关于物联网技术在油气管道智慧工地建设中的探索

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  摘 要 在物联网信息技术的应用之下,在社会各领域、各行业发展的过程中,更加倾向于智能化、智慧化方向去研究、去发展、去创新,打破了人们的传统观念和固定思维。关于当期智慧工地的构建,其基本框架体系与前者如出一辙,主要就是将更多地人工智慧、传感技术、虚拟现实等高科技技术植入到管道焊接、机械、施工人员穿戴设施以及工程施工场地进出关口等,也就是我们所说的“物联网”。本文重点针对在物联网技术应用环境下,就如何更好地构建智慧工地进行探讨与分析。
  关键词 物联网;油气管道;智慧工地;管道焊接
  随着互联网、物联网、大数据技术的不断发展和迭代,社会各行各业都在发生巨大的变化,打破了以前的传统观念和固定思维。也为油气管道建设管理理念的转变、运行方式的改革奠定了良好的基础,提供了丰富的信息技术资源。油气管道施工建设涉及土建、安装、电气仪表、防腐施工、检测等专业,并且施工现场环境复杂多变,传统的管理运行手段缺乏对现场的有效监控和精细管理。通过利用视频监控、传感器技术、二维码数据、移动智能APP、GPS定位等技术提升油气管道工程建设的管理水平,实现数据的自动采集,解决管理人员对现场监管不到位、信息沟通不畅和数据不真实的问题[1]。
  1 物联网技术
  “物联网”概念的问世,基本上打破了人们传统观念认识下的固定思维方式,就以当前逐渐兴起的智慧城市建设为例,包括像工程建筑物、公路工程、机场等,尤其是在工程建筑建设领域,由于物联网高新科技的应用,使得一些工地工程项目逐步形成一套完备化、数字化的智慧工地网络系统平台。
   “物联网”主要是通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,并严格按照工程项目之前设置、规划好的协议将其中各项要素、物品进行连接,在互联网云计算运用环境下实现最终的信息交换、资源共享、以及数字化通信,包括智能化識别系统、跟踪定位系统、操作管理与视频监控系统,在工作管理人员的视野中,就是一种“实况直播”。
  2 智慧工地构建
  2.1 智慧工地构建的背景
  在石油化工工程建设领域,如何搞好施工现场管理,控制事故发生频率,一直是管理部门和监管部门关注的焦点。但由于制度执行不到位、“低老坏”等原因,很多项目仍然管理上存在漏洞。
  2.2 施工现场的网络环境
  在搭建智慧工地施工环境中,首先需要解决施工现场的网络覆盖问题。针对管道建设施工现场临时性、复杂性和偏远的特点,网络组建需要考虑简单易用,可拆卸可移动的特点,针对上述特点和需求,在输油站内的施工,由于具有固定的网络可以采用固定有限网络加AP组合的方式进行网络搭建。在管道线路施工由于野外不具备固定的有线网络,采用4G路由器加无线AP组合的方式进行网络搭建。
  通过无线AP放大信号的功能实现施工区域的网络覆盖,满足现场塔吊、焊接设备、智能终端、补口设备、视频监控设备、检测设备等接入网络的需要,再通过4G无线路由器或有线网络将现场的重要数据实时回传,达到监控目的。
  2.3 设备机具的信息化改造
  油气管道线路施工中最关键的技术是焊接,通过采集焊接过程中的技术参数并上传存档能够有效管控和提高焊接质量。焊接过程中需要焊机对普通焊机进行改造达到采集数据并上传数据的功能。传感器是完成物联网系统数据采集最直接的系统单元[2],主要是增加电流电压传感器、温度传感器、通讯单元,完成改造后的焊机是典型的物联网终端,有CPU、传感器、无线通信单元组成,传感器采集的关键数据通过CPU处理后,利用无线通信单元将数据回传。回传的数据通过智能终端与焊口、焊工、探伤等进行关联。
  2.4 二维码技术
  智能终端通过二维码技术实现快速扫描和识别,在物资管理、人员管理等领域实现全过程管理[3]。管材二维码在管材出厂时被贴上,并且二维码中封装了管号、管材属性、厂家信息等资料,后续施工时通过扫描该二维码进行数据采集,确保管材数据采集的准确性。
  施工机具的二维码在设备机具进场时被贴上,对机具的报验入场、性能、检定情况进行闭环管理。人员的二维码在人员入场教育时设置好,通过信息化系统建立人员档案,结合门禁系统对人员的培训情况、身体状况、证件情况等进行闭环管理。
  焊口二维码管理,在管材对口之后将产生焊口编号,使用智能终端进行焊口编号登记,连接二维码打印机生成二维码标签。焊口的二维码是焊口唯一的身份标识,与焊口前管号和后管号相关联。还同时可以关联焊接工艺规程、焊接过程技术参数、焊工、环境参数、探伤检测数据等。
  2.5 视频监控功能
  视频监控功能可以加强建筑工地施工现场的安全防护管理,实时监测施工现场安全生产措施的落实情况,对施工操作工作面上的各安全要素等实施有效监控,同时消除施工安全隐患,加强和改善建设工程的安全与质量管理,实现建设工程监管模式的创新。在施工现场重要位置和关键节点上安装视频监控设备,实现远程集中监控,方便施工企业对工地现场远程监控,有效控制施工监管成本。视频监控系统设置一定存储硬盘空间,用于保存视频图像,一旦发生问题可通过图像回放,还原现场实时情况,有利于企业事件发生后的定责及总结经验教训。
  3 结束语
  物联网技术在智慧工地中的应用是建立在高度信息化基础上的一种支持对人和物全面感知、施工技术全面智能、工作互通互联、信息协同共享、决策科学分析、风险智慧预控的新型信息化手段,围绕人、机、料、法、环等关键要素,可大大提升工程质量、施工安全,节约成本,提高施工现场决策能力和管理效率,实现工地的数字化、精细化、智慧化。通过应用实现对工程建设过程的智能感知、数据采集、视频监控等功能,真是准确反映现场情况,是对智能化管线系统的有力支撑。随着信息技术、网络技术、传感器技术的不断发展,物联网在工程建设中的应用必将得到深入发展。
  参考文献
  [1]《中国建筑施工行业信息化发展报告》编委会.建筑施工行业智慧工地应用现状调查与分析——《中国建筑施工行业信息化发展报告(2017) ——智慧工地应用与发展》摘编[J].建筑,2017,(16):32-35.
  [2] 郑纪业.农业物联网应用体系结构有关键技术研究[D].中国农业科学院,2016,44(17):112-113.
  [3] 李旋.基于物联网的移动信息采集系统设计与实现[D].西安:西安电子科技大学,2013
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