[发明专利]一种基于路基填筑智能指挥系统及其作业方法

说明书

一种基于路基填筑智能指挥系统的作业方法及其系统，该方法包括如下流程：施工准备、施工计划、填料作业、摊铺平整作业、压路机无人碾压作业、边坡修整作业和质量验收。该方法以路基智能填筑指挥系统为核心，综合BIM、大数据、北斗定位、自动化控制、信息化检测、物联网等理论和技术，实现在指挥系统统一调度下的填料运输动态管理、自动摊铺引导、自动精平控制、无人驾驶碾压和边坡修整自动引导，实现路基压实质量连续检测、填料级配与含水率的自动检测，形成了数字化、智能化的高速铁路路基填筑新技术；有效保证路基填筑质量，提高了作业效率，改变了路基施工传统作业方式。

技术领域

本发明路基路面工程技术领域，具体涉及一种基于路基填筑智能指挥系统及其作业方法。

背景技术

现有技术中，填方路基的施工工序与步骤按照三阶段、四区段、八流程的施工工艺组织施工，如图1所示。

其中，三阶段包括准备阶段、施工阶段和整形验收阶段；四区段包括填土区段、平整区段、碾压区段和检测区段；八流程包括施工准备、基底处理、分层填筑、摊铺平整、洒水晾晒、碾压夯实、检测和路基整修。这是目前比较常用的传统填方路基的施工程序。

然而，在上述传统路基施工中，多采用人工测量放线辅助手段来控制路基摊铺、平整、边坡整形。虽经过多年的实践，但在路基施工过程中精度、机械利用率、施工成本及效率等方面均有待提高。

本发明基于上述问题，提出了一种基于路基填筑智能指挥系统的作业方法及系统。

发明内容

一种基于路基填筑智能指挥系统及其作业方法，该方法包括如下流程：施工准备、施工计划、填料作业、摊铺平整作业、压路机无人碾压作业、边坡修整作业和质量验收。该方法以路基智能填筑指挥系统为核心，综合BIM、大数据、北斗定位、自动化控制、信息化检测、物联网等理论和技术，实现在指挥系统统一调度下的填料运输动态管理、自动摊铺引导、自动精平控制、无人驾驶碾压和边坡修整自动引导，实现路基压实质量连续检测、填料级配与含水率的自动检测，形成了数字化、智能化的高速铁路路基填筑新技术；有效保证路基填筑质量，提高了作业效率，改变了路基施工传统作业方式。

本发明的第一方面提供了一种基于路基填筑智能指挥系统的作业方法，包括如下步骤：

施工准备：包括建立施工BIM模型、建立覆盖工地的统一北斗基站系统、资料库初始化、路基指挥系统初始化、数字化施工机械接口调试和/或连续压实相关性试验；

施工计划：在路基指挥系统中BIM模型的辅助下，快速进行作业面划分，确定施工任务，并利用指挥系统积累的大数据推衍所需填料方量、机械台班和人工工时；形成施工任务并下发给各子系统，施工任务包含施工场地的设计断面、施工范围坐标、人机料需求、施工工艺要求的信息；

填料作业：根据指挥系统下发的任务，采用填料作业管理子系统进行填料作业的系统管理，对填料进行信息化管理，实现填料溯源、车辆调度及管理和方量精细化控制，作业数据返回给指挥系统；

摊铺平整作业：根据指挥系统下发的任务，在自动摊铺引导子系统和自动精平控制子系统辅助下，实现填料的摊铺和平整，作业数据返回给指挥系统；

压路机无人碾压作业：根据施工要求自动规划路径，将作业任务下发至压路机无人碾压子系统，实现自动碾压，碾压过程中进行压实质量连续检测，数据返回给指挥系统；指挥系统对压实检测数据进行分析，针对不合格区域重新规划路径，下发补压任务；无人碾压子系统接收补压任务并执行后返回数据，指挥系统再次判断压实质量是否合格，以此循环直至检测合格；

边坡修整作业：在挖掘机三维引导子系统辅助下，实时观测当前边坡线与设计边坡线的修整距离，实现边坡整形的精细化作业，作业数据返回给指挥系统；

质量验收：通过压实质量连续检测，选取薄弱点进行常规检测验证,以保证路基智能填筑施工质量。