一种梁场智能控制系统

技术领域

本发明涉及梁场智能控制领域，尤其涉及一种梁场智能控制系统。

背景技术

建筑业作为传统的第二产业，具有劳动力密集、生产周期长、信息化落后等显著特征；近年来，随着国家基础设施业务体量不断增大，线性工程的梁场建设规模不断加大，但仍然存在着场地占用大、不符合绿色建造理念、劳动力短缺、焊接、绑扎质量存在问题等缺点，自动化、智能化和标准化程度较低，给梁场生产任务带来阻碍，同时给基础设施建设带来了困境。

经检索，中国专利申请号为CN201910310334.1的专利，公开了一种基于BIM技术的智慧梁场管理系统，涉及梁场管理的技术领域，解决了传达信息的来源不明且传递效率低、不准确，在出现问题时，明确不了相关责任人的问题，其包括：服务器、三维模型数据库、BIM3D应用模块、视频监控模块、主指挥中心客户端、生产管理模块、进度管理模块和分指挥中心客户端；BIM3D应用模块根据施工任务信息、施工任务进度信息更新所述整体可视化沙盘模型。上述专利中的智慧梁场管理系统存在以下不足：虽满足了一定的管理需求，但是其多应用于决策管理方面，不能够很好的适用于梁场的智能化施工，因此还有待改进。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种梁场智能控制系统。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种梁场智能控制系统，包括五个系统框架层、标准化数据接口和知识库；五个系统框架层包括终端采集层、通信层、数据层、应用层、决策监管层；应用层包括五个功能模块、五个智能控制子系统、物资设备管理应用、人员管理应用、资料管理应用；五个功能模块包括钢筋工程模块、模板工程模块、混凝土工程模块、预应力工程模块和起、移梁工程模块，各模块间按照施工工艺流程相互关联；梁场智能控制系统在标准数据接口下，涵盖所有系统框架层、功能模块和知识库；标准化数据接口以数据的标准、模型、类型、接口统一为基础，采用数据共享机制，通过数据感知、数据传输和数据集成构成规范数据源。

优选的：五个智能控制子系统是五个功能模块系统下，形成的各个智能控制子系统；知识库包括材料库、技术库、机械库、安全隐患库、成本库、资料库；终端采集层由视频监控、环境监测、RFID、声光报警器、门禁闸机、二维码、GPS、人脸识别装置、传感器的物联网、移动互联网设备构成，实现对梁场的全方位感知、实时监控、智能数据采集，并将数据传送给通信层；通信层包含采用4G技术、5G技术、蓝牙、ZigBee、LORA技术的一种或多种组合来实现各个系统框架层数据传递、信息交换的通讯装置和通讯设备。

进一步的：数据层包含用于数据交换、数据存储和数据清洗的软硬件设备；决策监管层包含用于生产数据、人员管理数据、成本分析、质量、安全管理数据的展示和分析平台和软件；终端采集层通过通信层和标准化数据接口与数据层形成数据交换；数据层通过标准化数据接口与应用层的功能模块和知识库形成数据交换，应用层与决策监管层数据共享。

进一步优选的：钢筋工程模块包括钢筋原材加工子模块、钢筋场内运输子模块、梁体钢筋定位安装子模块、预埋件安装子模块、钢筋绑扎子模块、钢筋检验批验收子模块，钢筋工程模块接收ERP或PP计划数据，发送任务至对应子模块，子模块完成当前任务，并反馈，钢筋工程模块将数据共享至决策监管层。

作为本发明一种优选的：模板工程模块包括模板清理子模块、模板预埋件安装子模块、模板自动化安装子模块、模板检验批验收子模块、拆模子模块。

作为本发明进一步优选的：混凝土工程模块包括混凝土原材采购子模块、混凝土搅拌子模块、混凝土场站内运输子模块、混凝土浇筑子模块、梁体混凝土养护子模块、混凝土检验批验收子模块。

作为本发明再进一步的方案：预应力工程模块包括预应力筋采购、预应力筋加工子模块、预应力孔道安装子模块、预应力筋定位安装子模块、预应力自动张拉子模块、预应力孔道压浆子模块、封锚子模块；各子模块接收控制终端发送的工作命令，按照指令控制液压执行部分进行实际工作；预应力工程模块在施工现场采用LoRa通信模块与各子模块的设备主机进行实时无线通信；并将反馈的数据共享至决策监管层。

在前述方案的基础上：起、移梁工程模块包括起、移梁设备准备子模块、梁体仓储子模块、梁体搬运子模块、梁体运输子模块、梁体配送子模块、梁体定位架设子模块。

在前述方案的基础上优选的：梁场智能控制系统的控制方法包括如下步骤：

S1：决策者通过决策监管层进行决策；

S2：模块根据决策方案对各个子模块发送任务指令；

S3：各子模块接收控制终端发送的工作命令，按照指令控制执行部分进行实际工作；

S4：终端采集层的物联网、移动互联网设备进行数据采集，并反馈数据给通信层；

S5：通信层的通讯装置和通讯设备通过标准化数据接口输送数据到数据层，进而输送到应用层，知识库同步更新；

S6：应用层与决策监管层进行数据共享。

在前述方案的基础上进一步优选的：将五个智能控制子系统拓展为：包括混凝土智能蒸养温控子系统、智能浇筑子系统、振捣子系统、智能生产线管控与集成子系统、智能压浆子系统、预应力质量智能检测子系统、无人场站物料配送子系统、智能养护子系统。

本发明的有益效果为：

1、本发明的梁场智能控制系统可在梁场施工过程中，运用智能化的管控系统，对梁场的生产、加工、运输、仓储、配送等业务流程实现全过程、全业务流程的智能化管控，最终实现梁场生产的少人化、减人化，提高机械的使用率，提升梁体实体的质量。

2、通过设置应用层和决策管理层，更利于统筹规划，使管理者能够更方便的一体化管理，提高过程管控数据的透明性，提高内业资料的完整性，提高高层监管和决策的准确性。

3、通过设置知识库，能够更全面的呈现梁场工程的有关数据，利于判断和分析，以及宏观的调配，有效解决了信息孤岛的问题，进一步提升了管理便捷性。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本发明提出的一种梁场智能控制系统的框架图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

另外，术语“多个”的含义应为两个以及两个以上。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

实施例1：

一种梁场智能控制系统，如图1所示，包括五个系统框架层、标准化数据接口和知识库。五个系统框架层包括终端采集层、通信层、数据层、应用层、决策监管层。应用层包括五个功能模块、五个智能控制子系统、物资设备管理应用、人员管理应用、资料管理应用等等，用于现场的梁体生产和业务管理的各项应用。五个功能模块包括钢筋工程模块、模板工程模块、混凝土工程模块、预应力工程模块和起、移梁工程模块，各模块间按照施工工艺流程相互关联。梁场智能控制系统在标准数据接口下，涵盖所有系统框架层、功能模块和知识库。标准化数据接口以数据的标准、模型、类型、接口统一为基础，采用数据共享机制，通过数据感知、数据传输和数据集成构成规范数据源，打通梁场管理大系统内数据沟通的途径。

五个智能控制子系统是五个功能模块系统下，形成的各个智能控制子系统。终端采集层由视频监控、环境监测、RFID、声光报警器、门禁闸机、二维码、GPS、人脸识别装置、传感器等物联网、移动互联网设备构成，实现对梁场的全方位感知、实时监控、智能数据采集，并将数据传送给通信层。

通信层包含采用4G技术、5G技术、蓝牙、ZigBee、LoRa技术的一种或多种组合来实现各个系统框架层数据传递、信息交换的通讯装置和通讯设备。

数据层包含用于数据交换、数据存储和数据清洗的软硬件设备。决策监管层包含用于生产数据、人员管理数据、成本分析、质量、安全管理等数据的展示和分析平台和软件，用于辅助高层领导、业主、监管方的监督和决策。终端采集层通过通信层和标准化数据接口与数据层形成数据交换。数据层通过标准化数据接口与应用层的功能模块和知识库形成数据交换，应用层与决策监管层数据共享。

知识库包括材料库、技术库、机械库、安全隐患库、成本库、资料库等等。

钢筋工程模块包括钢筋原材加工子模块、钢筋场内运输子模块、梁体钢筋定位安装子模块、预埋件安装子模块、钢筋绑扎子模块、钢筋检验批验收子模块等等，实现钢筋从原材到安装的自动化、机械化和无人化。钢筋工程模块接收ERP或PP计划数据，发送任务至对应子模块，子模块完成当前任务，并反馈，钢筋工程模块将数据共享至决策监管层。

模板工程模块包括模板清理子模块、模板预埋件安装子模块、模板自动化安装子模块、模板检验批验收子模块、拆模子模块等等，实现从模板打磨清理到拆模的全过程无人化和自动化。

混凝土工程模块包括混凝土原材采购子模块、混凝土搅拌子模块、混凝土场站内运输子模块、混凝土浇筑子模块、梁体混凝土养护子模块、混凝土检验批验收子模块等等，实现混凝土从原材到混凝土养护过程全流程的自动化。

预应力工程模块包括预应力筋采购、预应力筋加工子模块、预应力孔道安装子模块、预应力筋定位安装子模块、预应力自动张拉子模块、预应力孔道压浆子模块、封锚子模块等等，实现预应力筋从采购到张拉完成的所有自动化程序模块。各子模块接收控制终端发送的工作命令，按照指令控制液压执行部分进行实际工作。预应力工程模块在施工现场采用LoRa通信模块与各子模块的设备主机进行实时无线通信。并将反馈的数据共享至决策监管层。

起、移梁工程模块包括起、移梁设备准备子模块、梁体仓储子模块、梁体搬运子模块、梁体运输子模块、梁体配送子模块、梁体定位架设子模块等等，实现梁体的存储到架设的自动化和机械化。

梁场智能控制系统的控制方法包括如下步骤：

S1：决策者通过决策监管层进行决策。

S2：模块根据决策方案对各个子模块发送任务指令。

S3：各子模块接收控制终端发送的工作命令，按照指令控制执行部分进行实际工作。

S4：终端采集层的物联网、移动互联网设备进行数据采集，并反馈数据给通信层。

S5：通信层的通讯装置和通讯设备通过标准化数据接口输送数据到数据层，进而输送到应用层，知识库同步更新。

S6：应用层与决策监管层进行数据共享。

实施例2：

一种梁场智能控制系统，本实施例在实施例1的基础上作出以下改进：将五个智能控制子系统，进一步拓展为：包括但不限于基于5G网络环境的业务交互通讯方式及协议的混凝土智能蒸养温控子系统、智能浇筑子系统、振捣子系统、智能生产线管控与集成子系统、智能压浆子系统、预应力质量智能检测子系统、无人场站物料配送子系统、智能养护子系统。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。