基于物联网的道路施工监测系统的制作方法

本发明涉及道路施工监控，尤其涉及基于物联网的道路施工监测系统。

背景技术：

1、道路施工监控技术领域通过最新的信息技术和通信技术，实现对道路施工过程的实时监控和管理。通过集成传感器、无线传输、数据分析和云计算技术，道路施工监控技术能够提供对施工现场各种关键参数的实时反馈，从而帮助项目管理者做出更加科学的决策。

2、基于物联网的道路施工监测系统是一种利用物联网技术对道路施工过程进行全面监测的系统。通过实时收集施工现场的数据，包括但不限于施工进度、施工人员的安全、施工材料的使用情况以及环境条件等，优化施工计划，提高工程质量，保障施工安全，以及减少不必要的成本和时间延误。

3、虽然现有的道路施工监控技术利用信息技术和通信技术能够实现对施工过程的实时监控和管理，也提高了施工效率和安全性，但在道路施工材料选择、工艺方法决定等决策过程中，缺乏有效的机制来在保证施工质量的同时，难以动态平衡新策略的探索和已知最优策略的利用，导致施工管理无法高效应对复杂多变的施工环境。此外，尽管现有技术通过实时数据收集和分析优化了施工计划，但在精确预测施工过程中未来状态，如工程进度、成本变化及外部环境因素的影响方面，仍存在不足。影响了施工过程的整体效率和成本控制。

技术实现思路

1、本技术通过提供了基于物联网的道路施工监测系统，解决了虽然现有的道路施工监控技术利用信息技术和通信技术实现了对施工过程的实时监控和管理，提高了施工效率和安全性，但在道路施工材料选择、工艺方法决定等决策过程中，缺乏有效的机制来在保证施工质量的同时，难以动态平衡新策略的探索和已知最优策略的利用，导致施工管理无法高效应对复杂多变的施工环境。此外，尽管现有技术通过实时数据收集和分析优化了施工计划，但在精确预测施工过程中未来状态方面，如工程进度、成本变化及外部环境因素的影响，仍存在不足。影响了施工过程的整体效率和成本控制的问题。

2、鉴于上述问题，本技术提供了基于物联网的道路施工监测系统。

3、本技术提供了基于物联网的道路施工监测系统，其中，所述系统包括；

4、施工路段进度匹配模块通过分析道路施工现场摄像头捕获的图像，对比施工路段关键阶段与计划的匹配程度，识别关键路段的进度偏差，生成路段进度分析结果；

5、道路环境适应分析模块收集道路施工区域的气象数据，分析环境因素对路面施工的影响，结合所述路段进度分析结果，分析施工流程在多种环境条件下的响应能力，得到道路环境适配分析结果；

6、道路施工策略调整模块依据所述道路环境适配分析结果，细化调整道路施工计划，模拟调整后的施工效率，进行施工方案的寻优，得到调整后的道路施工方案；

7、路面工程预测与应对模块基于所述调整后的道路施工方案和历史施工数据，预测道路施工关键进度的完成时间，分析潜在的延误风险，并制定应对措施，建立路面工程风险预测模型；

8、施工资源流动性优化模块分析所述路面工程风险预测模型中预测的未来进展和潜在风险，优化施工机械和人员在多路段的调度和配置，创建资源调度优化图；

9、道路施工活动跟踪模块监控所述调整后的道路施工方案在每个路段的执行情况，记录施工活动与计划的偏差，并根据所述资源调度优化图进行人员和机械的即时调整，形成施工实施跟踪记录；

10、路段施工效率优化模块根据所述施工实施跟踪记录，识别施工过程中效率异常环节和问题路段，调整施工方法和资源分配，生成路段效率优化方案。

11、优选的，所述路段进度分析结果包括施工阶段的完成时间、预期与完成里程的对比数据、关键路段的进度偏差量，所述道路环境适配分析结果包括多气象条件下的施工适应性评级、关键环境因素对施工影响的量化指标、施工时段推荐，所述调整后的道路施工方案包括施工时间调整、关键施工环节的资源重分配细节、针对多环境调整的施工方法，所述路面工程风险预测模型包括关键施工节点的完成风险分析、具有延误风险的路段及其原因分析、风险缓解措施方案，所述资源调度优化图包括每类施工资源在项目期间的调配计划、资源利用率提升的关键节点、施工峰值期的资源调整策略，所述施工实施跟踪记录包括每日施工路段的完成情况汇总、计划与施工差异的数据、紧急调整措施的执行情况，所述路段效率优化方案包括效率异常路段的改进措施、提高施工质量的关键操作点、施工资源再优化策略。

12、优选的，所述施工路段进度匹配模块包括进度图像分析子模块、施工阶段匹配子模块、延误路段标识子模块；

13、所述进度图像分析子模块分析道路施工现场摄像头捕获的图像，识别施工现场的关键标志，包括道路铺设区域、施工机械的位置和状态，生成施工场景特征数据；

14、所述施工阶段匹配子模块对施工场景特征数据进行分析，利用近端策略优化算法，将其与施工计划的每个阶段的标准图像进行比对，确定施工当前阶段情况，生成施工状况识别结果；

15、所述近端策略优化算法按照公式i：

16、；

17、计算策略网络参数更新，生成施工状况识别结果；

18、其中，为策略网络参数的更新量，为学习率，为期望操作符，计算随机变量的期望值，取最小值函数，为根据施工阶段的多种状况动态调整的权重，为策略比率，代表策略网络的参数，为优势函数，表示时间步或决策点，为实时环境因素调整系数，为裁剪函数，限制策略比率的更新幅度在一个安全的范围内，为用于限制策略更新幅度的正数，为历史数据影响系数，为施工材料和工艺的可变性系数；

19、所述延误路段标识子模块分析施工状况识别结果，识别与预定施工计划相偏离的区域，标注施工进度滞后的路段，生成路段进度分析结果。

20、优选的，所述道路环境适应分析模块包括环境数据采集子模块、施工影响分析子模块、环境调节策略分析子模块；

21、所述环境数据采集子模块搜集道路施工区域的实时气象数据，记录温度、湿度、降雨量多种关键参数，生成实时环境监测数据；

22、所述施工影响分析子模块将实时环境监测数据与施工材料和工艺的环境敏感性进行对比分析，判断多种环境条件下施工的可行性和潜在风险，生成环境敏感性分析结果；

23、所述环境调节策略分析子模块结合环境敏感性分析结果和路段进度分析结果，分析施工计划在当前和预测的环境条件下的执行效果，制定调整措施，生成道路环境适配分析结果。

24、优选的，所述道路施工策略调整模块包括策略效果预测子模块、施工计划调整子模块、方案选择子模块；

25、所述策略效果预测子模块基于道路环境适配分析结果，执行多种施工策略的效率模拟，包括施工时间安排、资源分配和工序安排的组合，考察每个策略在当前环境条件下的施工效果，生成策略模拟分析数据；

26、所述施工计划调整子模块基于策略模拟分析数据，执行施工计划的调整，包括施工时间表、人员与设备的重新分配，生成初始调整的施工计划；

27、所述方案选择子模块基于初始调整的施工计划，判断每个计划的可行性与成本效益，选出匹配的施工方案，生成调整后的道路施工方案。

28、优选的，所述路面工程预测与应对模块包括未来施工进度预测子模块、风险点分析子模块、应急措施规划子模块；

29、所述未来施工进度预测子模块基于调整后的道路施工方案和历史施工数据，执行施工进度的预测分析，确定关键施工进度的预计完成时间，生成路段施工进度预测数据；

30、所述风险点分析子模块基于路段施工进度预测数据，结合相空间重构理论和长短期记忆网络，分析导致延误的因素，包括资源短缺、技术难题和环境限制，识别关键风险点，生成风险点分析结果；

31、结合所述相空间重构理论和长短期记忆网络方法按照公式ii：

32、；

33、计算隐藏层状态，生成风险点分析结果；

34、其中，为当前时刻的lstm隐藏层状态，为激活函数，和为分别是输入到隐藏层和隐藏层到隐藏层权重矩阵的缩放因子，和为分别代表输入到隐藏层和隐藏层到隐藏层的权重矩阵，指从输入层到隐藏层的转换，表示从一个时间步的隐藏层状态到下一个时间步的隐藏层状态的转换，表示通过相空间重构技术从时间序列数据中提取的特征向量，代表与时间关联的施工进度指标，表示时间序列中的时刻，是延迟时间，是嵌入维度，为施工阶段复杂度的权重系数，为施工阶段复杂度，为环境变化指数的权重系数，为环境变化指数，为技术难度系数的权重系数，为技术难度系数，为资源可用度的权重系数，为资源可用度，为隐藏层的偏置项，代表偏置项，而下标ℎ指特定偏置项关联的隐藏层；

35、所述应急措施规划子模块基于风险点分析结果，规划风险应对措施，包括风险预防、缓解措施和应急响应计划，为每个风险点制定应对策略，生成路面工程风险预测模型。

36、优选的，所述施工资源流动性优化模块包括资源需求分析子模块、资源调度策略子模块、调度执行监控子模块；

37、所述资源需求分析子模块基于路面工程风险预测模型，进行资源类型和数量的需求分析，包括施工机械、人员以及材料，分析未来进展和潜在风险的影响，生成资源需求列表；

38、所述资源调度策略子模块基于资源需求列表，执行资源的优化配置，包括机械的分配、人员的安排以及材料的供应计划，针对多种施工阶段和路段的需求，生成资源配置方案；

39、所述调度执行监控子模块基于资源配置方案，执行实时监控，跟踪资源的使用情况，包括施工机械的位置、人员的工作状态以及材料的消耗情况，对出现的偏差进行调整，生成资源调度优化图。

40、优选的，所述道路施工活动跟踪模块包括施工执行监测子模块、计划偏差分析子模块、实时调整反馈子模块；

41、所述施工执行监测子模块基于调整后的道路施工方案，执行施工活动的实时监测，记录施工过程中的关键活动，包括铺设、压实和养护，生成施工活动监测数据；

42、所述计划偏差分析子模块基于施工活动监测数据，执行计划与当前执行情况的对比分析，识别施工计划与当前施工之间的偏差，包括时间延迟、资源短缺或过剩，生成计划执行偏差分析结果；

43、所述实时调整反馈子模块基于计划执行偏差分析结果和资源调度优化图，执行实时调整，针对识别的问题和偏差，调整施工计划、资源配置和施工方法，生成施工实施跟踪记录。

44、优选的，所述路段施工效率优化模块包括效率诊断分析子模块、问题区域识别子模块、改进措施制定子模块；

45、所述效率诊断分析子模块基于施工实施跟踪记录，进行数据分析，包括施工速度、资源利用率和工作时段的有效性，标识出效率异常的环节，生成效率诊断结果；

46、所述问题区域识别子模块基于效率诊断结果，分析施工环节和路段，识别导致效率异常的问题区域，包括人员分配不均或机械故障频发，生成问题区域分析结果；

47、所述改进措施制定子模块基于问题区域分析结果，制定改进措施，包括调整人力资源配置、优化施工设备使用计划和改善施工方法，生成路段效率优化方案。

48、本技术中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

49、通过施工路段进度匹配模块，实时分析施工现场的图像数据，准确识别进度偏差和关键路段的实际状态，使得施工管理者能够及时调整施工策略，从而有效应对复杂多变的施工环境，解决了传统系统在决策动态优化方面的不足。通过路面工程预测与应对模块，利用调整后的施工方案和历史数据，预测关键里程碑的完成时间，并分析潜在的延误风险，为管理者提供依据以制定有效预防和应对策略，提高了施工过程的整体效率和成本控制。

50、上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本技术的具体实施方式。