一种高速公路工程管理系统和方法与流程

本发明涉及公路工程领域，具体涉及一种高速公路工程管理系统和方法，所述高速公路工程包括道路、桥梁、景观等等。

背景技术：

随着社会经济的发展和人口流动持续增长，高速公路成为物流运输和人们出行的重要途径之一。在人员和物资跨区域流动中承担着日益重要作用。目前，高速公路工程建设规模不断扩大，使得工程项目呈现出具有投资大、建设周期长、参建单位多、施工地域分散、交通不便、受地域气候因素影响较大的显著特性。上述项目特征及其包含的复杂业务流程、繁琐的工程数据，给政府管理部门、项目业主、监理和承包商等参与者之间的信息传递、管理行为的落实、工程进度的监督、工程质量的监控、工程现场的安全等。

传统的工程管理模式已无法满足在施工技术飞速发展的现在，尤其是施工的各项硬件设备均接近或达到国外先进水平的情况下，迫切需要运用现代的实时检测技术、无限传输网络技术及智能技术，解决公路工程过程中质量控制问题。若能运用数据采集和计算机数据分析技术，对路用材料生产质量的过程控制与动态管理，对路桥质量进行实时、有效地监控，杜绝不合格的路材用于路上，防止不合格的结构影响桥梁质量，对于节约成本并且保证公路工程施工安全和施工质量有着重大的意义。

如图1，示出了现有技术中一种工程管理系统，其采用设置多个图像采集器对工程现场进行监控，服务器接收图像采集器的数据并处理后，传输到电视墙上，进而实时监控工程现场情况。然而这种方式监控只能大体感觉工程进度，但是进度估算不够精确，而且，对于现场的车辆、材料、人员的监控不够精确，无法准确判断物料的消耗是否科学，是否存在偷工减料等行为。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种能够解决上述至少一个问题的工程管理系统和方法，具体而言，本发明提供一种高速公路工程管理系统，其特征在于：包括管控端、服务器、定位装置、视频监控器和射频标签，其中，射频标签包括设置在物料上的物料射频标签、设备上的设备射频标签和工作人员身上的人员射频标签，其中管控端与服务器之间有线或无线连接，用于与服务器之间收发信息，进而对整个工程进行监督和控制，服务器与视频监控器、射频标签之间、定位装置可以直接或间接无线通信，进而可以检测工程现场各个设备、物料、人员的位置、工作状态，其中，对于一线工作的设备进行特别标识用于确定工程的进度情况。

进一步地，其特征在于：对于一线工作的人员进行特别标识用于与一线工作的设备一起综合确定工程的进度情况

进一步地，其特征在于：所述特别标识为服务器中对其编号进行特别标识。

进一步地，其特征在于：所述特别标识为标签上存在一特别标识信息。

进一步地，其特征在于：所述定位装置的坐标存储在服务器的存储器中。

进一步地，其特征在于：所述定位装置设置在物料仓库、工程边界、大型固定设备位置附近。

进一步地，其特征在于：所述系统还包括通道管理设备，用于车辆出入管理。

进一步地，其特征在于：所述系统还包括门禁系统，设置在围墙开口处。

本发明还提供一种高速公路工程管理方法，其特征在于采用上述任一项所述的高速公路工程管理系统，其中，基于读取的一线工作设备的射频标签的位置，确定工程的进度情况。

进一步地，其特征在于：还结合一线工作工人的射频标签的位置，综合确定工程的进度情况。

进一步地，其特征在于：还结合视频监控器内容对于工程进度辅助加以判断。

进一步地，其特征在于：所述一线工作的设备的位置是指不同工序的一线工作设备位置，并分别进行计算，够综合判断工程进度。

进一步地，其特征在于：还结合视频监控器内容对于工程进度辅助加以判断。

进一步地，其特征在于：所述读取为实时读取，或从服务器的存储器中读取。

进一步地，其特征在于：所述一线工作的设备的位置是指不同工序的一线工作设备位置，并分别进行计算，够综合判断工程进度。

进一步地，其特征在于：还包括工程进度与预定工程进度的比对步骤，预定工程信息为图纸、文字或虚拟模型形式。

附图说明

图1是现有技术工程管理系统图。

图2是本发明工程管理系统图。

图3是说明本发明工程进度计算方法示意图。

图4是工程进度计算流程图。

图5是本发明通道管理装置主视图。

图6是本发明通道管理装置俯视图。

图7是本发明管理系统工作流程图。

图8是本发明管理系统门禁示意图。

图9是本发明管理系统门禁打开状态示意图。

图10是本发明另一方案门禁结构图。

图11是本发明门禁结构第一状态图。

图12是本发明门禁结构第二状态图。

图13是本发明门禁结构第三状态图。

图14是本发明门禁结构第四状态图。

图15是本发明门禁结构第五状态图。

图16是本发明驱动单元、传动单元装配示意图。

图17是第六、第七齿轮啮合示意图。

图18是第五齿轮和框型齿条啮合示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域人员更好的理解本发明，下面结合附图和实施方法对本发明作进一步的详细描述。

参见图2，示出了本发明高速公路工程管理系统图，其包括管控端、服务器和射频标签，其中射频标签包括设置在物料上的物料射频标签、设备上的设备射频标签，工作人员身上的人员射频标签。

其中管控端与服务器之间有线或无线连接，用于与服务器之间收发信息，进而对整个工程进行监督和控制。

服务器与射频标签之间可以直接或间接无线通信，进而可以检测工程现场各个设备、物料、人员的位置、工作状态等。

其中，所述设备上的射频标签内包括了设备的编号、名称、类型、项目编号、施工位置、施工对象等信息，对于车辆等设备，射频标签还要包括承载物料、载重量、行使区域等。

所述物料上的射频标签内包括物料标号、名称、类型、数量、存储位置、项目编号、施工位置等信息。

所述人员射频标签包括标号、姓名、工作内容、项目编号、工作位置、行动区间等等。

所述管理系统还包括多个视频监控器，通过视频监控器与射频标签的配合，能够更好实现工程现场监控，例如，在管控端发现某一射频标签发生异常时，例如，不在应当工作的位置时，可以通过将视频监控器朝向该射频标签进行视频监控，更加直观监测现场情况。

在优选的方案中，在工程现场还设置多个定位装置，例如结合工地实际情况每隔10-15米设置一个定位装置，所述定位装置的坐标存储在服务器的存储器中，并且，定位装置可以读取射频标签并可以与服务器进行通信，进而通过多个定位装置可以比gps更加准确判断射频标签的坐标位置，当然也可以和gps系统将结合来进行位置判断。

在优选的方案中，至少部分定位装置设置在物料仓库、工程边界、大型固定设备位置附近，所述位置不影响工程内各设备、物料、人员的流动，且该位置的定位装置不用经常移动。

其中，对于在一线工作的设备进行特别标识，例如在服务器中对其编号进行标识，或者标签标号本身不同，或者标签上存在一特别标识信息。通过跟踪这些设备的射频标签位置，可以较为精确确定工程的进度。所述一线工作设备，具体根据不同工程内容及当前施工内容限定，由于大部分工程都是复合工程，比如铺路，一般包括底基层、下承层和路面层，每一层均包括多个步骤，例如路面施工包括下承层清扫、测量放样、混合料运输、摊铺沥青、碾压、接缝处理等等。每个阶段有相应的一线设备进行施工。如果确定了一线工作的设备的位置，则可以确定每个工序的最新进度，进而可以综合量化判断整个工程的进度。更优选地，可以结合一线工作的工人的位置，综合判断工程的进度，这样的判断结果更加精确。

如图3所示，示例性展示了一段高速公路的进度确定方法，其中“*”表示的是某一设备或人员的射频标签的位置，其旁边的4位数字为标签的示例性编号。在该段公路上示例性标识了分别处于不同工序段的三段子公路1,2,3，其中1处于沥青摊铺阶段、2处于碾压阶段、3处于接缝处理阶段。其中，子公路1的沥青摊铺完成了该段的30％，子公路2碾压完成了45％，子公路3接缝处理完成了55％。其中碾压的两台设备的位置略有差别，该完成量是综合两台压路机的完成量而确定。

采用这样的方案，相比于单纯视频监控方式，可以更好的精确量化工程的进度。同时，根据读取射频标签确定一线工作的设备和工人的位置进而确定工程的进度滞后，还可以结合视频监控器的拍摄视频进行辅助验证。这样通过视频和射频标签配合的方式，可以对工程进度进行更好的判断。具体如图4所述，开始后，

首先步骤401，读取项目一线设备射频标签数据，确定一线设备的位置和状态信息，所述读取可以是实时读取，也可以是从服务器的存储器中读取。

402，读取该项目一线设备之前的一线设备射频标签数据，其中之前的时间根据需要确定，可以是一天、几个小时、几天或者更长等。

403，根据前两步的数据中一线设备的位置，确定工程的进度。其中，公路工程一般都包括了复杂工序，可能存在一个时间阶段内，同时存在不同工序的设备在前后连贯的地段工作的状态，因此，所述一线设备的位置是指不同工序的一线位置，并分别计算，这样能够综合判断工程进度。

404，调取实施监控或者服务器中存储的监控采集的视频、图像数据，与第403步中的工序进度加以验证。如果存在不符的情况，则向管理人员发出信号，核查问题所在。另外，所述一线设备的数据和视频数据可以组合起来，在构建工程的进度模拟图像时提供数据支持。

405，将403和404步骤确定的工程进度与预定工程进度的信息进行比对，预定工程信息可以是图纸、文字形式的，也可以是虚拟模型形式，进而能够准确核查工程完成情况以及预计工程进度。

优选地，如图5、6所示，本发明的管理系统还包括通道管理设备，其包括支撑架51、起落杆52和称重装置53，其中，起落杆52一端与支撑架51连接，并可围绕支撑架51进行起落动作，所述称重装置53设置在起落杆52下方的地面下方，用于对于通过的车辆进行称重。其中，在支撑架51上设置有射频标签读取装置，用于读取车辆或者驾驶员的射频标签，当确定标签合法有效时，所述起落杆52向上转动打开，允许车辆通过。优选的方案中，所述射频标签读取装置同时读取车辆和驾驶员的射频标签，当两者任一个不符合条件时，不允许车辆通过。

另外，当车辆通过所述通道管理设备时，所述称重装置53还对该车辆重量进行称量，并将重量上传服务器。

更优选的，在起落杆前方(地上或者侧面某一装置上)还设置有通过传感器54，其用于检测车辆后方是否有尾随车辆或行人。具体地，车辆通过时，通过传感器54检测出信号，当所述信号中断后马上又存在一通过信号(例如，0.5秒后)，则认为后方可能存在尾随车辆，则可以发出警报。另一方案中，管控端根据通过传感器54检测的车长与射频标签中记载的车长比对，如果不符，则说明车后方可能存在尾随很近的车或行人。

采用这样的方案，可以避免有人将物料射频标签撕下，并将物料偷偷带出工程现场，避免了物料的丢失。

采用本发明的方案除了可以判断工程进度，还能够辅助发现是否存在工程偷工减料、浪费或者偷盗情况发生(本方案属于辅助判断，最终判断还需要实际核对，不能单凭本方案断定)。下面结合附图7说明，如图所示本发明管理系统的工作流程包括：

1.确定工程进度，具体可参见图4中的流程

2.计算物料用量，所述物料用量计算可以根据射频标签数据快速获得，当然也可以每隔一段时间将相关数据存入服务器的存储器中，并且由人工进行核实，待需要使用时从存储器中调取即可。具体地，当某一包装的物料打开使用后，则将该物料的射频标签信息在服务器中进行标注，例如列入已使用范围，当统计用量时，可以根据已使用射频标签的数据分类进行统计。同时，还可以结合未使用的物料来对该已使用的数据进行验证。

3.判断已使用的物料与工程进度是否大致相符，判断方法可以有多种，比如工程人员的经验公式即可。误差在一定阈值以内就算相符，所述阈值根据工程性质、工程量大小不同而不同，例如2％以内。当然，所述进度也可以细分工程项目分别计算，这样能够更加精确。

如果是，则结束所述过程。当然也可以在结束之前，将进度以模拟图形方式发送给管控端或存储到服务器中。

如果物料用量明显超过工程进度需求，则进入步骤4，如果物料用量明显小于工程进度需求，则进入步骤5。

4.物料用量明显超过工程进度需求说明可能存在丢失或浪费的情况，此时可从服务器调取该工程进度时间段内设备、人员流动信息，判断此期间，设备、人员是否有未授权动作，例如超工作区域范围活动等。如果有，则进行相应核实。如果没有，则根据服务器存储的记录查询设备的出场记录，是否存在明显的超次、超重情况发生。如果有，则核实相关设备情况。如果没有，则认为存在浪费情况，进而查找浪费环节。

5.物料用量明显小于工程进度需求说明可能存在偷工减料行为，然后，核实具体不同物料的少用量，以及相应工程的情况，并反馈给管理人员。

如图8-9，所示在另一方案中，在工地设置有供人员通过门禁系统，门禁系统设置有读卡器，可以读取人员的射频标签，如果为授信人员，则打开门，如果不是，则门不动。所述门禁系统与服务器连接。

在本发明另外的方案中，为了防止有人尾随，门禁系统采用了一种特殊结构的开门结构，见图10-18。

所述门禁系统，设置在围墙开口处，包括驱动单元1、传动单元2和门3，其中驱动单元1通过传动单元2带动门3进行相应动作(图中为了方便说明，门的两面分别用a/b表示)，其中驱动单元和传动单元的一部分设置在箱体4内。其中，驱动单元1包括转动驱动单元和移动驱动单元。

其中，传动单元2包括可转动的支撑件21、平行设置在支撑件21上方摆动双杆22，以及与可水平拨动摆动双杆22的拨动件23。其中，摆动双杆22为一对等长、平行设置的杆件，其上端与门3的下沿铰接，下端与支撑件21铰接。门3、支撑件21和摆动双杆22构成四连杆结构，使得门3可以绕着支撑件21在门所在的平面内发生一定范围的来回摆动。其中，在摆动双杆22设置有阻挡件221，用于限制门21的转动角度。

其中，所述支撑件21在转动驱动单元的作用下可以旋转，进而带动摆动双杆22和门3同步旋转，且每次旋转90度；

箱体4上设置有水平方向的长条形开孔41，拨动件23从箱体内穿过开孔41向外伸出，且可在移动驱动单元的作用下沿着开孔41在两端之间移动。且当门3转动到打开位置时(见图12)，所述拨动件23位于摆动双杆22的两根杆件之间。

下面结合附图10-15说明该门禁系统的动作方式，其中为了更清楚表面动作关系，初始状态下门的正面和背面分别用a和b表示：

1.如图10和11所示，此时门3处于关闭状态，即门3的方向与围墙平行，阻挡件221限制了门3和摆动双杆22之间的位置。

2.转动驱动单元发生转动，带动支撑件21逆时针转动到图12位置，此时，拨动件23位于摆动双杆22之间；

3.波动件23在移动驱动单元作用下，从右向左移动，进而拨动摆动双杆22围绕支撑件21摆动，并经过中间位置(参见图13)，到达左侧位置(参见图14)；

4.转动驱动单元发生转动，带动支撑件21逆时针转动到图15位置，同时，移动驱动单元带动拨动件23向右移动到初始位置。使得整个系统恢复到初始关门状态，唯一不同的是门3的前后表面发生了换位。

采用这样的方案，在门3打开在人穿过的同时，门3从侧方向后方移动并，并在人的后方发生复位转动。开门到关门时间缩短，且不影响行人穿过，有效避免了人的跟随。

所述转动驱动单元和移动驱动单元，可以采用现有常见的驱动机构，例如步进电机和往复直线电机等。

在另一优选方案中，如图16-18所示，提供了一种由同一动力源实现的转动驱动单元和移动驱动单元，由于拨动杆23和支撑件21需要精确配合，这里采用了齿轮结构，齿轮结构传动效果更加精密，能够更好满足所述需求，并且齿轮结构磨损更小，结构寿命更长。

步进电机30输出轴带动第一齿轮31、第二齿轮33，第一齿轮31与第三齿轮33啮合，第二齿轮与第四齿轮34啮合，其第一齿轮31与第三齿轮33的传动比为4:1，第二齿轮32与第四齿轮34的传动比均为2:1。第四齿轮34与第六齿轮36同轴安装，第六齿轮36与第七齿轮37配合，传动比为2：1。

其中，第七齿轮37与支撑件21同轴安装，如图17所示，第六齿轮32的齿只在齿轮圆周的一半分布，另一部分为空。进而使得第一齿轮32转动一圈时，第四齿轮34和第六齿轮36转动半圈，而第七齿轮转动90度或者不转动。继而使得在步进电机动作情况下，支撑件21的状态为转动90度、空转、转动90度、空转……。对应的分别是摆动双杆22将门3打开、摆动、关门、复位四个状态。

第三齿轮33的轴上端安装第五齿轮38，其与框型齿条35的齿啮合连接，其中，框型齿条35在相对的两个侧面设置有齿，齿轮38的齿数为一半或更少。框型齿条35的外侧固定设置所述拨动件23。第一齿轮31转动一圈带动第三齿轮33转动90度，进而使得齿轮38分为四个状态，分别是空转、与框型齿条35一侧的齿啮合、空转、与框型齿条35另一侧齿啮合。对应的分别是摆动双杆22将门3打开、摆动、关门、复位四个状态。

下面结合附图本方案门禁的动作过程：

1)门处于关闭位置；

2)有人刷卡时，步进电机30转动，进而带动第三齿轮33转动90度，第四齿轮34、第六齿轮36转动180度，第六齿轮36为半圈齿轮，所以第六齿轮36带动第七齿轮37转动90度，进而带动支撑件21、摆动双杆22转动90度，将门3处于打开位置。第五齿轮38不与齿条啮合，空转，拨动件23不动，处于摆动双杆22之间；如图12

3)步进电机继续转动，第六齿轮36空转(空齿区面对第七齿轮)，第七齿轮37不动，门3保持打开位置不变.第三齿轮33转动90度，第五齿轮38与框型齿条35一侧的齿啮合，带动拨动件23水平移动，拨动摆动双杆22从图12右侧向左移动，经过图13状态达到图14。

4)人通过之后，步进电机30再次动作，第三齿轮33转动90度，第四齿轮34转动180度，第七齿轮37带动支撑件21、摆动双杆22转动90度，将门3处于关闭位置。第五齿轮38空转，拨动件23不动；

5)接着，步进电机继续转动，第七齿轮37空转，门3保持关闭位置不变，第三齿轮33转动90度，第五齿轮38与框型齿条35另一侧的齿啮合，带动拨动件23水平移动，拨动摆动双杆22从图14左侧向右移动，达到图15状态。

采用本发明的方案，在门打开后，并不像现有技术那样原地等待人员通过之后再从前方关闭，而是，在人员移动同时，门快速向人员后方移动一定距离(该距离可以根据需要调整机械结构尺寸实现)，然后马上从人员后方向前关闭，这样的方案不需要等待人员走过通道长度的距离，大大缩短了待待时间，大大避免了尾随情况的发生。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语仅仅是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。