1.一种基于路基填筑智能指挥系统的作业方法,其特征在于,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。
2.根据权利要求1所述的一种基于路基填筑智能指挥系统的作业方法,其特征在于,所述施工准备的步骤包括:(1)建立北斗地面增强基站系统;(2)完成路基智能压实指挥系统初始化工作:建立BIM模型,结合施组实现模型划分;完成模型属性导入工作;完成机械、车辆、人员信息录入;完成电子档案库数据的建立与报表格式核对;(3)根据施工任务、管理目标制定数字化施工机械需求种类及数量,落实机械及配套系统来源;完成设备进场、安装,调试并标定机械上安装的各种设备、传感器和控制系统,确保各设备、传感器和控制系统能够协调统一运行;完成设备与指挥系统的接口调试,实现数据互通;完成相关的人员操作培训;(4)根据试验场地情况、当地气候条件、填料情况、项目部机械设备配置情况,对填料含水量、摊铺厚度与晾晒时间、碾压遍数、含水量与压实质量进行试验;通过试验段确定最佳工艺参数,包括数字化施工机械组合方式、松铺厚度、压实遍数、填料最佳含水率及压实质量连续检测控制值,报监理工程师批准后作为控制指标,全面指导施工;(5)在试验段应启用路基智能施工指挥系统及全套数字化施工机械,完成全流程测试,并完成压实质量连续检测相关性试验。
3.根据权利要求1所述的一种基于路基填筑智能指挥系统的作业方法,其特征在于,所述填料作业的步骤包括:管理员在指挥系统施工计划模块,将当天的分层填筑作业任务下发给填料管理子系统,填料管理子系统根据指挥系统下发的作业块面积、填方高度、松铺系数估算所需土方量,填料调度员通过填料运输管理APP将运送任务下发给车辆队,车辆队长在上接单后,指派相应司机根据导航将填料运送到指定作业块,由收料员现场在APP上点击验收,核实填料种类、方量,完成验收;填料验收完成后,相关作业信息自动返回给指挥系统,该作业块进入下一工序施工。
4.根据权利要求1所述的一种基于路基填筑智能指挥系统的作业方法,其特征在于,所述摊铺平整作业的步骤包括:采用推土机摊铺初平,平地机终平;管理员在指挥系统施工计划模块将准备进行摊铺平整的作业任务下发给推土机作业引导子系统,推土机操作员接收任务后根据引导驾驶推土机到指定作业块,按照任务中给定的区域、松铺厚度、坡度信息,在作业系统引导下作业;初平完成后推土机操作员将任务传递给平地机,平地机操作员同样在控制子系统引导下完成终平,作业完成后操作员将作业数据上传返回给指挥系统,该作业块进入下一工序施工。
5.根据权利要求1所述的一种基于路基填筑智能指挥系统的作业方法,其特征在于,在压路机无人碾压作业前还包括洒水晾晒的步骤:根据施工计划,管理员在指挥系统施工计划模块将含水率待检作业任务下发给填料含水率自动检测子系统,操作员在监测系统上接收任务后按引导前往作业块,将压路机调至静压档位,启动系统对作业块进行全面检测;指挥系统自动分析含水率检测数据,当填料含水率低于工艺要求,将洒水任务下发给洒水机子系统,下发任务包括洒水区域和洒水量,操作员在导航引导下驾驶洒水机进行精准作业;当填料含水量较高时,指挥系统下发命令推迟压路机进场,同时下发翻晒任务包括晾晒区域和晾晒时间,作业队伍根据下发任务进行翻晒;洒水或翻晒结束后,指挥系统调度操作员驾驶压路机进行含水率复核;含水率检测结果通过后,操作员在子系统将相关信息上传返回给指挥系统,该作业块可进入下一工序施工。
6.根据权利要求5所述的一种基于路基填筑智能指挥系统的作业方法,其特征在于,所述压路机无人碾压作业的步骤包括:完成洒水晾晒工序的作业块,指挥系统根据施工计划,将当天要碾压的作业任务发送给压路机无人驾驶子系统,任务中包含规划好的碾压路径、碾压参数、碾压遍数和作业区域坐标信息;压路机无人驾驶子系统在接到任务后,按照规划路径自行碾压,并在这一过程中进行压实质量连续检测,检测数据上传至指挥系统;指挥系统对检测数据进行分析、判断,如合格则结束碾压,不合格则规划补压路径对不合格区域进行针对性补压,压路机无人驾驶子系统接收、执行补压任务后再次返回作业数据;指挥系统对补压数据进行再次评判,如不合格则再次规划补压任务直至检测合格,同时提交异常项,请求操作员分析本次补压不合格的原因。
7.根据权利要求6所述的一种基于路基填筑智能指挥系统的作业方法,其特征在于,在作业过程中,可在指挥系统上查看压路机的作业区域、作业面积、动态碾压路径、碾压遍数、压实质量连续检测值(VCV)和高程信息,并根据作业数据重新规划碾压路径工艺参数。
8.根据权利要求1所述的一种基于路基填筑智能指挥系统的作业方法,其特征在于,所述质量验收的步骤包括:在填筑过程中,采用连续压实控制;每层填土压实后,使用土方测量放样子系统按照指挥系统下发的坐标对中线、标高、宽度、压实厚度进行复核,在指挥系统选择的薄弱区域位置进行常规压实质量检测,压实质量连续检测、常规检测均合格才可填筑上一层。
9.根据权利要求1所述的一种基于路基填筑智能指挥系统的作业方法,其特征在于,所述边坡修整作业的步骤包括:路基填筑施工完成后,管理员在指挥系统施工计划模块将作业任务下发给挖掘机作业引导系统,系统根据BIM设计为操作员提供三维空间引导,实现精准施工。
10.一种路基填筑智能指挥系统,其特征在于,包括:路基施工指挥系统、填料作业管理子系统、摊铺平整作业子系统、压路机无人碾压子系统、边坡修整作业子系统和质量验收子系统;所述路基施工指挥系统用于建立BIM模型,结合施组实现模型划分;完成模型属性导入工作;完成机械、车辆、人员信息录入;完成电子档案库数据的建立与报表格式核对;所述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;所述摊铺平整作业子系统包括自动摊铺引导子系统和自动精平控制子系统,以实现填料的摊铺和平整;所述压路机无人碾压作业子系统根据施工要求自动规划路径实现分层填筑自动碾压;所述边坡修整作业包括挖掘机三维引导子系统,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;所述质量验收子系统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。
11.根据权利要求10所述的一种路基填筑智能指挥系统,其特征在于,所述指挥系统根据填料、摊铺平整、无人碾压、边坡修整各工序返回的作业数据,并收集天气、环境影响因素,补充、完善形成路基智能填筑作业大数据库,以指导后续的施工计划制定。