[發(fā)明專利]一種土石壩填筑施工過程中料界污染實(shí)時(shí)監(jiān)控方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611170315.6
• 申請(qǐng)日: 2016-12-16
• 公開（公告）號(hào): CN106651845B
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王曉玲;程正飛;吳斌平;鄧韶輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T7/00
• 分類號(hào): G06T7/00;G06T7/13;G06T7/11;G06T7/136;G06T5/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 吳學(xué)穎

本發(fā)明公開了一種土石壩填筑施工過程中料界污染實(shí)時(shí)監(jiān)控方法：利用照相機(jī)對(duì)壩面料界進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；解析實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，確定壩面鋪料實(shí)際分界線與壩面鋪料設(shè)計(jì)分界線的偏差；根據(jù)壩面鋪料實(shí)際分界線與壩面鋪料設(shè)計(jì)分界線的偏差，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)控；統(tǒng)計(jì)分析料界污染的監(jiān)控成果。本發(fā)明對(duì)土石壩的壩面鋪料過程進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)和反饋控制，使壩面料界污染始終處于真實(shí)受控狀態(tài)，這對(duì)于實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)精細(xì)化管理，確保施工質(zhì)量具有重大意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水利水電工程施工領(lǐng)域，更具體的說，是涉及一種土石壩填筑施工過程中料界污染實(shí)時(shí)監(jiān)控方法。

背景技術(shù)

土石壩是水電工程建設(shè)中應(yīng)用最為廣泛和發(fā)展最快的一種壩型。土石壩主要就地取材，節(jié)省了水泥、鋼材等的用量，降低了材料供應(yīng)和運(yùn)輸費(fèi)用，具有顯著的經(jīng)濟(jì)性；土石壩對(duì)各種河谷地形適應(yīng)性強(qiáng)，對(duì)壩址處的地質(zhì)條件要求低，具有廣泛的適用性；同時(shí)，土石壩施工技術(shù)簡(jiǎn)單，工序少，便于組合機(jī)械快速施工。雖然土石壩應(yīng)用廣泛且優(yōu)勢(shì)明顯，但由于土石壩施工工期緊和施工強(qiáng)度大，給壩體施工質(zhì)量的控制帶來了更大挑戰(zhàn)。料界劃分作為土石壩填筑施工過程中的關(guān)鍵一環(huán)，直接影響到壩體碾壓施工質(zhì)量。因此，怎樣科學(xué)地對(duì)料界污染進(jìn)行有效控制是土石壩填筑施工過程中的重要問題。

目前對(duì)土石壩料界污染的控制主要依靠現(xiàn)場(chǎng)施工管理人員的監(jiān)督管理，這種管理方法對(duì)提高土石壩填筑施工質(zhì)量發(fā)揮了積極作用。但該方法存在準(zhǔn)確性低、主觀性強(qiáng)、干擾性大、完整性差等明顯不足，而且隨著土石壩建設(shè)規(guī)模的不斷提高,這種人工管理機(jī)制已滿足不了現(xiàn)代化機(jī)械施工進(jìn)度和質(zhì)量的要求。

近年來，信息化監(jiān)控技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用為水電工程施工質(zhì)量的控制提供了新的途徑。黃聲享等利用全球衛(wèi)星定位技術(shù)、無線數(shù)據(jù)通訊技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)據(jù)處理與分析技術(shù)，結(jié)合碾壓機(jī)械進(jìn)行集成，研制了面板堆石壩填筑質(zhì)量的GPS實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)。鐘登華等針對(duì)心墻堆石壩和碾壓混凝土壩的各自施工特點(diǎn),分別開發(fā)了心墻堆石壩和碾壓混凝土壩的填筑施工過程實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)。雖然信息化監(jiān)控技術(shù)在水電工程施工質(zhì)量管理領(lǐng)域的應(yīng)用愈來愈廣，但目前多用于對(duì)壩面碾壓施工過程中的碾壓軌跡、碾壓速度、碾壓遍數(shù)、壓實(shí)厚度等碾壓過程參數(shù)的監(jiān)控，尚未用于監(jiān)控料界污染。

綜上所述，目前土石壩填筑施工中對(duì)料界污染監(jiān)控常采用的人工常規(guī)控制手段受人為因素干擾大，管理粗放，難以滿足現(xiàn)代化機(jī)械施工進(jìn)度和質(zhì)量的要求。其次，信息化監(jiān)控技術(shù)在水電工程施工管理中的應(yīng)用日漸成熟，但尚未用于對(duì)料界污染的監(jiān)控。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種具有實(shí)時(shí)性、連續(xù)性、自動(dòng)化、高精度等特點(diǎn)的土石壩填筑施工過程中料界污染實(shí)時(shí)監(jiān)控方法，對(duì)土石壩的壩面鋪料過程進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)和反饋控制，使壩面料界污染始終處于真實(shí)受控狀態(tài)，這對(duì)于實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)精細(xì)化管理，確保施工質(zhì)量具有重大意義。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。

本發(fā)明的一種土石壩填筑施工過程中料界污染實(shí)時(shí)監(jiān)控方法，包括以下步驟：

(1)利用照相機(jī)對(duì)壩面料界進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；

(2)解析實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，確定壩面鋪料實(shí)際分界線與壩面鋪料設(shè)計(jì)分界線的偏差；

(3)根據(jù)壩面鋪料實(shí)際分界線與壩面鋪料設(shè)計(jì)分界線的偏差，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)控；

(4)統(tǒng)計(jì)分析料界污染的監(jiān)控成果。

所述步驟(1)利用照相機(jī)對(duì)坡面料界進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的具體過程為：在壩體兩側(cè)邊坡上分別安裝照相機(jī)，事先設(shè)定照相機(jī)技術(shù)參數(shù)，以固定時(shí)間間隔對(duì)壩面進(jìn)行拍照得到壩面鋪料情況圖像，實(shí)時(shí)傳輸至服務(wù)器數(shù)據(jù)庫。

所述步驟(2)解析實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的具體過程為：首先對(duì)照相機(jī)采集的壩面鋪料情況圖像進(jìn)行預(yù)處理，包括圖像的灰度變換和平滑處理，然后對(duì)圖像進(jìn)行輪廓提取與輪廓跟蹤，通過對(duì)壩料顆粒粒徑進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，確定壩面鋪料實(shí)際分界線的位置坐標(biāo)，得到壩面鋪料實(shí)際分界線與壩面鋪料設(shè)計(jì)分界線的偏差。