二维码技术在预制拼装桥梁施工管理中的应用

李逸之，姜海西，康　庄

（1.上海市合流工程监理有限公司，上海市　200028；2.上海公路投资建设发展有限公司，上海市　201108）

二维码技术在预制拼装桥梁施工管理中的应用

李逸之1，姜海西2，康庄2

（1.上海市合流工程监理有限公司，上海市200028；2.上海公路投资建设发展有限公司，上海市201108）

桥梁预制拼装技术，即专业化工厂预制、现场快速化拼装的建造技术，不仅大幅度提高了施工作业效率，减少了现场作业人数，同时降低了施工对环境、交通的影响，改善施工作业人员工作环境。由于桥梁构件的工厂化预制已经和传统的施工模式大不相同，因此需要一种更为先进、可行的管理模式来满足施工模式的进步，即专业预制工厂的二维码管理模式。介绍二维码技术在预制拼装桥梁施工管理的应用研究，包括二维码标准格式及专用软件开发、二维码扫描展示技术的研发、二维码追踪管理专用软件开发等情况。

桥梁预制拼装技术；预制工厂；施工管理；二维码

0　引言

在上海嘉闵高架路（G2-S6）及地面道路新建工程（下简称“嘉闵高架北二段工程”）中，由于其中约3.5 km新建高架工程与既有204国道沪宜公路段重合，重合段交通流量大，道路两侧动拆迁工作量大，各类管线分布复杂。为缩短施工工期，减少施工占地及对现有交通的影响，引进了先进快速的桥梁预制拼装施工工艺，通过桥梁构件预制工厂加工、现场快速拼装的施工模式改进了施工管理体系。同时，由于原本大量现浇的桥梁构件采用了专业化工厂预制的产业模式，桥梁构件作为工程商品也具备了市场化属性，为了便于施工管理，针对预制拼装桥梁施工引入二维码管理模式。

1　二维码技术在预制拼装桥梁工艺中的应用研究

根据预制拼装施工工艺的主要管理流程，将二维码标准化管理流程为：办公管理、生产管理和物流管理。办公管理指的是对自身管理人员日常办公的管理，生产管理包括对投入生产的设备、人员以及构件生产的统筹管理，物流管理指的是对构件成品配送的统筹管理。利用二维码技术管理对各个流程提出了不同的信息采集要求。

1.1办公管理

针对二维码技术管理对办公管理提出的要求，将其细分为对项目部的人员管理、固定资产管理、工程简介及单位介绍（见表1）。

表1　办公管理采集明细

1.2生产管理

针对二维码技术管理对生产管理提出的要求，将其细分为设备管理、施工人员管理和构件生产管理。

在设备管理中，需要将用于生产加工的固定设备的型号参数、用途、注意事项、维修保养记录等信息整合到二维码名片当中，管理人员通过手机扫描二维码便可查看相关信息，根据扫描显示的情况安排维修养护等事项。

在施工人员管理中，通过二维码技术将现场施工人员的工种、资质、当前所负责的工作等信息整合到二维码名片当中，管理人员通过手机端扫描便可获取工人的信息，方便现场的管理。

在构件生产管理中，对于钢筋生产，通过MEP机器的二维码输入接口，根据钢筋翻样数据生成供MEP用二维码，生成二维码料单，用于MEP机器扫描自动化生产的同时记录钢筋的规格信息；对于预制混凝土构件，在制作安装过程中对其编号、位置、尺寸、浇筑时间、安装时间等信息动态录入到二维码名片当中，待生产安装流程完成后形成最终的电子名片，可供用户查看信息。

1.3物流管理

对于已完成生产的构件，在构件出厂前对其身份名片二维码进行扫描，记录其库存信息，出厂配送时再次扫描，扫描信息反馈至后台服务器中，后台服务器将根据构件的二维码信息自动识别其构件信息，并记录其出厂时间，最后按类别进行构件物流统计，方便管理人员对整个物流系统的掌控。

2　二维码标准格式及专用软件开发

2.1二维码格式选型

二维码技术中有代表性的行排式二维条码包括Code One、MaxiCode、QRCode、Data Matrix、PDF417等[1]。根据目前常用的二维码格式和生产设备的具体需要，选取QR Code及PDF417作为预制拼装桥梁施工工艺的二维码格式，针对管理明细的不同二维码格式选型应用见表2所示。

表2　针对管理明细的不同二维码选型

2.2二维码专用录入软件的开发

根据信息录入的需要，开发专门针对预制拼装桥梁施工工艺中相关管理信息录入的后台软件，其开发界面如图1所示。利用二维码生成软件结合预制联合工厂的信息化管理系统，调用后台服务器对办公管理、生产管理和物流管理等流程当中记录的信息，并根据表2中的二维码格式要求，生成对应的二维码。其典型范例如图2所示。

图1　二维码信息录入生成软件

图2　所生成的典型二维码范例

3　二维码扫描展示技术的研发

二维码技术最重要的功能之一就是信息的展示与传输，根据现有技术，研发两种扫描展示模式。一种是针对手机专用APP的开发，便于现场使用；另一种是利用既有扫描工具[2]，将具体数据存储在网页上。两者的优劣对比见表3。

表3　两种扫描展示模式的优劣对比

可以看出，通过手机APP展示的模式便于现场使用，其使用流程如图3所示，而通过既有扫描设备展示的模式利于信息修改，其主要模式流程如图4所示。

4　二维码追踪管理专用软件开发

二维码追踪管理专用软件是针对各类构件的加工、预制及安装的整个过程中每一个加工流通环节进行定位和管理的软件，其系统主要分为：数据采集、GPRS网络、现场控制室、总控制室。软件系统架构方案如图5所示，其中各层功能为：

图3　二维码手机APP使用流程

图4　既有扫描设备扫描二维码展示流程

（1）构件定位数据采集：一是现场操作人员通过扫描二维码定位，向电脑通报当前构件位置以及所在工序信息；二是布设在主要工位的摄像头实时监控现场情况。

（2）GPRS网络：将采集到的信息上传至数据库。

（3）现场控制室：查看所有构件的信息，并可通过权限对自动上传至数据库的信息进行储存、修改、删除等操作。

（4）总控制室：可直接访问现场数据和现场控制室系统进行监控。根据当前情况，发布最新控制指令反馈回现场控制室和现场操作人员。

为实现其系统构架功能，需要通过软硬件的结合，其软硬件架构如图6所示。通过制定软件的系统架构方案，利用软硬件相结合，最终实现二维码追踪管理专用软件的应用，其主页面如图7所示。

图6　软硬件架构图

图7　软件主页面图

5　二维码打印技术研究

针对不同的二维码类别，其打印技术所需材质不同，且各具特点。根据各个流程中所涉及二维码打印的具体特点，对二维码打印进行选材（见表4）。利用专用的二维码打印机对二维码进行打印，所用纸张尺寸为7.8 cm×5.2 cm的专用标签打印纸，打印出的标准尺寸为3.0 cm×3.0 cm，Logo图标尺寸为0.7 cm×0.7 cm。对于部分大型机械，由于安全原因选择用A4纸张打印，其尺寸为10 cm× 10 cm。

表4　二维码打印选材

6　结语

通过研究二维码的应用范围、标准格式、专用软件的开发及打印技术等，初步形成了一套基于预制拼装桥梁施工工艺的二维码辅助管理系统，将预制拼装桥梁技术和互联网、数据库结合起来，实现管理的信息化、标准化，可以使预制工厂日常管理“犯错”的几率大幅降低，并能使现场拼装和工厂预制调度更加合理化，起到提高管理效率、降低管理人员的劳动强度、减少管理人员数量的作用，同时可控制管理成本，提升整个桥梁行业的整体水平。

目前，在预制拼装桥梁施工工艺中的预制阶段，已开始大规模使用二维码技术，未来可期通过实际应用，进一步验证和优化物流管理二维码技术及二维码追踪管理专用软件。

[1]杨军,刘艳,杜彦蕊.关于二维码的研究和应用 [J].应用科技, 2002,29(11):11-13.

[2]盛秋康.二维码编解码技术的研究与应用[D].南京:南京理工大学,2011.

U445.1

B

1009-7716（2016）10-0112-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2016.10.035

2016-07-04

李逸之（1990-），男，陕西西安人，助理工程师，从事桥梁工程技术管理工作。