基于信息化的公路施工混凝土场站调度优化研究

刘瑞轩

摘要：为提高混凝土场站施工效能、降低成本，以信息化技术为核心，深入探讨公路施工混凝土场站调度优化的相关问题。目的在于通过信息化技术的引入，实现对混凝土场站调度的智能化、精准化管理。结果表明，基于信息化技术的混凝土场站调度优化策略在提高资源调度灵活性、优化实时数据采集和分析系统、加强调度系统与实际场站协同性等方面取得了显著成果。通过系统的实时监测和智能决策，为公路建设的可持续发展提供了有力支持。

关键词：信息化；公路施工；场站；调度

一、前言

近年来，随着信息化技术的不断发展，越来越多的工地开始探索如何借助先进的信息技术手段来实现施工过程的优化和管理。在混凝土场站调度方面，信息化技术的应用为提升施工效率、降低成本、提高质量提供了新的可能性。传统的混凝土场站调度往往受制于人力计划和静态计划的限制，很难适应施工环境的变化和突发情况。信息化技术的引入为场站调度带来了前所未有的机遇。通过实时监测、数据分析、智能算法等手段，可以使场站管理人员更加全面地了解施工现场的状态，实现对资源的动态调度和智能决策，从而提高整体施工效能。

二、信息化在公路施工混凝土场站调度优化中的作用

（一）提高调度效率

信息化技术在公路施工混凝土场站调度中发挥了至关重要的作用，首先体现在提高了调度的效率。通过实时监测和追踪各个施工要素，信息系统能够更准确、更快速地获取实时数据，使得调度员能够基于实际情况迅速作出决策，合理分配混凝土、人力、设备等资源，最大化地提升施工效率[1]。信息化调度系统的引入减少了手工操作和纸质记录，降低了错误率，使得整个调度过程更加流畅、准确。

（二）优化资源利用

信息化技术的应用在优化公路施工混凝土场站的资源利用方面发挥了关键作用。通过智能化的数据分析和算法优化，系统能够充分考虑各种因素，如施工进度、设备状态、交通情况等，合理规划资源的使用，不仅避免资源的浪费，还能够在保障施工进度的同时最大限度地减少成本。信息化调度系统通过动态调整资源配置，使得混凝土场站在有限资源下能够更高效地运营，实现了资源的最大化利用[2]。

（三）强化实时监控与决策支持

信息化调度系统的最大优势之一在于实现了对混凝土场站的实时监控与决策支持。通过实时采集场站各个环节的数据，系统能够提供全面的场站状态信息，为调度员提供科学的依据，调度员能够更迅速地做出决策，应对突发状况，确保施工过程的顺利进行。实时监控也有助于早期发现潜在问题，及时采取措施，从而避免问题扩大化。信息化系统为调度员提供了更多的信息支持，使其在复杂的场站调度中更具决策的主动性和科学性。信息化在公路施工混凝土场站调度中的作用不仅提高了调度效率和资源利用，而且通过实时监控和决策支持，使得整个调度过程更加智能、科学、可控。

三、公路施工混凝土场站信息化管理系统构建

（一）系统需求分析

在构建公路施工混凝土场站信息化管理系统时，需对系统的功能和性能进行全面分析，以满足实际施工场站的管理需求。首先，系统需要具备强大的实时监测和数据分析功能，以确保对施工过程的全面了解。此外，为提高系统的操作便捷性和决策效率，界面设计应直观、友好。

（二）关键技术实现

1.实时监测技术

（1）浇筑速度分析：传感器每秒采集一次混凝土浇筑速度数据。通过对速度的实时监测，系统记录每时每刻的浇筑速度变化。例如，系统显示在某一时刻浇筑速度达到了2米/分钟，而在另一时刻下降至1.5米/分钟[3]。

（2）浇筑质量分析：传感器采集关于混凝土浇筑的实时质量数据。通过分析这些数据，系统可以实时监测混凝土的坍落度、均匀性等质量参数。例如，系统显示在某一位置混凝土的坍落度为15厘米，均匀性达到了90%。

（3）混凝土温度分析：传感器每秒采集一次混凝土的温度数据。这些数据用于监测混凝土的温度变化情况，确保在施工过程中混凝土的温度符合设计要求。例如，系统显示在浇筑初始阶段混凝土的温度为28摄氏度，符合施工要求。

2.实时数据监测与收集

以某公路施工为例，混凝土场站实时浇筑速度监测、混凝土坍落度监测如图1、图2所示。

浇筑速度曲线呈现出一定的波动，整体上表现为逐渐升高再下降的趋势，可能与混凝土供应、摊铺机工作状态等因素有关。监测浇筑速度有助于调整设备工作状态，确保混凝土均匀浇筑，提高施工质量。混凝土坍落度曲线呈现出一些波动，但整体趋势相对稳定。坍落度在设计范围内波动，说明混凝土的流动性较好。合理的坍落度有助于确保混凝土的均匀性和易于施工。

结合以上曲线，系统可以进行实时分析，及时调整浇筑速度、混凝土坍落度等参数，以确保施工过程中的质量和效率。实时监测数据为工程管理提供了有力的支持，帮助实现优化调度和及时决策。曲线的波动性表明在施工过程中存在一些变化和不确定性。系统需要通过调整监测频率、提高设备稳定性等手段进一步减小曲线的波动，以提高监测数据的稳定性和可靠性[4]。

3.数据分析与决策

在公路施工混凝土场站的信息化管理系统中，实时监测数据的分析对决策制定起着至关重要的作用。

（1）通过实时监测数据的分析，系统能够实现对混凝土浇筑过程的全面了解。例如，通过浇筑速度、坍落度等参数的实时监测，管理人员可以迅速发现施工中的异常情况，如浇筑速度过快导致混凝土质量下降，坍落度波动大等问题，为管理人员提供了及时干预的机会，可以调整设备状态、修改施工计划，确保施工的高效进行。

（2）数据分析还为决策制定提供了科学依据。通过深入分析实时监测数据，系统可以生成工程任务分配计划、资源使用情况和成本核算等决策支持信息。例如，通过对浇筑速度和坍落度的关系进行分析，系统可以为管理人员提供不同浇筑速度下混凝土质量的变化情况，从而帮助决策者选择最优的浇筑速度，保证混凝土的质量。综合而言，信息化管理系统通过对实时监测数据的深度分析，不仅提高了对施工过程的实时掌控能力，还为决策制定提供了科学依据，使管理人员能够更加精准地制定工程计划、调度资源，从而推动整个施工过程的优化与升级。

四、基于信息化技术的混凝土场站调度优化存在的问题

（一）资源调度不够灵活

对于混凝土场站调度优化，信息化技术虽然提供了对实时数据的精准监测和分析，但资源调度往往受到较为刚性的制约。在现有系统中，资源调度预设了一套固定的计划，不能灵活适应实时的变化。例如，当施工现场突然出现机械故障、工人调度等特殊情况时，信息化系统难以在短时间内对调度方案进行快速调整，导致资源的固定分配，无法充分发挥实时数据监测的优势，降低了资源利用效率。

信息化系统对外部变化的适应性不足。公路施工往往受到天气、交通等外部因素的影响，这些因素可能在短时间内发生变化。然而，当前信息化系统对于这些外部因素变化的适应性较弱。在调度优化中，系统未能充分考虑外部环境的实时变动，导致调度计划没有及时更新。例如，突如其来的交通拥堵可能导致混凝土输送车难以及时到达施工现场，而信息化系统未能及时调整车辆的优先级和路径规划，影响了施工的顺利进行。

当前信息化技术在混凝土场站调度中的应用，更多集中在实时监测和数据分析层面，而缺乏对智能化决策的充分支持。系统虽然能够提供大量的实时数据，但对于这些数据的深度挖掘和智能分析尚显不足[5]。在资源调度的过程中，缺乏基于先进算法的智能决策支持，使得系统未能在复杂多变的施工环境中做出灵活、智能的调度决策，造成了资源的浪费和效率的下降。

（二）实时数据采集和分析瓶颈

混凝土场站的实时数据采集存在一系列瓶颈，其中之一是传感器和监测设备的性能限制。尽管现代传感技术得到了迅猛的发展，但在混凝土浇筑现场，由于环境复杂性和设备工作条件的限制，传感器的精准性和稳定性仍然面临一定的挑战。例如，在高温、高湿、尘土飞扬的施工现场，传感器容易受到环境因素的干扰，导致数据采集的准确性受到影响。这一瓶颈制约了信息化系统对实时施工数据的精准采集，影响了后续的调度决策支持。

在混凝土场站，实时监测数据通常需要通过网络传输至数据中心进行处理和分析。然而，由于大量实时数据的产生和传输，网络带宽和稳定性成为制约实时数据传输的重要因素。在高并发施工现场，可能存在大量传感器同时产生数据需要接收和处理，而信息化系统的能力未必能够满足这一需求。因此，数据在传输和处理过程中可能发生延迟，影响了数据的实时性和及时性。这一问题使得系统难以提供快速的决策支持，降低了信息化技术在调度优化中的应用效果。此外，实时数据的质量问题也是一个突出的瓶颈。在采集过程中，由于各种原因，如设备故障、传感器漂移等，实时数据可能存在不准确或偏差较大的情况，对后续的调度决策提出了更高的要求，需要对数据进行有效的清洗和校正。然而，当前信息化系统未能在数据质量方面实现高效处理，导致了调度决策的不稳定性。在保障数据质量的同时，未来的系统需要进一步加强对数据异常和异常值的检测与处理，以提高实时数据的可靠性。

（三）调度系统与实际场站操作不够协同

信息化技术在混凝土场站调度中的一个显著问题是调度系统与实际场站操作之间反馈机制的滞后。尽管信息化系统可以通过实时监测采集到大量施工数据，但这些数据的转化和反馈到调度系统中的过程存在明显延迟。实际场站操作人员在操作中可能面临迅速变化的施工环境，而由于信息反馈滞后，调度系统未能及时了解到场站操作的实际需求，导致了调度决策的滞后，降低了系统对施工现场变化的适应能力，从而影响了整体调度的灵活性。在信息化系统中，尽管实现了数据的实时监测和分析，但操作人员在施工现场可能存在与系统信息不一致的情况，例如特殊情况的处理、工艺流程的调整等。当前调度系统未能充分考虑操作人员的实际经验和判断，导致调度决策过于依赖系统算法，而忽视了实际操作层面的信息，使得场站操作人员在实施调度决策时可能感到不够灵活，降低了操作人员的积极性和对系统的信任感。此外，当前信息化技术在混凝土场站调度中，由于未能适应各种复杂施工场景和变化，调度系统的智能化水平受到限制，在应对复杂多变的场站操作需求时表现不佳。系统过于依赖预设的算法和规则，未能充分发挥机器学习等先进技术在调度中的潜力，影响了调度系统的协同性，在智能调度决策方面存在提升的空间。

五、基于信息化技术的混凝土场站调度优化策略

（一）提升资源调度灵活性

在应用信息化技术的混凝土场站调度中，提升资源调度的灵活性是一项至关重要的优化策略。首先，调度系统应当具备更加灵活的任务分配和资源调度算法，以适应不断变化的施工环境。引入智能调度算法是一种有效的手段，通过机器学习等技术，系统能够实时监测场站的运行状态、施工进度以及人员、设备等资源的可用性，从而根据实际情况动态调整任务分配。这样的灵活性使得系统能够更好地应对施工过程中的变化和紧急情况，提高任务处理的实时性和准确性。其次，预测性分析的引入也对提升资源调度的灵活性起到关键作用。通过对历史数据和实时信息的综合分析，系统能够预测未来可能出现的问题和障碍，为调度决策提供更灵敏的反馈。例如，系统可以通过数据模型识别潜在的施工瓶颈或物资短缺，提前采取相应的措施，防范问题的发生。预测性的资源调度不仅提高了调度的前瞻性，也减少了应急决策的压力，使得整体调度更为灵活、高效。

（二）优化实时数据采集和分析系统

进一步提升公路施工混凝土场站的调度效能，关键在于优化实时数据采集和分析系统。首先，要针对混凝土浇筑现场的实际需求，持续提高数据采集的精度和频率。引入高精度传感器和监测设备，确保对浇筑速度、混凝土质量、温度等关键参数进行准确、实时的监测，将为调度系统提供更为可靠的数据基础，有助于更准确地理解施工过程中的变化和挑战。其次，优化实时数据的处理和分析系统是关键一环。通过采用高效的数据处理和分析算法，系统能够在瞬息万变的施工环境中更迅速地将大量数据转化为有价值的信息。机器学习，如模型训练的运用，可以提高系统对数据的理解和反应速度，使系统更好地适应实际场景。大数据分析技术则可以帮助系统更全面地挖掘数据背后的关联关系和规律，为调度决策提供更为全面的支持。通过优化实时数据采集和分析系统，可以实现对施工过程更为深入和全面的了解，使得调度决策更加科学合理、具备实时性和针对性，在提高混凝土场站整体效能的同时，为应对不同情况下的调度挑战提供更为灵活和精准的解决方案。

（三）加强调度系统与实际场站协同性

在混凝土场站调度优化中，加强调度系统与实际场站的协同性是关键的战略。首先，调度系统需要建立与场站操作人员之间更加紧密的沟通机制。这可以通过引入协同决策机制来实现，使得系统能够主动获取操作人员的实际经验和反馈。通过与实际场站操作人员的深入沟通，调度系统可以更好地理解施工现场的具体情况，及时了解人员、设备和原材料等方面的实际状况，从而更科学地制定调度计划。其次，为了提高协同性，调度系统应当提供更为直观和易理解的信息展示界面，确保操作人员更好地理解系统的决策逻辑和依据，减少由于信息不透明而可能引发的误解或不信任。直观的信息展示界面可以包括任务分配、资源利用情况、工程进度等关键信息的实时显示，使得操作人员能够迅速把握施工现场的状况，更好地配合调度系统的决策。通过加强调度系统与实际场站的协同性，不仅能够提高调度系统的智能化水平，更能够增进操作人员与系统的合作意愿和积极性。这种协同性的加强将有助于提高施工效率，降低出错率，使得调度系统更好地服务于实际场站的需要。

六、结语

综上所述，通过引入更先进的传感器技术和数据分析算法，提高数据采集的精度和频率，实现更准确的实时监测，不仅对当前公路施工混凝土场站调度的信息化水平提出了实际可行的改进方案，也为今后混凝土场站调度系统的发展指明了方向。本研究为提高施工效率、减少成本、确保混凝土质量和工程安全提供了有益的参考和指导。

参考文献

[1]赵涛.信息化技术在混凝土生产企业精细化管理中的应用研究[J].居舍，2023（34）：165-168.

[2]李颇繁.基于物联网技术的混凝土搅拌站信息化控制系统设计[J].工程机械与维修，2023（05）：55-57.

[3]孙中秋，袁松，肖春红.基于工程经验法的山岭公路隧道信息化设计体系研究及应用[J].隧道建设（中英文），2021，41（05）：849-857.

[4]程千勋.基于物联网技术在高速公路质量信息化管控中的应用探析[J].运输经理世界，2020（09）：15-16.

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

作者单位：甘肃圆陇路桥机械化公路工程有限责任公司

■ 责任编辑：王颖振、杨惠娟