023（34）：165-168.

[2]李頗繁.基于物聯網技術的混凝土攪拌站信息化控制系統設計[J].工程機械與維修，2023（05）：55-57.

[3]孫中秋，袁松，肖春紅.基于工程經驗法的山嶺公路隧道信息化設計體系研究及應用[J].隧道建設（中英文），2021，41（05）：849-857.

[4]程千勛.基于物聯網技術在高速公路質量信息化管控中的應用探析[J].運輸經理世界，2020（09）：15-16.

[5]張毓.公路施工信息化管理[J].交通世界，2018（33）：10-11.

作者單位：甘肅圓隴路橋機械化公路工程有限責任公司

■ 責任編輯：王穎振、楊惠娟